DE102014118276A1 - Detektion einer Zündkerzenverschmutzung für ein Zündsystem - Google Patents

Detektion einer Zündkerzenverschmutzung für ein Zündsystem Download PDF

Info

Publication number
DE102014118276A1
DE102014118276A1 DE102014118276.6A DE102014118276A DE102014118276A1 DE 102014118276 A1 DE102014118276 A1 DE 102014118276A1 DE 102014118276 A DE102014118276 A DE 102014118276A DE 102014118276 A1 DE102014118276 A1 DE 102014118276A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spark plug
accumulation
threshold
engine
response
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014118276.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014118276A8 (de
Inventor
Chris Paul Glugla
Garlan J. Huberts
Nelson William Marrow
Qiuping Qu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/535,174 external-priority patent/US9777697B2/en
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of DE102014118276A1 publication Critical patent/DE102014118276A1/de
Publication of DE102014118276A8 publication Critical patent/DE102014118276A8/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • F02P11/06—Indicating unsafe conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/045—Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
    • F02P3/0453—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/227—Limping Home, i.e. taking specific engine control measures at abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228—Warning displays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/10—Measuring dwell or antidwell time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1512—Digital data processing using one central computing unit with particular means concerning an individual cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Verfahren und Systeme zum Bestimmen eines Typs einer Zündkerzenverschmutzung werden vorgesehen. In einem Beispiel kann ein Verfahren ein Differenzieren einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung von einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung auf der Basis eines Stroms an einer Steuerleitung der Zündkerze nach dem Anwenden eines Schließbefehls umfassen. Ferner können eine Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung und/oder Abgaskatalysatorverschlechterung auf der Basis von Schaltfrequenzen eines oder mehrerer Abgassauerstoffsensoren und des Typs einer Zündkerzenverschmutzung bestimmt werden.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US-provisional Patentanmeldung Nr. 61/918,593 mit dem Titel „SPARK PLUG FOULING DETECTION FOR IGNITION SYSTEM“, eingereicht am 19. Dezember 2013, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme für alle Zwecke eingeschlossen wird.
  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zur Detektion und Differenzierung einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Ruß durch eine Verschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven in einem Verbrennungsmotor.
  • Hintergrund/Zusammenfassung
  • Motorzündsysteme können eine Zündkerze zur Abgabe eines elektrischen Stroms an einen Verbrennungsraum eines mit einem Funken gezündeten Motors umfassen, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden und eine Verbrennung zu initiieren. Auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen kann eine Zündkerzenverschmutzung auftreten, wobei eine Zündspitze des Zündkerzenisolators mit einer Fremdsubstanz überzogen wird, wie Kraftstoff, Öl oder Ruß. Sobald die Zündkerze verschmutzt ist, kann sie nicht mehr in der Lage sein, eine adäquate Spannung zu liefern, um eine Zylinderverbrennung für alle Motorzyklen auszulösen, bis die Zündkerze ausreichend gereinigt oder gewechselt wird. Als Beispiel kann die Zündkerze durch ein Abbrennen des angesammelten Rußes von der Zündkerzenspitze gereinigt werden.
  • Eine Zündkerzenverschmutzung und Vorzündung, die durch heiße verschmutze Zündkerzen verursacht wird, ist auch ein signifikantes Problem in Gebieten mit schlechter Kraftstoffqualitätssicherung. Kraftstoffadditive, wie Methylcyclopentadienylmangantricarbonyl (MMT), Blei oder Ferrocen, können elektrisch leitfähige und thermisch isolierende Ablagerungen auf der Zündkerzenkeramik aufbauen. Ein solcher Aufbau kann Fehlzündungen oder eine Vorzündung (PI) verursachen. Aufgrund des potenziellen Schweregrads von Fehlzündungen oder einer PI bei hoher Geschwindigkeit und Last in aufgeladenen (boosted) Motoren können Fahrzeughersteller sehr kurze Zündkerzen-Wechselintervalle empfehlen.
  • Die Erfinder haben hier herausgefunden, dass die Ursache einer Zündkerzenverschmutzung die vorzunehmende Steuerungsaktion bestimmen kann. Beispielsweise kann eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung Zündkerzenwechsel nicht so häufig erfordern wie sie für eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven erforderlich sein können. Ebenso kann eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Ruß weniger zu einer Vorzündung neigen, während eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven zusätzliche Steuerungsaktionen für eine Vorzündungsmilderung (oder -verhinderung) erfordern kann. Ferner kann außerdem das Vorliegen von Kraftstoffadditiven den Abgaskatalysator und die Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorverschlechterung beschleunigen.
  • So können in einem Beispiel die unterschiedlichen Ursachen einer Zündkerzenverschmutzung durch ein Verfahren für einen Motor besser detektiert und differenziert werden, welches umfasst: für jeden Motorzylinder, Differenzieren einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung von einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung auf der Basis eines Anteils von Verbrennungszyklen, über einen oder mehrere gegebene Fahrzeugantriebszyklen mit einer Zündstrom-Schaltzeit, die höher ist als eine Schwellendauer. Auf diese Weise kann eine Zündkerzenverschmutzung durch Kraftstoffadditive besser behandelt werden.
  • Als Beispiel kann ein Motorzündsystem eine Zündkerze, die mit jedem Motorzylinder gekoppelt ist, eine Zündspule zum Initiieren der Zündung an der Zündspule und eine Steuerleitung zum Einstellen eines Steuerstroms der Zündspule umfassen. Eine Motorsteuereinheit kann einen Schließbefehl an die Steuerleitung zum Initiieren eines Schließens der Zündspule ausgeben. Als Reaktion auf den Schließbefehl kann ein Strom der Steuerleitung steigen. Die Steuereinheit kann dann eine Dauer überwachen, die seit dem Schließbefehl verstrichen ist, bis der Steuerleitungstrom unter einen vorherbestimmten Wert fällt, was hier auch als Schaltzeit bezeichnet wird. Die erwartete Schaltzeit kann auf dem Schließbefehl basieren. Falls die tatsächliche Schaltzeit während eines gegebenen Antriebszyklus (z.B. ein Teil von Verbrennungs- oder Motorzyklen länger ist als die erwartete Zeit für eine Schwellenanzahl von Verbrennungszyklen), kann eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven vermutet werden. Demgemäß kann ein Diagnosecode, der einen Zündkerzenwechsel anzeigt, eingestellt werden, und verschiedene Abschwächungsaktionen können vorgenommen werden, um eine durch eine Zündkerzenverschmutzung induzierte Vorzündung zu verhindern.
  • Falls alternativ dazu der Anteil von Motorzyklen, für welche die Schaltzeit über einer Schwellendauer liegt, nicht größer ist als ein Schwellenprozentsatz, können die Zündkerzen aufgrund einer Rußansammlung verschmutzt sein. Demgemäß kann ein Diagnosecode zur Reinigung der Zündkerze eingestellt werden, und, um den Ruß von der Zündkerze abzubrennen, kann eine Motordrehzahl-Last erhöht werden und/oder kann die Funkenzeiteinstellung vorgestellt werden, um so für eine Dauer eine Temperatur der Spitze der Zündkerze über eine Schwellentemperatur zu erhöhen. Falls nach der die Schaltzeit Erhöhung der Temperatur der Spitze über der erwarteten Schaltzeit bleibt, kann eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung bestimmt werden.
  • Auf diese Weise kann, indem eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven identifiziert wird und diese von einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung differenziert wird, eine durch eine Zündkerzenverschmutzung induzierte Vorzündung reduziert und rechtzeitig abgeschwächt werden. Zusätzlich können eine Abgaskatalysator- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorverschlechterung rechtzeitig identifiziert und behandelt werden. Durch das Abgeben von Empfehlungen für einen Zündkerzenwechsel auf der Basis eines Nachweises einer Fehlfunktion oder einer Verschlechterung, anstatt einer vorherbestimmten Zeitperiode oder Dauer einer Fahrzeugnutzung, können Empfehlungen für einen Zündkerzenwechsel nicht zu früh abgegeben werden, wodurch die gesamten Fahrzeugbetriebskosten für den Fahrer gesenkt werden. Durch die Diagnose eines gesunden Zustands von Zündkerzen wird die Lebensdauer des Motors verlängert.
  • Es ist klar, dass die obige Zusammenfassung vorgesehen ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche definiert wird, die der detaillierten Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, welche beliebige Nachteile lösen, die oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angegeben werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Motors.
  • 2 zeigt ein Diagramm eines Zündsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung einer Zündkerzenverschmutzung und Vorzündung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 4 zeigt Wellenformen des Betriebs des Zündsystems, als Reaktion auf einen Schließbefehl unter verschiedenen Bedingungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Differenzierung einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung von einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung einer Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung auf der Basis einer Schaltfrequenz des Abgassauerstoffsensors relativ zu einer Schwelle.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung einer Abgaskatalysatorverschlechterung auf der Basis eines Schaltfrequenzverhältnisses zwischen einem ersten Abgassauerstoffsensor stromaufwärts vom Abgaskatalysator und einem zweiten Abgassauerstoffsensor stromabwärts vom Abgaskatalysator.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zur Bestimmung eines Typs einer Verschmutzung einer oder mehrerer Zündkerzen in einem Motorsystem, wie dem Motorsystem von 1. Eine Zündspule, die mit der Zündkerze gekoppelt ist, kann eine Steuerleitung umfassen, wie in 2 gezeigt. Beim Anwenden eines Schließbefehls auf die Steuerleitung, um das Schließen der Zündspule zu starten, kann eine Schaltzeit ab dem Beginn des Steuerbefehls bis zu einem Schaltpunkt bestimmt werden, wo ein Strom der Steuerleitung unter einen vorherbestimmten Wert fällt. 3 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung einer Zündkerzenverschmutzung auf der Basis der Schaltzeit relativ zu einer Schwelle. Beispielhafte Steuerströme für unterschiedliche Grade einer Zündkerzenverschmutzung sind in 4 gezeigt. In einigen Beispielen kann eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer von einer Ruß- und Kraftstoffadditivansammlung eine Erhöhung der Schaltzeit über eine erwartete Schaltzeit bewirken (z.B. für einen Anteil von Verbrennungszyklen über einen Fahrzeugantriebszyklus). Als solche können bei der Bestimmung eines Typs einer Zündkerzenverschmutzung auf der Basis des Anteils von Motorzyklen über einen gegebenen Antriebszyklus mit einer höheren Schaltzeit als einer Schwellendauer Abschwächungshandlungen vorgenommen werden, um zu bestimmen, ob die Verschmutzung auf eine Ruß- oder Kraftstoffadditivansammlung zurückzuführen ist, wie in 5 gezeigt. Falls die Zündkerzenverschmutzung auf Kraftstoffadditive zurückzuführen ist, können sich auch eine Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung und/oder Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund von Kraftstoffadditiven ergeben.
  • 6 bis 7 präsentieren Verfahren zur Bestimmung einer Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung und Abgaskatalysatorverschlechterung auf der Basis von Schaltfrequenzen eines oder mehrerer Abgassauerstoffsensoren relativ zu eingestellten Schwellen, wobei die Schwellen auf der Basis des Vorliegens einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven eingestellt werden.
  • 1 zeigt ein Motorsystem 100 für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann ein Straßenfahrzeug mit Antriebsrädern sein, die mit einer Straßenoberfläche in Kontakt stehen. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 10 auf, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst. 1 beschreibt detailliert einen solchen Zylinder oder einen solchen Verbrennungsraum. Die verschiedenen Komponenten des Motors 10 können von einer elektronischen Motorsteuereinheit 12 gesteuert werden. Der Motor 10 umfasst einen Verbrennungsraum 30 und Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36, der darin positioniert ist und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Der Verbrennungsraum 30 ist gezeigt, wie er mit einem Ansaugkrümmer 144 und Auspuffkrümmer 148 über ein jeweiliges Einlassventil 152 und Auslassventil 154 kommuniziert. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Alternativ dazu kann eines oder können mehrere der Einlass- und Auslassventile von einer elektromechanisch gesteuerten Ventilspulen- und Armaturenanordnung betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann von einem Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann von einem Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
  • Ein Kraftstoffinjektor 66 ist gezeigt, der positioniert ist, um Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einzuspritzen, was Fachleuten als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in ein Einlassrohr eingespritzt werden, was Fachleuten als Saugrohr-Einspritzung bekannt ist. Der Kraftstoffinjektor 66 liefert flüssigen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW von der Steuereinheit 12. Kraftstoff wird an den Kraftstoffinjektor 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) abgegeben, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler umfasst. Dem Kraftstoffinjektor 66 wird Betriebsstrom vom Treiber 68 zugeführt, der auf die Steuereinheit 12 anspricht. Zusätzlich ist ein Ansaugkrümmer 144 gezeigt, der mit einer optionalen elektronischen Drosselkappe 62 kommuniziert, die eine Position einer Drosselplatte 64 einstellt, um einen Luftstrom zum Motorzylinder 30 zu steuern. Dies kann eine Steuerung des Luftstroms von Ladeluft aus einer Einlassladekammer 146 umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Drosselklappe 62 weggelassen werden, und der Luftstrom zum Motor kann über eine einzelne Lufteinlasssystem-Drosselklappe (AIS-Drosselklappe) 82 gesteuert werden, die mit der Einlasspassage 42 gekoppelt und stromaufwärts von der Ladekammer 146 angeordnet ist.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Motor 10 ausgelegt, eine Abgasrückführung oder AGR (EGR) vorzusehen. Wenn die AGR beinhaltet ist, ist sie über einen AGR-Durchlass 135 und ein AGR-Ventil 138 zum Motorlufteinlasssystem an einer Position stromabwärts von der Lufteinlasssystem(AIS)-Drosselklappe 82 von einem Ort im Abgassystem stromabwärts von einer Turbine 164 vorgesehen. Die AGR kann vom Abgassystem zum Lufteinlasssystem gezogen werden, wenn ein Druckunterschied besteht, um die Strömung zu treiben. Ein Druckunterschied kann durch das teilweise Schließen der AIS-Drosselklappe 82 erzeugt werden. Die Drosselplatte 84 steuert den Druck am Einlass in einen Verdichter 162. Das AIS kann elektrisch gesteuert werden und seine Position kann auf der Basis eines optionalen Positionssensors 88 eingestellt werden.
  • Der Verdichter 162 zieht Luft aus einem Lufteinlassdurchlass 42, um die Ladekammer 146 zu versorgen. In einigen Beispielen kann der Lufteinlassdurchlass 42 einen Luftkasten (nicht gezeigt) mit einem Filter umfassen. Abgase drehen eine Turbine 164, die mit dem Verdichter 162 über eine Welle 161 gekoppelt ist. Ein vakuumbetriebener Ladedruckregelventilbetätiger 72 ermöglicht, dass Abgase an der Turbine 164 vorbeigeführt werden, so dass ein Ladedruck unter variierenden Betriebsbedingungen gesteuert werden kann. In alternativen Ausführungsformen kann der Ladedruckregelventilbetätiger durch Druck oder elektrisch betätigt werden. Ein Ladedruckregelventil 72 kann als Reaktion auf eine erhöhte Ladeanforderung geschlossen werden (oder eine Öffnung des Ladedruckregelventils kann verkleinert werden), wie während des Drückens des Gaspedals durch einen Fahrer. Durch das Schließen des Ladedruckregelventils kann der Abgasdruck stromaufwärts von der Turbine erhöht werden, wodurch die Turbinendrehzahl und die Spitzenausgangsleistungs erhöht werden. Dies ermöglicht, dass der Ladedruck erhöht wird. Zusätzlich kann das Ladedruckregelventil zur geschlossenen Position bewegt werden, um den gewünschten Ladedruck aufrechtzuerhalten, wenn das Verdichterrückführventil teilweise offen ist. In einem weiteren Beispiel kann das Ladedruckregelventil 72 als Reaktion auf eine verringerte Ladeanforderung geöffnet werden (oder eine Öffnung des Ladedruckregelventils kann vergrößert werden), wie während eines Loslassens des Gaspedals durch einen Fahrer. Durch die Öffnung des Ladedruckregelventils kann der Abgasdruck reduziert werden, wodurch die Turbinendrehzahl und die Turbinenleistung reduziert werden. Dies ermöglicht, dass der Ladedruck gesenkt wird.
  • Das Verdichterrückführventil 158 (CRV) kann in einem Verdichterrückführweg 159 rund um den Verdichter 162 vorgesehen sein, so dass sich Luft vom Verdichterauslass zum Verdichtereinlass bewegen kann, um so einen Druck zu reduzieren, der sich am Verdichter 162 entwickeln kann. Ein Ladeluftkühler 157 kann im Durchlass 146 stromabwärts vom Verdichter 162 zum Kühlen der an den Motoreinlass gelieferten Ladeluftladung positioniert sein. Im dargestellten Beispiel ist der Verdichterrückführweg 159 ausgelegt, gekühlte komprimierte Luft von stromabwärts vom Ladeluftkühler 157 zum Verdichtereinlass rückzuführen. In alternativen Beispielen kann der Verdichterrückführweg 159 ausgelegt sein, komprimierte Luft von stromabwärts vom Verdichter und stromaufwärts vom Ladeluftkühler 157 zum Verdichtereinlass rückzuführen. Das CRV 158 kann über ein elektrisches Signal von der Steuereinheit 12 geöffnet und geschlossen werden. Das CRV 158 kann als Dreizustands-Ventil mit einer halboffenen Standard-Position ausgelegt sein, aus der es in eine vollständig geöffnete Position oder eine vollständig geschlossene Position bewegt werden kann.
  • Ein verteilerloses Zündsystem 90 liefert einen Zündfunken an den Verbrennungsraum 30 über eine Zündkerze 92, als Reaktion auf die Steuereinheit 12. Das Zündsystem 90 kann ein Induktionsspulen-Zündsystem umfassen, in dem ein Zündspulentransformator mit jeder Zündkerze des Motors verbunden ist. Ein Beispiel eines Zündsystems, das in dem Motor von 1 verwendet werden kann, wird mit Bezugnahme auf 2 nachstehend detaillierter beschrieben.
  • Ein erster Abgassauerstoffsensor 126 ist gezeigt, der mit dem Auslassverteiler 148 stromaufwärts vom Katalysator 70 gekoppelt ist. Ein zweiter Abgassauerstoffsensor 186 ist gezeigt, der im Auslass stromabwärts vom Katalysator 70 gekoppelt ist. Der erste Abgassauerstoffsensor 126 und der zweite Abgassauerstoffsensor 186 können ein beliebiger von einem Universal-Abgassauerstoff(UEGO)-Sensor, erhitzten Abgassauerstoffsensor (HEGO) oder Zweizustands-Abgassauerstoffsensor (EGO) sein. Der UEGO kann ein linearer Sensor sein, bei dem der Ausgang ein linearer Pumpstrom proportional zu einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
  • Der Katalysator 70 umfasst einen Abgaskatalysator. Beispielsweise kann der Katalysator 70 mehrere Katalysatorziegel umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissonssteuervorrichtungen, jeweils mit mehreren Ziegeln, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Katalysator vom Dreiweg-Typ sein. Obwohl das dargestellte Beispiel den ersten Abgassauerstoffsensor 126 stromaufwärts von der Turbine 164 zeigt, ist es klar, dass in alternativen Ausführungsformen der erste Abgassauerstoffsensor 126 im Auslassverteiler stromabwärts von der Turbine 164 und stromaufwärts vom Katalysator 70 positioniert sein kann. Ferner kann der erste Abgassauerstoffsensor 126 hier als Vor-Katalysator-Sauerstoffsensor bezeichnet werden, und der zweite Abgassauerstoffsensor 186 kann hier als Nach-Katalysator-Sauerstoffsensor bezeichnet werden. Der erste und zweite Sauerstoffsensor können eine Anzeige des Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses abgeben. Beispielsweise kann der zweite Abgassauerstoffsensor 186 zur Katalysatorüberwachung verwendet werden, wohingegen der erste Abgassauerstoffsensor 126 zur Motorsteuerung verwendet werden kann. Ferner können sowohl der erste Abgassauerstoffsensor 126 als auch der zweite Abgassauerstoffsensor 186 mit einer Schaltfrequenz oder Ansprechzeit arbeiten, in welcher der Sensor zwischen einer mageren und fetten Luft-Kraftstoff-Steuerung umschaltet (z.B. von mager auf fett oder von fett auf mager schaltet). In einem Beispiel kann eine Abgassauerstoffsensor-Verschlechterungsrate auf der Schaltfrequenz des Sensors basieren, wobei die Verschlechterungsrate für eine abnehmende Schaltfrequenz steigt. In einem anderen Beispiel kann die Abgassauerstoffsensor-Verschlechterungsrate auf einer Ansprechzeit des Abgassauerstoffsensors basieren, wobei die Verschlechterungsrate für eine abnehmende Ansprechzeit steigt. Falls der Sensor beispielsweise ein linearer Sensor (wie ein UEGO) ist, kann die Sensorverschlechterungsrate auf der Ansprechzeit des Sensors basieren. Falls alternativ dazu der Sensor kein linearer Sensor (wie ein HEGO) ist, kann die Sensorverschlechterungsrate auf der Schaltfrequenz des Sensors basieren. Für Zwecke der Beschreibung der nachfolgenden Verfahren können die Schaltfrequenz und die Ansprechzeit austauschbar bei der Ableitung einer Zündkerzenverschmutzung verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann die Analyse der Schaltfrequenz gegenüber der Ansprechzeit jedoch darauf basieren, ob der Abgassauerstoffsensor jeweils nicht-linear oder linear ist.
  • Die Steuereinheit 12 ist in 1 als Mikrosteuereinheit gezeigt, welche umfasst: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs/Ausgangs-Ports 104, einen Nur-Lese-Speicher 106, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff 108, einen Erhaltungsspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuereinheit 12 wird gezeigt, wie sie verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren, zusätzlich zu den vorstehend diskutierten Signalen, empfängt, umfassend: Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 112, der mit einer Kühlmanschette 114 gekoppelt ist; einen Positionssensor 134, der mit einem Gaspedal 130 gekoppelt ist, zum Abfühlen einer Gaspedalposition (PP), die mit einem Fuß 132 eines Fahrers des Fahrzeugs eingestellt wird; einen Klopfsensor zum Bestimmen einer Zündung von Endgasen (nicht gezeigt); eine Messung eines Motorverteilerdrucks (MAP) vom Drucksensor 121, der mit dem Einlassverteiler 144 gekoppelt ist; eine Messung des Ladedrucks vom Drucksensor 122, der mit der Ladekammer 146 gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Sensor 118, der eine Position der Kurbelwelle 40 abfühlt; eine Messung einer in den Motor eintretenden Luftmasse vom Sensor 120 (z.B. einen Heizdraht-Luftmassenmesser); und eine Messung der Drosselklappenposition vom Sensor 58. Auch der Barometerdruck kann zur Verarbeitung durch die Steuereinheit 12 abgetastet werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 eine vorherbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, woraus die Motordrehzahl (UpM, RPM) bestimmt werden kann.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Motor mit einem Elektromotor/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine parallele Auslegung, serielle Auslegung oder eine Variation oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Während des Betriebs wird jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einem Vier-Hub-Zyklus unterzogen: der Zyklus umfasst den Einlasshub, den Kompressionshub, den Expansionshub und den Auslasshub. Während des Einlasshubs schließt sich allgemein das Auslassventil 154 und öffnet sich das Einlassventil 152. Luft wird in den Verbrennungsraum 30 über den Ansaugkrümmer 144 eingebracht, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen innerhalb des Verbrennungsraums 30 zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36 nahe beim Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (z.B. wenn der Verbrennungsraum 30 sein größtes Volumen hat), wird typischerweise von Fachleuten als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet. Während des Kompressionshubs sind das Einlassventil 152 und das Auslassventil 154 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um so die Luft innerhalb des Verbrennungsraums 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Hubs und am nächsten beim Zylinderkopf befindet (z.B. wenn der Verbrennungsraum 30 sein kleinstes Volumen hat), wird typischerweise von Fachleuten als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet. In einem Prozess, der hier im Nachstehenden als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in den Verbrennungsraum eingebracht. In einem Prozess, der hier im Nachstehenden als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel wie eine Zündkerze 92 gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Expansionshubs schieben die expandierenden Gase den Kolben 36 zurück an den BDC. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich während des Auslasshubs das Auslassventil 154, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Auslassverteiler 148 abzugeben, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es ist zu beachten, dass das Obige nur als Beispiel beschrieben ist, und dass die Einlass- und Auslassventil-Öffnungs- und/oder -Schließzeiten variieren können, um so eine positive oder negative Ventilüberlappung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele vorzusehen.
  • 2 zeigt ein beispielhaftes Zündsystem 200, das im Motor 100 von 1 beinhaltet sein kann. Das Zündsystem 200 umfasst eine Zündschaltung zum Laden einer Induktionszündspule 202 eines Transformators, um eine Zündkerze 204 zu zünden, und die Zündkerzenverschmutzungs- und Vorzündungs-Detektionskomponenten umfassen Widerstände 205 (R1) und 207 (R2), eine Diode D2 und ein Schließqualifikations/ Detektionsmodul 206 zum Evaluieren eines Spannungsund/oder Stromausgangs aus dem Zündsystem, um einen Grad einer Zündkerzenverschmutzung zu bestimmen. Die Zündschaltung umfasst eine Zündkerze 204, die mit einem Hochspannungsanschluss einer Sekundärwindung 208 der Zündspule 202 verbunden ist. Der Niederspannungsanschluss der Sekundärwindung 208 ist mit einer Spannungsquelle 210 (z.B. einer Spannung einer Fahrzeugbatterie) über eine Vorwärts-Diode 212 (D1) verbunden, die parallel mit den beiden Widerständen 205 (R1) und 207 (R2) verbunden ist. Zu Beginn des Schließens der Zündspule kann die Sekundärwindung 208 der Zündspule einen ungefähr 1000 V Spitzenwert generieren, der als Vorwärts-Spannung oder Vff bezeichnet wird. Vff klingt über die Dauer des Schließens langsam ab. Die Größe des Spitzenwerts von Vff und die Abklingrate sind von den Charakteristiken der Spule und der Größe der Batteriespannung abhängig, die an die Primärwindung 209 der Spule während des Schließens angelegt wird. Die gesamte Vff wird zwischen der Zündkerze 204 und dem Niederspannungsende der Sekundärwindung 208 verteilt, wie durch die Impedanz gegenüber Masse an der Zündkerze (z.B. die Verschmutzungsimpedanz auf der Basis des Grads der Zündkerzenverschmutzung) und die Impedanz zur Spannungsquelle 210 an der Vorwärts-Diode 212 bestimmt. Die Vorwärts-Diode 212 wird in Zündspulen üblicherweise verwendet, um einen Volumenstromfluss (z.B.Bogenbildung) an der Zündkerze 204 zu Beginn des Schließens zu verhindern. Die Impedanz an der Diode wird von den beiden Widerständen, 205 (R1) und 207 (R2), bestimmt, die in Serie miteinander und parallel an der Diode 212 platziert sind. Durch das Auswählen von Werten für die Widerstände kann der Signalausgang „abgestimmt“ werden, um bei einem ausgewählten Grad einer Kerzenverschmutzung effektiv zu sein, um den Motor gegen Fehlzündungen zu schützen, die durch eine Kerzenverschmutzung verursacht werden, und um das Auftreten einer Vorzündung zuverlässig zu detektieren. Beispielsweise machen niedrigere Werte von Widerständen die Detektion weniger empfindlich (z.B. ermöglichen, dass relativ höhere Grade einer Verschmutzung abgetastet werden), wohingegen höhere Werte die Detektion empfindlicher machen (z.B. ermöglichen, dass relativ niedrigere Grade einer Verschmutzung abgetastet werden). Das Schließqualifikations- und Zündkerzenverschmutzung/Vorzündungsmodul 206 ist mit der Zündschaltung durch einen Eingangsabgriff verbunden, der zwischen den Widerständen 205 (R1) und 207 (R2) angeschlossen ist, um den Grad einer Kerzenverschmutzung auf der Basis einer Abklingrate der Spannung am Ort des Eingangsabgriffs zu bestimmen, wie nachstehend detaillierter beschrieben wird. Ein Steuersignal kann über eine Steuerleitung 214 bereitgestellt und verwendet werden, um das Schließen der Zündspule 202 der Zündschaltung zu starten. Beispielsweise kann das Steuersignal durch ein Antriebsstrang-Steuermodul (PCM) 215 bereitgestellt werden. Zu Beginn des Schließens sind beide Stromsenken 216 und 218 am Steuersignal EIN (z.B. ist der Schalter 220 geschlossen). Das Schließsignal-Qualifikationsmodul 222 empfängt das Steuersignal und detektiert die Beginnflanke des Schließens. An der Beginnflanke des Schließens wird das Steuersignal zu einer kontaktlosen Schaltvorrichtung weitergeleitet, wie einem Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode (IGBT) 223, der den Stromfluss zu den Primärwindungen 209 der Zündspule 202 herstellt und unterbricht. Das Schließsignal-Qualifikationsmodul und die kontaktlose Vorrichtung können einen intelligenten Treiber für die Schließsteuerung der Zündspulen bilden, einschließlich interpretativer Logik, um die Schließbefehle, die zur Steuerung der Zündspulen vorgesehen werden, zu decodieren oder auf andere Weise zu interpretieren,
  • Das Schließsignal-Qualifikationsmodul 222 kann auch einen Leerperiodengenerator 224 anweisen, eine Leerperiode (z.B. mit einer Dauer von 500 µs) zu generieren, die den Schalter 220 geschlossen hält, um irgendein Schwingen zu vermeiden, das an der Vorwärts-Spannung zu Beginn des Schließens vorliegt. Demgemäß kann der Leerperiodengenerator eine logische 1 für ein spezifiziertes Zeitintervall während des Beginns des Schließens ausgeben. Der Ausgang des Leerperiodengenerators 224 wird als Eingang an ein logisches ODER-Gate 226 geliefert, das den Schalter 220 steuert. Insbesondere kann das logische ODER-Gate 226 den Schalter 220 so steuern, dass er geschlossen bleibt, wenn der Ausgang des ODER-Gates 226 eine logische 1 ist (z.B. wenn ein beliebiger der Eingänge in das ODER-Gate 226 eine logische 1 ist).
  • Der oben beschriebene Eingangsabgriff ist am Knoten zwischen den beiden Abtastwiderständen 205 (R1) und 207 (R2) und an der Kathode der Klemmdiode D2 angeschlossen, welche die Eingangsspannung nicht niedriger hält als eine Dioden-Vorwärts-Spannung unterhalb Massepotenzial, und dies sieht eine Abtastspannung (Vsense) für einen Komparator 228 vor, um die Abtastspannung mit einer Referenzspannung bei 230 zu vergleichen (z.B. eine Spannung, die ratiometrisch zwischen einer Batteriespannung und Masse eingestellt ist). Die Abtastspannung ist invers zur Spannung, die am Hochspannungsanschluss der Sekundärwindungen 208 auftritt, und ihre Größe ist auf das Verhältnis zwischen den Widerständen 205 (R1) und 207 (R2) und der Nebenschlussimpedanz (z.B. dem Verschmutzungsgrad) der Zündkerze 204 bezogen. Der Komparator 228 kann ausgelegt sein, eine logische 1 auszugeben, während die Abtastspannung niedriger ist als die Referenzspannung bei 230, und eine logische 0, während die Abtastspannung höher ist als die Referenzspannung.
  • Da das logische ODER-Gate 226 ausgelegt ist, den Schalter 220 im geschlossenen Zustand zu halten, wenn der Ausgang des Gates 226 eine logische 1 ist, bleibt der Schalter 220 während der Leerperiode geschlossen. Nach der Leerperiode wird der Schalter 220 vom Ausgang des Spannungskomparators 228 und vom Zustand eines D-Flip-Flops 232 gesteuert. Das D-Flip-Flop 232 speichert und/oder gibt den Ausgang des Komparators 228 am Ende jedes Schließens aus (z.B. an der abfallenden Flanke eines Taktsignals, das vom Schließsignal-Qualifikationsmodul 222 empfangen wird), und gibt den gespeicherten Wert zu anderen Zeiten aus (z.B. in einem stationären Zustand oder an der Anstiegsflanke des Taktsignals). Falls das D-Flip-Flop 232 eine logische 0 speichert, wird der Schalter 220 vom Spannungskomparator 228 gesteuert.
  • Da die Vorwärts-Spannung während des gesamten Schließens abklingt, steigt an irgendeinem Punkt bei moderaten Graden einer Verschmutzung an der Zündkerze die Abtastspannung über den Schwellenpegel (z.B. über die Referenzspannung). An diesem Punkt wird die Stromsenke 218 ausgeschaltet (z.B. wird der Schalter 220 geöffnet). Diese Änderung des Stromsenkenpegels wird von einer Fahrer-Integrationsschaltung (IC) im PCM 215 detektiert, und die Länge des Zeitintervalls vom Beginn des Schließens zum Schaltpunkt (z.B. eine Abklingzeit) wird als Grad einer an der Zündkerze vorliegenden Verschmutzung interpretiert. Diese Information wird zum Mikroprozessor im PCM 215 kommuniziert. Falls der Mikroprozessor bestimmt, dass der Grad der Verschmutzung zu groß ist (z.B. beim Vergleichen des detektierten Grads der Verschmutzung mit einer Verschmutzungsschwelle oder einer Abklingzeit mit einer Abklingschwelle), kann der Mikroprozessor den Fahrer warnen, dass die Zündkerzen auszutauschen sind. Beispielsweise kann der Mikroprozessor eine visuelle, Audio- und/oder einen anderen Typ einer Anzeige für den Fahrer vorsehen, die einen Austausch der Zündkerzen empfiehlt.
  • Das D-Flip-Flop 232 kann gesteuert werden, um den Zustand des Komparators an der abfallenden Flanke des Schließens zu speichern. Falls eine Vorzündung auftritt, bewirkt ein solcher Zustand, dass der Komparatorausgang gleich einer logischen 1 am Ende des Schließens ist (z.B. wie Vsense<Vreference). Diese logische 1 wird am Ende des Schließens erfasst und bewirkt, dass der Schalter 220 während der gesamten Dauer nach der Schließperiode geschlossen bleibt. Während dieser Schließperiode kann der Mikroprozessor den geschlossenen Schalterzustand so interpretieren, dass er einem Auftreten einer Vorzündung (PI) beim vorhergehenden Verbrennungsereignis entspricht, und eine Anzeige ausgeben, die Zündkerzen auszutauschen.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zum Steuern einer Zündspule und Detektieren einer Zündkerzenverschmutzung und/oder Vorzündung im Zusammenwirken mit der Auslegung von 2, und daher der Generierung eines Funkens in einem Motor, wie dem Motor von 1. Beispielsweise kann das Verfahren 300 von der Steuereinheit 12 von 1 und/oder dem PCM 215 von 2 vorgenommen werden und Messungen und/oder Ausgänge verwenden, die von den Integrationsschaltungen von 2 bereitgestellt werden.
  • Bei 302 umfasst das Verfahren 300 das Ausgeben eines Schließbefehls, um eine Zündspule, wie die Zündspule 202 von 2, zu steuern. Beispielsweise kann der Schließbefehl ein Impuls mit einer definierten Länge sein (z.B. ein Impuls, der für eine Dauer angelegt wird, die länger ist als eine Schwelle). Während des angewiesenen Schließens wird Strom durch die Primärwindungen der Zündspule geführt, um ein Magnetfeld zu generieren. Als Reaktion auf die Detektion des Schließbefehls an einem Modul, wie dem Schließsignal-Qualifikationsmodul 222 von 2, kann eine Leerperiode generiert werden, während welcher ein Schalter geschlossen ist, um eine Stromsenke in einem „EIN“-Zustand zu halten oder einzustellen, wie bei 304 angegeben.
  • Nachdem die Leerperiode bei 306 endet, wird eine Spannung an einem abgetasteten Ort in der Zündschaltung (z.B. Vsense von 2), die eine Größe in Bezug auf den Verschmutzungsgrad der Zündkerze aufweist, bei 308 mit einer Referenzspannung verglichen. Wie bei 310 angezeigt, geht das Verfahren 300, falls Vsense niedriger ist als die Referenzspannung (z.B. „NEIN“ bei 310), zu 312 weiter, um einen Schalter zu schließen oder geschlossen zu halten, und dann zu 314, um zu bestimmen, ob die abfallende Flanke des Schließbefehlsignals detektiert wird. Die abfallende Flanke des Schließbefehls kann eine Beendigung des Impulses umfassen, um eine Unterbrechung und/oder Beendigung eines Stromflusses durch die Primärwindungen der Zündspule auszulösen. Die Unterbrechung des Stromflusses durch die Primärwindungen verursacht einen Hochspannungsimpuls an den jeweiligen Sekundärwindungen der Zündspule (z.B. um die Zündkerze zu „zünden“ und einen Funken zum Initiieren der Verbrennung in einem Zylinder des Motors zu generieren). Falls eine abfallende Flanke nicht detektiert wird (z.B. „NEIN“ bei 314), kehrt das Verfahren 300 zu 308 zurück, um die Überwachung von Vsense fortzusetzen. Falls im Gegensatz dazu die abfallende Flanke des Schließbefehls detektiert wird (z.B. „JA“ bei 314), wird ein D-Flip-Flop (z.B. D-Flip-Flop 232 von 2) ausgelöst, um den Ausgang des Vergleichs von Vsense mit der Referenzspannung zu speichern, wie bei 316 angegeben. Ein Zustand, in dem Vsense niedriger ist als die Referenzspannung an der abfallenden Flanke des Schließens, zeigt ein Vorzündungsereignis an. Da das Vorzündungsereignis verhindert, dass der Schalter geöffnet wird, um die Stromsenke während des folgenden Schließ- oder Verbrennungszyklus auszuschalten, kann bei 318 bestimmt werden, dass eine Schaltzeit vom Beginn des Schließens bis zum Schaltpunkt ungefähr gleich der gesamten Schließzeit ist. Diese Schaltzeit kann ein Vorzündungsereignis während des vorhergehenden Verbrennungszyklus anzeigen. Diese Schaltzeit kann auch den Grad der Verschmutzung der Zündkerze anzeigen. Beispielsweise kann die Schaltzeit eine durch eine Zündkerzenverschmutzung induzierte Vorzündung anzeigen.
  • Dann zeigt das Verfahren 300 eine Zündkerzenverschmutzung auf der Basis der Zündstrom-Schaltzeit an, die bei 318 bestimmt wird. Das Verfahren wird bei 320 in 5 erweitert, wo eine Anzahl von Verbrennungszyklen mit einer längeren Schaltzeit als einer Schwelle verfolgt (z.B. gezählt) wird. Wenn ein Anteil dieser Anzahl gegenüber einer Gesamtanzahl von Verbrennungszyklen in einem gegebenen Fahrzeugantriebszyklus größer ist als ein Schwellenprozentsatz, kann eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven angezeigt werden. Falls beispielsweise der Strom an der Steuerleitung unter einen vorherbestimmten Wert fällt, nachdem eine Schwellenzeitperiode verstrichen ist, nachdem der Schließbefehl geliefert wird, kann bestimmt werden, dass die Abklingzeit (z.B. Schaltzeit) länger als die Schwelle ist. Falls im Gegensatz dazu der Strom an der Steuerleitung unter einen vorherbestimmten Wert fällt, bevor eine Schwellenzeitperiode verstrichen ist, nachdem der Schließbefehl geliefert wird, kann bestimmt werden, dass die Abklingzeit niedriger ist als die Schwelle. Zurückkehrend zu 310, wo die abgetastete Spannung mit einer Referenzspannung verglichen wird, geht das Verfahren 300, falls Vsense größer ist als die Referenzspannung (z.B. „JA“ bei 310), zu 324 weiter, um zu bestimmen, ob das D-Flip-Flop eine logische 0 ausgibt. Falls nicht, ist der Ausgang des D-Flip-Flops eine logische 1, was anzeigt, dass ein Vorzündungsereignis im vorhergehenden Verbrennungszyklus aufgetreten ist, wie vorstehend in Bezug auf 316 und 318 diskutiert. So geht das Verfahren zu 312 weiter, um den geschlossenen Schalter und den „EIN“-Zustand der Stromsenke zu halten. Falls das D-Flip-Flop bei 324 eine logische 0 ausgibt (z.B. „JA“ bei 324), geht das Verfahren 300 zu 326 weiter, um den Schalter zu öffnen und die Stromsenke auszuschalten. Durch das Ausschalten der Stromsenke kann der Mikroprozessor einen Abfall im gemessenen Strom an der Steuerleitung der Schaltung detektieren (z.B. durch das Empfangen einer Messung von einem Stromsensor, der mit der Steuerleitung gekoppelt ist), und die Schaltzeit vom Beginn des Schließens bis zum Stromsenken-Schaltpunkt messen (z.B. die Zeit, zu der die Stromsenke vom „EIN“ Zustand in den „AUS“-Zustand geschaltet wird). Dann kann das Verfahren zu 314 weitergehen, um zu bestimmen, ob die abfallende Flanke des Schließens aufgetreten ist.
  • Die genaue Auswahl der Schaltungskomponenten für die Widerstände 205 (R1) und 207 (R2) von 2, die Schwellenspannung 230 von 2 und die Schaltzeitschwelle können auf Attributen der Zündspule und dem Bereich einer Zündkerzenverschmutzung basieren, der für unannehmbar gehalten wird. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen 50M Ohm oder 10M Ohm einer Nebenschluss-(Verschmutzungs-)Impedanz an der Zündkerze für unannehmbar gehalten werden. Dieser Bereich kann eingeschätzt werden, um eine adäquate Warnung einer Kerzenverschmutzung zu geben, bevor Fehlzündungen auftreten. Die Auswahl der Leerperiodendauer (z.B. 500 µs) kann von den Einschaltcharakteristiken und der gesamten nominalen Schließzeit der Zündspule abhängig sein. Ebenso kann die Auswahl der Schaltzeitschwellen, wie in 320 evaluiert, auf der Basis der Dauer der Leerperiode und der gesamten nominalen Schließzeit der Zündspule bestimmt werden. Falls beispielsweise die Leerperiode 500 µs beträgt, und die nominale Schließzeit 2000 µs beträgt, können die Widerstände 205 und 207 (R1 und R2) und die Schwellenspannung 230 von 2 gewählt werden, um eine Schaltzeitschwelle von 1250 µs beim gewünschten Kerzenverschmutzungsgrad zu ergeben.
  • 4 veranschaulicht eine Wellenformkarte 400, die den Betrieb des hier beschriebenen Zündsystems als Reaktion auf einen Schließbefehl wiedergibt. In der veranschaulichten Wellenformkarte entsprechen die x-Achsen einer gemeinsamen Zeitachse, während jede y-Achse dem Parameter entspricht, der neben der zugeordnten Wellenform angezeigt wird. In 4 zeigt die Wellenformkarte 400 den Betrieb des Zündsystems als Reaktion auf das Schließen und Zünden der Zündspule (z.B. Zündspule 202 von 2) unter verschiedenen Zündkerzenverschmutzungsbedingungen.
  • Die Wellenform 402 entspricht einem Schließbefehl, der von einer Steuereinheit, wie der Steuereinheit 12 von 1, erteilt werden kann. Wie angezeigt, hat das Schließsignal eine Dauer, die sich von der Zeit T0 zur Zeit T4 erstreckt. Die Wellenform 404 entspricht einer Spannung am Hochspannungsanschluss der Sekundärwindungen einer Zündspule (z.B. Sekundärwindungen 208 von 2), die mit der Zündkerze verbunden ist. Wie angezeigt, kann die Spannung von einem Spitzenwert-Pegel (z.B. ungefähr 1000 Volt) als Reaktion auf einen Grad einer Verschmutzung an der Zündkerze abklingen. Bei der Beendigung des Schließbefehls zur Zeit T4 kann der an die Primärwindungen der Zündspule gelieferte Strom unterbrochen werden, wodurch ein Impuls von ungefähr –30000 Volt erzeugt wird, der an die Zündkerze für die Generierung eines Funkens geliefert werden soll.
  • Die Wellenform 406 entspricht einer abgetasteten Spannung (z.B. Vsense, wie in 2 veranschaulicht) und einem Strom an einer Steuerleitung (z.B. Steuerleitung 214 von 2), die als Reaktion auf den Schließbefehl der Wellenform 402 unter idealen Bedingungen gemessen werden, wo es kein Vorzündungsereignis oder keine Zündkerzenverschmutzung gibt. Wie veranschaulicht, bleibt die abgetastete Spannung ungefähr äquivalent zur Batteriequellenspannung während der gesamten Messperiode (z.B. ohne abzufallen und/oder stufenweise auf die Batteriespannung als Reaktion auf den Schließbefehl anzusteigen). Der Strom an der Steuerleitung (Icontrol) reflektiert den Betrieb von Stromsenken, die mit der Steuerleitung gekoppelt sind (z.B. Stromsenken 216 und 218 von 2). Die Zeit zwischen T0 und T1 entspricht einer Leerperiode, wie bei 304 des in 3 veranschaulichten Verfahrens 300 beschrieben. Während der Leerperiode, die an der Anstiegkante des Schließbefehls beginnt und endet, nachdem eine vorherbestimmte Zeitdauer seit dem Start des Schließbefehls verstrichen ist, werden beide Stromsenken in einem „EIN“-Zustand gehalten, da ein die zweite Stromsenke steuernder Schalter geschlossen ist.
  • Nachdem die Leerperiode zur Zeit T1 endet, wird Vsense gemessen und mit einer Referenzspannung verglichen (z.B. wie bei 310 in 3 beschrieben). Wie in 2 veranschaulicht, kann die Referenzspannung kleiner sein als die Batteriespannung, und ein Beispiel eines Werts einer Referenzspannung ist auf der y-Achse der Wellenformen von 4 angezeigt. Da die abgetastete Spannung größer ist als die Referenzspannung zur Zeit T1 (z.B. wenn die Leerperiode endet), wird der Schalter geöffnet, wodurch die zweite Stromsenke ausgeschaltet wird (z.B. als Reaktion auf die Ausführung von 326, wie in 3 veranschaulicht). Es kann daher bestimmt werden, dass die Schaltzeit gleich der Leerperiode ist, falls sie vom Start des Schließbefehls bis zu der Zeit gemessen wird, zu der die zweite Stromsenke ausgeschaltet wird (z.B. Zeit T1). Es ist klar, dass die Wellenform 406 den Steuerstrom während eines Zustands bereitstellt, in dem keine Vorzündung während des vorhergehenden Verbrennungszyklus detektiert wurde (z.B. die abgetastete Spannung größer war als die Referenzspannung an der abfallenden Flanke des Schließbefehls für den vorhergehenden Verbrennungszyklus). Ferner kann die Wellenform 406 ein Beispiel einer Antwort einer nicht-verschmutzten Zündkerze sein (wie dadurch angezeigt, dass die Schaltzeit niedriger ist als die Schwelle). Zur Zeit T4 fällt der Strom erneut, als Reaktion auf die Beendigung des Schließbefehls, was zu einer Abnahme des an die Steuerleitung gelieferten Stroms und einer Abnahme des Stroms an der ersten Stromsenke führt.
  • Die Wellenform 408 entspricht einer abgetasteten Spannung (z.B. Vsense, wie in 2 veranschaulicht) und einem Strom an einer Steuerleitung (z.B. Steuerleitung 214 von 2), die als Reaktion auf den Schließbefehl der Wellenform 402 während eines Zustands gemessen werden, in dem es kein vorhergehendes oder aktuelles Vorzündungsereignis gibt, jedoch ein relativ moderater Grad einer Zündkerzenverschmutzung vorliegt. Wie veranschaulicht, fällt die abgetastete Spannung zu Beginn des Schließens aufgrund der Impedanz an der Zündkerze, die durch die Verschmutzung verursacht wird. Da die Verschmutzung während des in der Wellenform 408 beschriebenen Zustands relativ moderat ist, kann die abgetastete Spannung rasch stufenweise auf die Batteriespannung ansteigen, wobei sie die Referenzspannung zur Zeit T2 übertrifft. Der Strom an der Steuerleitung (Icontrol) reflektiert den Betrieb von Stromsenken, die mit der Steuerleitung gekoppelt sind (z.B. Stromsenken 216 und 218 von 2). Da die abgetastete Spannung die Referenzspannung bis zur Zeit T2 nicht überschreitet, bleiben beide Stromsenken an und der Strom wird bis zur Zeit T2 auf einem Spitzenwert-Pegel gehalten (an welchem Punkt die zweite Stromsenke ausgeschaltet wird und der Strom fällt). So kann die Schaltzeit 410 unter der moderaten Verschmutzung der Zeitdauer entsprechen, die zwischen der Zeit T0 und der Zeit T2 verstreicht. Wie oben beschrieben, kann zur Zeit T4 der Strom fallen (z.B. kann kein Strom an einer Steuerleitung fließen), als Reaktion auf die Beendigung des Schließbefehls.
  • Die Wellenform 412 entspricht einer abgetasteten Spannung (z.B. Vsense, wie in 2 veranschaulicht) und einem Strom an einer Steuerleitung (z.B. Steuerleitung 214 von 2), die als Reaktion auf den Schließbefehl der Wellenform 402 während eines Zustands gemessen werden, in dem es kein vorhergehendes oder aktuelles Vorzündungsereignis gibt, jedoch ein relativ hoher Grad einer Zündkerzenverschmutzung vorliegt (z.B. ist die Zündkerze stärker verschmutzt als der durch die Wellenform 408 repräsentierte Zustand). Wie veranschaulicht, fällt die abgetastete Spannung zu Beginn des Schließens aufgrund der Impedanz an der Zündkerze, die durch die Verschmutzung verursacht wird. Da die Verschmutzung während des in der Wellenform 408 beschriebenen Zustands relativ hoch ist, kann die abgetastete Spannung länger auf Masse bleiben als in Zuständen, in denen die Zündkerze moderat verschmutzt ist, und stufenweise ansteigen, um die Referenzspannung zur Zeit T3 zu übertreffen. Der Strom an der Steuerleitung (Icontrol) reflektiert den Betrieb von Stromsenken, die mit der Steuerleitung gekoppelt sind (z.B. Stromsenken 216 und 218 von 2). Da die abgetastete Spannung die Referenzspannung bis zur Zeit T3 nicht überschreitet, bleiben beide Stromsenken an und der Strom wird bis zur Zeit T3 auf einem Spitzenwert-Pegel gehalten (an welchem Punkt die zweite Stromsenke ausgeschaltet wird und der Strom fällt). So kann die Schaltzeit 414 unter dem hohen Verschmutzungsgrad der Zeitdauer entsprechen, die zwischen der Zeit T0 und der Zeit T3 verstreicht. Die Schaltzeit 414 ist länger als die Schaltzeit 410, da der Verschmutzungsgrad während des durch die Wellenform 412 repräsentierten Zustands höher ist verglichen mit dem durch die Wellenform 408 repräsentierten Zustand. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die Schaltzeit 414 länger als die Schaltschwelle ist (was z.B. zu einem „JA“ bei 320 von 3 führt), während bestimmt werden kann, dass die Schaltzeit 410 kürzer als die Schaltschwelle ist (z.B. ein annehmbarer Verschmutzungsgrad, was zu einem „NEIN“ bei 320 von 3 führt). Demgemäß kann eine Akkumulation von Schaltzeiten 414 über die Schaltschwelle für einen Fahrzeugantriebszyklus (und eine Schwellenanzahl von Motorverbrennungszyklen) zu einer Ausgabe einer Anzeige an den Fahrer führen, die Zündkerzen auszutauschen, während die Schaltzeit 410 zu keiner derartigen Anzeige führen kann. Wie oben beschrieben, kann zur Zeit T4 der Strom fallen (z.B. kann kein Strom an der Steuerleitung fließen), als Reaktion auf die Beendigung des Schließbefehls.
  • Die Wellenform 416 entspricht einer abgetasteten Spannung (z.B. Vsense, wie in 2 veranschaulicht) und einem Strom an einer Steuerleitung (z.B. Steuerleitung 214 von 2), die als Reaktion auf den Schließbefehl der Wellenform 402 während eines Zustands gemessen werden, in dem ein Vorzündungsereignis auftritt. Insbesondere entspricht die abgetastete Spannung einer abgetasteten Spannung während eines Vorzündungsereignisses, und der Strom an der Steuerleitung entspricht dem gemessenen Strom während des nächsten Verbrennungszylus direkt nach dem Vorzündungsereignis (z.B. ist die Vorzündung vor der abfallenden Flanke des Schließens im vorhergehenden Verbrennungszyklus aufgetreten). Wie veranschaulicht, bleibt die abgetastete Spannung auf dem Batteriespannungspegel bis knapp vor der abfallenden Flanke des Schließbefehls bei T4, an welchem Punkt die Spannung unter den Referenzspannungspegel fällt. Unter der abgetasteten Spannung sind der Strom an der Steuerleitung für den aktuellen Schließzyklus und der Strom an der Steuerleitung für den nächsten konsekutiven Schließzyklus gezeigt. Der Strom an der Steuerleitung (Icontrol) reflektiert den Betrieb von Stromsenken, die mit der Steuerleitung gekoppelt sind (z.B. Stromsenken 216 und 218 von 2). Während des aktuellen Schließzyklus fällt der Strom auf den niedrigeren Pegel bei T1, wie erwartet, wenn keine Verschmutzung vorliegt. Knapp vor dem Ende des Schließens springt der Strom jedoch dadurch auf den höheren Pegel, dass Vsense niedriger ist als die Referenzspannung (was zu einem „NEIN“ bei 310 von 3 führt). Am Ende des Schließens, T4, erfasst das D-Flip-Flop das Vorzündungsereignis und hält den Strom während der gesamten folgenden Schließperiode an der Steuerleitung auf dem hohen Pegel, wie durch Icontrol veranschaulicht (nächster konsekutiver Schließzyklus). So kann die Schaltzeit 418, als Reaktion auf das Vorzündungsereignis, der Zeitdauer entsprechen, die zwischen der Zeit T0 und der Zeit T4 verstreicht. Die Schaltzeit 418 ist aufgrund des Vorzündungsereignisses länger als die Schaltzeiten 410 und 414 und wird beim dem Vorzündungsereignis folgenden Verbrennungszyklus berichtet. Demgemäß kann während des berichtenden Verbrennungszyklus bestimmt werden, dass die Schaltzeit über einer Schaltschwelle liegt, und eine Anzeige, die Zündkerzen auszutauschen, kann ausgegeben werden (z.B. über eine Anzeige oder einen anderen visuellen Indikator des Fahrzeugs). Wie oben beschrieben, kann zur Zeit T4 der Strom fallen (z.B. kann kein Strom an der Steuerleitung fließen), als Reaktion auf die Beendigung des Schließbefehls.
  • 5 zeigt ein Verfahren 500 zum Differenzieren einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung von einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung. Insbesondere kann eine Zündkerzenverschmutzung auf dem Steuerstrom an der Steuerleitung der Zündkerze nach dem Anwenden eines Schließbefehls basieren, wie oben beschrieben. Ferner kann eine Zündkerzenverschmutzung auf der Anzahl von Verbrennungsereignissen über einen Fahrzeugantriebszyklus basieren, für welche die Schaltzeit größer ist als eine Schwelle. Die Schaltzeit für jeden Motorverbrennungszyklus kann bestimmt und gezählt werden, wie in 3 beschrieben. Die Steuereinheit kann dann Handlungen vornehmen, um zu bestimmen, ob die Zündkerzenverschmutzung auf eine Rußansammlung oder Kraftstoffadditivansammlung zurückzuführen ist. Das Verfahren 500 kann für jeden Zylinder und jede entsprechende Zündkerze des Motors vorgenommen werden. Wie nachstehend weiter beschrieben, kann die Schaltzeit jeder einzelnen Zündkerze bestimmt werden, und die Verschlechterung jeder Zündkerze kann getrennt von jeder anderen Zündkerze des Motors bestimmt werden.
  • Das Verfahren beginnt bei 502 durch Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Die Motorbetriebsbedingungen können Motorgeschwindigkeit und -last, Funkenzeiteinstellung, VCT, VTT, Massenluftfluss etc. umfassen. Bei 504 kann die Steuereinheit einen Schließbefehl auf der Steuerleitung der Zündspule anwenden, wie oben mit Bezugnahme auf 3 beschrieben. Beispielsweise wird für jeden Motorverbrennungszyklus ein Schließbefehl generiert, um einen Funken über die Zündkerze zu erzeugen. So kann das Verfahren bei 504 das Bestimmen einer Zeit von einem Start des Schließens für einen spezifischen Zylinder bis zur Schalteröffnung umfassen. Bei 506 umfasst das Verfahren das Überwachen der Zündstrom-Schaltzeit für eine Anzahl von Motorverbrennungszyklen. Beispielsweise kann das Verfahren bei 506 das Zählen (z.B. an einem Zähler der Steuereinheit) der Anzahl von Verbrennungszyklen umfassen, für welche die Schaltzeit länger ist als eine Schwellendauer (z.B. Schaltschwelle, die in 3 beschrieben wird). Wie oben vorgestellt, können lange Schaltzeiten (über einer Schwelle) für eine Anzahl von Verbrennungszyklen in einer Anzahl von Verbrennungszyklen den Typ einer Zündkerzenverschmutzung anzeigen. Andererseits kann die Länge der Schaltzeit für ein einzelnes Verbrennungsereignis den Grad der Zündkerzenverschmutzung, jedoch nicht den Typ der Verschmutzung anzeigen.
  • Bei 508 umfasst das Verfahren das Schätzen eines Anteils von Motor-(Verbrennungs- )-zyklen über einen gegebenen Fahrzeugantriebszyklus mit einer größeren Schaltzeit als der Schwellendauer. In einem Beispiel kann der gegebene Antriebszyklus eine Schwellenanzahl kontinuierlicher Verbrennungsereignisse umfassen. In einem anderen Beispiel kann der gegebene Antriebszyklus eine Schwellenanzahl von Verbrennungsereignissen umfassen, die von einem Motor-ein/aus-Ereignis unterbrochen werden. Die Schwellenanzahl von Verbrennungsereignissen innerhalb des gegebenen Antriebszyklus kann ferner auf einer Dauer eines Motorbetriebs und/oder einer Distanz einer Fahrzeugbewegung basieren. Auf diese Weise kann die Schaltzeit für jedes Verbrennungsereignis (für jeden einzelnen Zylinder, der einer oder mehreren Zündkerzen entspricht) für eine Schwellendistanz, Zeit und/oder Anzahl von Verbrennungsereignissen überwacht werden. In einem Beispiel kann das Schätzen bei 508 das Zählen, an einem ersten Zähler, des Anteils von Verbrennungszyklen eines gegebenen Fahrzeugantriebszyklus umfassen, die längere Schaltzeiten haben als die Schwellendauer. Der Anteil von Verbrennungszyklen kann bestimmt werden, indem die Anzahl von Verbrennungszyklen mit der größeren Schaltzeit als der Schwelle durch die Gesamtanzahl von Verbrennungszyklen geteilt wird, die im gegebenen Fahrzeugantriebszyklus enthalten sind. In einem weiteren Beispiel kann das Schätzen bei 508 das Zählen, an einem zweiten Zähler, einer mittleren Schaltzeit für den gegebenen Zylinder über eine Anzahl von Verbrennungszyklen des gegebenen Fahrzeugantriebszyklus umfassen.
  • Bei 509 umfasst das Verfahren das Speichern des Anteils verschmutzter Zyklen für mehrere Antriebszyklen. Beispielsweise kann jeder Anteil von Motorzyklen über den gegebenen Fahrzeugantriebszyklus mit höheren Schaltzeiten als der Schwellendauer (z.B. Anteil verschmutzter Zyklen) innerhalb eines Speichers der Steuereinheit gespeichert werden. Die Steuereinheit kann dann diese Information verwenden, um zu bestimmen, ob sich der eine Zündkerzenverschmutzung anzeigende Anteil der Verbrennungszyklen (z.B. verschmutzte Zyklen) von einem Fahrzeugantriebszyklus zum anschließenden Fahrzeugantriebszyklus ändert. Auf diese Weise kann die Steuereinheit die Anteile für einen oder mehrere Antriebszyklen vergleichen. Beispielsweise kann die Steuereinheit Anteile für fünf verschiedene Antriebszyklen bestimmen. Dann kann die Steuereinheit die fünf verschiedenen Anteile vergleichen, um zu bestimmen, ob die Anteile zunehmen, abnehmen, relativ konstant bleiben oder fluktuieren (z.B. über die Vielzahl von Antriebszyklen sowohl zunehmen als auch abnehmen). Die Steuereinheit kann ferner eine Änderungsrate in dem Anteil über den einen oder die mehereren Antriebszyklen bestimmen.
  • Bei 510 umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen über einen oder mehrere Fahrzeugantriebszyklen fluktuiert. Anders ausgedrückt kann das Verfahren bei 510 das Bestimmen umfassen, ob eine Änderung in dem Anteil über einen oder mehrere Antriebszyklen zwischen dem einen oder den mehreren Antriebszyklen fluktuiert. Beispielsweise kann das Verfahren bei 510 das Bestimmen umfassen, ob der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen von einem ersten Antriebszyklus zu einem zweiten Antriebszyklus zunimmt und dann vom zweiten Antriebszyklus zu einem dritten Antriebszyklus abnimmt. Dies kann ferner einige Fahrzeugantriebszyklen unter dem einen oder den mehreren Fahrzeugantriebszyklen mit Anteilen von ungefähr Null umfassen, wodurch keine Zündkerzenverschmutzung angezeigt wird. Falls beispielsweise ein erster Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen 10 % für den ersten Antriebszyklus beträgt, der zweite Anteil 12 % für den zweiten Antriebszyklus beträgt, und dann der dritte Anteil 8 % für den dritten Antriebszyklus beträgt, können die Anteile zwischen den Antriebszyklen als fluktuierend angesehen werden. Falls der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen über den einen oder die mehreren Fahrzeugantriebszyklen variiert, setzt das Verfahren bei 522 fort, um eine Zündkerzenverschmutzung durch eine Rußansammlung anzuzeigen.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren bei 510 zusätzlich oder alternativ dazu das Bestimmen umfassen, ob der bei 508 bestimmte Anteil größer ist als ein Schwellenprozentsatz. In einem Beispiel basiert der Schwellenprozentsatz auf einem mittleren Prozentsatz (z.B. Anteil) von Motorzyklen über einen gegebenen Fahrzeugantriebszyklus mit einer längeren Schaltzeit als der Schwellendauer in einem Motor, der keinen Kraftstoffadditiven ausgesetzt ist. In Motoren, die keinen Kraftstoffadditiven ausgesetzt sind (weil sie Kraftstoff verbrennen, der keine Additive enthält), können Zündkerzen durch Ruß verschmutzt werden. Eine Rußverschmutzung kann jedoch während des Motorbetriebs intermittierend sein (über eine Serie von Verbrennungszyklen kommen und gehen). Im Gegensatz dazu kann eine Kraftstoffadditivverschmutzung relativ permanent sein und während des Motorbetriebs nicht weggehen, auch wenn Zündkerzentemperaturen in dem Versuch erhöht werden, auf der Kerze gebildeten Ruß zu reduzieren. So kann der mittlere Anteil (z.B. Prozentsatz) in einem nicht Kraftstoffadditiven ausgesetzten Motor niedriger sein als in einem Motor, der Kraftstoff mit Kraftstoffadditiven verbrennt. In einigen Beispielen kann der Schwellenprozentsatz auf einem Prozentsatz basieren, der eine permanentere Zündkerzenverschmutzung anzeigt.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren bei 510 das Bestimmen umfassen, ob eine mittlere Schaltzeit für den gegebenen Zylinder über die Anzahl von Verbrennungszyklen des gegebenen Fahrzeugantriebszyklus größer ist als eine Schwellenschaltzeit. Wie oben diskutiert, kann die Schwellenschaltzeit auf einer mittleren Schaltzeit in einem Motor basieren, der keinem Kraftstoffadditive enthaltenden Kraftstoff ausgesetzt ist.
  • Falls bei 510 der Anteil (oder die mittlere Schaltzeit) nicht größer ist als die Schwelle, setzt das Verfahren bei 522 fort, um eine Zündkerzenverschmutzung durch Ruß und nicht durch Kraftstoffadditive anzuzeigen. In einigen Ausführungsformen kann dies in Verbindung mit dem Bestimmen der Änderung in dem Anteil über den einen oder die mehreren Antriebszyklen erfolgen. Auf diese Weise kann das Verfahren nur zu 522 weitergehen, um eine Rußverschmutzung anzuzeigen, falls jeder der Anteile in dem einen oder den mehreren Antriebszyklen unter der Schwelle liegt, und die Änderung in den Anteilen über den einen oder die mehreren Antriebszyklen fluktuiert.
  • So umfasst das Verfahren bei 522 das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Ruß. Als Ergebnis wird der Fahrer nicht gewarnt und der Motorbetrieb kann fortgesetzt werden, ohne einen sofortigen Wechsel oder eine Wartung der Zündkerze zu erfordern. In einem Beispiel kann, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Zündkerze mit Ruß verschmutzt wurde, die Steuereinheit einen ersten Diagnosecode einstellen und die Bedingungen notieren, unter denen eine Rußansammlung auftrat. Es kann möglich sein, dass der Ruß während des regulären Motorbetriebs (z.B. regulärer Verbrennungsereignisse) nach einer Anzahl von Verbrennungsereignissen von der Zündkerze abgebrannt wird. Das Verfahren kann jedoch gegebenenfalls zu 524 fortsetzen, um Motorbetriebsparameter einzustellen, um aktiv (z.B. intrusiv) Ruß von der Zündkerze abzubrennen. Eine Rußansammlung auf der Zündkerze kann wenigstens teilweise durch das Erhöhen einer Temperatur der Zündkerze entfernt werden, um den Ruß von der Zündkerze effektiv abzubrennen. In einem Beispiel kann das Verfahren bei 524 eines oder mehrere von einem Erhöhen der Leerlaufmotordrehzahl und/oder -last oder einem Vorsetzen der Funkenzeiteinstellung umfassen. Die Motorgeschwindigkeit oder -last kann über Einstellungen an einem Getriebe erhöht werden, wie über ein Getriebehochschalten oder -herunterschalten. In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren bei 524 für eine Schwellenanzahl von Verbrennungszyklen fortgesetzt werden. Die Schwellenanzahl von Verbrennungszyklen kann auf einer Anzahl von Verbrennungszyklen basieren, die zur Entfernung von Ruß von der Zündkerze führen können.
  • Das Verfahren kann dann zu 504 zurückkreisen, um die Zeit ab dem Start eines Schließens bis zum Schaltpunkt des Stroms an der Steuerleitung (z.B. die Schaltzeit) erneut festzustellen. So kann das Verfahren zu 506 und 508 zurückkehren, um die Schaltzeit für jede Zündkerze und jedes Verbrennungsereignis zu überwachen und die Zyklen zu zählen, für welche die Schaltzeit größer ist als die Schwellendauer. Das Verfahren kann dann bei 510 erneut feststellen, ob der Anteil größer ist als der Schwellenprozentsatz und/oder ob die Änderung in dem Anteil über eine Serie von Antriebszyklen fluktuiert, um zu sehen, ob die Verschmutzung aufgelöst wurde. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Anzeigen keiner Zündkerzenverschmutzung durch Ruß oder durch Kraftstoffadditive umfassen, falls der gesamte Anteil ungefähr Null ist (z.B. alle Schaltzeiten über den Antriebszyklus unter der Schwellendauer sind).
  • Zurückkehrend zu 510, falls der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen über den einen oder die mehreren Antriebszyklen nicht fluktuiert, setzt das Verfahren bei 511 fort. Bei 511 umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen über den einen oder die mehreren Fahrzeugantriebszyklen relativ konstant ist oder zunimmt. Anders ausgedrückt kann das Verfahren bei 511 das Bestimmen umfassen, ob eine Änderung in dem Anteil über einen oder mehrere Antriebszyklen relativ konstant bleibt oder zwischen dem einen oder den mehreren Antriebszyklen zunimmt. Beispielsweise kann das Verfahren bei 511 das Bestimmen umfassen, ob der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen von einem ersten Antriebszyklus zu einem zweiten Antriebszyklus zu einem dritten Antriebszyklus zunimmt. Falls beispielsweise ein erster Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen 40 % für den ersten Antriebszyklus beträgt, der zweite Anteil 50 % für den zweiten Antriebszyklus beträgt, und dann der dritte Anteil 60 % für den dritten Antriebszyklus beträgt, können die Anteile zwischen Antriebszyklen als zunehmend angesehen werden. Falls der Anteil verschmutzter Zyklen nicht zunimmt und nicht relativ konstant ist, können die Anteile im Wesentlichen Null (oder sehr niedrige Prozentsätze) sein. So setzt das Verfahren zu 530 fort, um keine Zündkerzenverschmutzung anzuzeigen.
  • Falls der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen über den einen oder die mehreren Fahrzeugantriebszyklen zunimmt oder relativ konstant ist, setzt das Verfahren jedoch bei 512 fort, um eine Zündkerzenverschmutzung durch eine Kraftstoffadditivansammlung anzuzeigen. Falls der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen über den einen oder die mehreren Fahrzeugantriebszyklen zunimmt oder relativ konstant bleibt und jeder der Anteile größer ist als die Schwelle, setzt in einer weiteren Ausführungsform das Verfahren bei 512 fort, um eine Zündkerzenverschmutzung durch eine Kraftstoffadditivansammlung anzuzeigen. Da der Anteil verschmutzter Verbrennungszyklen über den einen oder die mehreren Fahrzeugantriebszyklen zunimmt oder relativ konstant bleibt, kann eine Zündkerzenverschmutzung permanenter sein, wodurch angezeigt wird, dass die Zündkerzenverschmutzung auf Kraftstoffadditive und nicht allein auf Ruß zurückzuführen ist.
  • Bei 514 umfasst das Verfahren das Einstellen der Kraftstoffzufuhr zum betroffenen Zylinder und/oder zu einem oder mehreren zusätzlichen Zylindern. In einem Beispiel kann das Verfahren bei 514 die Begrenzung einer Motorlast umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren bei 514 das temporäre Anreichern eines zweiten Zylinders umfassen, der ausgelegt ist, Abgasrückstände aus einem ersten Zylinder aufzunehmen, wobei die verschmutzte Zündkerze mit dem ersten Zylinder gekoppelt ist. Auf diese Weise kann das Risiko einer Vorzündung im zweiten Zylinder reduziert werden. In noch einem anderen Beispiel kann das Verfahren bei 514 das Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung (und/oder des Funkens) in den Verbrennungsraum umfassen, der mit der verschmutzten Zündkerze gekoppelt ist (z.B. in den ersten Zylinder).
  • Das Verfahren kann bei 516 dann das Warnen des Fahrers des Fahrzeugs und/oder das Anzeigen umfassen, dass die Zündkerzen ausgetauscht werden müssen (z.B. durch das Einstellen eines Diagnosecodes, um einen Zündkerzenwechsel oder -austausch zu empfehlen). Beispielsweise kann die Steuereinheit einen zweiten Diagnosecode (der vom ersten Diagnosecode verschieden ist) einstellen und die Bedingungen notieren, unter denen die Kraftstoffadditivansammlung aufgetreten ist. In einem weiteren Beispiel kann das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung das Senden einer Instruktion an ein Symbol oder eine Anzeigevorrichtung auf einem Armaturenbrett umfassen, um dem Fahrer einen visuellen Indikator in Bezug auf die Empfehlung eines Zündkerzenaustauschs anzuzeigen. Das Anzeigen kann zusätzlich oder alternativ dazu das Senden einer Instruktion an ein Lautsprechersystem umfassen, um einen Audio-Indikator (z.B. eine Audio-Nachricht, einen Systemton etc.) in Bezug auf die Empfehlung eines Zündkerzenaustauschs auszugeben. Ferner kann das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven das Einstellen eines Diagnosecodes umfassen.
  • Bei 518 umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob die verschmutzte Zündkerze ausgetauscht wurde. Beispielsweise kann beim Austausch der Zündkerze die Steuereinheit ein Signal empfangen, das anzeigt, dass eine neue Zündkerze im Motor installiert wurde. Beim Austausch der verschmutzten Zündkerze wird bei 520 der entsprechende Monitor (z.B. Zähler) für diese Zündkerze zurückgesetzt. Wie oben beschrieben, kann der Zähler ein Zähler sein, der ausgelegt ist, über den gegebenen Fahrzeugantriebszyklus den Anteil von Verbrennungszyklen mit einer Zündstrom-Schaltzeit zu zählen, die länger ist als die Schwellendauer.
  • Zusätzlich zu verschmutzten Zündkerzen kann auch die Ansammlung von Kraftstoffadditiven eine Verschlechterung von Abgassauerstoffsensoren und/oder Abgaskatalysatoren innerhalb der Motorabgase verursachen. Wie oben vorgestellt, können Abgassauerstoffsensoren bei einer Schaltfrequenz (oder Ansprechzeit) arbeiten. Mit der Zeit, und während der Sensor abgebaut wird, kann die Schaltfrequenz (oder Ansprechzeit) relativ zu einer Schaltfrequenz eines neuen und/oder nichtabgebauten Sensors sinken. Wenn der Abgaskatalysator abgebaut wird, können ferner die Schaltfrequenzen eines Vor-Katalysator-Abgassauerstoffsensors (z.B. eines stromaufwärtigen UEGO-Sensors) und eines Nach-Katalysator-Abgassauerstoffsensors (z.B. eines stromabwärtigen HEGO-Sensors) enger übereinstimmen. Beispielsweise kann eine Differenz zwischen den Schaltfrequenzen der beiden Sensoren sinken und niedriger sein als eine Schwellendifferenz. Die Abgassauerstoffsensoren und/oder Abgaskatalysatoren können sich unterschiedlichen Raten auf der Basis davon abgebaut werden, ob der Motor mit einem Standard-Kraftstoff ohne Additive oder einem Kraftstoffadditive (wie MMT) enthaltenden Kraftstoff arbeitet. Beispielsweise kann die Schaltfrequenz des Abgassensors zu einer anderen Rate abklingen, wenn die Verschlechterung auf einen Standard-Kraftstoff zurückzuführen ist, gegenüber Kraftstoffadditive enthaltenden Kraftstoffen (mit höheren Oktanzahlen). Ähnlich kann sich der Abgaskatalysator aufgrund einer Kraftstoffadditivkontamination anders abgebaut werden als bei einer regulären Abgaskatalysatorverschlechterung.
  • 6 zeigt ein Verfahren 600 zur Bestimmung einer Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung auf der Basis einer Zündkerzenverschmutzung durch Kraftstoffadditive, die auf der Basis einer Zündspulen-Schaltzeit angezeigt werden, wie in 5 bestimmt. In einem Beispiel kann der Abgassauerstoffsensor ein Abgassauerstoffsensor sein, der stromaufwärts von einem Abgaskatalysator positioniert ist (wie der Abgassauerstoffsensor 126, der in 1 gezeigt ist). In einem anderen Beispiel kann der Abgassauerstoffsensor ein Abgassauerstoffsensor sein, der stromabwärts vom Abgaskatalysator positioniert ist (wie der Abgassauerstoffsensor 186, der in 1 gezeigt ist). Ferner kann der Abgassauerstoffsensor ein UEGO-, HEGO- oder EGO-Sensor sein. Das Verfahren 600 kann von einer Steuereinheit, wie der in 1 gezeigten Steuereinheit 12, ausgeführt werden.
  • Das Verfahren beginnt bei 602 durch das Bestimmen der Schaltfrequenz des Abgassauerstoffsensors (z.B. UEGO oder HEGO). Die Schaltfrequenz (oder Ansprechzeit) kann von der Steuereinheit während einer Betriebsperiode des Abgassauerstoffsensors bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Anzahl von Malen, die die Abgassauerstoffsensor-Rückkopplungsspannung eine Schwellenspannung in der steigenden oder sinkenden Richtung über eine Zeitperiode überquert, die Schaltfrequenz anzeigen. In einem anderen Beispiel kann die Ansprechzeit des Abgassauerstoffsensors mit dem Ansprechen auf eine geplante Kraftstoffzufuhr in Zusammenhang stehen (z.B. eine Anzahl von Zeitpunkten, bei denen eine Änderung in der geplanten Kraftstoffzufuhr auftritt).
  • Bei 604 umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob eine Zündkerzenverschmutzung durch Kraftstoffadditive auf der Basis einer Zündspulen-Schaltzeit angezeigt wird (wie in 5 bestimmt). Falls die Zündkerzenverschmutzung nicht auf Kraftstoffadditive zurückzuführen ist (oder die Zündkerzen nicht verschmutzt sind), endet das Verfahren. Falls alternativ dazu die Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven während des Verfahrens in 5 angezeigt wird, setzt das Verfahren 600 zu 606 fort. Bei 606 umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob die Abgassauerstoffsensor-Schaltfrequenz oder -Ansprechzeit niedriger ist als eine Schwelle. Die Schwelle kann auf einer Schaltfrequenz oder Ansprechzeit eines Abgassauerstoffsensors in einem Motor basieren, der keinen Kraftstoffadditiven ausgesetzt ist (z.B. einem Motor, der Kraftstoff verbrennt, welcher keine Kraftstoffadditive enthält). Falls die Abgassauerstoffsensor-Schaltfrequenz (oder -Ansprechzeit) niedriger ist als die Schwelle, kann die Steuereinheit bei 608 eine Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung anzeigen. Dies kann das Anzeigen einer Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung aufgrund von Kraftstoffadditiven umfassen. In einigen Beispielen kann das Verfahren bei 608 das Einstellen eines Diagnosecodes und/oder das Warnen des Fahrers des Fahrzeugs umfassen. Falls alternativ dazu die Abgassauerstoffsensor-Schaltfrequenz nicht niedriger ist als die Schwelle, wird keine Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung aufgrund von Kraftstoffadditiven angezeigt und der Motorbetrieb wird bei 612 fortgesetzt.
  • Das Verfahren kann auch das Bestätigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven auf der Basis einer Anzeige einer Abgassauerstoffsensor- Verschlechterung bei 610 umfassen.
  • Falls eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird und eine Abgassauerstoffsensor-Schaltfrequenz oder -Ansprechzeit unter eine Schwelle abklingt, kann auf diese Weise die Steuereinheit eine Abgassauerstoffsensor-Verschlechterung aufgrund von Kraftstoffadditiven anzeigen. Die Steuereinheit kann dann einen Diagnosecode einstellen und/oder den Fahrer des Fahrzeugs warnen, dass sowohl die abgebaute(n) Zündkerze(n) als auch der abgebauten Abgassauerstoffsensor auszutauschen sind.
  • Nun auf die 7 bezugnehmend wird ein Verfahren 700 zur Bestimmung einer Abgaskatalysatorverschlechterung auf der Basis eines Schaltfrequenzverhältnisses oder einer Ansprechzeitverschlechterung zwischen einem ersten Abgassauerstoffsensor sromaufwärts vom Abgaskatalysator und einem zweiten Abgassauerstoffsensor stromabwärts vom Abgaskatalysator gezeigt. Wenn die Differenz zwischen einer ersten Schaltfrequenz des ersten Abgassauerstoffsensors und einer zweiten Schaltfrequenz des zweiten Abgassauerstoffsensors abnimmt, kann sich die Abgaskatalysatorverschlechterung erhöhen. Wenn die Differenz der Vor- und Nach-Katalysator-Sensor-Schaltfrequenzen oder -Ansprechzeiten unter eine Schwelle sinkt, kann die Steuereinheit eine Verschlechterung des Abgaskatalysators anzeigen. In einem Beispiel kann der erste Abgassauerstoffsensor ein Vor-Katalysator-Sauerstoffsensor sein, der stromaufwärts vom Abgaskatalysator positioniert ist (wie der in 1 gezeigte Abgassauerstoffsensor 126), und der zweite Abgassauerstoffsensor kann ein Nach-Katalysator-Sauerstoffsensor sein, der stromabwärts vom Abgaskatalysator positioniert ist (wie der in 1 gezeigte Abgassauerstoffsensor 186). Ferner kann der erste Sensor ein UEGO-Sensor sein, und der zweite Sensor kann ein HEGO-Sensor sein. Falls beispielsweise der stromaufwärtige Sensor ein UEGO-Sensor ist, kann die Ansprechzeit anstelle der Schaltfrequenz überwacht werden, um zu sehen, ob die Verschlechterung stattgefunden hat, da ein UEGO ein Sensor mit linearem Ausgang ist, der nicht um einen Spannungspegel schaltet. Das Verfahren 700 kann von einer Steuereinheit, wie der in 1 gezeigten Steuereinheit 12, ausgeführt werden.
  • Das Verfahren beginnt bei 702 durch das Bestimmen der Schaltfrequenz oder Ansprechzeit des Vor-Katalysator-Sauerstoffsensors und des Nach-Katalysator-Sauerstoffsensors. Die Schaltfrequenz kann für beide Sensoren bestimmt werden, wie oben bei 602 beschrieben. Bei 704 umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob eine Zündkerzenverschmutzung durch Kraftstoffadditive angezeigt wurde. Beispielsweise kann eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung in 5 bestimmt werden. Wenn keine Zündkerzenverschmutzung durch Kraftstoffadditive angezeigt wird, endet das Verfahren.
  • Falls alternativ dazu eine Zündkerzenverschmutzung durch Kraftstoffadditive angezeigt wird, wie bei 512 in 5 beschrieben, setzt das Verfahren zu 706 fort, um zu bestimmen, ob die Vor-Katalysator-Sauerstoffsensor-Schaltfrequenz oder -Ansprechzeit innerhalb der Schwelle der Nach-Katalysator-Sauerstoffsensor-Schaltfrequenz liegt. Anders ausgedrückt bestimmt die Steuereinheit, ob die Differenz zwischen den Schaltfrequenzen des Vor-Katalysator-Sauerstoffsensors und des Nach-Katalysator-Sauerstoffsensors niedriger ist als die Schwelle. Falls die Differenz in den Schaltfrequenzen (oder Ansprechzeiten) unter der zweiten Schwelle liegt, zeigt die Steuereinheit bei 708 eine Katalysatorverschlechterung aufgrund von Kraftstoffadditiven an. Das Verfahren bei 708 kann ferner das Einstellen eines Diagnosecodes und/oder das Warnen des Fahrers des Fahrzeugs umfassen, dass der Katalysator abgebaut ist. Falls jedoch bei 706 die Differenz in den Schaltfrequenzen nicht niedriger ist als die Schwelle, setzt das Verfahren zu 712 fort, um keine Katalysatorverschlechterung anzuzeigen. Die Steuereinheit kann die Überwachung der Differenz in den Vor- und Nach-Katalysator-Sauerstoffsensor-Schaltfrequenzen fortsetzen, während sich der Motorbetrieb fortsetzt.
  • Bei 710 kann das Verfahren ferner das Bestätigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Kraftstoffadditiven auf der Basis der Anzeige umfassen, dass der Abgaskatalysator aufgrund von Kraftstoffadditiven abgebaut ist.
  • Falls eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird und eine Differenz in Schaltfrequenzen zwischen einem Abgassauerstoffsensor stromaufwärts von einem Abgaskatalysator und einem Abgassauerstoffsensor stromabwärts vom Abgaskatalysator niedriger als eine Schwelle ist, kann auf diese Weise die Steuereinheit eine Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund von Kraftstoffadditiven anzeigen. Die Steuereinheit kann dann einen Diagnosecode einstellen und/oder den Fahrer des Fahrzeugs warnen, dass eine Wartung durchzuführen ist und/oder sowohl die abgebaute(n) Zündkerze(n) als auch der abgebauten Abgaskatalysator auszutauschen sind.
  • Auf diese Weise kann ein Ursprung einer Zündkerzenverschmutzung genau und zuverlässig bestimmt werden. Demgemäß können Zündkerzenwechselempfehlungen auf der Basis davon abgegeben werden, ob eine Zündkerzenverschmutzung angezeigt wird, und ob die Verschmutzung auf eine Rußansammlung oder Kraftstoffadditivansammlung auf einer Spitze der Zündkerze zurückzuführen ist. Durch die Verbesserung der Differenzierung unterschiedlicher Typen einer Zündkerzenverschmutzung können abschwächende Einstellungen geeignet ausgewählt werden, und eine durch eine Zündkerzenverschmutzung induzierte Vorzündung kann verhindert werden. Zusätzlich können Zündkerzenwechsel nur bei einer Bestätigung einer ausreichend irreparablen Zündkerzenverschlechterung angefordert werden. Dies reduziert die Frequenz, mit der Zündkerzenwechsel angefordert werden, wodurch die Fahrzeugbetriebskosten gesenkt werden. Ferner kann eine Verschlechterung von einem Abgassauerstoffsensor und/oder einem Abgaskatalysator aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung auf der Basis von Schaltfrequenzen der Abgassauerstoffsensoren relativ zu einer Schwelle und dem Typ einer Zündkerzenverschmutzung bestimmt werden. Insgesamt wird durch eine zuverlässige Diagnostizierung der Zündkerzengesundheit und Abgaskomponentengesundheit die Lebensdauer des Motors verbessert.
  • Als eine Ausführungsform umfasst ein Verfahren für einen Motor: für jeden Motorzylinder, Differenzieren einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung von einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung auf der Basis eines Anteils von Verbrennungszyklen der eine Zündstrom-Schaltzeit aufweist, die höher ist als eine Schwellendauer über einen oder mehrere gegebene Fahrzeugantriebszyklen. In einem Beispiel ist die Zündstrom-Schaltzeit eine Zündstrom-Schaltzeit eines Stroms an einer Steuerleitung einer Zündkerze, wobei der Strom über einen Stromsensor gemessen wird, und wobei das Differenzieren auf der Basis der Zündstrom-Schaltzeit ein Differenzieren auf der Basis einer Schaltzeit umfasst, die der Strom benötigt, um unter einen vorherbestimmten Wert nach der Anwendung eines Schließbefehls zu fallen. In einem weiteren Beispiel basiert die Schwellendauer auf dem angewendeten Schließbefehl.
  • In einem Beispiel umfasst das Differenzieren: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion auf eine Änderung in dem Anteil über den einen oder die mehreren gegebenen Fahrzeugantriebszyklen, die zwischen dem einen oder den mehreren gegebenen Fahrzeugantriebszyklen fluktuieren, und Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass die Änderung in dem Anteil zwischen dem einen oder den mehreren gegebenen Fahrzeugantriebszyklen konstant bleibt oder zunimmt. In einem weiteren Beispiel umfasst das Differenzieren: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion darauf, dass der Anteil kleiner ist als ein Schwellenprozentsatz, und Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass der Anteil größer ist als der Schwellenprozentsatz. Das Differenzieren kann ferner auf einer mittleren Zylinderzündereignis-Schaltzeit für Verbrennungszyklen über den gegebenen Fahrzeugantriebszyklus basieren. In noch einem weiteren Beispiel umfasst das Differenzieren ein Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass die mittlere Zylinderzündereignis-Schaltzeit länger ist als eine Schwellenzeit, und ein Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion darauf, dass die mittlere Zylinderzündereignis-Schaltzeit kürzer ist als die Schwellenzeit. Das Verfahren kann ferner ein Anzeigen eines Grads einer Zündkerzenverschmutzung auf der Basis der Schaltzeit umfassen. In noch einem weiteren Beispiel kann das Verfahren ferner umfassen: als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung, jedoch nicht aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, temporäres Anheben einer Zündkerzenspitzen-Temperatur über eine Schwellentemperatur für eine Schwellenanzahl von Motorzyklen durch eines oder mehrere von einem Vorsetzen der Funkenzeiteinstellung von MBT und Erhöhen einer Motorgeschwindigkeit oder -last. In einem Beispiel umfasst das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung ein Anzeigen keiner Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung.
  • Das Verfahren kann ferner, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein Begrenzen einer Motorlast umfassen. In einem Beispiel ist die verschmutzte Zündkerze mit einem ersten Zylinder gekoppelt, und das Verfahren umfasst ferner, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein temporäres Anreichern eines zweiten Zylinders, der ausgelegt ist, Abgasrückstände vom ersten Zylinder aufzunehmen. Das Verfahren kann ferner, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein Einstellen eines Diagnosecodes umfassen, um einen Zündkerzenaustausch zu empfehlen.
  • Das Verfahren kann ferner umfassen: Überwachen einer Schaltfrequenz jedes von einem ersten Abgassauerstoffsensor, der stromaufwärts von einem Abgaskatalysator gekoppelt ist, und einem zweiten Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts vom Abgaskatalysator gekoppelt ist, über eine Anzahl von Motorzyklen; und als Reaktion darauf, dass ein Verhältnis der Schaltfrequenz des ersten und zweiten Abgassauerstoffsensors innerhalb einer Schwelle voneinander über die Anzahl von Motorzyklen liegt, während eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird, Anzeigen einer Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung. In einem Beispiel ist der erste Abgassauerstoffsensor ein UEGO-Sensor, und wobei der zweite Abgassauerstoffsensor ein HEGO-Sensor ist.
  • Das Verfahren kann ferner umfassen: als Reaktion auf eine Benutzereingabe, die einen Zündkerzenaustausch anzeigt, Zurücksetzen eines Zählers, der ausgelegt ist, den Anteil von Verbrennungszyklen, über den gegebenen Fahrzeugantriebszyklus, mit einer Zündstrom-Schaltzeit, die höher ist als die Schwellendauer, zu zählen. In einem weiteren Beispiel umfasst das Kraftstoffadditiv eines oder mehrere von Ferrocen, Blei und MMT.
  • Als weitere Ausführungsform umfasst ein Verfahren für einen Motor: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion auf einen Anteil von Verbrennungszyklen über einen Fahrzeugantriebszyklus mit einer Zündstrom-Schaltzeit, welche länger ist als eine Schwellendauer, die niedriger ist als ein Schwellenprozentsatz; und Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass der Anteil höher ist als der Schwellenprozentsatz. In einem Beispiel basiert der Schwellenprozentsatz auf einem mittleren Prozentsatz in einem Motor, der keinen Kraftstoffadditiven ausgesetzt ist. In einem weiteren Beispiel basiert die Schwellendauer auf einem Schließbefehl, der auf ein Zündsystem des Motors während eines Zylinderzündereignisses angewendet wird, und basiert ferner auf einem Operationsstatus einer Stromsenke des Zündsystems. Das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung kann ein Anzeigen keiner Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung umfassen, und das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung kann ein Anzeigen keiner Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung umfassen. Das Verfahren kann ferner umfassen: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung auf der Basis einer Abnahme in dem Anteil nach einem Motorbetrieb bei oder über einer Schwellenmotorgeschwindigkeit oder -last, die eine Zündkerzenspitzen-Temperatur über eine Schwellentemperatur erhöht. In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren ferner, als Reaktion auf das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein Begrenzen einer Motorlast, und auf der Basis einer Identität des mit der verschmutzten Zündkerze gekoppelten Zylinders, ein Anreichern eines angrenzenden Zylinders, der ausgelegt ist, Abgasrückstände vom dem mit der verschmutzten Zündkerze gekoppelten Zylinder aufzunehmen. In noch einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren ferner, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung, ein Einstellen eines ersten Diagnosecodes, um eine Zündkerzenreinigung zu empfehlen, und als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein Einstellen eines zweiten, anderen Diagnosecodes, um einen Zündkerzenaustausch zu empfehlen. Das Verfahren kann ferner umfassen: nach dem Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, Überwachen einer Ansprechzeit jedes von einem ersten Abgassauerstoffsensor, der stromaufwärts von einem Abgaskatalysator gekoppelt ist, und einem zweiten Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts vom Abgaskatalysator gekoppelt ist, über eine Anzahl von Motorzyklen; und als Reaktion darauf, dass ein Verhältnis der Ansprechzeiten des ersten und zweiten Abgassauerstoffsensors innerhalb einer Schwelle voneinander über die Anzahl von Motorzyklen liegt, Anzeigen einer Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung. Als ein Beispiel ist der erste Abgassauerstoffsensor ein UEGO-Sensor, wobei der zweite Abgassauerstoffsensor ein HEGO-Sensor ist.
  • Als noch weitere Ausführungsform umfasst ein Motorsystem: einen Motor, der einen Zylinder aufweist; ein Zündsystem, das eine Zündspule und eine Steuerleitung aufweist, die mit einer Zündkerze des Zylinders gekoppelt ist, wobei das Zündsystem ferner einen Stromsensor zum Abfühlen eines Stroms der Steuerleitung aufweist; einen Direkt-Kraftstoffinjektor zum Abgeben von Kraftstoff an den Zylinder; und eine Drosselklappe, die mit einem Motoreinlassverteiler gekoppelt ist, zum Einstellen eines Luftstroms zum Zylinder. Das System umfasst ferner: eine Steuereinheit mit computerlesbaren Instruktionen auf einem nicht-transitorischen Speicher zum: Ausgeben eines Schließbefehls an der Steuerleitung, um das Schließen der Zündspule zu starten; Bestimmen einer Schaltzeit von einem Beginn des Schließbefehls bis zu einem Schaltpunkt, wo ein Strom der Steuerleitung unter einen vorherbestimmten Wert fällt; Zählen, an einem ersten Zähler, eines Anteils von Verbrennungszyklen eines gegebenen Fahrzeugantriebszyklus, die eine längere Zündstrom-Schaltzeit aufweisen als eine Schwellendauer; Zählen, an einem zweiten Zähler, einer mittleren Zündstrom-Schaltzeit für den Zylinder über eine Anzahl von Verbrennungszyklen des gegebenen Fahrzeugantriebszyklus; und als Reaktion darauf, dass eine oder mehrere der mittleren Schaltzeiten länger ist als eine Schwellendauer und der Anteil größer ist als ein Schwellenprozentsatz, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung. Die Steuereinheit umfasst ferner Instruktionen zum: als Reaktion darauf, dass der Anteil fluktuiert, während er niedriger bleibt als der Schwellenprozentsatz, Erhöhen einer Motorlast, um die Zündkerzentemperatur über eine Schwellentemperatur zu erhöhen; und falls der Anteil nach dem Erhöhen unter dem Schwellenprozentsatz bleibt, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung; und falls der Anteil nach dem Erhöhen über den Schwellenprozentsatz steigt, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung. Das System umfasst ferner einen Auslassverteiler des Motors, wobei der Auslassverteiler einen Abgaskatalysator, einen ersten UEGO-Sensor stromaufwärts vom Abgaskatalysator und einen zweiten HEGO-Sensor stromabwärts vom Abgaskatalysator aufweist, wobei die Steuereinheit ferner Instruktionen umfasst zum: Überwachen einer Schaltfrequenz jedes von dem ersten und zweiten Sensor; als Reaktion darauf, dass eine Differenz zwischen der Schaltfrequenz des ersten Sensors und der Schaltfrequenz des zweiten Sensors niedriger ist als eine Schwellendifferenz, wenn eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird, Anzeigen einer Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung; und als Reaktion darauf, dass die Schaltfrequenz des ersten Sensors niedriger ist als eine Schwellenfrequenz, wenn eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird, Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Sensors aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
  • In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren für einen Motor: für jedes Verbrennungsereignis eines Zylinders, Ausgeben eines Schließbefehls an einer Steuerleitung einer Zündkerzen-Zündspule; Schätzen einer Zündstrom-Schaltzeit, die ein Strom der Steuerleitung benötigt, um unter einen vorherbestimmten Wert zu fallen; Zählen eines Anteils von Verbrennungszyklen des Zylinders über einen gegebenen Fahrzeugantriebszyklus, die eine längere Zündstrom-Schaltzeit als eine Schwellendauer aufweisen; und Anzeigen einer Verschmutzung der Zündkerze des Zylinders aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung auf der Zündkerze auf der Basis, dass der Anteil größer ist als der Schwellenprozentsatz. Das Verfahren kann ferner umfassen: Schätzen einer mittleren Zündstrom-Schaltzeit für den Zylinder über eine Anzahl von Verbrennungszyklen des gegebenen Fahrzeugantriebszyklus, und als Reaktion darauf, dass die geschätzte mittlere Zündstrom-Schaltzeit länger ist als eine Schwellenzeit, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung auf der Zündkerze des Zylinders. In einem Beispiel ist die Dauer eine Schwellendauer auf der Basis des angewendeten Schließbefehls und eines Operationsstatus einer Stromsenke, und der Schwellenprozentsatz basiert auf einem mittleren Prozentsatz in einem Motor, der mit einem Kraftstoff arbeitet, welcher keine Kraftstoffadditive enthält. Das Verfahren kann ferner umfassen: als Reaktion darauf, dass der Anteil kleiner ist als der Schwellenprozentsatz, Erhöhen einer Motorleerlaufgeschwindigkeit und Motorlast, und Vorsetzen einer Funkenzündzeiteinstellung des Zylinders, um eine Temperatur der Spitze der Zündkerze über einer Schwellentemperatur für eine Schwellendauer zu halten; nach der Schwellendauer, neuerliches Feststellen des Anteils von Verbrennungszyklen des Zylinders; und als Reaktion darauf, dass der erneut festgestellte Anteil kleiner ist als der Schwellenprozentsatz, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung. Das Verfahren kann ferner umfassen: als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, Senken einer Motorlast, und Sperren von Kraftstoff und Funken für einen benachbarten Zylinder, der ausgelegt ist, Abgasrückstände vom Zylinder aufzunehmen, der mit der verschmutzten Zündkerze gekoppelt ist. In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren ferner umfassen: Schätzen einer Ansprechzeit eines Abgassauerstoffsensors, der stromaufwärts von einem Abgaskatalysator gekoppelt ist; und auf der Basis, dass die geschätzte Ansprechzeit niedriger ist als eine Schwelle, Anzeigen einer Verschlechterung des Abgassauerstoffsensors aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, und Bestätigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
  • Es ist zu beachten, dass hier eingeschlossenen Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuermethoden und -routinen können als ausführbare Instruktionen in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren, wie Ereignis-bezogen, Unterbrechungsbezogen, Multitasking, Multithreading und dgl. Als solche können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Sequenz parallel vorgenommen oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ähnlich muss die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erzielen, sie ist jedoch zur einfachen Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen kann oder können in Abhängigkeit von der bestimmten verwendeten Strategie wiederholt vorgenommen werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen grafisch einen Code repräsentieren, der in einen nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmieren ist.
  • Es ist klar, dass die hier offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn auszulegen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie bei V-6, R-4 (I-4), R-6 (I-6), V-12, 4-Boxermotoren und anderen Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht-naheligenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen und anderen hier geoffenbarten Merkmalen, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neu und nicht-naheliegend angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder Äquivalente davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere solcher Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Ergänzung der vorliegenden Ansprüche oder durch die Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, egal ob breiter, enger, gleich oder unterschiedlich im Umfang gegenüber den ursprünglichen Ansprüchen, werden auch als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung umfasst angesehen.

Claims (20)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend: für jeden Motorzylinder, Differenzieren einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung von einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung auf der Basis eines Anteils von Verbrennungszyklen, über einen oder mehrere gegebene Fahrzeugantriebszyklen, mit einer Zündstrom-Schaltzeit, die höher ist als eine Schwellendauer.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Zündstrom-Schaltzeit eine Zündstrom-Schaltzeit einer Zündkerze ist, die eine Zündkerzen-Zündspule umfasst, wobei die Zündkerzen-Zündspule eine Steuerleitung umfasst, wobei ein Strom an der Steuerleitung über einen Stromsensor gemessen wird, und wobei das Differenzieren auf der Basis der Zündstrom-Schaltzeit ein Differenzieren auf der Basis einer Schaltzeit umfasst, die der Strom benötigt, um unter einen vorherbestimmten Wert nach der Anwendung eines Schließbefehls an der Steuerleitung zu fallen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Differenzieren umfasst: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion auf eine Änderung in dem Anteil über den einen oder die mehreren gegebenen Fahrzeugantriebszyklen, die zwischen dem einen oder den mehreren gegebenen Fahrzeugantriebszyklen fluktuiert, und Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass die Änderung in dem Anteil zwischen dem einen oder den mehreren gegebenen Fahrzeugantriebszyklen konstant bleibt oder zunimmt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Differenzieren umfasst: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion darauf, dass der Anteil kleiner ist als ein Schwellenprozentsatz, und Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass der Anteil größer ist als der Schwellenprozentsatz.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem das Differenzieren ferner auf einer mittleren Zylinderzündereignis-Schaltzeit für Verbrennungszyklen über den gegebenen Fahrzeugantriebszyklus basiert, und bei welchem das Differenzieren umfasst: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass die mittlere Zylinderzündereignis-Schaltzeit länger ist als eine Schwellenzeit, und Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion darauf, dass die mittlere Zylinderzündereignis-Schaltzeit kürzer ist als die Schwellenzeit.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Anzeigen eines Grads einer Zündkerzenverschmutzung auf der Basis der Schaltzeit.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung, jedoch nicht aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein temporäres Anheben einer Zündkerzenspitzen-Temperatur über eine Schwellentemperatur für eine Schwellenanzahl von Motorzyklen durch eines oder mehrere von einem Vorverstellen der Funkenzeiteinstellung gegenüber dem MBT und Erhöhen einer Motorgeschwindigkeit oder -last.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung ein Anzeigen keiner Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung umfasst, und ferner umfassend, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, eines oder mehrere von einem Begrenzen einer Motorlast, Einstellen eines Diagnosecodes, um einen Zündkerzenaustausch zu empfehlen, und temporären Anreichern eines zweiten Zylinders, wobei die verschmutzte Zündkerze mit einem ersten Zylinder gekoppelt ist, und der zweite Zylinder ausgelegt ist, Abgasrückstände vom ersten Zylinder aufzunehmen.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend: Überwachen einer Schaltfrequenz jedes von einem ersten Abgassauerstoffsensor, der stromaufwärts eines Abgaskatalysators gekoppelt ist, und einem zweiten Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts des Abgaskatalysators gekoppelt ist, über eine Anzahl von Motorzyklen; und als Reaktion darauf, dass ein Verhältnis der Schaltfrequenz des ersten und zweiten Abgassauerstoffsensors innerhalb einer Schwelle voneinander über die Anzahl von Motorzyklen liegt, während eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird, Anzeigen einer Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, als Reaktion auf eine Benutzereingabe, die einen Zündkerzenaustausch anzeigt, Zurücksetzen eines Zählers, der ausgelegt ist, den Anteil von Verbrennungszyklen, über den gegebenen Fahrzeugantriebszyklus, mit einer Zündstrom-Schaltzeit, die höher ist als die Schwellendauer, zu zählen.
  11. Verfahren für einen Motor, umfassend: Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung als Reaktion auf einen Anteil von Verbrennungszyklen über einen Fahrzeugantriebszyklus mit einer Zündstrom-Schaltzeit, welche länger ist als eine Schwellendauer, die niedriger ist als ein Schwellenprozentsatz; und Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung als Reaktion darauf, dass der Anteil höher ist als der Schwellenprozentsatz.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem der Schwellenprozentsatz auf einem mittleren Prozentsatz in einem Motor basiert, der keinen Kraftstoffadditiven ausgesetzt ist, wobei die Schwellendauer auf einem Schließbefehl basiert, der auf ein Zündsystem des Motors während eines Zylinderzündereignisses angewandt wird, und ferner auf einem Operationsstatus einer Stromsenke des Zündsystems basiert, bei welchem das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung ein Anzei- gen keiner Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung umfasst, und bei welchem das Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung ein Anzeigen keiner Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung auf der Basis einer Abnahme in dem Anteil nach einem Motorbetrieb bei oder über einer Schwellenmotorgeschwindigkeit oder -last, die eine Zündkerzenspitzen-Temperatur über eine Schwellentemperatur erhöht.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein Begrenzen einer Motorlast, und auf der Basis einer Identität des mit der verschmutzten Zündkerze gekoppelten Zylinders, ein Anreichern eines angrenzenden Zylinders, der ausgelegt ist, Abgasrückstände vom mit der verschmutzten Zündkerze gekoppelten Zylinder aufzunehmen.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend, als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung, ein Einstellen eines ersten Diagnosecodes, um eine Zündkerzenreinigung zu empfehlen, und als Reaktion auf die Anzeige einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, ein Einstellen eines zweiten, anderen Diagnosecodes, um einen Zündkerzenaustausch zu empfehlen.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: nach dem Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung, Überwachen einer Ansprechzeit jedes von einem ersten Abgassauerstoffsensor, der stromaufwärts eines Abgaskatalysators gekoppelt ist, und einem zweiten Abgassauerstoffsensor, der stromabwärts des Abgaskatalysators gekoppelt ist, über eine Anzahl von Motorzyklen; und als Reaktion darauf, dass ein Verhältnis der Ansprechzeiten des ersten und zweiten Abgassauerstoffsensors innerhalb einer Schwelle voneinander über die Anzahl von Motorzyklen liegt, Anzeigen einer Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem der erste Abgassauerstoffsensor ein UEGO-Sensor ist, und bei welchem der zweite Abgassauerstoffsensor ein HEGO-Sensor ist.
  18. Motorsystem, umfassend: einen Motor, der einen Zylinder umfasst; ein Zündsystem, das eine Zündspule und eine Steuerleitung umfasst, die mit einer Zündkerze des Zylinders gekoppelt ist, wobei das Zündsystem ferner einen Stromsensor zum Abtasten eines Stroms der Steuerleitung umfasst; einen Direkt-Kraftstoffinjektor zum Abgeben von Kraftstoff an den Zylinder; eine Drosselklappe, die mit einem Motoreinlassverteiler gekoppelt ist, zum Einstellen eines Luftstroms zum Zylinder; und eine Steuereinheit mit computerlesbaren Instruktionen auf einem nicht-transitorischen Speicher zum: Ausgeben eines Schließbefehls an der Steuerleitung, um das Schließen der Zündspule zu starten; Bestimmen einer Schaltzeit von einem Beginn des Schließbefehls bis zu einem Schaltpunkt, wo ein Strom der Steuerleitung unter einen vorherbestimmten Wert fällt; Zählen, an einem ersten Zähler, einen Anteil von Verbrennungszyklen eines gegebenen Fahrzeugantriebszyklus, die eine längere Zündstrom-Schaltzeit aufweisen als eine Schwellendauer; Zählen, an einem zweiten Zähler, einer mittleren Zündstrom-Schaltzeit für den Zylinder über eine Anzahl von Verbrennungszyklen des gegebenen Fahrzeugantriebszyklus; und als Reaktion auf eines oder mehrere davon, dass die mittlere Schaltzeit länger ist als eine Schwellendauer und der Anteil größer ist als ein Schwellenprozentsatz, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
  19. System nach Anspruch 18, bei welchem die Steuereinheit ferner Instruktionen umfasst zum: als Reaktion darauf, dass der Anteil fluktuiert, während er niedriger bleibt als der Schwellenprozentsatz, Erhöhen einer Motorlast, um die Zündkerzentemperatur über eine Schwellentemperatur zu erhöhen; und falls der Anteil unter nach dem Erhöhen dem Schwellenprozentsatz bleibt, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Rußansammlung; und falls der Anteil nach dem Erhöhen über den Schwellenprozentsatz steigt, Anzeigen einer Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
  20. System nach Anspruch 18, ferner umfassend einen Auslassverteiler des Motors, wobei der Auslassverteiler einen Abgaskatalysator, einen ersten UEGO-Sensor stromaufwärts des Abgaskatalysators und einen zweiten HEGO-Sensor stromabwärts des Abgaskatalysators umfasst, wobei die Steuereinheit ferner Instruktionen umfasst zum: Überwachen einer Schaltfrequenz jedes des ersten und zweiten Sensors, als Reaktion darauf, dass eine Differenz zwischen der Schaltfrequenz des ersten Sensors und der Schaltfrequenz des zweiten Sensors niedriger ist als eine Schwellendifferenz, wenn eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird, Anzeigen einer Abgaskatalysatorverschlechterung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung; und als Reaktion darauf, dass die Schaltfrequenz des ersten Sensors niedriger ist als eine Schwellenfrequenz, wenn eine Zündkerzenverschmutzung aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung angezeigt wird, Anzeigen einer Verschlechterung des ersten Sensors aufgrund einer Kraftstoffadditivansammlung.
DE102014118276.6A 2013-12-19 2014-12-10 Detektion einer Zündkerzenverschmutzung für ein Zündsystem Withdrawn DE102014118276A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361918593P 2013-12-19 2013-12-19
US61/918,593 2013-12-19
US14/535,174 2014-11-06
US14/535,174 US9777697B2 (en) 2013-12-19 2014-11-06 Spark plug fouling detection for ignition system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014118276A1 true DE102014118276A1 (de) 2015-06-25
DE102014118276A8 DE102014118276A8 (de) 2015-09-10

Family

ID=53275469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014118276.6A Withdrawn DE102014118276A1 (de) 2013-12-19 2014-12-10 Detektion einer Zündkerzenverschmutzung für ein Zündsystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014118276A1 (de)

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014118276A8 (de) 2015-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10054101B2 (en) Spark plug fouling detection for ignition system
DE102016111389A1 (de) Verfahren und System zur Detektion der heißen Zündkerzenverschmutzung
DE102010034988B4 (de) Zündspule mit Ionisation und digitaler Rückführung für einen Verbrennungsmotor
DE102015119281A1 (de) Zündkerzenverschmutzungsdetektion
US9835128B2 (en) Spark plug fouling detection for ignition system
DE102018120684A1 (de) Systeme und verfahren zum detektieren von abgasluftaustritt
DE102014118714A1 (de) Verfahren zum Diagnostizieren eines SCR-Katalysators
DE102014105131A1 (de) System und Verfahren zum Zuführen von Zündfunken zu einem Motor
DE102012200603A1 (de) Erfassung einer zündkerzenbeschädigung
DE102016113901A1 (de) Verfahren und System zur Zündungssteuerung
DE102017125341A1 (de) Verfahren und system zur zündkerzenreinigung
DE102017127681A1 (de) Zündsteuersystem
DE112014003208B4 (de) Zündsteuervorrichtung
DE102018114312A1 (de) Verfahren und system für einen motor mit zylinderabschaltung
DE102016113033A1 (de) Verfahren und System zur Zündungssteuerung
DE102017122918A1 (de) Verfahren und System zur Motorkraftstoffzufuhr
DE102019104210A1 (de) Verfahren und System zur Klopfregelung
DE112018000704T5 (de) Zündsteuerungssystem
DE102013207540A1 (de) Verfahren für die diagnose einer kraftmaschine
DE102019113688A1 (de) Verfahren und system zum bestimmen von hintergrundgeräuschpegeln von motorklopfen
DE102019123120A1 (de) System und verfahren zum überwachen eines zündsystems
DE102020109281A1 (de) Verfahren und Systeme zur Erfassung von Partikeln in Schmiermittel
DE102014118276A1 (de) Detektion einer Zündkerzenverschmutzung für ein Zündsystem
DE102018123349A1 (de) Zündspulenschliesssteuerung
DE102012222104A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R082 Change of representative

Representative=s name: ETL IP PATENT- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT M, DE

Representative=s name: ETL WABLAT & KOLLEGEN PATENT- UND RECHTSANWALT, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R082 Change of representative

Representative=s name: ETL IP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE

Representative=s name: ETL IP PATENT- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT M, DE