DE102014224805A1

DE102014224805A1 - Verfahren und System zur Vorzündungssteuerung

Info

Publication number: DE102014224805A1
Application number: DE102014224805.1A
Authority: DE
Inventors: Chris Paul Glugla; Robert Sarow Baskins; James Matthew Kindree; Chris Richard Weber
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: DE102014224805B4

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Abschwächen des Klopfens und/oder der Vorzündung bereitgestellt. Sowohl die Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung, die Zylinderanreicherung als auch die Begrenzung der Kraftmaschinenlast werden basierend auf einer Klopfsensorausgabe, die in einem einzigen definierten Kurbelwinkelfenster erzeugt wird, und nicht basierend auf einer Klopfsensorausgabe, die außerhalb des definierten Kurbelwinkelfensters erzeugt wird, eingestellt. Eine Stärke der Abschwächungshandlungen wird proportional zu der Klopfsensor-Ausgabeintensität eingestellt, wobei die Stärke der Abschwächungshandlung vergrößert wird, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität zunimmt.

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme zum Steuern der Kraftmaschine eines Fahrzeugs in Reaktion auf anomale Verbrennung.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen können Kraftmaschinen, die hohe Verdichtungsverhältnisse besitzen oder aufgeladen sind, um die spezifische Ausgabe zu erhöhen, für anomale Verbrennungsereignisse bei niedriger Drehzahl anfällig sein, z. B. aufgrund der Vorzündung. Die frühe anomale Verbrennung aufgrund der Vorzündung kann sehr hohe Drücke im Zylinder verursachen und kann zu Verbrennungsdruckwellen führen, die zum Verbrennungsklopfen ähnlich sind, aber mit größerer Intensität. Derartige anomale Verbrennungsereignisse können eine schnelle Verschlechterung der Kraftmaschine verursachen. Dementsprechend sind Strategien für die frühe Detektion und Abschwächung von anomalen Verbrennungsereignissen basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine entwickelt worden.
Eine beispielhafte Herangehensweise ist durch Hashizume in US 5.632.247 veranschaulicht. Darin wird die anomale Zylinderverbrennung aufgrund der Vorzündung und/oder des Klopfens durch einen Klopfsensor detektiert, der am Zylinderblock befestigt ist. Spezifisch werden basierend auf einer Schätzung des Messwerts des Klopfsensors in zwei sich unterscheidenden Zeitfenstern, jedes mit sich unterscheidenden Schwellenwerten, Vorzündungsereignisse bestimmt und vom Klopfen unterschieden.
Die Erfinder haben jedoch hier potentielle Probleme bei einer derartigen Herangehensweise identifiziert. In einem Beispiel erfordert die Herangehensweise beträchtliche Signalverarbeitung, um die anomale Verbrennung aufgrund der Vorzündung von der anomalen Verbrennung aufgrund des Klopfens zu unterscheiden, bevor eine geeignete Abschwächungshandlung ausgeführt werden kann. Dies kann als solches Komplexität zur Detektion und Unterscheidung der Verbrennungsereignisse hinzufügen. Als ein weiteres Beispiel verwendet die Herangehensweise verschiedene, nicht überlappende Fenster. Es kann jedoch Bereiche in dem Klopffenster geben, in denen die Vorzündung besser identifiziert werden kann, und umgekehrt. Die Empfindlichkeit der Herangehensweise kann sich außerdem in Abhängigkeit von der Positionierung des Sensors ändern. Insgesamt werden die Komplexität und die Kosten des Systems vergrößert, ohne notwendigerweise die Leistung entweder der Klopf- oder der Vorzündungsdetektion in dem Zylinder zu verbessern. Die verringerte Genauigkeit der Bestimmung und Unterscheidung der Vorzündung der Kraftmaschine (von dem Klopfen) kann zu einer schnellen Verschlechterung der Kraftmaschine führen. Außerdem kann das Unterscheiden zwischen dem Klopfen und der Vorzündung ungenau sein und dazu führen, das für jeden Ereignistyp falsche Maßnahmen ergriffen werden, was zu einer verschlechterten Leistung führt.
In einem Beispiel können einige der obigen Probleme durch ein Verfahren zum Detektieren und Behandeln der anomalen Verbrennung behandelt werden. Das Verfahren umfasst Folgendes: in Reaktion auf eine Klopfsensor-Ausgabeintensität, die innerhalb eines ersten Fensters für ein gegebenes Zylinderverbrennungsereignis auftritt, Anreichern des Zylinders als eine Funktion der Ausgabeintensität. Das Verfahren umfasst ferner in Reaktion auf die Klopfsensor-Ausgabeintensität, die innerhalb eines zweiten Fensters für das Verbrennungsereignis auftritt und die höher als ein Schwellenwert ist, Verstellen der Zeitsteuerung der Funkenzündung nach spät, wobei das erste Fenster das zweite Fenster teilweise überlappt. Auf diese Weise kann die anomale Verbrennung aufgrund des Klopfens und/oder der Vorzündung besser behandelt werden.
Als ein Beispiel kann ein Kraftmaschinensystem einen oder mehrere Kopfsensoren enthalten, die in, an oder entlang einem Kraftmaschinenblock angeordnet oder an die Kraftmaschinenzylinder gekoppelt sind. Die Klopfsensorausgabe, die in einem ersten und/oder einem zweiten Kurbelwinkel-Zeitfenster erzeugt wird, kann verwendet werden, um eine anomale Verbrennung zu behandeln, wie z. B. jene aufgrund des Klopfens und/oder der Vorzündung. Das erste und das zweite Fenster können sich teilweise überlappen, wobei das erste Fenster beginnt, bevor das zweite Fenster beginnt, und das erste Fenster endet, bevor das zweite Fenster endet. Die Fenster können durch spezifizierte Kurbelwinkel als eine Funktion der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. der Drehzahl und der Last der Kraftmaschine, definiert sein. Für ein gegebenes Zylinderverbrennungsereignis kann das erste Kurbelwinkel-Zeitfenster vor einem Zylinder-Funkenzündungsereignis (wie z. B. bei 15 Grad ATC) beginnen und in einem Arbeitstakt des Zylinders (wie z. B. bei 40 Grad ATC) enden, während das zweite Kurbelwinkel-Zeitfenster nach dem Zylinder-Funkenzündungsereignis beginnen und im Arbeitstakt nach dem Ende des ersten Fensters enden kann. Die in dem ersten und dem zweiten Fenster erzeugte Sensorausgabe kann verarbeitet werden (z. B. bandpassgefiltert, gleichgerichtet und integriert werden), um die jeweiligen Ausgabeintensitäten zu bestimmen. Basierend auf der Ausgabeintensität in dem ersten Fenster kann ein erster Satz von Abschwächungshandlungen für anomale Verbrennungen (z. B. Vorzündungs-Abschwächungshandlungen) bestimmt werden. Der Zylinder kann z. B. angereichert werden, wobei ein anzuwendender Betrag der Anreicherung (der Grad der Fettheit, die Anzahl der angereicherten Kraftmaschinenzyklen, die Anzahl der anzureichernden Kraftmaschinenzylinder usw.) als eine Funktion der Ausgabeintensität bestimmt wird. Eine im Speicher des Controllers gespeicherte Nachschlagtabelle als eine Funktion der Kraftmaschinendrehzahl und der Klopfintensität kann verwendet werden, um die Anreicherung zu bestimmen. Wenn die Anzahl der Anreicherungszyklen einen Schwellenwert übersteigt, kann außerdem ein Betrag der Begrenzung der Kraftmaschinenlast angewendet werden. Ferner kann die Funkenzeitsteuerung basierend auf der angewendeten Anreicherung eingestellt (z. B. nach früh verstellt werden), um den Drehmomentverlust vom Arbeiten fetter als RBT wiederherzustellen. Basierend auf der Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster, die höher als ein Schwellenwert ist, kann ein anderer Satz von Abschwächungshandlungen für anomale Verbrennungen (z. B. Klopf-Abschwächungshandlungen) bestimmt werden. Die Zeitsteuerung der Funkenzündung kann z. B. nach spät verstellt werden, wobei ein angewendeter Betrag der Funkenspätverstellung zunimmt, wenn die Ausgabeintensität den Schwellenwert in dem zweiten Fenster übersteigt. Folglich kann eine proportional höhere und stärkere Abschwächungshandlung ausgeführt werden, wenn die Ausgabeintensität des Klopfsensors in dem ersten und/oder dem zweiten Fenster zunimmt.
Die Erfinder haben hier ferner die synergistische Beziehung zwischen den Abschwächungshandlungen für anomale Verbrennungen, wie z. B. jenen, die das Klopfen behandeln, und jenen, die die Vorzündung behandeln, erkannt. Wenn die Zylinderanreicherung (proportional zur vergrößerten Klopfintensität) vergrößert wird, verringert spezifisch die resultierende Kühlung der Zylinderladung die Wahrscheinlichkeit weiterer anomaler Verbrennungsereignisse in dem Zylinder (wie z. B. jene aufgrund des Klopfens), während sie außerdem die Toleranz gegenüber der Frühverstellung der Funkenzeitsteuerung erhöht. Im Ergebnis kann der Betrag der Funkenspätverstellung, der in Reaktion auf die Ausgabe in dem zweiten Fenster angewendet wird, verringert werden, wenn die Zylinderanreicherung, die basierend auf der Ausgabe in dem ersten Fenster bestimmt wird, zunimmt (z. B. ein Schwellenniveau übersteigt).
Auf diese Weise kann die anomale Zylinderverbrennung behandelt werden, während die Komplexität der Verarbeitung der Klopfsensorausgabe verringert wird. Die anomale Verbrennung aufgrund anomaler Verbrennungsereignisse, wie z. B. des Klopfens und/oder der Vorzündung, kann z. B. abgeschwächt werden, ohne die Unterscheidung der Signale notwendig zu machen. Außerdem ist die Notwendigkeit für mehrere Klopfsensoren, mehrere Klopfabtastfenster oder mehrere Schwellenwerte verringert. Durch das Einstellen einer Stärke der Abschwächungshandlungen, die in Reaktion auf ein anomales Verbrennungsereignis angewendet werden, basierend auf der Ausgabeintensität eines Klopfsensors in definierten Fenstern kann die anomale Verbrennung sowohl aufgrund des Klopfens als auch aufgrund der Vorzündung behandelt werden, ohne die Unterscheidung zwischen Klopfen und Vorzündung zu erfordern. Unter Verwendung teilweise überlappender Fenster kann die Genauigkeit der Detektion anomaler Verbrennungen verbessert werden. Durch das Vergrößern einer Anreicherung und einer Lastbegrenzung, die auf eine Kraftmaschine angewendet werden, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in einem ersten, früheren Fenster zunimmt, kann weiteren durch anomale Verbrennung verursachten Megaklopfereignissen zuvorgekommen werden. Durch das Einstellen eines angewendeten Betrags der Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung basierend auf der Klopfsensorintensität in einem zweiten, späteren Fenster, das das erste Fenster teilweise überlappt, kann das Klopfen behandelt werden. Unter Verwendung desselben Klopfsensors, um verschiedene Arten anomaler Zylinderverbrennungsereignisse zu behandeln, können die Vorteile der Verringerung der Komponenten erreicht werden.
Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um eine Auswahl der Konzepte in vereinfachter Form einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
1 zeigt eine Teilansicht einer Kraftmaschine.
2 zeigt einen Ablaufplan auf hoher Ebene zum Ausführen von Abschwächungshandlungen für anomale Verbrennungen in der Kraftmaschine nach 1 basierend auf den Klopfsensorsignalen, die in zwei teilweise überlappenden Fenstern erzeugt werden.
3 zeigt einen Blockschaltplan der Routine nach 2.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Routine nach 3.
5–7 zeigen Blockschaltpläne, die das Einstellen der Lastbegrenzung und der Funkenzeitsteuerung der Kraftmaschine basierend auf der Ausgabeintensität der in einem ersten Fenster erzeugten Klopfsensorsignale darstellen.
8 zeigt beispielhafte Nachschlagtabellen, die durch einen Kraftmaschinen-Controller verwendet werden können, um die Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung, die Zylinderanreicherung und die Lastbegrenzung zu bestimmen, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
9 zeigt beispielhafte Abschwächungsoperationen für anomale Verbrennungen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Abschwächen der durch anomale Verbrennung verursachten Megaklopfereignisse in einer Kraftmaschine, wie z. B. in dem Kraftmaschinensystem nach 1. Ein Kraftmaschinen-Controller kann dafür ausgelegt sein, eine Steuerroutine auszuführen, wie z. B. die Routine nach den 2–4, um eine oder mehrere Abschwächungseinstellungen basierend auf der Ausgabeintensität der Klopfsensorsignale auszuführen, die in zwei teilweise überlappenden Kurbelwinkel-Zeitfenstern erzeugt werden. Der Controller kann keine Einstellung basierend auf den Klopfsensorsignalen ausführen, die außerhalb der definierten Fenster erzeugt werden.
Der Controller kann einen Betrag der angewendeten Zylinderanreicherung basierend auf der Ausgabeintensität eines Klopfsensorsignals, das in einem ersten, früheren der beiden Fenster erzeugt wird, einstellen. Wie unter Bezugnahme auf die 5–7 weiter ausgearbeitet wird, kann der Controller ferner sowohl einen anzuwendenden Betrag der Begrenzung der Kraftmaschinenlast als auch die anzuwendenden Einstellungen der Funkenzeitsteuerung basierend auf der bestimmten Anreicherung bestimmen. Der Kraftmaschinen-Controller kann außerdem einen angewendeten Betrag der Funkenspät- oder -frühverstellung basierend auf der Ausgabeintensität eines Klopfsensorsignals einstellen, das in einem zweiten, späteren der beiden Fenster erzeugt wird. Der Controller kann eine oder mehrere Nachschlagtabellen, wie z. B. die Nachschlagtabellen nach 8, verwenden, um eine anzuwendende Stärke der Abschwächungshandlung zu bestimmen, während außerdem ein Rateninkrementierer aktualisiert wird, der die Häufigkeit der anomalen Verbrennungen angibt. Beispielhafte Abschwächungsoperationen sind in 9 beschrieben.
1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform einer Verbrennungskammer oder eines Zylinders einer Brennkraftmaschine 10 dar. Die Kraftmaschine 10 kann Steuerparameter von einem Steuersystem, das einen Controller 12 enthält, und eine Eingabe von einer Bedienungsperson 130 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 132 empfangen. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier außerdem die "Verbrennungskammer") 14 der Kraftmaschine 10 kann die Verbrennungskammerwände 136 enthalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad des Passagierfahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über eine Schwungscheibe an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Folge von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Der Einlassluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit weiteren Zylindern der Kraftmaschine 10 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Einlasskanäle eine Ladevorrichtung, wie z. B. einen Turbolader oder einen Lader, enthalten. 1 zeigt, dass die Kraftmaschine 10 z. B. mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen Kompressor 174, der zwischen den Einlasskanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang dem Auslasskanal 148 angeordnet ist, enthält. Der Kompressor 174 kann über eine Welle 180 wenigstens teilweise durch die Abgasturbine 176 angetrieben sein, wobei die Ladevorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie z. B. wenn die Kraftmaschine 10 mit einem Lader versehen ist, kann die Abgasturbine 176 optional weggelassen sein, wobei der Kompressor 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Kraftmaschine angetrieben sein kann. Eine Drosselklappe 20, die eine Drosselklappenplatte 164 enthält, kann entlang einem Einlasskanal der Kraftmaschine vorgesehen sein, um die Durchflussmenge und/oder den Druck der Einlassluft, die den Kraftmaschinenzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Die Drosselklappe 20 kann z. B. stromabwärts des Kompressors 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt ist, oder kann alternativ stromaufwärts des Kompressors 174 bereitgestellt sein.
Der Auslasskanal 148 kann die Abgase zusätzlich zu dem Zylinder 14 von den anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 empfangen. Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 128 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 178 an den Auslasskanal 148 gekoppelt ist. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren ausgewählt sein, um eine Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff-), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-(wie dargestellt ist), ein HEGO-(ein erwärmter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
Die Abgastemperatur kann durch einen oder mehrere (nicht gezeigte) Temperatursensoren, die sich im Auslasskanal 148 befinden, geschätzt werden. Alternativ kann die Abgastemperatur basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. der Drehzahl, der Last, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR), der Funkenspätverstellung usw. abgeleitet werden. Ferner kann die Abgastemperatur durch einen oder mehrere Abgassensoren 128 berechnet werden. Es kann erkannt werden, dass die Abgastemperatur alternativ durch irgendeine Kombination der hier aufgelisteten Temperaturschätzverfahren geschätzt werden kann.
Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Es ist z. B. gezeigt, dass der Zylinder 14 wenigstens ein Einlass-Tellerventil 150 und wenigstens ein Auslass-Tellerventil 156 enthält, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 14 befinden. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 einschließlich des Zylinders 14 wenigstens zwei Einlass-Tellerventile und wenigstens zwei Auslass-Tellerventile enthalten, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
Das Einlassventil 150 kann durch den Controller 12 durch Nockenbetätigung über ein Nockenbetätigungssystem 151 gesteuert sein. Ähnlich kann das Auslassventil 156 durch den Controller 12 über ein Nockenbetätigungssystem 153 gesteuert sein. Jedes der Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS-System) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT-System) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT-System) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL-System) verwenden, die durch den Controller 12 betätigt sein können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Positionen des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 können durch die Ventilpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlass- und/oder das Auslassventil durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert sein. Der Zylinder 14 kann z. B. alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, die das CPS und/oder das VCT-System enthält, gesteuertes Auslassventil enthalten. In noch weiteren Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem oder ein Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem mit variabler Zeitsteuerung gesteuert sein.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, das das Verhältnis des Volumens, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt befindet, zum Volumen, wenn sich der Kolben 138 am oberen Totpunkt befindet, ist. Herkömmlich liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch vergrößert sein. Dies kann z. B. geschehen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden.
Falls eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund ihrer Wirkung auf das Kraftmaschinenklopfen außerdem vergrößert sein.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann der Verbrennungskammer 14 in Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA von dem Controller 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann jedoch die Zündkerze 192 weggelassen sein, wie z. B. wo die Kraftmaschine 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch die Einspritzung des Kraftstoffs einleiten kann, wie es bei einigen Diesel-Kraftmaschinen der Fall sein kann.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um ihm Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 eine Kraftstoffeinspritzdüse 166 enthält. Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW, das über einen elektronischen Treiber 168 von dem Controller 12 empfangen wird, direkt in ihn einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das bereit, was als Direkteinspritzung (die im Folgenden außerdem als "DI" bezeichnet wird) des Kraftstoffs in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Während 1 die Einspritzdüse 166 als eine Seiteneinspritzdüse zeigt, kann sie sich außerdem über dem Kolben, wie z. B. in der Nähe der Position der Zündkerze 192, befinden. Eine derartige Position kann, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, aufgrund der geringeren Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis die Mischung und die Verbrennung verbessern. Alternativ kann sich die Einspritzdüse über dem und in der Nähe des Einlassventils befinden, um das Mischen zu verbessern. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Hochdruck-Kraftstoffsystem 8 zugeführt werden, das Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffverteiler enthält. Alternativ kann der Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe bei einem niedrigeren Druck zugeführt werden, wobei in diesem Fall die Zeitsteuerung der Kraftstoff-Direkteinspritzung während des Verdichtungstakts eingeschränkter sein kann, als wenn ein Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet wird. Ferner können die Kraftstofftanks einen Drucksensor besitzen, der dem Controller 12 ein Signal bereitstellt, während dies nicht gezeigt ist. Es wird erkannt, dass in einer alternativen Ausführungsform die Einspritzdüse 166 eine Kanaleinspritzdüse sein kann, die den Kraftstoff in der Einlassöffnung stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt.
Es wird außerdem erkannt, dass, während die dargestellte Ausführungsform veranschaulicht, dass die Kraftmaschine durch das Einspritzen des Kraftstoffs über eine einzige Direkteinspritzdüse betrieben wird; in alternativen Ausführungsformen die Kraftmaschine unter Verwendung von zwei Einspritzdüsen (z. B. eine Direkteinspritzdüse und eine Kanaleinspritzdüse) und durch das Verändern der relativen Menge der Einspritzung von jeder Einspritzdüse betrieben werden kann.
Der Kraftstoff kann während eines einzigen Zyklus des Zylinders durch die Einspritzdüse dem Zylinder zugeführt werden. Ferner können sich die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der von der Einspritzdüse zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen ändern. Außerdem können für ein einziges Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus ausgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, des Einlasstakts oder irgendeiner geeigneten Kombination daraus ausgeführt werden. Außerdem kann Kraftstoff während des Zyklus eingespritzt werden, um das Verhältnis der Luft zum eingespritzten Kraftstoff (AFR) der Verbrennung einzustellen. Der Kraftstoff kann z. B. eingespritzt werden, um ein stöchiometrisches AFR bereitzustellen. Es kann ein AFR-Sensor enthalten sein, um eine Schätzung des AFR im Zylinder bereitzustellen. In einem Beispiel kann der AFR-Sensor ein Abgassensor sein, wie z. B. der EGO-Sensor 128. Durch das Messen einer Menge des restlichen Sauerstoffs (für magere Gemische) oder der unverbrannten Kohlenwasserstoffe (für fette Gemische) in dem Abgas kann der Sensor das AFR bestimmen. Das AFR als solches kann für ein gegebenes Gemisch als ein Lambda-Wert (λ-Wert), d. h., als ein Verhältnis des tatsächlichen AFR zur Stöchiometrie, bereitgestellt werden. Folglich gibt ein Lambda von 1,0 ein stöchiometrisches Gemisch an, wobei Gemische, die fetter als die Stöchiometrie sind, einen Lambda-Wert besitzen können, der kleiner als 1,0 ist, während Gemische, die magerer als die Stöchiometrie sind, einen Lambda-Wert besitzen können, der größer als 1 ist.
Wie oben beschrieben worden ist, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. Als solcher kann jeder Zylinder ähnlich seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), einer Zündkerze usw. enthalten.
Die Kraftstofftanks im Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten enthalten, wie z. B. unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Diese Unterschiede können einen anderen Alkoholgehalt, eine andere Oktanzahl, andere Verdampfungswärmen, andere Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen daraus usw. enthalten.
Die Kraftmaschine 10 kann ferner einen Klopfsensor 90 enthalten, der an jeden Zylinder 14 gekoppelt ist, um anomale Zylinderverbrennungsereignisse zu identifizieren. In alternativen Ausführungsformen können ein oder mehrere Klopfsensoren 90 an ausgewählte Orte des Kraftmaschinenblocks gekoppelt sein. Der Klopfsensor kann ein Beschleunigungsmesser am Zylinderblock oder ein Ionisationssensor, der in der Zündkerze jedes Zylinders konfiguriert ist, sein. Die Ausgabe des Klopfsensors kann mit der Ausgabe eines Kurbelwellen-Beschleunigungssensors kombiniert werden, um ein anomales Verbrennungsereignis in dem Zylinder anzugeben. In einem Beispiel kann basierend auf der Ausgabe des Klopfsensors 90 in einem oder mehreren definierten Fenstern (z. B. Kurbelwinkel-Zeitfenstern) eine anomale Verbrennung aufgrund des Klopfens und/oder der Vorzündung behandelt werden. Insbesondere kann die Stärke einer angewendeten Abschwächungshandlung eingestellt werden, um sowohl ein Auftreten des Klopfens und der Vorzündung zu behandeln als auch die Wahrscheinlichkeit weiterer Klopf- oder Vorzündungsereignisse zu verringern.
Basierend auf dem Klopfsensorsignal, wie z. B. einer Zeitsteuerung, einer Amplitude, einer Intensität, einer Frequenz usw. des Signals, und ferner basierend auf dem Kurbelwellen-Beschleunigungssignal kann der Controller anomale Zylinderverbrennungsereignisses behandeln. Der Controller kann z. B. eine anomale Verbrennung aufgrund des Klopfens und/oder der Vorzündung identifizieren und unterscheiden. Als ein Beispiel kann die Vorzündung in Reaktion auf Klopfsensorsignale angegeben werden, die in einem früheren Fenster (z. B. vor einem Zylinder-Funkenereignis) erzeugt werden, während das Klopfen in Reaktion auf Klopfsensorsignale angegeben werden kann, die in einem späteren Fenster (z. B. nach dem Zylinder-Funkereignis) erzeugt werden. Ferner kann die Vorzündung in Reaktion auf Klopfsensor-Ausgabesignale angegeben werden, die größer (z. B. höher als ein erster Schwellenwert) und/oder seltener sind, während das Klopfen in Reaktion auf Klopfsensor-Ausgabesignale angegeben werden kann, die kleiner (z. B. höher als ein zweiter Schwellenwert, wobei der zweite Schwellenwert niedriger als der erste Schwellenwert ist) und/oder häufiger sind. Außerdem kann die Vorzündung basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine zum Zeitpunkt der Detektion einer anomalen Verbrennung vom Klopfen unterschieden werden. Hohe Klopfintensitäten bei einer niedrigen Kraftmaschinendrehzahl können z. B. die Vorzündung bei niedriger Drehzahl angeben. In anderen Ausführungsformen kann die anomale Verbrennung aufgrund des Klopfens und der Vorzündung basierend auf der Ausgabe des Klopfsensors in einem einzigen definierten Fenster unterschieden werden. Die Vorzündung kann z. B. basierend auf der Ausgabe des Klopfsensors, die in einem früheren Teil des Fensters über einem Schwellenwert liegt, angegeben werden, während das Klopfen basierend auf der Ausgabe des Klopfsensors, die in einem späteren Teil des Fensters höher als der Schwellenwert ist, angegeben werden kann. Außerdem kann jedes Fenster unterschiedliche Schwellenwerte besitzen. Ein erster höherer Schwellenwert kann z. B. in dem ersten (früheren) Vorzündungsfenster angewendet werden, während ein zweiter, niedrigerer Schwellenwert in dem zweiten (späteren) Klopffenster angewendet wird.
Die Abschwächungsmaßnahmen, die ergriffen werden, um das Klopfen zu behandeln, können sich von jenen unterscheiden, die durch den Controller ergriffen werden, um die Vorzündung zu behandeln. Das Klopfen kann z. B. unter Verwendung der Funkenspätverstellung und der AGR behandelt werden, während die Vorzündung unter Verwendung der Zylinderanreicherung, der Zylinderabmagerung, der Begrenzung der Kraftmaschinenlast und/oder der Zufuhr gekühlter äußerer AGR behandelt wird.
Wie unter Bezugnahme auf die 2–4 ausgearbeitet wird, haben die Erfinder erkannt, dass anstelle des Detektierens und des Unterscheidens anomaler Verbrennungsereignisse und dann des Einstellens einer Abschwächungshandlung basierend auf der Art der anomalen Verbrennung die Abschwächungshandlungen basierend auf der Ausgabeintensität des Klopfsensors in einem oder mehreren Fenstern ausgeführt werden können. Spezifisch kann eine Art der angewendeten Abschwächungshandlung basierend auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität in einem oder mehreren Fenstern ausgewählt werden, wobei außerdem eine Stärke der angewendeten Abschwächungshandlung(en) vergrößert werden kann, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem definierten Fenster zunimmt. Die Abschwächungshandlung kann außerdem basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensorausgabe detektiert wird, eingestellt werden. Die in dem ersten Fenster erzeugte Klopfsensorausgabe kann z. B. über eine Zylinderanreicherung behandelt werden, während die in dem zweiten Fenster erzeugte Klopfsensorausgabe über eine Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung behandelt werden kann. Als ein weiteres Beispiel kann die Zylinderanreicherung vergrößert werden, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunimmt, während die Funkenzeitsteuerung vom MBT weiter nach spät verstellt werden kann, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster einen Schwellenwert übersteigt.
Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, die Eingabe-/Ausgabe-Ports 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein Festwertspeicher-Chip 110 gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 112, einen Haltespeicher 114 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von einem Luftmassendurchflusssensor 122; einer Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 118 gekoppelten Temperatursensor 116; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; eines Krümmerabsolutdrucksignals (MAP) von einem Sensor 124, des Zylinder-AFR vom EGO-Sensor 128 und der anomalen Verbrennung vom Klopfsensor 90 und einem Kurbelwellen-Beschleunigungssensor. Das Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen.
Der Festwertspeicher 110 des Speichermediums kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die durch den Prozessor 106 ausführbare Anweisungen repräsentieren, um sowohl die im Folgenden beschriebenen Verfahren als auch andere Varianten, die vorhergesehen werden, aber nicht spezifisch aufgelistet sind, auszuführen.
In 2 ist eine beispielhafte Routine 200 zum Behandeln der anomalen Zylinderverbrennung basierend auf einer Klopfsensor-Ausgabeintensität, die in zwei teilweise überlappenden Fenstern erzeugt wird, beschrieben. Die Routine stellt die Art und die Stärke der angewendeten Abschwächungshandlungen in Reaktion auf die anomale Verbrennung basierend auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität in den definierten Fenstern ein.
Bei 202 enthält die Routine während jedes Zylinderverbrennungsereignisses das Empfangen der in einem ersten Fenster erzeugten Klopfsensorausgabe. Parallel enthält die Routine bei 222 für ein gegebenes Verbrennungsereignis das Empfangen der in einem zweiten Fenster erzeugten Klopfsensorausgabe. Als solches können ein oder mehrere Signale durch einen Klopfsensor zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des ersten oder des zweiten Fensters erzeugt werden. Der Klopfsensor kann an den Zylinder gekoppelt sein, der das Zylinderverbrennungsereignis durchläuft, oder kann an einen Kraftmaschinenblock gekoppelt sein. Außerdem kann die Ausgabe irgendwelcher Signale, die durch den Klopfsensor außerhalb der definierten Fenster erzeugt werden, ignoriert werden.
Das erste und das zweite Fenster können Kurbelwinkel-Zeitfenster sein, wobei das erste Fenster das zweite Fenster teilweise überlappen kann. Ein Anfangszeitpunkt des ersten Fensters kann z. B. vor einem Funkenereignis für das gegebene Zylinderverbrennungsereignis (z. B. bei 15 Grad BTDC) liegen, während ein Endzeitpunkt des ersten Fensters im Arbeitstakt des gegebenen Zylinderverbrennungsereignisses (z. B. bei 40 Grad ATC) liegen kann. Im Vergleich kann ein Anfangszeitpunkt des zweiten Fensters nach dem Funkenereignis liegen und kann der Endzeitpunkt des zweiten Fensters nach dem Ende des ersten Fensters liegen. Die Fenster können eingestellt sein, um verschiedene anomale Verbrennungsereignisse, wie z. B. sowohl jene aufgrund des Zylinderklopfens und der Zylinderfehlzündung als auch jene aufgrund der Zylindervorzündung, zu erfassen. In einem Beispiel kann die Größe der Fenster basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl eingestellt werden. Ferner kann eine Größe der Fenster in Bezug aufeinander eingestellt werden. Das zweite Fenster kann z. B. einen Absolutwert bezüglich des TDC besitzen, während das erste Fenster basierend auf dem zweiten Fenster geeicht werden kann, oder das erste Fenster kann einen Absolutwert bezüglich des TDC besitzen, während das zweite Fenster basierend auf dem ersten Fenster geeicht werden kann. Als ein Beispiel kann das erste Fenster geeicht sein, um bei Kraftmaschinendrehzahlen von 0–1500 U/min 3,0 CA-Grade vor dem Ende des zweiten Fensters zu enden, und geeicht sein, um bei Kraftmaschinendrehzahlen von 1500–2500 U/min 2,5 CA-Grade vor dem Ende des zweiten Fensters zu enden.
Wie im Folgenden ausgearbeitet wird, kann der Controller dafür ausgelegt sein, (bei 204–218) einen ersten Satz von Abschwächungshandlungen für anomale Verbrennungen in Reaktion auf die in dem ersten Fenster erzeugte Klopfsensorausgabe auszuführen, während er (bei 224–234) einen zweiten, anderen Satz von Abschwächungshandlungen für anomale Verbrennungen in Reaktion auf die in dem zweiten Fenster erzeugte Klopfsensorausgabe ausführt. Folglich werden eine Stärke und eine Art der Abschwächungshandlung basierend auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität ausgewählt und eingestellt, um die anomale Verbrennung aufgrund des Klopfens und/oder der Vorzündung zu behandeln, ohne eine Unterscheidung zwischen den anomale Verbrennungsereignissen zu erfordern.
Bei 204 enthält die Routine nach dem Empfangen der in dem ersten Fenster erzeugten Klopfsensorausgabe(n) das Bestimmen der Kraftmaschinendrehzahl, bei der jede Klopfsensorausgabe empfangen worden ist. Es kann z. B. eine Ausgabe eines Kurbelwellen-Beschleunigungssensors abgelesen werden. Bei 206 enthält die Routine das Bestimmen der Ausgabeintensität (I) jedes in dem ersten Fenster erzeugten Sensorsignals. Das Sensorsignal kann z. B. über verschiedene Signalverarbeitungseinstellungen verarbeitet werden. Als ein Beispiel kann die in dem ersten Fenster erzeugte Ausgabe des Klopfsensors gleichgerichtet, bandpassgefiltert, integriert usw. werden, um eine Ausgabeintensität zu bestimmen.
Bei 208 enthält die Routine das Bestimmen einer anzuwendenden die anomale Verbrennung abschwächenden Anreicherung basierend auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität und der Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensorausgabe detektiert worden ist. Der Controller kann z. B. auf eine Nachschlagtabelle Bezug nehmen, die als eine Funktion der Klopfsensor-Ausgabeintensität bezüglich der Kraftmaschinendrehzahl gespeichert ist, um eine anzuwendende Anreicherung zu bestimmen. Beispielhafte Nachschlagtabellen sind in 8 gezeigt. Das Bestimmen der anzuwendenden Anreicherung kann das Bestimmen sowohl eines Grades der Fettheit der Anreicherung, einer Anzahl der Anreicherungszyklen, die in dem durch die anomale Verbrennung beeinflussten Zylinder anzuwenden sind, als auch einer Anzahl der anzureichernden Kraftmaschinenzylinder enthalten. Dies kann das Anreichern sowohl des durch die anomale Zylinderverbrennung beeinflussten Zylinders als auch zusätzlicher Zylinder, die nicht durch die anomale Zylinderverbrennung beeinflusst sind, enthalten.
Die Zylinderanreicherung in Reaktion auf die Klopfsensorausgabe in dem ersten Fenster kann als eine Funktion der Ausgabeintensität der Klopfsensorausgabe in dem ersten Fenster eingestellt werden. Das Einstellen der Anreicherung enthält das Vergrößern des Grades der Fettheit der Anreicherung und/oder einer Anzahl der angereicherten Zyklen in dem beeinflussten Zylinder, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunimmt (z. B. über einen ersten Schwellenwert zunimmt). Die Anreicherung kann ferner auf einer Kraftmaschinendrehzahl basieren, bei der die Klopfsensor-Ausgabeintensität innerhalb des ersten Fensters auftritt. Der Grad der Fettheit der Anreicherung kann z. B. weiter vergrößert werden, wenn die Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfintensität detektiert wird, innerhalb eines ersten niedrigeren Drehzahlbereichs (der z. B. niedriger als ein Schwellenwert ist) liegt. Hier kann die erhöhte Klopfintensität bei niedrigeren Kraftmaschinendrehzahlen mit potentiellen auf der Vorzündung basierenden Verbrennungsereignissen korreliert sein und kann mit einer vergrößerten Anreicherung behandelt werden. Noch weiter kann das Einstellen das Vergrößern der Anzahl der Kraftmaschinenzylinder, die zusätzlich zu dem gegebenen Zylinder (bei dem die Klopfsensorausgabe erzeugt worden ist) angereichert werden, enthalten, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunimmt. Das heißt, die Anzahl der Kraftmaschinenzylinder, auf die die Anreicherung erweitert wird, wird vergrößert, wenn die Klopfintensität zunimmt.
In 8 zeigt das Kennfeld 802 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung zwischen der Anzahl der Anreicherungszyklen und der Klopfintensität (KI) in dem ersten Fenster darstellt. Wie gezeigt ist, wird die Anzahl der Anreicherungszyklen vergrößert, wenn die Klopfintensität zunimmt. Das Kennfeld 804 zeigt eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung zwischen der Anzahl der Anreicherungszyklen und der Kraftmaschinendrehzahl (Ne) darstellt. Wie gezeigt ist, wird die Anzahl der angereicherten Zyklen vergrößert, wenn die Kraftmaschinendrehzahl zunimmt. Das Kennfeld 808 zeigt eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung zwischen der Anzahl der Anreicherungszyklen als eine Funktion der Klopfintensität (KI) und der Kraftmaschinendrehzahl (Ne) darstellt. Wie gezeigt ist, wird die Anzahl der angereicherten Zyklen vergrößert, wenn die Klopfintensität zunimmt und die Kraftmaschinendrehzahl zunimmt.
In 2 enthält die Routine bei 210 das Bestimmen, ob die anzuwendende Anreicherung höher als ein Schwellenwert (Schwellenwert1) ist. Es kann z. B. bestimmt werden, ob die Anzahl der (z. B. basierend auf den Nachschlagtabellen nach 8) anzuwendenden Anreicherungszyklen höher als eine Schwellenanzahl ist. Falls die Anreicherung nicht höher als der Schwellenwert ist, kann die Routine zu 216 gehen, um die Zeitsteuerung der Funkenzündung in Reaktion auf die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster einzustellen. Spezifisch kann ein Betrag der Funkenfrühverstellung basierend auf der bestimmten Zylinderanreicherung auf den angereicherten Zylinder angewendet werden. Die Funkenzeitsteuerung kann z. B. für den angereicherten Zylinder nach früh verstellt werden, um das von dem Zylinderbetrieb, der fetter als fett für bestes Drehmoment (RBT) ist, verlorene Drehmoment wiederherzustellen. Außerdem kann die Funkenzeitsteuerung nach früh verstellt werden, um die höhere Funkenfrühverstellungstoleranz des Zylinders während der Anreicherung aufgrund der Kühlung der Zylinderladung von der Anreicherung auszunutzen. In einem Beispiel kann die Funkenzeitsteuerung vom MBT zum Grenzfunken (BDL) nach früh verstellt werden, wenn die Anreicherung zunimmt. In einem weiteren Beispiel kann die Funkenzeitsteuerung zum BDL nach früh verstellt werden, wenn die Anreicherung den Schwellenwert übersteigt, wie im Folgenden erörtert wird.
Als Nächstes stellt die Routine bei 218 die Kraftstoffbeaufschlagung der Zylinder ein, um die bestimmte Anreicherung anzuwenden, wobei sie die Funkenzeitsteuerung einstellt, um die bestimmte Funkenfrühverstellung anzuwenden.
Wenn bei 210 die Anreicherung höher als der Schwellenwert ist, dann kann der Controller eine oder mehrere zusätzliche Abschwächungshandlungen ausführen. Die Kraftmaschinenlast kann z. B. begrenzt werden, wobei ein anzuwendender Betrag der Begrenzung der Kraftmaschinenlast auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität und der Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensorausgabe in dem ersten Fenster detektiert worden ist, basiert. Spezifisch kann bei 212 der Controller auf eine Nachschlagtabelle Bezug nehmen, die in dem Speicher des Controllers als eine Funktion der Klopfsensor-Ausgabeintensität (in dem ersten Fenster) bezüglich der Kraftmaschinendrehzahl gespeichert ist, um die erforderliche Begrenzung der Kraftmaschinenlast zu bestimmen. Eine beispielhafte Nachschlagtabelle ist unter Bezugnahme auf das Kennfeld 806 nach 8 gezeigt, wobei die Begrenzung der Kraftmaschinenlast als eine Funktion der Klopfintensität (KI) und der Kraftmaschinendrehzahl dargestellt ist. Darin wird der Grad der Begrenzung der Kraftmaschinenlast vergrößert, wenn die Klopfintensität zunimmt, und weiter vergrößert, wenn die Kraftmaschinendrehzahl in einem definierten Drehzahl-Last-Bereich der Kraftmaschine zunimmt.
Alternativ kann der Controller basierend auf der Anzahl der Anreicherungszyklen oder basierend auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität und der Kraftmaschinendrehzahl einen Gewichtungsfaktor bestimmen. Der Gewichtungsfaktor kann basierend auf einem Vorzündungszählerstand des Zylinders weiter eingestellt werden. Der Gewichtungsfaktor kann verwendet werden, um einen Rateninkrementierer einzustellen, wobei er eine Häufigkeit der anomalen Verbrennung (z. B. eine Vorzündungshäufigkeit) in dem Zylinder angeben kann. Die Begrenzung der Kraftmaschinenlast kann dann bei 214 basierend auf dem bestimmten Gewichtungsfaktor eingestellt werden. Folglich kann der Gewichtungsfaktor vergrößert werden, kann die Ausgabe des Rateninkrementierers vergrößert werden und kann die Kraftmaschinenlast weiter begrenzt werden, wenn die Häufigkeit der anomalen Verbrennung zunimmt. Es wird erkannt, dass, während das Beispiel das Einstellen der Begrenzung der Kraftmaschinenlast basierend auf dem Gewichtungsfaktor darstellt, die Anreicherung außerdem basierend auf dem Gewichtungsfaktor eingestellt werden kann.
In dem Kennfeld 808 nach 8 ist eine Nachschlagtabelle gezeigt, die eine Ausgabe des Rateninkrementierers als eine Funktion der Kraftmaschinendrehzahl und der Klopfintensität (KI) darstellt. Darin wird die Ausgabe des Rateninkrementierers vergrößert, wenn die Klopfintensität zunimmt, und weiter vergrößert, wenn die Kraftmaschinendrehzahl in einem definierten Drehzahl-Last-Bereich der Kraftmaschine zunimmt (bis eine Kraftmaschinen-Schwellendrehzahl erreicht ist). Die Begrenzung der Kraftmaschinenlast kann dann basierend auf dem Rateninkrementierer eingestellt werden. Wenn die Ausgabe des Rateninkrementierers zunimmt, aber innerhalb einer Schwellenausgabe liegt, kann z. B. die Zylinderanreicherung vergrößert werden. Wenn die Ausgabe des Rateninkrementierers die Schwellenausgabe übersteigt, kann dann die Begrenzung der Kraftmaschinenlast zusätzlich zur Zylinderanreicherung eingeleitet werden.
Ein ausführlicher Überblick über die Begrenzung der Kraftmaschinenlast, die in Reaktion auf eine anomale Verbrennung angewendet wird, wird unter Bezugnahme auf die 5–7 beschrieben. Darin werden basierend auf verschiedenen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine verschiedene Begrenzungstabellen der Kraftmaschinenlast bestimmt, wobei ein endgültiger Wert der Begrenzung der Kraftmaschinenlast über Interpolation zwischen den verschiedenen Lastbegrenzungstabellen bestimmt wird.
Es wird erkannt, dass die Anreicherung und Lastbegrenzung der Kraftmaschine nicht in Reaktion auf die Ausgabeintensität des Klopfsensors außerhalb des ersten Fensters eingestellt werden, selbst wenn die Ausgabe außerhalb des ersten Fensters höher als ein Schwellenwert ist.
Die Routine kann dann zu 216 gehen, um die Zeitsteuerung der Funkenzündung basierend auf der bestimmten Zylinderanreicherung nach früh zu verstellen, um das von dem Zylinderbetrieb, der fetter als fett für bestes Drehmoment (RBT) ist, verlorene Drehmoment wiederherzustellen. Außerdem kann die Funkenzeitsteuerung nach früh verstellt werden, um die höhere Funkenfrühverstellungstoleranz der Zylinder während der Anreicherung aufgrund der Kühlung der Zylinderladung von der Anreicherung auszunutzen. Die Funkenzeitsteuerung kann z. B. vom MBT zum Grenzfunken (BDL) nach früh verstellt werden, wenn die Anreicherung den Schwellenwert übersteigt.
Bei 218 wird die Kraftstoffbeaufschlagung der Zylinder basierend auf der bestimmten Anreicherung eingestellt. Die Menge des über eine Direkt- und/oder eine Kanaleinspritzdüse in den (die) bestimmten Zylinder zugeführten Kraftstoffs kann z. B. vergrößert werden, um den Zylinder bei dem bestimmten Anreicherungsniveau fetter als die Stöchiometrie zu betreiben. Außerdem kann eine Anzahl der Einspritzungen, über die der Kraftstoff zugeführt wird, vergrößert werden. Der Kraftstoff kann z. B. als mehrere Einlasstakt-Einspritzungen oder mehrere Verdichtungstakt-Einspritzungen zugeführt werden. Noch weiter kann eine Zeitsteuerung der Einspritzung eingestellt werden. Ein Anteil des Kraftstoffs kann z. B. im Einlasstakt zugeführt werden, während ein verbleibender Anteil des Kraftstoffs in einem Verdichtungstakt des Zylinders zugeführt werden kann. Bei 218 kann außerdem die Kraftmaschinen-Einlassluftströmung verringert werden, um das Sollniveau der Begrenzung der Kraftmaschinenlast bereitzustellen. Außerdem kann die Funkenzeitsteuerung eingestellt werden, um des bestimmte Niveau der Funkenfrühverstellung dem durch die anomale Verbrennung beeinflussten Zylinder bereitzustellen.
Es wird erkannt, dass, während die dargestellte Routine das Behandeln der in dem ersten Fenster detektierten anomalen Verbrennung mit der Zylinderanreicherung, der Begrenzung der Kraftmaschinenlast und der Funkenfrühverstellung vorschlägt, in noch weiteren Beispielen die anomale Verbrennung in dem ersten Fenster mit der Zylinderabmagerung und/oder einer vergrößerten Rückführung gekühlter Abgasreste (d. h., einer vergrößerten äußeren AGR) behandelt werden kann.
Zurück bei 222 geht die Routine nach dem gleichzeitigen Bestimmen der Sensorausgabeintensität in dem zweiten Fenster zu 224 weiter, um eine Kraftmaschinendrehzahl zu bestimmen, bei der jede Klopfsensorausgabe in dem zweiten Fenster empfangen worden ist. Es kann z. B. eine Ausgabe eines Kurbelwellen-Beschleunigungssensors abgelesen werden. Bei 226 enthält die Routine das Bestimmen einer Ausgabeintensität (I) jedes in dem zweiten Fenster erzeugten Sensorsignals. Das Sensorsignal kann z. B. über verschiedene Signalverarbeitungseinstellungen verarbeitet werden. Als ein Beispiel kann die im zweiten Fenster erzeugte Ausgabe des Klopfsensors gleichgerichtet, bandpassgefiltert, integriert usw. werden, um eine Ausgabeintensität zu bestimmen.
Bei 228 kann die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster mit einem Schwellenwert (Schwellenwert2) verglichen werden, wobei bestimmt werden kann, ob die Klopfintensität höher als ein Schwellenwert ist. Der Schwellenwert kann z. B. auf einer Wahrscheinlichkeit des Zylinderklopfens basieren. In Reaktion auf die für ein gegebenes Verbrennungsereignis im zweiten Fenster erzeugte Klopfsensorausgabe, die höher als der Schwellenwert ist, enthält die Routine bei 232 die Spätverstellung der Zeitsteuerung der Funkenzündung. Der Controller kann z. B. auf eine Nachschlagtabelle Bezug nehmen, die als eine Funktion der Klopfsensor-Ausgabeintensität bezüglich der Kraftmaschinendrehzahl gespeichert ist, um den anzuwendenden Betrag der Funkenzeitsteuerung zu bestimmen. Das Einstellen der Funkenzeitsteuerung basierend auf der Klopfintensität und der Kraftmaschinendrehzahl enthält das Vergrößern eines Betrags der Funkenspätverstellung vom MBT, wenn die Kraftmaschinendrehzahl, bei der die im zweiten Fenster erzeugte Klopfsensor-Ausgabeintensität höher als der Schwellenwert war, zunimmt. Hier kann die erhöhte Klopfintensität bei den höheren Kraftmaschinendrehzahlen mit potentiellen auf dem Klopfen basierenden Verbrennungsereignissen korreliert sein und kann mit einer vergrößerten Funkenspätverstellung behandelt werden. Falls die Klopfsensor-Ausgabeintensität nicht höher als der Schwellenwert ist, kann bei 230 die Zeitsteuerung der Funkenzündung aufrechterhalten (oder nach früh verstellt) werden. Die Funkenzeitsteuerung kann z. B. beim MBT aufrechterhalten werden. Es wird erkannt, dass die Zeitsteuerung der Funkenzündung in Reaktion auf die Ausgabeintensität des Klopfsensors außerhalb des zweiten Fensters nicht nach spät verstellt wird, selbst wenn die Ausgabe außerhalb des zweiten Fensters höher als der Schwellenwert ist.
Bei 234 geht die Routine weiter, um die Zeitsteuerung der Funkenzündung einzustellen, um den bestimmten Betrag der Funkenspätverstellung bereitzustellen.
Die Erfinder haben hier die synergistische Beziehung zwischen den Abschwächungshandlungen für anomale Verbrennungen, wie z. B. den Einstellungen der Funkenzeitsteuerung und den Einstellungen der Kraftstoffbeaufschlagung, erkannt. Wenn z. B. die Zylinderanreicherung vergrößert wird, verringert die resultierende Kühlung der Zylinderladung die Wahrscheinlichkeit weiterer anomaler Verbrennungsereignisse in dem Zylinder. Dies verringert den Betrag der Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung, der erforderlich ist, um sowohl die gegebene anomale Verbrennung abzuschwächen als auch weiteren anomalen Verbrennungsereignissen zuvorzukommen. Außerdem kann die Verwendung der Zylinderanreicherung ebenfalls die Toleranz des Zylinders gegenüber der Frühverstellung der Funkenzeitsteuerung vergrößern. Deshalb kann in einigen Ausführungsformen der Betrag der Funkenspätverstellung, der in Reaktion auf die im zweiten Fenster erzeugte Klopfsensor-Ausgabeintensität angewendet wird, basierend auf der Anreicherung, die in Reaktion auf die im ersten Fenster erzeugte Klopfsensor-Ausgabeintensität angewendet wird, eingestellt werden, um die redundante Verwendung der Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung im Hinblick auf die Zylinderanreicherung zu verringern. Falls z. B. die Klopfsensor-Ausgabeintensität sowohl im ersten als auch im zweiten Fenster erzeugt wird und falls die Zylinderanreicherung, die erforderlich ist, um die anomale Verbrennung im ersten Fenster abzuschwächen, höher als ein Schwellenwert ist, kann der Betrag der Funkenspätverstellung, der angewendet wird, um die anomale Verbrennung im zweiten Fenster abzuschwächen, verringert werden. In einem Beispiel kann die Funkenfrühverstellung verwendet werden.
Auf diese Weise können sowohl die Einstellung der Zeitsteuerung der Funkenzündung, die Anreicherung als auch die Begrenzung der Kraftmaschinenlast, die auf eine Kraftmaschine angewendet werden, proportional zu einer Ausgabeintensität eines Zylinderklopfsensors in verschiedenen Kurbelwinkelfenstern während eines Verbrennungsereignisses in dem Zylinder eingestellt werden.
3 stellt die Routine nach 2 in einem alternativen Format als einen Blockschaltplan dar. Spezifisch zeigt die Abbildung 300 ein erstes Kurbelwinkel-Zeitfenster 302, das vor einem Funkenereignis (vor dem TDC) in dem Zylinder beginnt und während eines Arbeitstakts endet, und ein zweites Kurbelwinkel-Zeitfenster 303, das nach dem Funkenereignis (nach dem TDC) in dem Zylinder beginnt und während des Arbeitstakts endet, nachdem das erste Fenster geendet hat. Eine im ersten Fenster 302 erzeugte Klopfsensorausgabe wird verarbeitet, um eine erste Ausgabeintensität (I1) 304 zu bestimmen, während die im zweiten Fenster 303 erzeugte Klopfsensorausgabe verarbeitet wird, um eine zweite Ausgabeintensität (I2) 305 zu bestimmen. Die außerhalb der Fenster 302 und 303 erzeugten Klopfsensorausgaben als solche werden nicht verwendet, um die Abschwächungseinstellungen für anomale Verbrennungen zu bestimmen.
Es wird erkannt, dass, während das angegebene Beispiel zeigt, dass das erste Kurbelwinkel-Zeitfenster, das vor einem Funkenereignis beginnt, dies nicht als einschränkend gemeint ist. Selbst wenn eine Vorzündung vor dem Funken eingeleitet wird, kann die Verbrennung spezifisch Klopfdruckwellen nach der Funkenentladung in der Verbrennungskammer erzeugen. Deshalb kann der Beginn des ersten Kurbelwinkel-Zeitfensters alternativ auf dem erwarteten Ort der Funkenentladung basieren. Er kann z. B. in irgendeiner Richtung (z. B. positiv oder negativ zum Funkenereignis) versetzt sein, aber wahrscheinlicher später als die Funkenentladung sein.
Der Block 306 repräsentiert die Abschwächungseinstellungen für anomale Verbrennungen, die basierend auf den Klopfsensor-Ausgabeintensitäten 304, 305 ausgeführt werden, die in dem ersten bzw. dem zweiten Fenster 302, 303 erzeugt werden. Spezifisch werden bei 307 sowohl die Kraftstoffbeaufschlagung der Zylinder als auch die Kraftmaschinen-Luftströmung als eine Funktion der in dem ersten Fenster 302 geschätzten Klopfsensor-Ausgabeintensität (I1) 304 eingestellt, während die Funkenzeitsteuerung als eine Funktion der bestimmten Anzahl der Anreicherungszyklen (n) eingestellt wird. Wie unter Bezugnahme auf 2 ausgearbeitet worden ist, enthält dies das Vergrößern der Zylinderanreicherung und der Begrenzung der Kraftmaschinenlast, wenn die Intensität 304 zunimmt. Außerdem wird die Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung verringert (oder wird die Funkenzeitsteuerung nach früh verstellt), wenn die Anzahl der Anreicherungszyklen zunimmt.
Parallel werden bei 308 ausgewählte Einstellungen der Funkenzeitsteuerung basierend auf der in dem zweiten Fenster erzeugten Klopfsensor-Ausgabeintensität (I2) 305 ausgeführt. Spezifisch wird bei 310 die zweite Ausgabeintensität 305 mit einem Schwellenwert verglichen. Wenn die Intensität nicht höher als der Schwellenwert ist, dann wird bei 312 die Funkenzeitsteuerung nach früh verstellt oder aufrechterhalten. Sonst wird bei 314 die Funkenzeitsteuerung nach spät verstellt, falls die Intensität höher als der Schwellenwert ist.
Auf diese Weise kann für jedes Zylinderverbrennungsereignis ein Controller dafür ausgelegt sein, ein oder mehrere Signale zu empfangen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten innerhalb von zwei teilweise überlappenden Fenstern durch einen Klopfsensor erzeugt werden, und sowohl die Funkenzeitsteuerung als auch die Anreicherung der Zylinder basierend auf einer Ausgabeintensität jedes des einen oder der mehreren Signale, die innerhalb der Fenster empfangen werden, einzustellen. Spezifisch wird die Zylinderanreicherung proportional zu der in dem ersten Fenster erzeugten Ausgabeintensität eingestellt, während die Funkenzeitsteuerung als eine Funktion der in dem zweiten Fenster erzeugten Ausgabeintensität (vom MBT) nach spät verstellt wird. Die Anreicherung wird unabhängig von einer Ausgabeintensität der durch den Klopfsensor außerhalb des ersten Fensters erzeugten Signale ausgeführt, während die Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung unabhängig von einer Ausgabeintensität der außerhalb des zweiten Fensters erzeugten Signale eingestellt wird. Hier können die Fenster teilweise überlappende Kurbelwinkelfenster sein, wobei das erste Fenster vor dem Beginn des zweiten Fensters beginnt und das erste Fenster vor dem Ende des zweiten Fensters endet. Das Einstellen kann die Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung um einen Betrag in Reaktion auf die Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster, die höher als ein Schwellenwert ist, enthalten, wobei der Betrag auf einem Unterschied zwischen der Ausgabeintensität und dem Schwellenwert basiert und ferner auf einer Kraftmaschinendrehzahl basiert, bei der das Signal den Schwellenwert übersteigt. Gleichermaßen kann das Anreichern des beeinflussten Zylinders proportional zur Ausgabeintensität in dem ersten Fenster erfolgen, wobei die Anreicherung vergrößert wird, wenn die Ausgabeintensität zunimmt. Die Anreicherung kann ferner auf einer Kraftmaschinendrehzahl basieren, bei der das eine oder die mehreren Signale empfangen werden. Die Anreicherung kann für ein gegebenes Signal das Vergrößern eines Grades der Fettheit der Zylinderanreicherung, das Vergrößern einer Anzahl der angereicherten Kraftmaschinenzyklen und/oder das Vergrößern einer Anzahl der Kraftmaschinenzylinder, die angereichert werden, enthalten, wenn die Ausgabeintensität zunimmt. Die Funkenzeitsteuerung kann außerdem basierend auf der Anreicherung eingestellt werden, wobei ein Betrag der Funkenfrühverstellung vergrößert wird (oder ein Betrag der Funkenspätverstellung verkleinert wird), wenn die Anreicherung einen Anreicherungsschwellenwert übersteigt. Ferner kann der Controller die Kraftmaschinenlast begrenzen, wenn die Anreicherung den Anreicherungsschwellenwert übersteigt.
In 4 ist eine alternative Routine zur Detektion und Abschwächung anomaler Verbrennungen als ein Blockschaltplan dargestellt. Die Abbildung 400 nach 4 zeigt die gleichen Fenster wie 3, spezifisch ein erstes Kurbelwinkel-Zeitfenster 302, das vor einem Funkenereignis (vor dem TDC) in dem Zylinder beginnt und während eines Arbeitstakts endet, und ein zweites Kurbelwinkel-Zeitfenster 303, das nach dem Funkenereignis (nach dem TDC) in dem Zylinder beginnt und während des Arbeitstakts endet, nachdem das erste Fenster geendet hat. Wie bei 3 wird eine in dem ersten Fenster 302 erzeugte Klopfsensorausgabe verarbeitet, um eine erste Ausgabeintensität (I1) 304 zu bestimmen, während eine in dem zweiten Fenster 303 erzeugte Klopfsensorausgabe verarbeitet wird, um eine zweite Ausgabeintensität (I2) 305 zu bestimmen. Die außerhalb der Fenster 302 und 303 erzeugten Klopfsensorausgaben als solche werden nicht verwendet, um Abschwächungseinstellungen für anomale Verbrennungen zu bestimmen.
Der Block 404 repräsentiert die Abschwächungseinstellungen für anomale Verbrennungen, die basierend auf den Ausgabeintensitäten 304 und 305 bezüglich der jeweiligen Schwellenwerte ausgeführt werden. Spezifisch wird bei 406 die in dem ersten Fenster 302 gesammelte Klopfsensor-Ausgabeintensität 304 mit einem ersten Schwellenwert Thr1 verglichen. Falls die Intensität höher als der erste Schwellenwert Thr1 ist, geht die Routine zu 408, wo, wie bei 307, sowohl die Funkenzeitsteuerung, die Kraftstoffbeaufschlagung der Zylinder als auch die Kraftmaschinen-Luftströmung eingestellt werden. Wie unter Bezugnahme auf 3 ausgearbeitet worden ist, enthält dies das Anreichern des Zylinders, wenn die Klopfintensität (I1) 304 den ersten Schwellenwert Thr1 übersteigt, und das Begrenzen einer Kraftmaschinenlast, während die Funkenzeitsteuerung nach früh verstellt wird, wenn die Anreicherung zunimmt. Die Funkenzeitsteuerung kann vom Grenzfunken zum MBT nach früh verstellt werden, wenn die Anreicherung zunimmt. Hier werden die Anreicherung, die Begrenzung der Kraftmaschinenlast und die Funkenfrühverstellung, die angewendet werden, direkt oder indirekt als eine Funktion der in dem ersten Fenster 302 erzeugten ersten Klopfsensor-Ausgabeintensität 304 eingestellt. Insbesondere kann das Einstellen auf dem Unterschied zwischen der Intensität 304 und dem Thr1 basieren. Wenn die Intensität 304 nicht höher als der Thr1 ist, dann werden die Abschwächungseinstellungen für anomale Verbrennungen, die auf der ersten Klopfintensität 304 basieren, nicht ausgeführt. Stattdessen geht die Routine zu 409, um die Abschwächungseinstellungen für anomale Verbrennungen auszuführen, die auf der zweiten Klopfintensität 305 basieren. Insbesondere wird bei 410 die zweite Klopfsensor-Ausgabeintensität 305 mit einem zweiten Schwellenwert Thr2 verglichen, der niedriger als der erste Schwellenwert Thr1 ist. Falls die Intensität niedriger als der Thr1, aber höher als der Thr2 ist, geht die Routine zu 414, wo die Funkenzeitsteuerung nach spät verstellt wird. Dies enthält das Vergrößern der Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung. Eine Begrenzung der Kraftmaschinenlast oder eine Zylinderanreicherung wird nicht ausgeführt. Hier wird die angewendete Funkenspätverstellung als eine Funktion der Intensität 403 und der Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Intensität 403 den Thr2 übersteigt, eingestellt. Außerdem wird die Funkenzeitsteuerung basierend auf dem Unterschied zwischen der Intensität 403 und einem Thr3 nach spät verstellt. Falls die Intensität niedriger als sowohl der Thr1 als auch der Thr2 ist, enthält die Routine bei 412 das Aufrechterhalten oder die Frühverstellung der Funkenzeitsteuerung. Hier wird die angewendete Funkenfrühverstellung als eine Funktion der Intensität 403 eingestellt. Die Funkenzeitsteuerung wird z. B. basierend auf dem Unterschied zwischen der Intensität 403 und dem Thr3 nach früh verstellt. Als solcher wird bei 406 ein einziger Schwellenwert für die Einstellungen sowohl des Funkens als auch des Kraftstoffs verwendet. Für die Funkeneinstellung, die Kraftstoffeinstellungen und die Lastbegrenzung kann ein höherer Schwellenwert verwendet werden.
In den 5–7 sind schematische Darstellungen einer Routine zum Begrenzen der Kraftmaschinenlast gezeigt. Die Begrenzung der Kraftmaschinenlast wird in Reaktion auf eine Klopfsensor-Ausgabeintensität im ersten Fenster ausgeführt. Eine Zylinderanreicherung wird basierend auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität im ersten Fenster bestimmt, wobei, falls die bestimmte Anreicherung größer als ein Schwellenwert ist (z. B. fetter als ein Schwellen-AFR ist, oder falls eine Anzahl der Anreicherungszyklen höher als eine Schwellenanzahl ist), die Lastbegrenzung ausgelöst wird. Die Lastbegrenzung wird dann als eine Funktion der bestimmten Zylinderanreicherungsroutine eingestellt, so dass die Lastgrenze der Kraftmaschine erhöht wird, wenn die bestimmte Anreicherung zunimmt. Dies kann als solches als eine parallele Auswertung basierend auf der Ausgabe einer Nachschlagtabelle (wie z. B. basierend auf der Ausgabe der Nachschlagtabelle 808 nach 8) ausgeführt werden. Falls bestimmt wird, dass die Anzahl der Anreicherungszyklen höher als ein Schwellenwert (z. B. höher als 0 ist), werden darin die Einstellungen ausgelöst, die die Anreicherung und die Funkenfrühverstellung enthalten. Die Ausgabe eines Rateninkrementierers (z. B. der Nachschlagtabelle 810 nach 8) wird dann verwendet, um die Lastbegrenzung zu bestimmen. Falls die Ausgabe des Rateninkrementierers z. B. höher als ein Schwellenwert (z. B. höher als 0 ist), löst sie die Einstellungen aus, die die Lastbegrenzung enthalten.
In 5 kann die Routine mit einer Lastgrenze 502 (TQEL) beginnen, die auf eine Vorwärtskopplungsweise (Feed-Forward-Weise) bestimmt wird. Die Lastgrenze 502 wird basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine bestimmt, wie z. B. basierend auf den Drehzahl-Last-Bedingungen der Kraftmaschine. Die Lastgrenze 502 kann dann basierend auf verschiedenen Faktoren beschnitten werden, um negative NVH-Probleme zu minimieren, die der anomalen Verbrennung zugeordnet sind, wie z. B. jene, die den Vorzündungsereignissen bei niedriger Drehzahl zugeordnet sind.
Zusätzlich zum Steuern des NVH werden außerdem die die Kraftmaschine beschädigenden Klopfereignisse minimiert.
Der Controller kann drei Sätze von Tabellen verwenden, die eine nominelle Tabelle 506, die auf den nominellen Bedingungen basiert, eine Tabelle 508 für einen hohen Wirkungsgrad (die eine höhere Wirkung auf die Abschwächung der anomalen Verbrennungen besitzt und eine höhere Drehmomentausgabe erzeugt) und eine Tabelle 504 für einen niedrigen Wirkungsgrad (die eine niedrigere Wirkung auf die anomale Verbrennung besitzt und eine niedrigere Drehmomentausgabe erzeugt) enthalten. Jede der Tabellen 504, 506 und 508 ist als eine Funktion der Krümmerladungstemperatur (MCT) und der Kraftmaschinendrehzahl (Ne) graphisch dargestellt, wobei die Ausgabe jeder Tabelle eine Lastbeschneidung ist. Die Lastgrenze 502 wird dann mit der Lastbeschneidung beschnitten, um die Ausgaben der Tabellen 504–508 zu mischen.
Spezifisch wird ein Multiplikationsfaktor 510 (oder TQELM) verwendet, um die aus den Tabellen 504–508 ausgegebenen Lastbeschneidungen einzustellen und zwischen den Tabellen für niedrigen, nominellen und hohen Wirkungsgrad zu interpolieren. Der Multiplikationsfaktor 510 reicht von –1 bis 1. Der Faktor kann auf verschiedenen Vorwärtskopplungsmessungen (Feed-Forward-Messungen) basieren. Der Faktor kann z. B. auf dem Ethanol- oder Alkoholgehalt des Kraftstoffs bei 516, dem Oktangehalt des Kraftstoffs bei 518 und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) bei 520 basieren. Folglich führt ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl, das bzw. der verursacht, dass die Wahrscheinlichkeit einer abnormalen Verbrennung höher wird, zu einer Lastbeschneidung, bei der die Interpolation der Lastbeschneidung die Lastgrenze zu einem niedrigeren Wert (wie z. B. zu der Lastbeschneidung der Tabelle 504 für einen niedrigen Wirkungsgrad) bewegt. In einem weiteren Beispiel kann ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein höherer Oktangehalt des Kraftstoffs zu einer höheren Lastgrenze (wie z. B. zu der Lastbeschneidung der Tabelle 508 für einen höheren Wirkungsgrad) führen, weil die Anreicherung die Wahrscheinlichkeit der anomalen Verbrennung verringert. Die Lastbeschneidung basiert außerdem auf einer Rate der anomalen Verbrennung, wie z. B. einer Rate der Vorzündung (die hier außerdem als die PI-Rate 514 bezeichnet wird). Die PI-Rate 514 kann als eine Funktion der Klopfsensor-Ausgabeintensität und der Kraftmaschinendrehzahl in Erfahrung gebracht werden.
Die Lastbeschneidung enthält außerdem einen Rückkopplungsanteil der Lastbegrenzung, wobei die Lastgrenze ferner basierend auf der PI-Rate 514 eingestellt wird. Darin kann die PI-Rate in einem Ratenzähler basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl und der Klopfsensor-Ausgabeintensität inkrementiert werden. Der Ratenzähler oder die Gewichtung wird inkrementiert, wenn der Grad der Anreicherung oder die Anzahl der angereicherten Zyklen, der bzw. die in Reaktion auf die Ausgabe eines Klopfsensors in einem definierten Fenster (z. B. dem ersten Fenster nach den 2–4) angewendet wird, zunimmt, und ferner basierend auf einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der das Klopfsensorsignal detektiert wird, inkrementiert. Wenn die Anzahl der anomalen Verbrennungsereignisse pro gefahrene Meilen des Fahrzeugs zunimmt, kann die Rate weiter inkrementiert werden. Die Rate kann verringert werden, wenn die Anzahl der durch die Kraftmaschine des Fahrzeugs gefahrenen Meilen zunimmt. Bei ausreichend Meilen kann die Rate als solche zurück zu null kommen und kann keine Wirkung auf die Lastbegrenzung besitzen, falls keine anomale Verbrennung beobachtet wird. Die Betriebsbedingungen können jedoch die Vorwegnahme der anomalen Verbrennung und folglich die nominelle Lastgrenze beeinflussen. Die Drehmoment-Lastgrenze wird dann mit der Lastbeschneidung durch den Controller 512 arbitriert, um die arbitrierte Drehmoment-Lastgrenze 510 zu bestimmen.
Parallel kann ein Rateninkrementierer die Anzahl der Anreicherungszyklen zählen, die in Reaktion auf ein anomales Verbrennungsereignis ausgeführt werden. Die Anzahl der Anreicherungszyklen kann als eine Funktion einer Ausgabeintensität eines Klopfsensors in dem definierten ersten Fenster und einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensorausgabe empfangen wird, bestimmt werden. Wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem definierten Fenster zunimmt, kann z. B. die Anzahl der Anreicherungszyklen vergrößert werden und kann der Rateninkrementierer um einen definierten Betrag inkrementiert werden. Alternativ kann ein Gewichtungsfaktor bestimmt werden. Falls die Ausgabe des Rateninkrementierers hoch (z. B. höher als ein Schwellenwert) ist oder falls der Gewichtungsfaktor hoch (z. B. höher als ein Schwellenwert) ist, kann eine gewichtete Lastgrenze der Kraftmaschine berechnet werden. Diese gewichtete Lastgrenze der Kraftmaschine kann eine aggressivere "Rate des Abwärtslernens" besitzen und kann nur aktiviert werden, wenn eine Schwellenanzahl der Anreicherungszyklen verwendet worden ist.
Ein Beispiel eines derartigen Rateninkrementierers ist in der Abbildung 700 nach 7 gezeigt. Spezifisch bestimmt die Tabelle 702 eine auszuführende Anzahl der Anreicherungszyklen als eine Funktion der Ausgabeintensität des Klopfsensors in dem ersten Fenster und einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensorausgabe empfangen wird. Bei 704 wird bestimmt, ob die Anzahl der Anreicherungszyklen höher als ein Schwellenwert ist (z. B. höher als 0 in dem dargestellten Beispiel ist). Falls nein, kann die Kraftmaschine weiterhin bei 706 mit der normalen Kraftstoffstrategie laufen. Die Kraftmaschinenzylinder können z. B. weiterhin bei der Stöchiometrie betrieben werden. Wenn die bestimmte Anzahl der Anreicherungszyklen höher ist, dann wird sonst die Luft-Kraftstoff-Steuerung für die durch die anomalen Verbrennungen beeinflussten Zylinder bei 708 eingestellt, so dass der Sollgrad der Fettheit bereitgestellt werden kann.
Die Arbitrierung der Drehmoment-Lastgrenzen ist in der Abbildung 600 nach 6 gezeigt. Ein Controller kann zuerst die Drehmoment-Lastgrenzen unter verschiedenen Bedingungen bestimmen. Dies enthält sowohl eine durch die Verbrennungsstabilität begrenzte Lastgrenze 602 (CSL), eine durch die Verbrennungsstabilität im kalten Zustand begrenzte Lastgrenze 604 (CCSL) als auch eine interpolierte Drehmoment-Lastgrenze 606 (TQEL). Die interpolierte Drehmoment-Lastgrenze 606 als solche kann der in 5 bestimmten lastbeschnittenen Drehmoment-Lastgrenze entsprechen. Bei 608 kann der Controller die Lastgrenzen arbitrieren und die Soll-Lastgrenze als die niedrigste (d. h., die minimale) der Lastgrenzen 602–606 auswählen.
Die arbitrierte Lastgrenze wird dann einer Luftmassen-zu-Drehmoment-Umsetzung unterzogen. Außerdem werden andere gewichtete Kraftmaschinen-Lastgrenzen in Erfahrung gebracht. Diese enthalten z. B. die Getriebedrehmomentgrenzen 614 und die Traktionssteuergrenzen 612. Bei 610 kann der Controller die Drehmomentgrenzen arbitrieren und das endgültige vom Fahrer angeforderte Drehmoment 616 als die niedrigste (d. h., die minimale) der Lastgrenzen 612, 614 und der von der Luftmasse zum Drehmoment umgesetzten arbitrierten Lastgrenze auswählen.
Folglich kann das endgültige vom Fahrer angeforderte Drehmoment das niedrigste von der interpolierten Drehmomentgrenze und der gewichteten Kraftmaschinen-Drehmomentgrenze sein. Hier kann die gewichtete Kraftmaschinen-Drehmomentgrenze restriktiver als die arbitrierte Drehmoment-Lastgrenze sein, wobei sie aber basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl in Bezug aufeinander variieren können. Bei niedrigen Kraftmaschinendrehzahlen, bei denen die Vorzündung wahrscheinlich auftritt, kann z. B. die gewichtete Kraftmaschinen-Lastgrenze die restriktivste sein. Im Vergleich kann bei höheren Kraftmaschinendrehzahlen, wenn z. B. das Klopfen wahrscheinlich auftritt, die beschnittene Drehmoment-Lastgrenze die restriktivste sein. Die Lastbeschneidung kann z. B. bei niedrigeren Kraftmaschinendrehzahlen restriktiver sein und bei mittleren bis höheren Kraftmaschinendrehzahlen höher sein. Durch das Auswählen der niedrigsten der möglichen Lastgrenze wird eine anomale Verbrennung abgeschwächt und werden weitere Megaklopfereignisse vorweggenommen, während alle anderen die Last beeinflussenden Beschränkungen behandelt werden.
In 9 sind beispielhafte Abschwächungseinstellungen für anomale Verbrennungen beschrieben. Spezifisch stellt die Abbildung 900 die in einem ersten früheren Fenster erzeugte Klopfsensor-Ausgabeintensität in der graphischen Darstellung 901 und die in einem zweiten, späteren Fenster erzeugte Klopfsensor-Ausgabeintensität in der graphischen Darstellung 902 dar, wobei sich das erste Fenster und das zweite Fenster teilweise überlappen. Die Kraftmaschinendrehzahl (Ne) ist in der graphischen Darstellung 904 gezeigt, die Funkenzeitsteuerung ist in der graphischen Darstellung 906 gezeigt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) ist in der graphischen Darstellung 908 gezeigt und die Kraftmaschinenlast ist in der graphischen Darstellung 910 dargestellt.
Vor t1 kann die Kraftmaschine bei der Stöchiometrie (die graphische Darstellung 908) mit der Funkenzeitsteuerung beim MBT (die graphische Darstellung 906) und mit einer Kraftmaschinen-Luftströmung, die so eingestellt ist, um die Kraftmaschinenlast etwa beim Schwellenwert 911 aufrechtzuerhalten, arbeiten. Außerdem kann die Klopfsensor-Ausgabeintensität sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Fenster niedriger als der Schwellenwert 903 sein. Dementsprechend kann weder die Anreicherung noch die Funkenspätverstellung erforderlich sein, um eine anomale Verbrennung abzuschwächen.
Bei t1 kann die in dem zweiten Fenster erzeugte Klopfsensor-Ausgabeintensität (die graphische Darstellung 902) den Schwellenwert 903 erreichen oder übersteigen. Insbesondere kann das Spitzensignal eine Intensität I1 besitzen. In Reaktion auf die Ausgabe, die den Schwellenwert 903 übersteigt, kann die Funkenzeitsteuerung nach spät verstellt werden. Der angewendete Betrag der Funkenspätverstellung kann als eine Funktion des Unterschieds zwischen der Spitzenintensität I1 und dem Schwellenwert 903 bestimmt werden. Außerdem kann die angewendete Funkenspätverstellung als eine Funktion der Kraftmaschinendrehzahl bestimmt werden. Die Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensor-Ausgabeintensität den Schwellenwert 903 übersteigt, ist als solche bei t1 höher. Weil die in dem ersten Fenster erzeugte Klopfsensor-Ausgabeintensität (die graphische Darstellung 901) bei t1 niedriger ist, kann bestimmt werden, dass keine Anreicherungszyklen erforderlich sind und dass das Verbrennungs-AFR bei oder etwa bei der Stöchiometrie aufrechterhalten werden kann. Die Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung kann während eines Zeitraums von t1 bis t2 angewendet werden, bis die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster unter dem Schwellenwert 903 liegt. Danach kann die Funkenzeitsteuerung zum MBT zurückgeführt werden.
Bei t3 kann die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunehmen, wobei sie eine Intensität I2 besitzen kann, die höher als die Spitzenintensität I1 ist. In Reaktion auf die erhöhte Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster kann bestimmt werden, dass Anreicherungszyklen erforderlich sind. Die erforderliche Anreicherung wird als eine Funktion der Spitzen-Klopfsensor-Ausgabeintensität I2 in dem ersten Fenster bestimmt. Folglich wird ein bei t3 angewendeter Betrag der Anreicherung (einschließlich eines Grades der Fettheit und einer Anzahl der angereicherten Kraftmaschinenzylinder) proportional zur Spitzenintensität I2 bestimmt. Außerdem kann sowohl basierend auf der Anreicherung als auch basierend auf der Spitzenintensität I2 bestimmt werden, dass keine Begrenzung der Kraftmaschinenlast erforderlich ist und die Kraftmaschinenlast nicht verringert wird. Basierend auf der angewendeten Anreicherung wird außerdem eine Einstellung der Funkenzeitsteuerung berechnet. Spezifisch kann basierend auf der bei t3 angewendeten Anreicherung bestimmt werden, dass signifikante Ladungskühlungsvorteile erreicht werden können und der Funken nach früh verstellt werden kann (z. B. näher beim MBT betrieben werden kann), um etwas des aufgrund des Zylinderbetriebs, der fetter als RBT ist, verlorenen Drehmoments wiederherzustellen. Weil außerdem die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster unter dem Schwellenwert 903 liegt, wird keine Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung angewendet. Dann wird die Kraftmaschine bei einem AFR, das fetter als die Stöchiometrie ist, während eines Zeitraums von t2 bis t3 betrieben, bis die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster abgenommen hat. Danach wird das Verbrennungs-AFR zur Stöchiometrie zurückgeführt.
Bei t5 kann die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster abermals den Schwellenwert 903 erreichen oder übersteigen. Außerdem kann bei t5 die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster erhöht sein. Insbesondere kann das Spitzensignal in dem zweiten Fenster eine Intensität I2 besitzen, während das Spitzensignal in dem ersten Fenster eine Intensität I3 besitzen kann, die höher als die Intensität I2 ist.
In Reaktion auf die Ausgabe in dem zweiten Fenster, die den Schwellenwert 903 übersteigt, kann ein Betrag der Spätverstellung 907 der Funkenzeitsteuerung (die gestrichelte graphische Darstellung) als eine Funktion des Unterschieds zwischen der Intensität I2 und dem Schwellenwert 903 bestimmt werden, wie er weiter basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl bestimmt wird. Außerdem wird in Reaktion auf die erhöhte Ausgabe in dem ersten Fenster ein Betrag der Zylinderanreicherung (die graphische Darstellung 908) als eine Funktion der Intensität I3, des anzuwendenden Betrags der Anreicherung einschließlich eines Grads der Fettheit und einer Anzahl der angereicherten Kraftmaschinenzyklen bestimmt. Hier werden aufgrund der höheren Spitzenintensität I3 ein höherer Grad der Fettheit und eine größere Anzahl der Anreicherungszyklen bestimmt. Außerdem kann sowohl basierend auf der Anreicherung als auch basierend auf der Spitzenintensität I3 bestimmt werden, dass die Begrenzung der Kraftmaschinenlast erforderlich ist, wobei die Kraftmaschinenlast bezüglich des Schwellenwertes 911 verringert wird.
Ferner wird basierend auf der angewendeten Anreicherung eine Einstellung der Funkenzeitsteuerung berechnet. Hier kann basierend auf der bei t5 angewendeten Anreicherung bestimmt werden, dass signifikante Ladungskühlungsvorteile erreicht werden können und die Toleranz der Kraftmaschine gegenüber der Funkenfrühverstellung verbessert ist. Außerdem kann die Ladungskühlung das Risiko für weiteres Klopfen verringern. Deshalb wird die Spätverstellung 907 der Funkenzeitsteuerung nicht angewendet, wobei stattdessen die Funkenzeitsteuerung bei t5 etwas vom MBT nach früh verstellt wird. Die Kraftmaschine wird dann während eines Zeitraums von t5 bis t6 mit einem AFR, das fetter als die Stöchiometrie ist, einer Frühverstellung der Funkenzeitsteuerung und einer verringerten Kraftmaschinenlast betrieben, bis die Klopfsensor-Ausgabeintensität verringert ist. Danach wird die Funkenzeitsteuerung zum MBT zurückgeführt. Aufgrund der höheren Spitzenintensität I3 in dem ersten Fenster werden die Anreicherung der Kraftmaschine und die Begrenzung der Kraftmaschinenlast über t6 hinaus während einer Anzahl von Kraftmaschinenzyklen fortgesetzt, nachdem sich die Klopfintensität in dem ersten und dem zweiten Fenster verringert hat. Danach wird das Verbrennungs-AFR zur Stöchiometrie zurückgeführt und wird die Begrenzung der Kraftmaschinenlast unterbrochen.
Auf diese Weise können unterschiedliche Grade der Abschwächung der anomalen Verbrennungen proportional zur Ausgabeintensität eines Klopfsensors, die in überlappenden Fenstern erzeugt wird, angewendet werden. Durch das Einstellen der Intensität der Abschwächungshandlung basierend auf der Intensität der Klopfsensorausgabe kann eine anomale Verbrennung aufgrund verschiedener Gründe (z. B. Klopfen, Vorzündung, Fehlzündung usw.) behandelt werden, während die Signalverarbeitungskomplexität verringert wird. Durch das Einstellen der Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung basierend auf der in einem späteren der beiden überlappenden Fenster erzeugten Klopfsensor-Ausgabeintensität kann eine anomale Verbrennung aufgrund des Klopfens behandelt werden. Durch das Einstellen der Zylinderanreicherung als eine Funktion der in dem früheren der beiden überlappenden Fenster erzeugten Klopfsensor-Ausgabeintensität kann die anomale Verbrennung aufgrund der Vorzündung besser behandelt werden. Durch die Lastbegrenzung der Kraftmaschine, wenn die angewendete Anreicherung zunimmt, können durch anomale Verbrennungen verursachte weitere Megaklopfereignisse vorweggenommen werden, was die Lebensdauer und die Leistung der Kraftmaschine verbessert. Durch das Koordinieren der Einstellungen der Funkenzeitsteuerung mit den Einstellungen der Anreicherung kann der Drehmomentverlust von der Anreicherung verringert werden, während außerdem weitere Klopfereignisse vorweggenommen werden. Durch das Behandeln der anomalen Verbrennung basierend auf der Intensität der Klopfsensorausgabe und der Zeitsteuerung der Ausgabe und ohne die Unterscheidung der anomalen Verbrennung zu erfordern, können das Klopfen und die Vorzündung bei verringertem Vertrauen auf eine komplexe Signalverarbeitung behandelt werden.
Es wird angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Konfigurationen des Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystems verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Als solche können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinen-Steuersystem zu programmieren ist.
Es ist klar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Umfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Umfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Umfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5632247 [0003]

Claims

Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: in Reaktion auf eine Klopfsensor-Ausgabeintensität, die innerhalb eines ersten Fensters für ein gegebenes Zylinderverbrennungsereignis auftritt, Anreichern des Zylinders als eine Funktion der Ausgabeintensität; und in Reaktion auf die Klopfsensor-Ausgabeintensität, die innerhalb eines zweiten Fensters für das Verbrennungsereignis auftritt und die höher als ein Schwellenwert ist, Verstellen der Funkenzündung nach spät, wobei das erste Fenster das zweite Fenster teilweise überlappt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sowohl das erste als auch das zweite Fenster Kurbelwinkel-Zeitfenster sind und wobei das erste Fenster, das das zweite Fenster teilweise überlappt, einen Anfangszeitpunkt des ersten Fensters, der früher als ein Anfangszeitpunkt des zweiten Fensters ist, und einen Endzeitpunkt des ersten Fensters, der früher als ein Endzeitpunkt des zweiten Fensters ist, enthält.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Anfangszeitpunkt des ersten Fensters vor einem Funkenereignis des Zylinders liegt und der Endzeitpunkt des ersten Fensters in einem Arbeitstakt liegt und wobei der Anfangszeitpunkt des zweiten Fensters nach dem Funkenereignis des Zylinders liegt und der Endzeitpunkt des zweiten Fensters im Arbeitstakt nach dem Endzeitpunkt des ersten Fensters liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Anreicherung ferner auf einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensor-Ausgabeintensität innerhalb des ersten Fensters auftritt, basiert, und wobei ein angewendeter Betrag der Funkenspätverstellung basierend auf einem Unterschied zwischen der Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster von dem Schwellenwert eingestellt wird, wobei der Betrag der Funkenspätverstellung ferner auf einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster höher als der Schwellenwert war, basiert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Einstellen der Anreicherung das Vergrößern eines Grades der Fettheit der Anreicherung enthält, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunimmt und die Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensor-Ausgabeintensität höher als der Schwellenwert war, zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Einstellen der Anreicherung ferner das Vergrößern einer Anzahl der angereicherten Kraftmaschinenzyklen enthält, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Zylinder ein erster Zylinder ist und wobei das Einstellen der Anreicherung ferner das Vergrößern einer Anzahl der Kraftmaschinenzylinder, die zusätzlich zu dem ersten Zylinder angereichert werden, enthält, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Einstellen des Betrags der Funkenspätverstellung das Vergrößern eines Betrags der Funkenspätverstellung vom MBT enthält, wenn die Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster höher als der Schwellenwert war, zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner das Verstellen der Funkenzeitsteuerung in Reaktion auf die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster nach früh umfasst, wobei die Funkenfrühverstellung auf der Anreicherung basiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die auf der Anreicherung basierende Funkenfrühverstellung das Verstellen der Funken von dem Grenzfunken zum MBT nach früh enthält, wenn die Anreicherung einen Schwellengrad der Anreicherung übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner in Reaktion auf die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster, die für das gegebene Verbrennungsereignis höher als der Schwellenwert ist, das Begrenzen einer Kraftmaschinenlast umfasst, wobei die Begrenzung der Kraftmaschinenlast auf der Anreicherung basiert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die auf der Anreicherung basierende Begrenzung basierend auf der Kraftmaschinenlast enthält, dass die Kraftmaschinenlast weiter begrenzt wird, wenn die Anzahl der Anreicherungszyklen in dem ersten Zylinder zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Einstellung der Anreicherung und des angewendeten Betrags der Funkenfrühverstellung das Bestimmen eines Gewichtungsfaktors basierend auf der Klopfsensor-Ausgabeintensität und der Kraftmaschinendrehzahl, bei der die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster empfangen worden ist, und das Einstellen der Anreicherung und des angewendeten Betrags der Funkenfrühverstellung als eine Funktion des bestimmten Gewichtungsfaktors enthält.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner das Einstellen eines Grades der Begrenzung der Kraftmaschinenlast basierend auf dem bestimmten Gewichtungsfaktor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Gewichtungsfaktor ferner basierend auf einem Vorzündungszählerstand des Zylinders eingestellt wird.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: in Reaktion auf eine erste Klopfsensor-Ausgabeintensität, die innerhalb eines ersten, früheren für ein gegebenes Zylinderverbrennungsereignis auftritt und die einen ersten Schwellenwert übersteigt, Anreichern des Zylinders als eine Funktion der ersten Ausgabeintensität; und in Reaktion auf eine zweite Klopfsensor-Ausgabeintensität, die innerhalb eines zweiten, späteren Fensters für das Verbrennungsereignis auftritt und die einen zweiten Schwellenwert übersteigt, Verstellen der Zeitsteuerung der Funkenzündung nach spät als eine Funktion der zweiten Ausgabeintensität, wobei das erste Fenster das zweite Fenster teilweise überlappt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der erste Schwellenwert höher als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Einstellen Folgendes enthält: in Reaktion auf die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem zweiten Fenster, die den Schwellenwert übersteigt, Verstellen der Funkenzeitsteuerung nach spät um einen Betrag, der auf der Kraftmaschinendrehzahl basiert, bei der die Ausgabeintensität den Schwellenwert überschritten hat, und ferner auf einem Unterschied zwischen der zweiten Ausgabeintensität und dem zweiten Schwellenwert basiert; Vergrößern eines Grades der Anreicherung, wenn die Klopfsensor-Ausgabeintensität in dem ersten Fenster zunimmt; und Verringern eines Betrags der Spätverstellung der Funkenzeitsteuerung, wenn der Grad der Anreicherung zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Vergrößern eines Grades der Anreicherung das Vergrößern eines Grades der Fettheit der Anreicherung und/oder das Vergrößern einer Anzahl der Anreicherungszyklen der Anreicherung und/oder das Vergrößern einer Anzahl der Kraftmaschinenzylinder, auf die die Anreicherung erweitert wird, enthält.
Verfahren nach Anspruch 19, das ferner das Einstellen eines Betrags der auf die Kraftmaschine angewendeten Lastbegrenzung proportional zu der Anreicherung umfasst, wobei der Betrag der Lastbegrenzung vergrößert wird, wenn der Grad der Anreicherung zunimmt.