DE102015107412A1 - Verfahren und System zur Vorzündungssteuerung - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Anreichern eines Motorzylinders als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung bereitgestellt. Der Zylinder wird durch anfängliches Erhöhen eines Anteils von dem Zylinder über eine Kanal-Einspritzdüse bei einem Einlassventil-geöffnet-Ereignis zugeführtem Kraftstoff angereichert. Dann wird der Zylinder durch Erhöhen eines Anteils von dem Zylinder über eine Direkteinspritzdüse zugeführtem Kraftstoff weiter angereichert.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich allgemein auf Verfahren und Systeme zum Steuern eines Fahrzeugmotors als Reaktion auf Vorzündungsdetektion.
  • Hintergrund/Kurzfassung
  • Unter bestimmten Betriebsbedingungen können Motoren, die ein hohes Verdichtungsverhältnis aufweisen oder aufgeladen sind, um eine spezifische Abgabe zu erhöhen, bei niedriger Drehzahl zu Vorzündungsverbrennungsereignissen neigen. Die frühe Verbrennung aufgrund der Vorzündung kann sehr hohe Drücke im Zylinder verursachen und kann zu Verbrennungsdruckwellen, ähnlich dem Verbrennungsklopfen, aber mit größerer Intensität, führen. Es sind Strategien zur Vorhersage und/oder frühen Detektion von Vorzündung basierend auf Motorbetriebsbedingungen entwickelt worden. Darüber hinaus können im Anschluss an die Detektion verschiedene die Vorzündung mindernde Maßnahmen unternommen werden.
  • Gemäß einem Ansatz wird der Motor, wie von Glugla et al. in US 20120245827 gezeigt, in einem zum Empfang von Kraftstoff über Direkteinspritzung konfigurierten Motorsystem als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung in einem Mehrfacheinspritzungsmodus betrieben. Insbesondere wird der durch Vorzündung beeinflusste Zylinder durch Bereitstellung von Einspritzung von fettem Kraftstoff über mehrere Direkteinspritzungen statt einer einzigen Direkteinspritzung angereichert. Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren anderen Zylindern wird dann eingestellt, um ein Auslass-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei oder um Stöchiometrie aufrechtzuerhalten.
  • Die vorliegenden Erfinder haben jedoch Probleme bei solch einem Ansatz erkannt. Obgleich die Ladungskühlungswirkung der Direkteinspritzung Vorzündungsminderung verbessert, erzeugt sie auch stärkere Partikelemissionen (oder Ruß) aufgrund von diffuser Flammenausbreitung, wobei der Kraftstoff vor der Verbrennung möglicherweise nicht adäquat mit Luft vermischt wird. Da Direkteinspritzung von Natur aus eine relativ späte Kraftstoffeinspritzung ist, reicht die Zeit möglicherweise nicht zum Vermischen des eingespritzten Kraftstoffs mit Luft im Zylinder aus. Ebenso erfährt der eingespritzte Kraftstoff weniger Turbulenzen, wenn er durch die Ventile strömt. Folglich kann es Taschen fetter Verbrennung geben, die lokal Ruß erzeugen können, wodurch die Abgasemissionen beeinträchtigt werden. Da die Vorzündung mindernde Direkteinspritzung eine Einspritzung von fettem Kraftstoff ist, ist die Neigung zu stärkeren Emissionen größer. Ferner haben die Erfinder erkannt, dass in Motorsystemen, die mit Einlasskanaleinspritzungs- und Direkteinspritzungssystemen konfiguriert sind, die Ladungskühlungseigenschaften des Einlasskanaleinspritzungssystems auch zur Bewältigung von Vorzündung ausgenutzt werden können. Insbesondere können die Ladungskühlungseigenschaften einer bei einem geöffneten Einlassventil durchgeführten Einlasskanaleinspritzung zur Bereitstellung mindestens eines Teils der Vorzündung mindernden Zylinderkühlung verwendet werden, ohne dass signifikante Partikelemissionen eintreten.
  • In einem Beispiel kann somit Vorzündungsminderung in einem für Einlasskanal- und Direkteinspritzung von Kraftstoff konfigurierten Motorsystem verbessert werden. Das Verfahren kann Folgendes umfassen: als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung Anreichern eines Zylinders durch Vergrößern eines Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs für eine Anzahl von Anreicherungszyklen.
  • Als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung kann als Beispiel bei einem unmittelbar anschließenden Motorzyklus der durch Vorzündung beeinflusste Zylinder durch Vergrößern eines Verhältnisses von dem Zylinder über Einlasskanaleinspritzung zugeführtem Kraftstoff angereichert werden. Zum Beispiel kann die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse, wenn möglich, vergrößert werden. Darüber hinaus kann die Einlasskanaleinspritzung zeitlich so koordiniert werden, dass sie während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses erfolgt, um die Ladungskühlungswirkung des einlasskanaleingespritzten Kraftstoffs zu erhöhen. Gleichzeitig kann auch die Direkteinspritzung von Kraftstoff verstärkt werden. Als Beispiel kann ein Motor mit einem durch Einlasskanaleinspritzung bei einem geschlossenen Einlassventil (zum Beispiel während eines Auslasshubs) gelieferten Teil der Kraftstoffanforderung und einem durch Direkteinspritzung während eines Einlasshubs und/oder eines Verdichtungshubs gelieferten Teils der Kraftstoffanforderung betrieben werden. Als Reaktion auf die Anzeige von Vorzündung kann die einlasskanaleingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert werden, während der Zeitpunkt der Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff zu einem geöffneten Einlassventil (zum Beispiel während eines Einlasshubs) verlagert wird. Darüber hinaus wird auch die direkt eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert, wobei der im Einlasshub eingespritzte Kraftstoffteil vergrößert wird und der im Verdichtungshub eingespritzte Kraftstoffteil verringert wird. Zum Beispiel kann Kraftstoff nur im Einlasshub direkt eingespritzt werden, und kein Kraftstoff kann im Verdichtungshub direkt eingespritzt werden. Wenn die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse beim unmittelbar anschließenden Motorzyklus nicht vergrößert werden kann, kann anfangs verstärkte Direkteinspritzung von Kraftstoff verwendet werden, um die Vorzündung zu bewältigen. Die relative Verstärkung von Einlasskanaleinspritzung kann stärker sein als die relative Verstärkung von Direkteinspritzung für eine erste Anzahl von Anreicherungszyklen (zum Beispiel den ersten Anreicherungszyklus im Anschluss an die Anzeige von Vorzündung). Danach kann ein Verhältnis von als Einlasskanaleinspritzung zugeführtem Kraftstoff zu einer Direkteinspritzung über mehrere Anreicherungszyklen eingestellt werden, um Ladungskühlung zu verstärken. Zum Beispiel kann Kraftstoff mit einem größeren Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff bezüglich einlasskanaleingespritzten Kraftstoffs für mehrere Motorzyklen zugeführt werden, bis eine Neigung zu Vorzündung abnimmt. Danach kann Soll-Motorkraftstoffzufuhr wieder aufgenommen werden.
  • Auf diese Weise können die Ladungskühlungseigenschaften einer Einlasskanaleinspritzung durch Einstellung des Verhältnisses einer durch Einlasskanaleinspritzung einem Motor zugeführten Einspritzung von angereichertem Kraftstoff bezüglich Direkteinspritzung besser für Vorzündungsminderung ausgenutzt werden. Durch Einspritzung mindestens eines Teils des Kraftstoffs durch eine Kanal-Einspritzdüse bei einem Einlassventil-geöffnet-Ereignis als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung können Abgaspartikelemissionen reduziert werden. Durch Austauschen eines Teils der Anreicherung, die direkt eingespritzt werden sollte, gegen einlasskanaleingespritzten Kraftstoff kann Vorzündung bewältigt werden, ohne Abgaspartikelemissionen zu erhöhen.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Brennkammer eines beispielhaften Motorsystems, das für Einlasskanal- und Direkteinspritzung von Kraftstoff konfiguriert ist.
  • 2 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Einstellung eines Kraftstoffteilungsverhältnisses als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung.
  • 3 und 4 zeigen beispielhafte Vorzündung mindernde Kraftstoffzufuhreinstellungen.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur Einstellung einer Motorkraftstoffanreicherung durch eine Kanal-Einspritzdüse und eine Direkteinspritzdüse als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung, wie zum Beispiel in dem Motorsystem von 1. Eine Motorsteuerung kann eine Steuerroutine, wie zum Beispiel die Routine von 2, durchführen, um ein Kraftstoffeinspritzprofil, einschließlich einer in einen Zylinder einlasskanaleingespritzten Kraftstoffmenge und einer für mehrere Motorzyklen im Anschluss an die Anzeige von Vorzündung in einen vorzündenden Zylinder direkt eingespritzten Kraftstoffmenge, einzustellen. Beispielhafte Profile werden in den 3 und 4 gezeigt.
  • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders eines Verbrennungsmotors 10. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein eine Steuerung 12 enthaltendes Steuersystem und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zur Erzeugung eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (das heißt die Brennkammer) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann so mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein Startermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Reihe von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Der Einlassluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Einlasskanäle eine Aufladungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Turbolader oder einen Auflader, enthalten. Zum Beispiel zeigt 1 den Verbrennungsmotor 10, der mit einem Turbolader konfiguriert ist, welcher einen Verdichter 174, der zwischen den Einlasskanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Auslassturbine 176, die entlang dem Auslasskanal 148 angeordnet ist, enthält. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise durch eine Auslassturbine 176 über eine Welle 180 angetrieben werden, wo die Aufladungsvorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, zum Beispiel wenn der Verbrennungsmotor 10 mit einem Auflader versehen ist, kann die Auslassturbine 176 jedoch wahlweise weggelassen werden, wo der Verdichter 174 durch mechanische Eingabe von einem Motor oder dem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann. Eine Drossel 162, die eine Drosselplatte 164 enthält, kann entlang einem Einlasskanal des Verbrennungsmotors zum Ändern der Durchflussrate und/oder des Drucks der den Motorzylindern zugeführten Einlassluft vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Drossel 162 stromabwärts des Verdichters 174 angeordnet sein, wie zum Beispiel in 1 gezeigt, oder sie kann als Alternative stromaufwärts des Verdichters 174 vorgesehen sein.
  • Der Auslasskanal 148 kann Abgase von anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 zusätzlich zu dem Zylinder 14 empfangen. Der Abgassensor 128 ist in der Darstellung stromaufwärts der Abgasreinigungsanlage 178 mit dem Auslasskanal 148 gekoppelt. Der Sensor 128 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zur Bereitstellung einer Anzeige des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, wie zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (universal oder wide-range exhaust gas oxygen), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-Sensor (wie dargestellt), ein HEGO-(heated EGO), ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor, sein. Die Abgasreinigungsanlage 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC – three way catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsanlagen oder Kombinationen daraus sein.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Zum Beispiel enthält der Zylinder 14 in der Darstellung mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10, darunter der Zylinder 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile, die in einem oberen Bereich des Zylinders positioniert sind, enthalten.
  • Das Einlassventil 150 kann durch die Steuerung 12 über einen Aktuator 152 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 156 durch die Steuerung 12 über einen Aktuator 154 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktuatoren 152 und 154 zugeführten Signale zur Steuerung des Öffnens und Schließens der jeweiligen Einlass- und Auslassventile ändern. Die Position des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 können durch (nicht gezeigte) Ventilpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können der elektrischen Ventilbetätigungsart oder Nockenbetätigungsart oder eine Kombination davon sein. Die Steuerzeit der Einlass- und Auslassventile kann gleichzeitig gesteuert werden, oder es können eine mögliche variable Einlassnockensteuerzeit, eine variable Auslassnockensteuerzeit, zwei unabhängige variable Nockensteuerzeiten oder eine feste Nockensteuerzeit verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein oder mehrere Systeme zur Nockenprofilumschaltung (CPS – cam profile switching), variablen Nockensteuerung (VCT – variable cam timing), variablen Ventilsteuerung (VVS) und/oder zum variablen Ventilhub (VVL – variable valve lift) verwenden, die zur Änderung des Ventilbetriebs von der Steuerung 12 betätigt werden können. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 als Alternative ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung, darunter CPS- und/oder VCT-Systeme, gesteuert wird, enthalten. Bei anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen VVS-Aktuator oder ein VVS-Betätigungssystem gesteuert werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis haben, wobei es sich dabei um das Verhältnis von Volumen handelt, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt oder am oberen Totpunkt befindet. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen verschiedene Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auch erhöht sein, wenn Direkteinspritzung aufgrund ihrer Wirkung auf das Motorklopfen verwendet wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zur Einleitung von Verbrennung enthalten. Unter bestimmten Betriebsmodi kann das Zündsystem 190 der Brennkammer 14 über die Zündkerze 192 als Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal SA von der Steuerung 12 einen Zündfunken zuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch auch weggelassen werden, zum Beispiel wenn der Motor 10 Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, wie es bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzventilen zum Zuführen von Kraftstoff zu diesem konfiguriert sein. Als nicht einschränkendes Beispiel enthält der Zylinder 14 in der Darstellung zwei Kraftstoffeinspritzventile 166 und 170. Das Kraftstoffeinspritzventil 166 ist in der Darstellung direkt mit dem Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff direkt in diesen proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, einzuspritzen. Auf diese Weise stellt das Kraftstoffeinspritzventil 166 die so genannte Direkteinspritzung (im Folgenden als ”DI” (direct injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Obgleich 1 das Kraftstoffeinspritzventil 166 als ein seitliches Einspritzventil zeigt, kann es auch über dem Kolben liegend, zum Beispiel nahe der Position der Zündkerze 192, positioniert sein. Durch solch eine Position können das Mischen und die Verbrennung verbessert werden, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, was auf die geringere Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis zurückzuführen ist. Als Alternative dazu kann das Einspritzventil oben liegend und in der Nähe des Einlassventils positioniert sein, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzventil 166 von einem Hochdruckkraftstoffsystem 172, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoff-Verteilerleitung 168 enthält, zugeführt werden. Als Alternative dazu kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe auf niedrigerem Druck zugeführt werden, wobei dann die Zeitsteuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungshubs begrenzter sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Obgleich dies nicht gezeigt wird, kann der Kraftstofftank des Weiteren einen Druckwandler aufweisen, der der Steuerung 12 ein Signal zuführt.
  • In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 170 anstatt im Zylinder 14 in einer Konfiguration im Einlasskanal 146 angeordnet, die eine so genannte Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als ”PFI” (port fuel injection – Einlasskanaleinspritzung) bezeichnet) in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 170 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 171 empfangenen Signals FPW-2 einspritzen. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzventil 170 durch das Kraftstoffsystem 172 zugeführt werden.
  • Kraftstoff kann dem Zylinder während eines einzigen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzventile zugeführt werden. Zum Beispiel kann jedes Einspritzventil einen Teil einer im Zylinder 14 verbrannten Gesamtkraftstoffeinspritzung zuführen. Des Weiteren kann die Verteilung und/oder relative Menge von von jedem Einspritzventil zugeführtem Kraftstoff mit den Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel Motorlast und/oder -klopfen, wie hier nachfolgend beschrieben, variieren. Die relative Verteilung der Gesamtmenge des zwischen den Einspritzventilen 166 und 177 eingespritzten Kraftstoffs kann als ein erstes Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über das (Einlasskanal-)Einspritzventil 170 ein Beispiel für ein höheres erstes Verhältnis von Einlasskanal- zu Direkteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über das (Direkt-)Einspritzventil 166 ein kleineres erstes Verhältnis für Einlasskanal- zu Direkteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Darüber hinaus sollte auf der Hand liegen, dass einlasskanaleingespritzter Kraftstoff während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses, Einlassventil-geschlossen-Ereignisses (zum Beispiel im Wesentlichen vor einem Einlasshub, wie zum Beispiel während eines Auslasshubs) sowie sowohl bei Betrieb mit geöffnetem als auch geschlossenem Einlassventil zugeführt werden kann.
  • Ebenso kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Einlasshubs sowie teilweise während eines vorherigen Auslasshubs, während des Einlasshubs und teilweise während des Verdichtungshubs zugeführt werden. Des Weiteren kann der direkte eingespritzte Kraftstoff als eine einzige Einspritzung oder mehrere Einspritzungen zugeführt werden. Dazu können mehrere Einspritzungen während des Verdichtungshubs, mehrere Einspritzungen während des Einlasshubs oder eine Kombination aus einigen Direkteinspritzungen während des Verdichtungshubs und einigen während des Einlasshubs gehören. Bei der Durchführung von mehreren Direkteinspritzungen kann die relative Verteilung der Gesamtmenge des direkt eingespritzten Kraftstoffs zwischen einer Einlasshub-(Direkt-)Einspritzung und einer Verdichtungshub-(Direkt-)Einspritzung als ein zweites Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Zum Beispiel kann das Einspritzen einer größeren Menge des direkt eingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Einlasshubs ein Beispiel für ein höheres zweites Verhältnis von Einlasshubdirekteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Verdichtungshubs ein Beispiel für ein kleineres zweites Verhältnis der Einlasshubdirekteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können.
  • Selbst bei einem einzigen Verbrennungsereignis kann somit eingespritzter Kraftstoff zu verschiedenen Zeitpunkten von einen Einlasskanal- und Direkteinspritzventil eingespritzt werden. Des Weiteren können bei einem einzigen Verbrennungsereignis Mehrfacheinspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die Mehrfacheinspritzungen können während des Verdichtungshubs, Einlasshubs oder irgendeiner angemessenen Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Somit kann jeder Zylinder analog dazu seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Einspritzventil(en), Zündkerze usw. enthalten.
  • Die Kraftstoffeinspritzventile 166 und 170 können verschiedene Eigenschaften haben. Dazu gehören Größenunterschiede, zum Beispiel kann ein Einspritzventil eine größere Einspritzöffnung als die andere haben. Weitere Unterschiede umfassen verschiedene Sprühwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedene Ausrichtungen, verschiedene Einspritzzeitpunkte, verschiedene Sprüheigenschaften, verschiedene Positionen usw., sind aber nicht drauf beschränkt. Des Weiteren können in Abhängigkeit von dem Verteilungsverhältnis von eingespritztem Kraftstoff zwischen den Einspritzventilen 170 und 166 verschiedene Wirkungen erzielt werden.
  • Der Kraftstofftank im Kraftstoffsystem 172 kann Kraftstoff mit verschiedenen Kraftstoffqualitäten, wie zum Beispiel verschiedenen Kraftstoffzusammensetzungen, aufnehmen. Diese Unterschiede können unterschiedlichen Alkoholgehalt, unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon usw. umfassen. In einem Beispiel können Kraftstoffe mit unterschiedlichem Alkoholgehalt Benzin, Ethanol, Methanol oder Alkoholmischungen, wie zum Beispiel E85 (was ca. 85% Ethanol und 15% Benzin ist) oder M85 (was ca. 85% Methanol und 15% Benzin ist), enthalten. Andere alkoholhaltige Kraftstoffe könnten ein Gemisch aus Kraftstoff und Wasser, ein Gemisch aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein.
  • Des Weiteren können sich Kraftstoffeigenschaften des Kraftstofftanks häufig ändern. In einem Beispiel kann ein Fahrer das Kraftstoffsystem 172 an einem Tag mit E85 auffüllen, am nächsten E10 und am nächsten E50. Die täglichen Variationen beim Auffüllen des Tanks können somit zu sich häufig ändernden Kraftstoffzusammensetzungen des Kraftstoffs im Kraftstoffsystem 172 führen, wodurch das Einspritzprofil des durch die Einspritzventile 166 und 170 zugeführten Kraftstoffs beeinflusst wird.
  • Der Motor 10 kann weiterhin einen oder mehrere Klopfsensoren 90 enthalten, die entlang einem Motorblock verteilt sind oder mit einzelnen Zylindern (wie gezeigt) gekoppelt sind. Falls vorhanden, können die mehreren Klopfsensoren symmetrisch oder asymmetrisch entlang dem Motorblock verteilt sein. Der Klopfsensor 90 kann ein Beschleunigungsgeber, ein Ionisationssensor oder ein Zylinderdrucksensor sein. Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, basierend auf der Ausgabe (zum Beispiel der Signalzeitsteuerung, -amplitude, -stärke, -frequenz usw.) des Klopfsensors 90 und ferner basierend auf der Ausgabe eines Kurbelwellenbeschleunigungssensors anormale Verbrennungsereignisse aufgrund von Zylinderklopfen zu detektieren und von jenen, die Zylindervorzündung anzeigen, zu differenzieren. Zum Beispiel kann ein Zylindervorzündungsereignis basierend auf einem in einem ersten, früheren Fenster (wie zum Beispiel einem ersten Fenster vor einem Funkenzündungsereignis im Zylinder) geschätzten Zylinderklopfsignal, das größer ist als ein erster, höherer Schwellenwert, bestimmt werden, während ein Zylinderklopfereignis basierend auf einem in einem zweiten, späteren Fenster (wie zum Beispiel einem zweiten Fenster nach einem Funkenzündungsereignis in dem Zylinder) geschätzten Zylinderklopfsignal, das größer ist als ein zweiter, niedrigerer Schwellenwert, bestimmt werden kann. In einem Beispiel können die Fenster, in denen die Klopfsignale geschätzt werden, Kurbelwinkelfenster sein.
  • Minderungsmaßnahmen, die von der Motorsteuerung unternommen werden, um das Klopfen zu bewältigen, können sich von jenen unterscheiden, die von der Steuerung unternommen werden, um Vorzündung zu bewältigen. Zum Beispiel kann Klopfen durch Verwendung von Zündfunkensteuerungsverstellungen (zum Beispiel Zündfunkenverstellung nach spät) und AGR bewältigt werden, während Vorzündung durch Verwendung von Lastbegrenzung und Kraftstoffanreicherung (wie in 2 dargelegt), Kraftstoffabmagerung oder einer Kombination davon bewältigt werden kann.
  • Wie unter Bezugnahme auf 2 dargelegt, kann eine Steuerung ein Kraftstoffanreicherungseinspritzprofil während eines ersten Motorzyklus unmittelbar im Anschluss an eine Anzeige von Vorzündung zur Verwendung mindestens eines Teils von Einlasskanaleinspritzung zur Bereitstellung einer Vorzündung mindernden Zylinderladungskühlung einstellen. Insbesondere kann eine Steuerung einen Zylinder durch selektives Vergrößern eines Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs für mehrere Anreicherungszyklen als Reaktion auf die Anzeige von Vorzündung anreichern. Die Steuerung kann selektiv das Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff durch selektives Vergrößern einer Impulsbreite einer mit dem Zylinder gekoppelten Kanal-Einspritzdüse vergrößern, während eine Impulsbreite einer mit dem Zylinder gekoppelten Direkteinspritzdüse aufrechterhalten wird. Zum Beispiel kann die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse vergrößert werden, wenn die Impulsbreite innerhalb einer Betriebsgrenze der Kanal-Einspritzdüse liegt. Wenn die vergrößerte Impulsbreite außerhalb der Betriebsgrenze der Kanal-Einspritzdüse liegt, kann ansonsten die Impulsbreite der Direkteinspritzdüse vergrößert werden, um die gewünschte Anreicherung bereitzustellen, während die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse an der Betriebsgrenze gehalten wird. In beiden Fällen kann die Vergrößerung der Impulsbreite der (Kanal- oder Direkt-)Einspritzdüse auf der Anzeige von Vorzündung basieren. Zur weiteren Ausnutzung der Ladungskühlungseigenschaften der Einlasskanaleinspritzung kann die Anreicherung durch Vergrößern einer während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses einlasskanaleingespritzten Kraftstoffmenge bereitgestellt werden. Die verstärkte Einlasskanaleinspritzung kann dann für mehrere Anreicherungszyklen, wie zum Beispiel eine erste Anzahl, wobei die erste Anzahl auf der Anzeige von Vorzündung basiert, aufrechterhalten werden. In einem Beispiel ist die erste Anzahl eins, so dass die Anzeige von Vorzündung bei einem ersten Motorzyklus erhalten wird und die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse bei einem und für einen zweiten Motorzyklus unmittelbar im Anschluss an den ersten Motorzyklus vergrößert wird. Nach Ablauf der ersten Anzahl von Anreicherungszyklen kann dann das Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff verringert werden, während das Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff vergrößert wird, um eine weitere Zylinderladungskühlung für eine zweite Anzahl von Anreicherungszyklen bereitzustellen. In einigen Beispielen können zusätzlich zu der Einspritzungsart auch die Ladungskühlungseigenschaften des einlasskanaleingespritzten Kraftstoffs und des direkt eingespritzten Kraftstoffs, wenn sie verschieden sind, ausgenutzt werden, wie zum Beispiel wenn es sich bei dem einlasskanaleingespritzten Kraftstoff um einen ersten Kraftstoff handelt und bei dem direkt eingespritzten Kraftstoff um einen zweiten, verschiedenen Kraftstoff handelt. Das Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff zu direkt eingespritztem Kraftstoff bei der Vorzündungsminderungsanreicherung kann dann basierend auf den Kraftstoffen, wie zum Beispiel basierend auf dem Alkoholgehalt des ersten Kraftstoffs bezüglich des zweiten Kraftstoffs, weiter eingestellt werden. Zum Beispiel wäre der Kraftstoff mit der höheren Verdampfungswärme oder der höheren Oktanzahl der Kraftstoff, der in größeren Mengen eingespritzt werden würde, um das erhöhte Ladungskühlungsvermögen des Kraftstoffs auszunutzen.
  • Die Steuerung 12 wird in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein Nurlesespeicherchip (ROM) 110 gezeigt wird, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 112, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 114 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren erhalten, darunter Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF – mass air flow) von dem Luftmassensensor 122; die Motorkühlmitteltemperatur (ECT – engine coolant temperature) von dem mit der Kühlhülse 118 gekoppelten Temperatursensor 116; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP – profile ignition pickup signal) von dem mit der Kurbelwelle 140 gekoppelten Hall-Sensor 120 (oder Sensor anderer Art); die Drosselstellung (TP) von einem Drosselstellungssensor und ein Absolutkrümmerdrucksignal (MAP – manifold pressure signal) von dem Sensor 124. Das Motordrehzahlsignal RPM (Revolutions per Minute) kann von der Steuerung 12 aus dem Signal PIP generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe hinsichtlich Vakuum oder Druck in dem Einlasskrümmer zu liefern.
  • Das Nurlesespeicher-Speichermedium 110 kann mit rechnerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, welche durch den Prozessor (CPU) 106 zur Durchführung der unten beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten davon, die erwartet, aber nicht speziell angeführt werden, ausführbar sind. Eine beispielhafte Routine, die durch die Steuerung durchgeführt werden kann, wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Routine 200 zur Verwendung mindestens einer gewissen Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff zur Bereitstellung eines Teils einer Vorzündungsminderungsanreicherung gezeigt. Dies gestattet die Ausnutzung der Ladungskühlungseigenschaften einer Einlasskanaleinspritzung.
  • Bei 202 können Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Dazu können zum Beispiel Motordrehzahl, Motortemperatur, Aufladungshöhe, Krümmerdruck, Ansaugluftstrom, Abgaskatalysatortemperatur usw. gehören.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann auch ein Vorzündungsverlauf des Motors aus einer im Speicher der Steuerung gespeicherten Nachschlagetabelle abgerufen werden. Die Nachschlagetabelle kann in regelmäßigen Abständen (zum Beispiel jeden Motorzyklus, alle 50 Meilen, jede Stunde usw.) oder als Reaktion auf ein Eintreten einer Zylindervorzündung aktualisiert werden. Die Motorvorzündungszählung (PI-Zählung, PI – pre-ignition) kann eine PI-Zählung für jeden Zylinder mit Details, wie zum Beispiel einer Schätzung einer Gesamtanzahl von Vorzündungsereignissen im Zylinder während der aktuellen Fahrt oder des aktuellen Motorzyklus (zum Beispiel eine Zylinder-Fahrt-PI-Zählung), umfassen. Die Motor-PI-Zählung kann ferner eine Schätzung der Gesamtanzahl von Vorzündungsereignissen in dem Zylinder über die Lebensdauer des Motorbetriebs (zum Beispiel Zylinderlebensdauer-PI-Zählung) umfassen. Somit kann jede Zylinder-PI-Zählung den gegebenen Vorzündungsverlauf des Zylinders darstellen und kann mit jeder Zylinderneigung zu weiteren Vorzündungsereignissen korreliert werden.
  • Bei 203 kann ein Kraftstoffeinspritzprofil basierend auf den geschätzten Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden. Dies kann Bestimmen einer einlasskanaleinzuspritzenden Kraftstoffmenge bezüglich einer direkt in den Motor einzuspritzenden Kraftstoffmenge umfassen.
  • Bei 204 kann bestimmt werden, ob eine Anzeige von Vorzündung vorliegt. In einem Beispiel umfasst die Anzeige von Vorzündung das Detektieren eines aktuellen Vorzündungsereignisses, obgleich die Anzeige in anderen Beispielen die Bestimmung einer Wahrscheinlichkeit von Vorzündung (bevor das Vorzündungsereignis tatsächlich eintritt) umfassen kann. Wie unter Bezugnahme auf 1 dargelegt, kann eine Motorsteuerung basierend auf der Ausgabe eines oder mehrerer Motorklopfsensoren anormale Verbrennungsereignisse bezüglich Vorzündung detektieren und sie von Zylinderklopfereignissen unterscheiden. Als Beispiel kann eine Anzeige von Vorzündung als Reaktion darauf, dass die in einem Fenster vor einem Funkenzündungsereignis geschätzte Ausgabe des Klopfsensors größer ist als ein Schwellenwert, bestätigt werden. Wird eine Anzeige von Vorzündung nicht bestätigt, kann die Routine enden.
  • Als Reaktion auf die Anzeige von Vorzündung kann bei 206 eine Vorzündungsminderungsanreicherung bestimmt werden. Insbesondere wird eine zur Anreicherung des vorzündenden Zylinders und Minderung der Vorzündungsanzeige erforderliche Kraftstoffmenge bestimmt. Die Anreicherung kann einen Fettheitsgrad sowie eine Anzahl von Anreicherungszyklen umfassen. Die Anreicherung kann mit Zunahme der Anzeige von Vorzündung erhöht werden. Mit Übertreffen des Vorzündungsschwellenwerts durch die Klopfsensorausgabe kann zum Beispiel der Fettheitsgrad der Anreicherung und/oder die Anzahl von angewandten Anreicherungszyklen erhöht werden.
  • Bei 208 kann bestimmt werden, ob mindestens ein Teil der Anreicherung bei dem Motorzyklus, der unmittelbar an den Motorzyklus anschließt, bei dem Vorzündung detektiert wurde, über Einlasskanaleinspritzung bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann bestimmt werden, ob die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse während des unmittelbar nachfolgenden Motorzyklus vergrößert werden kann und ob Kraftstoff bei einem geöffneten Einlassventil einlasskanaleingespritzt werden kann. Wenn sich die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse nicht bereits bei einem maximalen Tastverhältnis befindet, kann in einem Beispiel dann weitere Einlasskanaleinspritzung möglich sein. Wenn sich die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse an einer Grenze befindet, kann ansonsten keine weitere Einlasskanaleinspritzung möglich sein. Wenn nicht genügend Zeit zur Verfügung steht, um Kraftstoff über Einlasskanaleinspritzung bei einem geöffneten Einlassventil zuzuführen, kann die Anreicherung in einem anderen Beispiel allein über Direkteinspritzung zugeführt werden.
  • Ist weitere Einlasskanaleinspritzung möglich, dann umfasst die Routine bei 210 als Reaktion auf die Anzeige von Vorzündung Anreichern des vorzündenden Zylinders durch Vergrößern des Teilungsverhältnisses des Kraftstoffs, der dem Zylinder über eine Kanal-Einspritzdüse bei einem geöffneten Einlassventil zugeführt wird, bezüglich Kraftstoff, der dem Zylinder durch eine Direkteinspritzdüse bei mindestens dem der Detektion von Vorzündung unmittelbar folgenden Motorzyklus zugeführt wird. Wie unten dargelegt, kann die sowohl durch Einlasskanaleinspritzung als auch Direkteinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge erhöht werden und die Erhöhung so eingestellt werden, dass die effektive Erhöhung der Einlasskanaleinspritzung für den der Detektion von Vorzündung unmittelbar folgenden Motorzyklus größer ist als die effektive Erhöhung für Direkteinspritzung für den Motorzyklus, und dadurch wird das Teilungsverhältnis für Einlasskanaleinspritzung bezüglich Direkteinspritzung für mindestens diesen Motorzyklus vergrößert. In einem Beispiel umfasst Erhöhen des Verhältnisses von Einlasskanaleinspritzung Vergrößern der Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse und Zuführen des einlasskanaleingespritzten Kraftstoffs bei einem geöffneten Einlassventil. Die Kanal-Einspritzdüse kann zum Beispiel bei dem der Detektion von Vorzündung unmittelbar folgenden Motorzyklus an der Obergrenze betrieben werden, und der Zeitpunkt der Einlasskanaleinspritzung kann von einem Auslasshub zu einem Einlasshub verlagert werden. Ein Rest der bestimmten Anreicherung bei dem gegebenen Motorzyklus kann über die Direkteinspritzdüse beim Einlasshub bereitgestellt werden.
  • Als Nächstes kann bei 214 ein Kraftstoffeinspritzverhältnis für eine Anzahl von Motoranreicherungszyklen eingestellt werden. Insbesondere kann für eine Anzahl von Motorzyklen ein Teilungsverhältnis von Kraftstoff, der über Einlasskanaleinspritzung zugeführt wird, bezüglich Direkteinspritzung eingestellt werden, während der Motor unterstöchiometrisch betrieben wird. Das Teilungsverhältnis kann dazu eingestellt werden, die Ladungskühlung zu verstärken, bevor Luft in den Zylinder eintritt. Zum Beispiel kann ein Verhältnis von über Direkteinspritzung beim Einlasshub zugeführtem Kraftstoff (bezüglich des Verdichtungshubs) erhöht werden. Über Einlasskanaleinspritzung zugeführter Kraftstoff kann auch erhöht werden, aber im Verhältnis weniger. Als Alternative dazu kann über Einlasskanaleinspritzung zugeführter Kraftstoff dementsprechend verringert werden. In einem Beispiel kann das Einstellen Beibehalten von Kraftstoffzufuhr mit dem höheren Direkteinspritzverhältnis für die Anzahl von Motorzyklen in umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Einstellen anfängliches Erhöhen des Direkteinspritzverhältnisses für eine erste Anzahl von Motorzyklen und dann allmähliches Verringern des Direkteinspritzverhältnisses bei entsprechendem Erhöhen des Einlasskanaleinspritzverhältnisses umfassen. Die Verhältnisse können aus einer Nachschlagetabelle abgerufen werden, in der relative Kraftstoffeinspritzanteile als eine Funktion der Vorzündungsminderungswirksamkeit abgespeichert sind. Das heißt, die Verhältnisse können basierend auf ihrem Erfolg beim Mindern weiterer Vorzündungsereignisse, die Teil eines Schubs von Vorzündungsereignissen gewesen sein könnten, gelernt werden. Wenn das angewandte Verhältnis weitere Vorzündung mindern kann, kann somit das Verhältnis als eine Funktion von Motor-Drehzahl-Last-Bedingungen gelernt werden und ferner als Funktion der Vorzündungsanzeige basiert werden. Bei einer anschließenden Anzeige von Vorzündung unter den gleichen Bedingungen kann die gelernte Anreicherung angewandt werden. Wenn das angewandte Verhältnis weitere Vorzündung nicht mindern kann, kann das Verhältnis aktualisiert werden (zum Beispiel kann die Direkteinspritzungsmenge erhöht werden) und neu gelernt werden. Bei einer anschließenden Anzeige von Vorzündung unter den gleichen Betriebsbedingungen kann die aktualisierte Anreicherung angewandt werden. Die Verhältnisse können dann adaptiv aktualisiert werden, wie unten erläutert.
  • Zum Beispiel kann das Verhältnis von Einlasskanaleinspritzung bei einem geöffneten Einlassventil bis zu einer Grenze gelernt werden, an der keine zusätzliche Ladungskühlung mit Einlasskanaleinspritzung möglich ist. Die Anzahl von Anreicherungszyklen und Anreicherungswerten (zum Beispiel Fettheitsgrad) kann basierend darauf gelernt werden, ob irgendwelche weiteren Vorzündungsereignisse nach Kraftstoffzufuhrstopps stattfinden (zum Beispiel wenn jegliche Vorzündung innerhalb von 1–2 Zyklen nach Rückkehr zu normaler stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr eintritt). Tritt Vorzündung wieder auf, kann bei der nächsten Iteration die Anreicherung um einen Faktor erhöht werden, wie zum Beispiel um 1 Anreicherungsereignis. Findet bei anschließenden Verbrennungsereignissen keine weitere Vorzündung statt, kann die Anzahl von Anreicherungszyklen beibehalten werden, oder als Alternative kann die Anzahl von Anreicherungsereignissen nach mehreren Episoden ohne jegliches Eintreten von Vorzündung bei Enden der Anreicherung um ein Ereignis verringert werden. Auf diese Weise kann der Anreicherungswert basierend auf der Wahrscheinlichkeit von Vorzündung und der Wirksamkeit der Anreicherung beim Mindern der Vorzündung kontinuierlich modifiziert werden.
  • Erneut auf 208 Bezug nehmend, umfasst die Routine bei 212, wenn die Impulsbreite der Einlasskanaleinspritzung bei dem nächsten Verbrennungszyklus nicht weiter vergrößert werden kann oder wenn der Zeitpunkt der Einlasskanaleinspritzung nicht schnell genug auf einlasskanaleingespritzten Kraftstoff bei einem geöffneten Einlassventil eingestellt werden kann, Anreichern des vorzündenden Zylinders bei dem der Detektion von Vorzündung unmittelbar folgenden Motorzyklus durch Vergrößern des Verhältnisses von Kraftstoff, der dem Zylinder über eine Direkteinspritzdüse zugeführt wird, bezüglich Kraftstoff, der dem Zylinder durch eine Kanal-Einspritzdüse zugeführt wird. Insbesondere wird die Vorzündungsminderungsanreicherung über verstärkte Direkteinspritzung während eines Einlasshubs bezüglich während eines Verdichtungshubs bereitgestellt. In einem Beispiel umfasst das Vergrößern des Verhältnisses von Direkteinspritzung Vergrößern der Impulsbreite der Direkteinspritzdüse, während die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse beibehalten wird. Zum Beispiel kann die Direkteinspritzdüse bei dem der Detektion von Vorzündung unmittelbar folgenden Motorzyklus an der Obergrenze betrieben werden. Als Alternative dazu kann die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse verkleinert werden.
  • Von 212 geht die Routine zu 214 über, wobei, wie zuvor besprochen, für eine Anzahl von Motoranreicherungszyklen ein Kraftstoffeinspritzungsteilungsverhältnis eingestellt werden kann. Insbesondere kann für mehrere Motorzyklen ein Teilungsverhältnis von über Einlasskanaleinspritzung zugeführtem Kraftstoff bezüglich Direkteinspritzung eingestellt werden. Zum Beispiel kann ein Verhältnis von über Direkteinspritzung zugeführtem Kraftstoff erhöht werden, während das Verhältnis von über Einlasskanaleinspritzung zugeführtem Kraftstoff entsprechend verringert wird und während unterstöchiometrischer Motorbetrieb aufrechterhalten wird. In einem Beispiel kann das Einstellen Aufrechterhalten von Kraftstoffzufuhr mit dem höheren Direkteinspritzverhältnis für die Anzahl von Motorzyklen umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Einstellen anfängliches Erhöhen des Direkteinspritzverhältnisses für eine erste Anzahl von Motorzyklen und dann allmähliches Verringern des Direkteinspritzverhältnisses bei entsprechendem Erhöhen des Einlasskanaleinspritzverhältnisses umfassen. Bei noch einem weiteren Beispiel kann das Einstellen Vergrößern der über jede der Direkteinspritzdüsen (während mindestens eines Einlasshubs) und über die Einlasskanaleinspritzung (bei einem geöffneten Einlassventil) zugeführten Kraftstoffmenge umfassen. Wie oben besprochen, können die Verhältnisse aus einer Nachschlagetabelle abgerufen werden, wobei relative Kraftstoffeinspritzanteile als eine Funktion der Vorzündungsminderungswirksamkeit abgespeichert sind. Die Verhältnisse können dann adaptiv aktualisiert werden. Die nach einer anfänglichen Vergrößerung des Einlasskanaleinspritzverhältnisses (wie bei 210) durchgeführte Kraftstoffeinspritzverhältniseinstellung kann sich von dem nach einer anfänglichen Vergrößerung des Direkteinspritzverhältnisses (wie bei 212) durchgeführten Kraftstoffeinspritzverhältnis unterscheiden. Das Einstellen kann zum Beispiel erstes Erhöhen der über Direkteinspritzung zugeführten Kraftstoffmenge, bis eine Direkteinspritzgrenze erreicht ist (zum Beispiel eine Grenze für Erhöhen der Ladungskühlung, über die hinaus eine weitere Zugabe von Kraftstoff über Direkteinspritzung das Ladungskühlungsvermögen nicht verbessert), umfassen. Bei Halten der Direkteinspritzmenge auf der Grenze kann dann die Einlasskanaleinspritzmenge bis zu einer Grenze erhöht werden. Zusätzlicher Kraftstoff über diese Grenzen hinaus kann zugeführt werden und kann als Verdünnungsmittel wirken. Ferner kann die Anzahl von Anreicherungszyklen für die Direkteinspritzung gegenüber der Einlasskanaleinspritzung unterschiedlich sein. Insbesondere kann die Steuerung bewerten, welche Form von Kraftstoffeinspritzung am effektivsten ist (zum Beispiel Direkteinspritzung) und dies als die Hauptsteuerung verwenden, und dann die Anzahl von Einlasskanaleinspritzzyklen einstellen. Basierend auf der Rückkopplung kann zum Beispiel die Anzahl von einlasskanaleingespritzten und direkt eingespritzten Zyklen erhöht werden. Beim nächsten Ereignis kann dann die PFI-Menge reduziert werden, dann kann die DI-Menge reduziert werden. Wenn nach der Minderung ein Vorzündungsereignis eintritt, können sowohl Einlasskanal- als auch Direkteinspritzmengen wieder erhöht werden, wobei die Einlasskanaleinspritzung um 1 Ereignis und die Direkteinspritzung um 1 Ereignis erhöht wird. Wenn keine weitere Notzündung eintritt, kann dann Einlasskanaleinspritzung um 1 Ereignis verringert werden, und die Direkteinspritzung kam um 1 Ereignis verringert werden.
  • Von 214 geht die Routine zu 216 über, wobei nach Ablauf der bestimmten Anzahl von Motoranreicherungszyklen bestimmt wird, ob irgendeine weitere Anzeige von Vorzündung vorliegt. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob ein Schub von Vorzündungsereignissen vorliegt, die über die anfängliche Anreicherung und Kraftstoffeinspritzungseinstellung nicht ausreichend gemindert wurden. Wird keine weitere Vorzündung bestimmt, kann bei 218 Soll-Zylinderkraftstoffversorgung basierend auf Motorbetriebsbedingungen wieder aufgenommen werden. Darüber hinaus kann das während der vorhergehenden Vorzündungsminderung angewandte Kraftstoffeinspritzungsteilungsverhältnis gelernt werden, und die Kraftstoffteilungsverhältnis-Nachschlagetabelle kann aktualisiert werden. Wenn weitere Vorzündung detektiert wird, dann umfasst die Routine bei 220 ferner Einstellen des Kraftstoffeinspritzungsteilungsverhältnisses, um Zylinderladungskühlung weiter zu verstärken. Zum Beispiel kann eine über Direkteinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge vergrößert werden, während die über Einlasskanaleinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge entsprechend verringert werden kann. Darüber hinaus kann das korrigierte Kraftstoffeinspritzungsteilungsverhältnis gelernt werden, und die Kraftstoffteilungsverhältnis-Nachschlagetabelle kann aktualisiert werden.
  • Auf diese Weise kann eine Steuerung als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung einen Zylinder anreichern, indem sie ein Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs für eine Anzahl von Anreicherungszyklen vorübergehend vergrößert und danach das Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff bezüglich einlasskanaleingespritzten Kraftstoffs vergrößert. Das selektive Vergrößern des Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff umfasst selektives Vergrößern einer Impulsbreite einer mit dem Zylinder gekoppelten Kanal-Einspritzdüse, während eine Impulsbreite einer mit dem Zylinder gekoppelten Direkteinspritzdüse beibehalten wird. Die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse wird selektiv vergrößert, wenn die vergrößerte Impulsbreite innerhalb einer Betriebsgrenze der Kanal-Einspritzdüse liegt. Zusätzlich zu dem Vergrößern der Impulsbreite der Einlasskanaleinspritzung kann die Zeitsteuerung der Kanal-Einspritzdüse von Einspritzen bei einem Ventil-geschlossen-Ereignis (zum Beispiel beim Auslasshub) zu Einspritzen bei einem Ventil-geöffnet-Ereignis (zum Beispiel beim Einlasshub) verlagert werden. Wenn die vergrößerte Impulsbreite außerhalb der Betriebsgrenze der Kanal-Einspritzdüse liegt, kann die Steuerung die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse auf die Betriebsgrenze vergrößern und danach die Impulsbreite der Direkteinspritzdüse vergrößern, während die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse auf der Betriebsgrenze gehalten wird. Bei noch anderen Beispielen kann die Impulsbreite sowohl der Kanal-Einspritzdüse als auch der Direkteinspritzdüse vergrößert werden. In jedem Fall basiert das Vergrößern auf der Anzeige von Vorzündung. Wenn die Anzeige von Vorzündung bei einem ersten Motorzyklus erhalten wird, wird somit die Impulsbreite von Kanaleinspritzung mindestens bei einem zweiten Motorzyklus unmittelbar im Anschluss an den ersten Motorzyklus vergrößert. Danach kann die Impulsbreite von Direkteinspritzung bei mindestens einer Anzahl von anschließenden Motorzyklen vergrößert werden.
  • Nunmehr auf die 3–4 Bezug nehmend, werden Kraftstoffeinspritzeinstellungen gezeigt.
  • 3 zeigt ein Kennfeld 300 der Ventilsteuerung und Kolbenstellung bezüglich einer Motorposition für aufeinanderfolgende Motorzylinderverbrennungszyklen. Kennfeld 300 zeigt Ereignisse, die während eines Teils eines ersten und eines zweiten Verbrennungszyklus eintreten, die in aufeinanderfolgend zündenden Zylindern auftreten können. Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, ein Kraftstoffeinspritzprofil von den Zylindern während jedes Verbrennungszyklus zugeführtem Kraftstoff basierend auf Betriebsbedingungen einzustellen. Insbesondere kann Kraftstoff als ein erstes Einspritzprofil 310 während des zweiten Verbrennungszyklus als Reaktion darauf, dass keine Anzeige von Vorzündung in dem ersten Verbrennungszyklus erhalten wird, zugeführt werden. Kraftstoff kann während des zweiten Verbrennungszyklus als Reaktion darauf, dass eine Anzeige von Vorzündung 322 (”X”) im ersten Verbrennungszyklus erhalten wird, als ein zweites, verschiedenes Einspritzprofil 320 zugeführt werden. Die unterschiedlichen Kraftstoffeinspritzprofile können einen dem Zylinder als Einlasskanaleinspritzung zugeführten Teil des Kraftstoffs und einen dem Zylinder als Direkteinspritzung zugeführten verbleibenden Teil des Kraftstoffs enthalten. Die Zeitsteuerung der Einspritzungen sowie ein Kraftstoffteilungsverhältnis können variieren.
  • Kennfeld 300 stellt eine Motorposition entlang der X-Achse in Kurbelwellengraden (CAD – crank angle degrees) dar. Die Kurve 308 gezeigt Kolbenstellungen (entlang der Y-Achse) bezüglich ihrer Position vom oberen Totpunkt (TDC- top dead center) und/oder unteren Totpunkt (BDC – bottom dead center) und ferner bezüglich ihrer Position innerhalb der vier Hübe (Einlass, Verdichtung, Arbeit und Auslass) eines Motorzyklus dar. Wie durch die Sinuskurve 308 gezeigt, bewegt sich ein Kolben vom TDC allmählich nach unten und erreicht seinen tiefsten Punkt beim BDC zum Ende des Arbeitshubs. Dann kehrt der Kolben zum Ende des Auslasshubs nach oben zum TDC zurück. Dann beginnt der Kolben wieder, sich während des Einlasshubs nach unten zum BDC zu bewegen und kehrt dabei zum Ende des Verdichtungshubs in seine ursprüngliche obere Stellung bei TDC zurück.
  • Die Kurven 302 und 304 zeigen Ventilsteuerungen für ein Auslassventil (gestrichelte Kurve 302) und ein Einlassventil (durchgezogene Kurven 304) bei normalem Motorbetrieb. Wie dargestellt, kann ein Auslassventil genau dann geöffnet werden, wenn der Kolben am Ende des Arbeitshubs seinen tiefsten Punkt erreicht. Dann kann sich das Auslassventil schließen, wenn der Kolben den Auslasshub beendet, wobei es bis mindestens zum Beginn eines anschließenden Einlasshubs geöffnet bleibt. Auf gleiche Weise kann ein Einlassventil bei oder vor dem Start eines Einlasshubs geöffnet werden und kann mindestens bis zum Beginn eines anschließenden Verdichtungshubs geöffnet bleiben.
  • Infolge der Zeitsteuerungsdifferenzen zwischen dem Schließen des Auslassventils und öffnen des Einlassventils für eine kurze Dauer vor Ende des Auslasshubs und nach Beginn des Einlasshubs können sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil geöffnet sein. Diese Zeitdauer, während der beide Ventile geöffnet sind, wird als positive Ventilüberschneidung 306 von Einlassventil zu Auslassventil (oder einfach positive Ventilüberschneidung) bezeichnet, die durch einen schraffierten Bereich am Schnittpunkt der Kurven 302 und 304 dargestellt ist. In einem Beispiel kann die positive Einlass- zu Auslassventil-Überschneidung 306 eine standardmäßige Nockenstellung des Motors, die bei einem Motorkaltstart vorliegt, sein.
  • Das Kraftstoffeinspritzprofil 310 zeigt ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzprofil, das als Reaktion darauf, dass keine Vorzündung angezeigt wird, verwendet werden kann. Hier wird ein Kraftstoffteilungsverhältnis basierend auf Soll-Motorbetriebsbedingungen eingestellt. Eine Motorsteuerung ist dazu konfiguriert, dem Zylinder die Gesamtkraftstoffmenge als eine erste Einlasskanaleinspritzung (P1, schraffierter Block) und eine zweite Direkteinspritzung (D2, diagonal gestreifter Block) bereitzustellen. Die erste Einlasskanaleinspritzung enthält einen ersten Kraftstoffteil (P1) der zu einem ersten Zeitpunkt CAD1 einlasskanaleingespritzt wird. Insbesondere wird der erste Kraftstoffteil während eines Einlassventil-geschlossen-Ereignisses (das heißt während des Auslasshubs) einlasskanaleingespritzt. Dann wird ein verbleibender Teil des Kraftstoffs als eine Einlasshubeinspritzung bei CAD2 direkt eingespritzt (D2). Es versteht sich, dass in anderen Beispielen der direkt eingespritzte Kraftstoff als eine einzige Verdichtungshubeinspritzung, als Mehrfacheinlasshubeinspritzungen, als Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen oder eine Kombination von mindestens einer Einlass- und mindestens einer Verdichtungshubeinspritzung bereitgestellt werden kann. Zündung (Stern) wird während des Verdichtungshubs bereitgestellt. Das Kraftstoffverhältnis von P1 und D2 wird basierend auf Einlassluftstrom eingestellt, derart, dass das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis bei oder um stöchiometrisch ist. Als Beispiel wird Kraftstoff bei einem Verhältnis von 30% Einlasskanaleinspritzung (P1):70% Direkteinspritzung (D2) zugeführt.
  • Das Kraftstoffeinspritzprofil 320 zeigt ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzprofil, das als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung 322 verwendet werden kann. Hier kann Vorzündung während des vorhergehenden Verbrennungszyklus als ein anormales Verbrennungsereignis (oder eine Reihe von anormalen Verbrennungsereignissen), die vor einem Zylinderzündungsereignis eintreten, detektiert werden. Als Reaktion auf Detektion von Vorzündung 322 im Verbrennungszyklus 1 wird Kraftstoffeinspritzung im Verbrennungszyklus 2 zur Anreicherung des Zylinders eingestellt. Darüber hinaus wird ein Kraftstoffteilungsverhältnis unmittelbar eingestellt. Insbesondere kann eine Vorzündungsminderungsanreicherung (z. B. Fettheitsgrad) basierend auf der Intensität des Vorzündungsereignisses bestimmt werden. Mit Zunahme der Intensität kann zum Beispiel der Fettheitsgrad der Minderungsanreicherung erhöht werden. Mindestens ein Teil der Anreicherung kann dann über die Kanal-Einspritzdüse bereitgestellt werden, wodurch die Ausnutzung der Ladungskühlungseigenschaften von Einlasskanaleinspritzung ausgenutzt werden können, während die Abgaspartikelemissionen reduziert werden. In dem gezeigten Beispiel ist die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse möglicherweise nicht begrenzt, und eine weitere Vergrößerung der Impulsbreite der Einlasskanaleinspritzung kann möglich sein. Demgemäß wird das Kraftstoffteilungsverhältnis beim Verbrennungszyklus 2 zum Vergrößern der über Einlasskanaleinspritzung bei einem geöffneten Einlassventil zugeführten Kraftstoffmenge eingestellt, während auch die über Direkteinspritzung in einem Einlasshub zugeführte Kraftstoffmenge vergrößert wird. Eine Motorsteuerung ist dazu konfiguriert, dem Zylinder die Gesamtkraftstoffmenge als eine erste Einlasskanaleinspritzung (P11, schraffierter Block) und eine zweite Direkteinspritzung (D12, diagonal gestreifter Block) bereitzustellen. Der über die Anreicherung zugeführte Gesamtkraftstoff (P11 + P12) kann die doppelte Menge des vor Anzeige von Vorzündung zugeführten Kraftstoffs (P1 + D2) betragen. Die erste Einlasskanaleinspritzung enthält einen ersten Kraftstoffteil (P11), der zu einem ersten Zeitpunkt CAD11 einlasskanaleingespritzt wird. Darüber hinaus wird der Zeitpunkt der Einlasskanaleinspritzung von einem Auslasshub zu einem Einlasshub verlagert. Insbesondere wird der erste Kraftstoffteil während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses (das heißt während des Einlasshubs) einlasskanaleingespritzt, um die Ladungskühlungswirkung der Einspritzung zu verbessern. Dann wird ein verbleibender Teil des Kraftstoffs als eine Einlasshubeinspritzung D12 bei CAD12 direkt eingespritzt. Als Beispiel wird Kraftstoffanreicherung bei einem Verhältnis von 33% Einlasskanaleinspritzung (P11):66% Direkteinspritzung (D12) zugeführt. Hier ist die Änderung der Einlasskanaleinspritzmenge (P1 zu P11) größer als die Änderung der Direkteinspritzmenge (D1 zu D12). In einem Beispiel wird bei P1 die Kanal-Einspritzdüse unter der Impulsbreiten(ober)grenze betrieben, während bei P11 die Kanal-Einspritzdüse auf der Impulsbreiten(ober)grenze betrieben wird. In einem anderen Beispiel, in dem Einlasskanaleinspritzung möglicherweise keine weiteren Ladungskühlungsvorteile bietet, kann die Kraftstoffanreicherung bei einem Verhältnis von 20% Einlasskanaleinspritzung (P11):80% Direkteinspritzung (D12) zugeführt werden. Es versteht sich, dass in Beispielen, in denen der direkt eingespritzte Kraftstoff bei 310 als eine Einlasshubdirekteinspritzung und eine Verdichtungshubdirekteinspritzung zugeführt wurde, als Reaktion auf die Anzeige von Vorzündung der direkt eingespritzte Kraftstoff bei 320 allein als eine Einlasshubeinspritzung zugeführt werden kann, um die Ladungskühlungswirkung der Einspritzung zu vergrößern. Zündung (Stern) wird während des Verdichtungshubs bereitgestellt. Das Kraftstoffverhältnis von P11 und D12 wird dann bei einer Anzahl von anschließenden Verbrennungszyklen weiter eingestellt, um Ladungskühlung bereitzustellen, während das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis unterstöchiometrisch gehalten wird, wie in 4 dargelegt. Somit wird in dem Beispiel von 3 Vorzündung in einem ersten Motorzyklus angezeigt, und eine Vorzündungsminderungsanreicherung mit einem vergrößerten Verhältnis von Einlasskanaleinspritzung wird bei einem dem ersten Motorzyklus unmittelbar folgenden zweiten Motorzyklus durchgeführt.
  • Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, zeigt Kennfeld 400 beispielhafte Kraftstoffeinspritzprofile 402–407, die bei einem Verbrennungsereignis, in dem eine Anzeige von Vorzündung erhalten wird, folgenden Verbrennungsereignissen verwendet werden können. Wie hier dargelegt, können die Einspritzprofile nach Detektion von Vorzündung für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen eingestellt werden, um die Eigenschaften sowohl von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff als auch direkt eingespritztem Kraftstoff bei Ladungskühlung vorteilhaft zu nutzen. Somit zeigt jedes Einspritzprofil einen Einspritzzeitpunkt bezüglich einer Zylinderkolbenstellung. Basierend auf der Stellung des Zylinderkolbens zu irgendeinem Zeitpunkt im Motorzyklus kann Kraftstoff während eines Einlasshubs (I), Verdichtungshubs (C), Arbeitshubs (P) oder eines Auslasshubs (E) in den Zylinder eingespritzt werden. Das Einspritzprofil zeigt ferner ein Verhältnis von über Einlasskanaleinspritzung eingespritztem Kraftstoff (schraffierte Blöcke) bezüglich über Direkteinspritzung eingespritzten Kraftstoffs (diagonal gestreifte Blöcke).
  • Ein Kraftstoffeinspritzprofil während eines ersten Verbrennungsereignisses wird bei 401 gezeigt. Während des ersten Verbrennungsereignisses wird ein Teil des in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffs als eine erste Einlasskanaleinspritzung (schraffierter Block) während eines Einlassventil-geschloqssen-Ereignisses (das heißt während eines Auslasshubs eines vorherigen Zylinderverbrennungsereignisses) eingespritzt, während ein verbleibender Teil des Kraftstoffs als eine Einlasshubdirekteinspritzung eingespritzt wird. In einem Beispiel können 30% der Kraftstoffeinspritzung während eines Einlassventil-geschlossen-Ereignisses (zum Beispiel während eines Auslasshubs) als eine Einlasskanaleinspritzung zugeführt werden, während verbleibende 70% der Kraftstoffeinspritzung als eine Einlasshubdirekteinspritzung zugeführt werden. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird ferner basierend auf einem Motorluftstrom eingestellt, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis um Stöchiometrie zu halten.
  • Aufgrund der Betriebsbedingungen während des ersten Verbrennungsereignisses tritt ein Vorzündungsereignis 422 (”X”) während dieses Verbrennungsereignisses ein, insbesondere vor einem Funkenereignis 412 (durch einen Stern gezeigt). Als Reaktion auf das Vorzündungsereignis kann Kraftstoff während eines zweiten Verbrennungsereignisses unmittelbar im Anschluss an das erste Ereignis dem Motor entweder gemäß Einspritzprofil 402 (bei Verbrennungsereignis 2) oder Einspritzprofil 403 (bei einem anderen Verbrennungsereignis 2') zugeführt werden. Das Einspritzprofil 402 kann angewandt werden, wenn verstärkte Einlasskanaleinspritzung möglich ist, beispielsweise wenn die Kanal-Einspritzdüse innerhalb einer Impulsbreitengrenze betrieben wird. Ansonsten kann das Einspritzprofil 403 angewandt werden, wenn keine verstärkte Einlasskanaleinspritzung möglich ist, wie zum Beispiel wenn die Kanal-Einspritzdüse auf einer Impulsbreitengrenze betrieben wird.
  • Das zweite Kraftstoffeinspritzprofil 402 zeigt eine beispielhafte Vorzündungsminderungskraftstoffanreicherung, wobei eine zugeführte Kraftstoffmenge durch Vergrößern des Verhältnisses von durch die Kanal-Einspritzdüse zugeführtem Kraftstoff erhöht wird, während auch der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses (wie zum Beispiel im Einlasshub statt Auslasshub) zugeführt wird. Darüber hinaus wird auch eine Menge von über die Direkteinspritzdüse zugeführtem Kraftstoff vergrößert. Als Beispiel werden während eines der Detektion von Vorzündung unmittelbar folgenden Motorzyklus 33% des Kraftstoffs während eines geöffneten Einlassventils in den Zylinder eingespritzt, während 66% des Kraftstoffs als eine Einlasshub-Direkteinspritzung eingespritzt werden, wobei die als Reaktion auf die Anzeige von Vorzündung zugeführte Gesamtkraftstoffmenge doppelt so groß wie die vor der Anzeige von Vorzündung zugeführte Gesamtkraftstoffmenge ist.
  • Das dritte Kraftstoffeinspritzprofil 403 zeigt eine beispielhafte Vorzündungsminderungskraftstoffanreicherung, bei der eine zugeführte Kraftstoffmenge durch Vergrößern des Verhältnisses von durch die Direkteinspritzdüse zugeführtem Kraftstoff vergrößert wird, während ein Rest der Anreicherung als eine Einlasskanaleinspritzung während eines Einlassventil-geschlossen-Ereignisses (wie zum Beispiel im Auslasshub) zugeführt wird. Als Beispiel können während eines der Detektion von Vorzündung unmittelbar folgenden Motorzyklus, bei dem eine stärkere Einlasskanaleinspritzung nicht möglich ist, 10% des Kraftstoffs bei einem geschlossenen Einlassventil in den Zylinder einlasskanaleingespritzt werden, während 90% des Kraftstoffs als eine Einlasshub-Direkteinspritzung eingespritzt werden.
  • Bei einer anschließenden Anzahl von Verbrennungsereignissen (Verbrennungsereignisse 3 – n) im Anschluss an das zweite Verbrennungsereignis kann Kraftstoff gemäß den jeweiligen Injektionsprofilen 404–406 zugeführt werden. Im Anschluss an die anfängliche Verstärkung der Ladungskühlung über Einlasskanal- oder Direkteinspritzung kann dabei ein Kraftstoffeinspritzungsteilungsverhältnis bei jedem Motorzyklus kontinuierlich eingestellt werden, so dass eine Ladungskühlungswirkung verlängert wird und weitere Vorzündung vorweggenommen wird. Über die Anzahl von anschließenden Verbrennungsereignissen kann zum Beispiel eine Gesamtanreicherung verringert werden und/oder ein Verhältnis von Einlasskanaleinspritzung kann allmählich verringert werden. Darüber hinaus kann die Zeitsteuerung der Einlasskanaleinspritzung so eingestellt werden, dass sie allmählich vom Einlasshub in den Auslasshub zurückkehrt. Es versteht sich, dass das Einspritzprofil 402 (oder 402') in anderen Beispielen für die Gesamtheit der bestimmten Anzahl von Anreicherungszyklen (bis zum Verbrennungsereignis n) beibehalten werden kann, und dann (bei dem Verbrennungsereignis n + 1) das Einspritzprofil 401 wieder aufgenommen werden kann. Wenn das Einspritzprofil 402' bei dem Verbrennungsereignis 2' angewendet wurde, wird ein Verhältnis von Direkteinspritzung allmählich verringert. Die Profile werden so eingestellt, dass bis zum Verbrennungsereignis n Soll-Einspritzbedingungen wieder aufgenommen werden. Bei dem Verbrennungsereignis n + 1 wird stöchiometrische Kraftstoffzufuhr wieder aufgenommen.
  • In einem Beispiel, kann während einer ersten Vorzündungsminderungsanreicherung, bei der eine Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse vergrößert werden kann, eine Steuerung den Zylinder durch Vergrößern der Menge von über sowohl die Einlasskanal- als auch die Direkteinspritzdüse zugeführtem Kraftstoff anreichern, um ein Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs für mindestens den ersten Anreicherungszyklus zu vergrößern. Im Vergleich dazu kann die Steuerung während einer zweiten Vorzündungsminderungsanreicherung, bei der die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse nicht vergrößert werden kann, den Zylinder durch Vergrößern der Menge von über sowohl die Einlasskanal- als auch die Direkteinspritzdüse zugeführtem Kraftstoff vergrößern, um das Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff bezüglich einlasskanaleingespritzten Kraftstoffs zu vergrößern. Während der ersten Anreicherung befindet sich die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse innerhalb einer Betriebsgrenze, und der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff wird während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses eingespritzt, während sich die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse während der zweiten Anreicherung auf der Betriebsgrenze befindet und der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff während eines Einlassventil-geschlossen-Ereignisses zugeführt wird. Des Weiteren wird das Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff während der ersten Anreicherung für eine erste Anzahl von Motorzyklen vergrößert, während das Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff während der zweiten Anreicherung für eine zweite Anzahl von Motorzyklen, die größer ist als erste Anzahl von Motorzyklen, vergrößert wird. Nach jeder der ersten und zweiten Anreicherung wird ein Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs für eine Anzahl von Motorzyklen eingestellt, wobei das Einstellen Verstärken von Einlasskanaleinspritzung bis zu einer Ladungskühlungswirkungsgrenze für die Einlasskanaleinspritzung und danach Verstärken nur der Direkteinspritzung umfasst. Das Verstärken während jeder der ersten und zweiten Anreicherung basiert auf der Anzeige von Vorzündung. In einem Beispiel handelt es sich bei dem einlasskanaleinspritzten Kraftstoff um einen ersten Kraftstoff und bei dem direkt eingespritzten Kraftstoff um einen zweiten, verschiedenen Kraftstoff, und sowohl während der ersten als auch während der zweiten Anreicherung wird das Verhältnis basierend auf dem Alkoholgehalt des ersten Kraftstoffs und dem Alkoholgehalt des zweiten Kraftstoffs weiter eingestellt. Insbesondere kann der Kraftstoff, der die stärkste Ladungskühlung liefert und eine höherer Oktanzahl aufweist, mit der größeren Menge eingespritzt werden.
  • In einem anderen Beispiel umfasst ein Motorsystem einen Motorzylinder; eine Direkteinspritzdüse, die zum direkten Einspritzen eines Kraftstoffs in den Zylinder konfiguriert ist; eine Kanal-Einspritzdüse, die zum Einlasskanaleinspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder konfiguriert ist; und einen Klopfsensor. Ferner enthält das Motorsystem eine Steuerung mit rechnerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Empfangen einer Anzeige von Vorzündung in dem Zylinder basierend auf einer Ausgabe des Klopfsensors; und als Reaktion auf die Anzeige Anreichern des Zylinders. Hier umfasst das Anreichern für eine erste Anzahl von Anreicherungszyklen Betreiben des Motors mit einem vergrößerten Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bis zu der Luftladungskühlungsgrenze bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs, wobei der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff bei einem geöffneten Einlassventil zugeführt wird, und dann für eine zweite Anzahl von Anreicherungszyklen Übergehen zu Betrieb des Motors mit einem vergrößerten Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff bezüglich einlasskanaleingespritzten Kraftstoffs, wobei der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff bei einem geschlossenen Einlassventil zugeführt wird. Die zweite Anzahl von Anreicherungszyklen kann in einem Beispiel größer sein als die erste Anzahl.
  • In noch anderen Beispielen kann eine Steuerung als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung in einem Zylinder den Zylinder durch Betreiben des Zylinders mit einem vergrößerten Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs für eine erste Anzahl von Anreicherungszyklen (zum Beispiel für einen Anreicherungszyklus) anreichern. Der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff kann bei einem geöffneten Einlassventil zugeführt werden. Danach kann der Einlasskanaleinspritzungsanteil bei anschließenden Anreicherungszyklen erhöht werden, bis Einlasskanaleinspritzung bei einem geöffneten Einlassventil eine Ladungskühlungsgrenze erreicht und eine weitere Einlasskanaleinspritzung bei dem geöffneten Einlassventil die Ladung nicht länger kühlt. Nachdem die Einlasskanaleinspritzungsgrenze erreicht ist, kann die Einlasskanaleinspritzung auf der Grenze beibehalten werden, und die Direkteinspritzungsmenge kann bei anschließenden Anreicherungszyklen vergrößert werden. In noch einem anderen Beispiel kann die Anreicherung Anreichern über Verstärken von Direkteinspritzung und Einlasskanaleinspritzung über ihre jeweiligen Einlassladungskühlungsgrenzen hinaus umfassen, so dass der Kraftstoff als ein Verdünnungsmittel wirkt.
  • Auf diese Weise können Ladungskühlungseigenschaften eines Einlasskanaleinspritzungs-Kraftstoffzufuhrsystems bei Vorzündungsminderung durch Vergrößern einer Impulsbreite von Einlasskanaleinspritzung als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung ausgenutzt werden. Durch Bewältigen der Vorzündung durch anfängliches Liefern einer Kraftstoffanreicherung über eine Kanal-Einspritzdüse bei einem geöffneten Einlassventil können Zylindertemperaturen schnell verringert werden, wodurch die Neigung zu weiteren Zylindervorzündungsereignissen reduziert wird. Anschließend kann Kraftstoffanreicherung über eine Direkteinspritzdüse verwendet werden, um kühlere Zylindertemperaturen aufrechtzuerhalten. Durch Einstellen eines Verhältnisses von einem Zylinder über eine Direkteinspritzdüse und eine Kanal-Einspritzdüse zugeführtem Kraftstoff als Reaktion auf Vorzündung wird die zur Bewältigung von Vorzündung erforderliche Menge von direkt eingespritztem Kraftstoff reduziert, wodurch Vorteile hinsichtlich der Reduzierung von Abgaspartikeln erzielt werden. Insgesamt kann Vorzündung ohne abträgliche Abgasemissionen gemindert werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und Routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen einen in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen rein beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt somit alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind, ein.
  • Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss von einem oder mehreren solchen Elementen umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch 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 20120245827 [0003]

Claims (20)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend als Reaktion auf eine Anzeige von Vorzündung Anreichern eines Zylinders durch selektives Vergrößern eines Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff zu direkt eingespritztem Kraftstoff für eine Anzahl von Anreicherungszyklen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei selektives Vergrößern des Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff selektives Vergrößern einer Impulsbreite einer mit dem Zylinder gekoppelten Kanal-Einspritzdüse bei Beibehalten einer Impulsbreite einer mit dem Zylinder gekoppelten Direkteinspritzdüse umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei selektives Vergrößern der Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse Vergrößern der Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse umfasst, wenn die vergrößerte Impulsbreite innerhalb einer Betriebsgrenze der Kanal-Einspritzdüse liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das selektive Vergrößern Vergrößern der Impulsbreite der Direkteinspritzdüse bei Beibehaltung der Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse auf der Betriebsgrenze umfasst, wenn die vergrößerte Impulsbreite außerhalb der Betriebsgrenze der Kanal-Einspritzdüse liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Vergrößern auf der Anzeige von Vorzündung basiert.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Anzeige von Vorzündung bei einem ersten Motorzyklus erhalten wird und wobei die Impulsbreite bei einem dem ersten Motorzyklus unmittelbar folgenden zweiten Motorzyklus vergrößert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Vergrößern des Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff Vergrößern einer während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses einlasskanaleingespritzten Kraftstoffmenge umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzahl von Anreicherungszyklen eine erste Anzahl von Anreicherungszyklen basierend auf der Anzeige von Vorzündung ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, nach der ersten Anzahl von Anreicherungszyklen, Verkleinern des Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff und Vergrößern des Verhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff für eine zweite Anzahl von Anreicherungszyklen.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Vergrößern des Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff entsprechendes Verkleinern des Verhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff ein erster Kraftstoff ist und wobei der direkt eingespritzte Kraftstoff ein zweiter, verschiedener Kraftstoff ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis ferner basierend auf dem Alkoholgehalt des ersten Kraftstoffs bezüglich des zweiten Kraftstoffs eingestellt wird.
  13. Verfahren, umfassend: während einer ersten Vorzündungsminderungsanreicherung, bei der eine Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzdüse vergrößert werden kann, Vergrößern eines Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff bezüglich direkt eingespritzten Kraftstoffs; und während einer zweiten Vorzündungsminderungsanreicherung, bei der die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse nicht vergrößert werden kann, Vergrößern des Verhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff zu einlasskanaleingespritztem Kraftstoff.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei während der ersten Anreicherung die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse innerhalb einer Betriebsgrenze liegt und der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses zugeführt wird, und wobei während der zweiten Anreicherung die Impulsbreite der Kanal-Einspritzdüse auf der Betriebsgrenze liegt und der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff während eines Einlassventil-geschlossen-Ereignisses zugeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei während der ersten Anreicherung das Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff für eine erste Anzahl von Motorzyklen vergrößert wird, und wobei während der zweiten Anreicherung das Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff für eine zweite Anzahl von Motorzyklen, die größer ist als die erste Anzahl von Motorzyklen, vergrößert wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend, nach jeder der ersten und zweiten Anreicherung, Einstellen eines Verhältnisses von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff zu direkt eingespritztem Kraftstoff für eine Anzahl von Motorzyklen, wobei das Einstellen Verstärken von Einlasskanaleinspritzung, bis eine Ladungskühlungsgrenze erreicht ist, und danach Verstärken allein von Direkteinspritzung umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Vergrößern sowohl während der ersten als auch der zweiten Anreicherung auf der Anzeige von Vorzündung basiert.
  18. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff ein erster Kraftstoff ist und wobei der direkt eingespritzte Kraftstoff ein zweiter, verschiedener Kraftstoff ist, und wobei sowohl während der ersten als auch der zweiten Anreicherung das Verhältnis ferner basierend auf dem Alkoholgehalt des ersten Kraftstoffs und dem Alkoholgehalt des zweiten Kraftstoffs eingestellt wird.
  19. Motorsystem, umfassend: einen Motorzylinder; eine Direkteinspritzdüse, die zum direkten Einspritzen eines Kraftstoffs in den Zylinder konfiguriert ist; eine Kanal-Einspritzdüse, die zum Einlasskanaleinspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder konfiguriert ist; einen Klopfsensor; und eine Steuerung mit rechnerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Empfangen einer Anzeige von Vorzündung in dem Zylinder basierend auf einer Ausgabe des Klopfsensors; und als Reaktion auf die Anzeige Anreichern des Zylinders, wobei das Anreichern für eine erste Anzahl von Anreicherungszyklen Betreiben des Motors mit einem vergrößerten Verhältnis von einlasskanaleingespritztem Kraftstoff zu direkt eingespritztem Kraftstoff, wobei der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff bei einem geöffneten Einlassventil zugeführt wird, und dann für eine zweite Anzahl von Anreicherungszyklen Übergehen zu Betrieb des Motors mit einem vergrößerten Verhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu einlasskanaleingespritztem Kraftstoff, wobei der einlasskanaleingespritzte Kraftstoff bei einem geschlossenen Einlassventil zugeführt wird, umfasst.
  20. System nach Anspruch 19, wobei die zweite Anzahl größer ist als die erste Anzahl.
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