DE102016113901A1 - Verfahren und System zur Zündungssteuerung - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Systeme werden bereitgestellt, um Zündkerzen-Rußverschmutzung zu begegnen. Bei einem Beispiel werden die Temperaturen der Zündkerzenspitze erhöht und erhöht gehalten, indem der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, und indem die Maschinendrehzahl erhöht wird, während eine Menge von AGR, die zu der Maschine geliefert wird, verringert wird. Die Minderungsaktionen der Zündkerzenverschmutzung werden basierend darauf eingestellt, ob die Maschine in einem grünen Zustand an dem Montagewerk ist oder nicht.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zum Steuern einer Fahrzeugmaschine, um Zündkerzenverschmutzung zu begegnen.
  • Stand der Technik/Kurzdarstellung
  • Maschinenzündsysteme können eine Zündkerze zum Abgeben eines elektrischen Stroms zu einer Brennkammer einer Fremdzündungsmaschine zum Zünden eines Luft-Kraftstoffgemischs und Einleiten der Verbrennung aufweisen. Basierend auf Maschinenbetriebszuständen kann Zündkerzenverschmutzung auftreten, wobei sich eine Zündspitze des Zündkerzenisolators mit Fremdstoffen, wie zum Beispiel Kraftstoff, Öl oder Ruß überzieht. Wenn die Zündkerze einmal verschmutzt ist, kann es ihr unmöglich sein, geeignete Spannung zum Auslösen von Zylinderverbrennung bereitzustellen, bis die Zündkerze ausreichend gereinigt oder ersetzt wird. Die Zündkerze kann zum Beispiel durch Abbrennen des Rußes, der sich auf der verschmutzten Zündkerze angesammelt hat, durch Betreiben der Maschine unter Drehzahl-Lastbedingungen, die die Temperatur der Zündkerzenspitze ausreichend erhöhen, gereinigt werden.
  • Ein beispielhafter Ansatz für das Reinigen einer Zündkerze wird von Glugla et al. in US 8 132 556 gezeigt. Dort werden basierend auf der Schwere der Zündkerzenverschmutzung allmählich aggressive Aktionen unternommen, um den angesammelten Ruß abzubrennen. Insbesondere wird die Temperatur der Zündkerzenspitze unter Verwenden einer Kombination von Frühzündung, Erhöhung der Maschinenlast, Erhöhung der Maschinendrehzahl usw. erhöht.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch potenzielle Probleme bei solch einem Ansatz identifiziert. Daher können als ein Beispiel die diversen Aktionen mit Maschinenbefehlen zur Kraftstoffeinsparung in Konflikt stehen. Insbesondere kann zum Verbessern der Maschinenleistung eine Steuervorrichtung eine Maschine mit Abgasrückführung betreiben, um die Verbrennung zu verlangsamen und Verbrennungstemperaturen bei dem Versuch abzukühlen, Maschinenklopfen und NOx-Emissionen zu verringern. Die Verwendung von AGR kann jedoch in kühleren Temperaturen der Zündkerzenspitze resultieren, was es trotz der Verwendung von Frühzündung erschwert, die Temperaturen der Zündkerzenspitze auf eine Betriebstemperatur zu erhöhen, die erforderlich ist, um Ruß von der Zündkerze abzubrennen. Sogar bei Verwendung aggressiver Funkenvorverstellung, kann daher die Zündkerze verschmutzt bleiben. Zusätzlich kann Zündkerzenverschmutzung häufiger bei niedrigen Drehzahlen und leichten Lasten, bei welchen AGR gewöhnlich geplant ist, auftreten. Dasselbe Problem kann auftreten, während die Maschine eine „grüne“ Maschine ist, das heißt, während die Maschine in einem Fahrzeug in einem Montagewerk vor der Lieferung an einen Kunden gekoppelt wird. Im Montagewerk kann das Fahrzeug mehrere Male angelassen werden, weil das Fahrzeug zu verschiedenen Stellen gefahren wird. Zusätzlich kann das Fahrzeug zum Testen von Maschinenbauteilen angelassen werden. Der häufige Maschinenbetrieb erzeugt übermäßig Ruß, der die Zündkerze verschmutzen kann. Die Maschine kann jedoch nicht ausreichend in Drehzahl-/-lastbereichen betrieben werden, die es erlauben, dass die Zündkerze erhitzt und der angesammelte Ruß abgebrannt wird. Die kühleren Temperaturen der Zündkerzenspitze können das Zündkerzenverschmutzungsproblem verschlimmern.
  • Bei einem Beispiel können manche der oben stehenden Probleme wenigstens teilweise durch ein Verfahren für eine Maschine, die in einem Fahrzeug gekoppelt ist, behoben werden, das Folgendes umfasst: Verringern der AGR um eine größere Menge, wenn eine Maschine in einem Fahrzeugmontagewerk betrieben wird, und Verringern der AGR um eine kleinere Menge, wenn die Maschine als Reaktion auf einen Zündkerzen-Reinigungszustand betrieben wird, nachdem das Fahrzeug das Montagewerk verlassen hat. Auf diese Art kann dem Verschmutzen der Zündkerze effektiver begegnet werden.
  • Als ein Beispiel kann die Maschine, während ein Fahrzeug in einem Montagewerk betrieben und getestet wird, mit einer angepassten AGR-Planung betrieben werden. Da die AGR insbesondere die Verbrennung abkühlt, kann die AGR um eine größere Menge für die grüne Maschine verringert werden, um zu erlauben, dass die Temperaturen der Zündkerzenspitze ausreichend hoch gehalten werden, um Zündkerzenverschmutzungsprobleme zu verringern. Ebenso, falls Zündkerzenverschmutzung in der grünen Maschine bestimmt wird, kann die AGR verringert werden, aber um eine größere Menge. Vergleichsweise, wenn das Fahrzeug nach dem Verlassen des Montagewerks betrieben wird, kann die Maschine mit einer unterschiedlichen AGR-Planung als Reaktion auf eine Angabe von Zündkerzenverschmutzung betrieben werden. Insbesondere kann die AGR um eine geringere Menge verringert werden, um die Zündkerzenreinigung zu beschleunigen. Sobald bestimmt ist, dass die Zündkerze ausreichend rein oder warm ist, kann die ursprüngliche AGR-Planung (oder eine Nenn-AGR-Planung) wieder aufgenommen werden.
  • Die technische Wirkung des Einstellens der AGR als Reaktion auf eine Angabe von Zündkerzenverschmutzung ist, dass die AGR-Interferenz mit dem Zündkerzenreinigen verringert wird. Insbesondere können die Temperaturen der Zündkerzenspitze auf höhere Temperaturen angehoben und während einer längeren Zeit bei einer grünen Maschine gehalten werden (wobei das Fahrzeug noch in dem Montagewerk ist) oder einer „nicht grünen“ Maschine (wobei das Fahrzeug das Montagewerk verlassen hat), was den Zündkerzenzustand verbessert. Durch Reduzieren der AGR wenigstens vorübergehend beim Betreiben einer Maschine mit vorverstellter Zündung oder erhöhter Maschinendrehzahl/-last zum Reinigen einer Zündkerze, kann das Zündkerzenreinigen beschleunigt werden, ohne die Kraftstoffeinsparung und Maschinenleistungsvorteile der AGR-Nutzung in Frage zu stellen. Indem die Zündkerzenverschmutzung besser bewältigt wird, können Zylinderfehlzündungen verringert werden.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Umsetzungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm hohen Niveaus zum Einstellen einer Maschinen-AGR-Planung als Reaktion auf eine Angabe von Zündkerzenverschmutzung.
  • 3 zeigt eine beispielhafte Maschinenzündzeitpunkteinstellung und AGR-Planungseinstellung, die als Reaktion auf ein Zündkerzenverschmutzungsereignis bei einer grünen Maschine ausgeführt werden.
  • 4 zeigt eine beispielhafte Maschinenzündzeitpunkteinstellung und AGR-Planungseinstellung, die als Reaktion auf ein Zündkerzenverschmutzungsereignis bei einer nicht grünen Maschine ausgeführt werden.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum besseren Lösen von Zündkerzenverschmutzung bei einem Maschinensystem, wie zum Beispiel bei dem Maschinensystem der 1. Eine Maschinensteuervorrichtung kann konfiguriert sein, um eine Steuerroutine, wie zum Beispiel die Routine der 2, als Reaktion auf eine Zündkerzenverschmutzungsangabe auszuführen, um die AGR-Planung der Maschine derart einzustellen, dass ermöglicht wird, Temperaturen der Zündkerzenspitze hoch zu halten und Ruß, der sich auf einer verschmutzten Zündkerze angesammelt hat, abzubrennen. Die AGR-Einstellung, die ausgeführt wird, kann variieren, wenn die Maschine eine grüne Maschine eines Fahrzeugs in einem Montagewerk ist, wie in 3 gezeigt, oder eine nicht grüne Maschine eines Fahrzeugs, das das Montagewerk verlassen hat, wie in 4 gezeigt.
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die einen Zylinder einer Mehrzylindermaschine 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Die Maschine 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das die Steuervorrichtung 12 aufweist, gesteuert werden, sowie durch Eingabe von einem Fahrzeugfahrer 130 über eine Eingabevorrichtung 132. Bei diesem Beispiel weist die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP auf. Die Brennkammer (das heißt der Zylinder) 30 der Maschine 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 aufweisen. Der Kolben 138 kann mit der Kurbelwelle 140 derart gekoppelt sein, dass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Zwischengetriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um ein Anlassen der Maschine 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 30 kann Ansaugluft über eine Reihe von Ansaugluftpassagen 142, 144 und 146 empfangen. Die Ansaugluftpassage 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 mit anderen Zylindern der Maschine 10 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Ansaugpassagen eine Aufladevorrichtung, wie zum Beispiel einen Turbolader oder einen Auflader, aufweisen. Zum Beispiel zeigt 1 die Maschine 10, die mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen zwischen den Ansaugpassagen 142 und 144 angeordneten Verdichter 174 und eine entlang der Auslasspassage 148 angeordnete Auslassturbine 176 aufweist. Der Verdichter 174 kann durch die Auslassturbine 176 über eine Welle 180 zumindest teilweise angetrieben werden, wobei die Aufladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. Bei anderen Beispielen, wie zum Beispiel, wenn die Maschine 10 mit einem Auflader versehen ist, kann die Auslassturbine 176 jedoch wahlweise weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Maschine angetrieben werden kann. Eine Drossel 20, die eine Drosselklappe 164 aufweist, kann entlang einer Ansaugpassage der Maschine vorgesehen sein, um die Durchflussrate und/oder den Druck der Ansaugluft, die zu den Maschinenzylindern zugeführt wird, zu variieren. Die Drossel 20 kann zum Beispiel stromabwärts des Verdichters 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann als Alternative stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein.
  • Die Auslasspassage 148 kann Abgase von anderen Zylindern der Maschine 10 zusätzlich zu dem Zylinder 30 empfangen. Bei einem Beispiel kann die Auslasspassage 148 Abgas von allen Zylindern der Maschine 10 erhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann das Abgas aus einem oder mehreren Zylindern, wie in 2 dargelegt, jedoch zu einer ersten Auslasspassage geleitet werden, während das Abgas aus einem oder mehreren anderen (verbleibenden) Zylindern zu einer zweiten, unterschiedlichen Auslasspassage geleitet werden kann, wobei die verschiedenen Auslasspassagen dann weiter stromabwärts an oder hinter einer Abgasemissionssteuervorrichtung konvergieren. Der Abgassensor 128 ist stromaufwärts einer Emissionssteuervorrichtung 178 mit der Auslasspassage 148 gekoppelt. Der Sensor 128 kann unter verschiedenen geeigneten Sensoren zur Bereitstellung einer Anzeige des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, wie zum Beispiel einem linearen Sauerstoffsensor oder UEGO-(Universal oder Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), einem Zweizustands-Sauerstoffsensor oder einem EGO-Sensor (wie dargestellt), einem HEGO-(Heated EGO), einem NOx-, einem HC- oder einem CO-Sensor, ausgewählt werden. Die Emissionssteuervorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC – Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, diverse andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
  • Die Abgastemperatur kann durch einen oder mehrere (nicht gezeigte) Temperatursensoren, die in der Auslasspassage 148 positioniert sind, geschätzt werden. Als Alternative dazu kann die Abgastemperatur auf Grundlage von Maschinenbetriebszuständen, wie zum Beispiel Drehzahl, Last, Luft-/Kraftstoff-Verhältnis (AFR – Air-Fuel Ratio), Spätzündung usw. abgeleitet werden. Des Weiteren kann die Abgastemperatur durch einen oder mehrere Abgassensoren 128 berechnet werden. Es versteht sich, dass die Abgastemperatur als Alternative auch durch eine beliebige Kombination hier angeführter Temperaturschätzungsverfahren geschätzt werden kann.
  • Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Ansaugventile und ein oder mehrere Auslassventile aufweisen. Zum Beispiel weist der Zylinder 30 in der Darstellung mindestens ein Ansaugtellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die in einem oberen Bereich des Zylinders 30 positioniert sind, auf. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Maschine 10, darunter der Zylinder 30, mindestens zwei Ansaugtellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile, die in einem oberen Bereich des Zylinders positioniert sind, aufweisen.
  • Das Ansaugventil 150 kann durch die Steuervorrichtung 12 durch Nockenbetätigung über das Nockenbetätigungssystem 151 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 156 durch die Steuervorrichtung 12 über das Nockenbetätigungssystem 153 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können jeweils einen oder mehrere Nocken aufweisen und können 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 zum Variieren des Ventilbetriebs von der Steuervorrichtung 12 betätigt werden können. Die Position des Ansaugventils 150 und des Auslassventils 156 können durch Ventilpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden. Bei alternativen Ausführungsformen kann/können das Ansaug- und/oder Auslassventil durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Der Zylinder 30 kann zum Beispiel alternativ ein Ansaugventil aufweisen, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung, die CPS und/oder VCT-Systeme aufweist, gesteuert werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen können die Ansaug- und Auslassventile von einem gemeinsamen Ventilaktuator oder einem gemeinsamen Ventilbetätigungssystem oder einem Aktuator oder einem Betätigungssystem für variable Ventilzeitsteuerung gesteuert werden.
  • Der Zylinder 30 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich 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. Bei einigen Beispielen, in welchen 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 Maschinenklopfen verwendet wird.
  • Ferner kann die Maschine 10 ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) aufweisen, um einen gewünschten Anteil von Abgas von der Auslassleitung 148 zum Ansaugkrümmer 144 zu leiten. 1 zeigt ein Niederdruck-AGR(ND-AGR)-System, aber eine alternative Ausführungsform kann nur ein Hochdruck-AGR(HD-AGR)-System oder eine Kombination aus ND-AGR- und HD-AGR-Systemen aufweisen. Die ND-AGR wird durch die ND-AGR-Leitung 149 von stromabwärts der Turbine 176 zu stromaufwärts des Verdichters 174 geleitet. Die dem Ansaugkrümmer 144 bereitgestellte ND-AGR-Menge kann durch die Steuervorrichtung 12 über das ND-AGR-Ventil 152 variiert werden. Das ND-AGR-System kann einen ND-AGR-Kühler 158 aufweisen, um Wärme von den AGR-Gasen zum Beispiel an das Maschinenkühlmittel abzugeben. Wenn es vorhanden ist, kann das HD-AGR-System die HD-AGR durch eine dedizierte HD-AGR-Leitung (nicht gezeigt) von stromaufwärts der Turbine 176 zu stromabwärts des Kompressors 174 (und stromaufwärts der Ansaugdrossel 20) über einen HD-AGR-Kühler führen. Die Menge an HD-AGR, die zu dem Ansaugkrümmer 144 zugeführt wird, kann durch die Steuervorrichtung 12 über das HD-AGR-Ventil (nicht gezeigt) variiert werden.
  • Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System dazu verwendet werden, die Temperatur des Luft- und Kraftstoffgemisches innerhalb der Brennkammer 30 zu regeln. Es kann daher wünschenswert sein, den AGR-Massenstrom zu messen oder zu schätzen. Zum Beispiel können ein oder mehrere Sensoren 159 in der HD-AGR-Leitung 149 positioniert sein, um eine Angabe über einen Druck und/oder eine Temperatur und/oder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, das durch die HD-AGR-Leitung rückgeführt wird, bereitzustellen. Abgas, das durch die ND-AGR-Leitung 149 umgeleitet wird, kann an einem Mischpunkt, der an der Verbindungsstelle der ND-AGR-Leitung 149 und der Ansaugpassage 142 liegt, mit frischer Ansaugluft verdünnt werden. Bei einigen Beispielen, bei welchen eine Luftansaugsystem(AIS)-Drossel in der Ansaugpassage 142 enthalten ist, kann stromaufwärts des Verdichters 174, durch Einstellen des ND-AGR-Ventils 152 in Koordination mit der Drossel des Luftansaugsystems, eine Verdünnung des AGR-Flusses eingestellt werden.
  • Eine prozentuale Verdünnung des ND-AGR-Flusses kann von der Ausgabe eines Sensors im Maschinenansauggasstrom abgeleitet werden. Zum Beispiel kann ein Sensor 145, der stromabwärts des ND-AGR-Ventils 152 und stromaufwärts der Hauptansaugdrossel 20 positioniert ist, verwendet werden, so dass die ND-AGR-Verdünnung an oder nahe der Hauptansaugdrossel präzise bestimmt werden kann. Der Sensor 145 kann zum Beispiel ein Sauerstoffsensor, wie beispielsweise ein UEGO-Sensor (UEGO – Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen) sein.
  • Jeder Zylinder der Maschine 10 kann eine Zündkerze 192 zum Einleiten von Verbrennung aufweisen. Das Zündsystem 190 kann einen Zündfunken zu der Brennkammer 30 über die Zündkerze 192 als Reaktion auf das Frühzündungssignal SA von der Steuervorrichtung 12 bei ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. Insbesondere kann als Reaktion auf das Zündungssignal von der Steuervorrichtung das Zündsystem 190 eine Bias-Hochspannung an der Zündkerze 192 anlegen, um Ionisationserfassung zu ermöglichen. Die Bias-Hochspannung kann an dem Funkenspalt angelegt werden und kann vor Zündspulenverweilzeit angelegt werden. Während ausgewählter Zustände kann eine zusätzliche Bias-Hochspannung während der Zündspulenverweilzeit angelegt werden. Das Zündsystem 190 kann eine oder mehrere Zündspulen und andere Schaltungen/Elektronik aufweisen, um die dazu gehörende Zündkerze zu zünden und Ionenerfassung bereitzustellen, wie zum Beispiel ein Ionenerfassungsmodul 194. Das Ionenerfassungsmodul kann einen Ionensensor aufweisen. Alternativ kann die Zündkerze zur Ionenerfassung verwendet werden. Das Laden der Zündspule kann durch eine Hochspannungsversorgung (nicht gezeigt) oder durch Batteriespannung mit Leistung versorgt werden. Die Verwendung einer erhöhten Spannung, die durch eine Hochspannungsversorgung bereitgestellt wird, kann diverse Vorteile bereitstellen, wie zum Beispiel das Verringern der Ladezeit der Zündspule und ihrer Verweilzeit, was im Allgemeinen größere Anpassungsfähigkeit des Zündzeitpunkts und/oder eine längere Ionisationserfassungsperiode erlaubt.
  • Bei einer Ausführungsform weist jede Zündkerze eine dedizierte Spule und dazu gehörende Elektronik auf, um Funkenerzeugung und Ionenerfassung bereitzustellen. Alternativ kann ein einziges Zündmodul mit mehreren Zündkerzen assoziiert sein, wobei Ionisationserfassung unter Verwenden einer Kräftepaaranordnung zum Verringern der Anzahl erforderlicher Steuerleitungen bereitgestellt wird. Die abgebildete Ausführungsform veranschaulicht eine einzelne Zündkerze in jedem Zylinder, die funktioniert, um das Kraftstoffgemisch zu zünden. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch bei Anwendungen verwendet werden, die doppelte Zündkerzen verwenden, wobei eine oder beide Kraftstoffgemischzündung und/oder Ionisationserfassung bereitstellen.
  • Die Steuervorrichtung 12 kann Code aufweisen, der durch Software und/Hardware umgesetzt wird, um einen Ionisationsstrom der Zündkerze zu überwachen, um einen Verschmutzungszustand der Zündkerze zu erfassen. Wie unten unter Bezugnahme auf 2 besprochen, kann die Steuervorrichtung 12 als Reaktion auf einen Verschmutzungszustand der Zündkerze diverse korrigierende Aktionen oder Steuervorgehensweisen anwenden, um Ruß, der sich auf der verschmutzten Zündkerze abgelagert hat, abzubrennen. Steuervorgehensweisen zum Entfernen von Ablagerungen der Zündkerze können das Vorverstellen des Zündzeitpunkts sowie eine Erhöhung der Maschinendrehzahl/-last aufweisen. Die diversen Steueraktionen werden verwendet, um die Temperatur der Zündkerzenspitze zu erhöhen und angesammelten Ruß abzubrennen. Zusätzlich kann eine AGR-Planung während des Reinigens der Zündkerze angepasst (insbesondere verringert) werden, um das Aufrechterhalten der erhöhten Temperaturen der Zündkerzenspitze zu erlauben.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Maschine 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzventilen ausgelegt sein, um ihnen Kraftstoff zuzuführen. Als nicht einschränkendes Beispiel enthält der Zylinder 30 in der Darstellung ein Kraftstoffeinspritzventil 166. Das Kraftstoffeinspritzventil 166 ist direkt mit dem Zylinder 30 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff direkt in diese proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW, das von der Steuervorrichtung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, einzuspritzen. Auf diese Weise stellt das Kraftstoffeinspritzventil 166 die so genannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch „DI“ (direct injection) genannt) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bereit. Obgleich 1 das Einspritzventil 166 als ein seitliches Einspritzventil zeigt, kann sie 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 die Maschine 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 Ansaugventils positioniert sein, um das Mischen zu verbessern. Es versteht sich, dass bei einer alternativen Ausführungsform das Einspritzventil 166 ein Saugkanaleinspritzventil sein kann, die der Ansaugpassage stromaufwärts des Zylinders 30 Kraftstoff zuführt.
  • Es versteht sich, dass bei noch weiteren Ausführungsformen die Maschine durch Einspritzung einer variablen Kraftstoffmischung oder von Klopfen/Vorzündung unterdrückendem Fluid über zwei Kraftstoffeinspritzventile (ein Direkt-Einspritzventil 166 und ein Saugrohr-Einspritzventil) und Variieren einer relativen Einspritzmenge von jedem Einspritzventil betrieben werden kann.
  • Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzventil 166 über ein Hochdruckkraftstoffsystem 80, das Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, zugeführt werden. Als Alternative dazu kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe auf niedrigerem Druck zugeführt werden, wobei die Zeitsteuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungshubs begrenzter sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Obgleich dies nicht gezeigt wird, können die Kraftstofftanks des Weiteren einen Druckwandler aufweisen, der der Steuervorrichtung 12 ein Signal zuführt.
  • Kraftstoff kann dem Zylinder durch das (die) Einspritzventil(e) während eines einzigen Motorzyklus des Zylinders zugeführt werden. Des Weiteren kann die Verteilung und/oder die relative von dem (den) Einspritzventil(en) zugeführte Kraftstoffmenge mit den Betriebsbedingungen variieren. Zum Beispiel kann die Verteilung mit einer Änderungsrate einer Zylinderluftladung variieren, einer Art eines anomalen Zylinderverbrennungsereignisses (wie zum Beispiel, ob ein Zylinderfehlzündungsereignis, Klopfereignis oder Vorzündungsereignis vorliegt). Des Weiteren können bei einem einzigen Verbrennungsereignis Mehrfacheinspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die Mehrfacheinspritzungen können während des Verdichtungshubs, Ansaughubs oder irgendeiner angemessenen Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen einzigen Zylinder einer Mehrzylindermaschine. Somit kann jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz von Ansaug-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzventil(en), Zündkerze usw. aufweisen.
  • Kraftstofftanks im Kraftstoffsystem 80 können Kraftstoff oder Klopfen/Vorzündung unterdrückende Fluide mit unterschiedlichen Qualitäten, wie zum Beispiel unterschiedlichen Zusammensetzungen, enthalten. Diese Unterschiede können unterschiedlichen Alkoholgehalt, unterschiedlichen Wassergehalt, unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon usw. aufweisen. Bei einem Beispiel könnten Kraftstoffe oder Klopfen/Vorzündung unterdrückende Fluide mit unterschiedlichem Alkoholgehalt einen Kraftstoff, bei dem es sich um Benzin handelt, und einen anderen, bei dem es sich um Ethanol oder Methanol handelt, aufweisen. Bei einem anderen Beispiel kann die Maschine Benzin als eine erste Substanz und eine alkoholhaltige Kraftstoffmischung, wie etwa E85 (etwa 85 % Ethanol und 15 % Benzin), oder M85 (etwa 85 % Methanol und 15 % Benzin) als eine zweite Substanz verwenden. Andere alkoholhaltige Kraftstoffe könnten eine Mischung aus Alkohol und Wasser, eine Mischung aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein. Bei noch einem anderen Beispiel können beide Kraftstoffe Alkoholgemische sein, wobei der erste Kraftstoff ein Benzin-Alkoholgemisch mit einem geringeren Alkoholverhältnis als ein Benzin-Alkohlgemisch eines zweiten Kraftstoffs mit einem größeren Alkoholverhältnis, wie zum Beispiel E10 (ca. 10 % Ethanol) als erster Kraftstoff und E85 (ca. 85 % Ethanol) als zweiter Kraftstoff, sein kann. Bei noch einem anderen Beispiel kann eines der Fluide Wasser aufweisen, während das andere Fluid Benzin oder ein Alkoholgemisch ist. Darüber hinaus können sich der erste und der zweite Kraftstoff auch bezüglich anderer Kraftstoffqualitäten unterscheiden, wie zum Beispiel eine unterschiedliche Temperatur, Viskosität, Oktanzahl, latente Verdampfungsenthalpie usw. Noch weitere Vorzündung unterdrückende Fluide können Wasser, Methanol, Waschflüssigkeit (die ein Gemisch aus ca. 60 % Wasser und 40 % Methanol ist) usw. aufweisen.
  • Darüber hinaus können Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffs oder des Vorzündung unterdrückenden Fluids, der bzw. das im Kraftstofftank gespeichert ist, häufig variieren. Bei einem Beispiel kann ein Fahrer den Kraftstofftank an einem Tag mit E85 auffüllen und am nächsten mit E10 und am nächsten mit E50. Die täglichen Schwankungen beim Auftanken können somit zu häufig variierenden Kraftstoffzusammensetzungen führen, wodurch die durch das Einspritzventil 166 gelieferte Kraftstoffzusammensetzung beeinflusst wird.
  • Die Maschine 10 kann ferner einen oder mehrere Klopfsensoren, Beschleunigungsmesser, Schwingungssensoren oder Drucksensoren des Zylinderinnendrucks aufweisen, um Maschinenblockschwingungen zu erfassen, wie zum Beispiel die mit Klopfen oder Vorzündung verbundenen. Ferner können die Beschleunigungsmesser, Schwingungssensoren, Drucksensoren des Zylinderinnendrucks und Ionisationssensoren (nicht gezeigt) verwendet werden, um ein Zylinderfehlzündungsereignis (wie zum Beispiel ein Zylinderfehlzündungsereignis, das durch Verschmutzung der Zündkerze ausgelöst wird) anzugeben und das Fehlzündungsereignis von Klopf- oder Vorzündungsereignissen zu unterscheiden.
  • In der Darstellung von 1 ist die Steuervorrichtung 12 ein Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 108, ein in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicherchip (ROM) 110 gezeigtes elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 112, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 114 und einen Datenbus aufweist. Die Steuervorrichtung 12 kann neben den zuvor besprochenen Signalen diverse Signale von mit der Maschine 10 gekoppelten Sensoren erhalten, darunter Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF) von dem Luftmassensensor 122; die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 118 gekoppelten Temperatursensor 116; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) von dem mit der Kurbelwelle 140 gekoppelten Hall-Sensor 120 (oder Sensor anderer Art); die Drosselklappenstellung (TP) von einem Drosselklappenstellungssensor; ein Absolutkrümmerdrucksignal (MAP) von dem Sensor 124, Zylinder-Kraftstoff-Luft-Verhältnis von dem EGO-Sensor 128, Zündkerzenionisationsstrom von einem Ionisationssensor des Ionisationserfassungsmoduls 194 und anomale Verbrennung von einem Klopfsensor und einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor. Das Signal der Maschinendrehzahl, RPM, kann durch die Steuervorrichtung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe des Vakuums oder des Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es können noch weitere Sensoren, wie zum Beispiel Zylinderdrucksensoren, Klopfsensoren und/oder Vorzündungssensoren mit der Maschine 10 (zum Beispiel einem Körper der Maschine) gekoppelt sein, um die Identifizierung anomaler Verbrennungsereignisse zu unterstützen. Die Steuervorrichtung 12 empfängt Signale von den diversen Sensoren der 1 und verwendet die diversen Aktuatoren der 1, um den Maschinenbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuervorrichtung gespeichert sind, einzustellen. Das Nurlesespeicher-Speichermedium 110 kann mit rechnerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch den Prozessor 106 zur Durchführung der unten beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die erwartet, aber nicht speziell angeführt werden, ausführbar sind.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Einstellen einer Maschinen-AGR-Planung als Reaktion auf eine Angabe von Verschmutzung einer Zündkerze beschrieben. Diese Einstellung erlaubt es, die Temperaturen der Zündkerzenspitze warm genug zu halten, um irgendwelchen sich ansammelnden Ruß abzubrennen. Anweisungen zur Durchführung des Verfahrens 200 und der restlichen der hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuervorrichtung basierend auf in einem Speicher der Steuervorrichtung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Maschinensystems, wie etwa den oben mit Bezug auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangen werden, ausgeführt werden. Die Steuervorrichtung kann Maschinenaktuatoren des Maschinensystems einsetzen, um den Maschinenbetrieb gemäß den unten beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 202 weist das Verfahren das Schätzen und/oder Messen von Maschinenbetriebszuständen auf. Darunter befinden sich zum Beispiel Maschinendrehzahl, Maschinenlast, Maschinentemperatur, Drehmomentnachfrage des Fahrers, Auslasskatalysatortemperatur, Ausgabe eines Ionensensors, Zündkerzenionisationsstrom usw. Bei 204 kann basierend auf den geschätzten Maschinenbetriebszuständen eine anfängliche AGR-Planung bestimmt werden. Die anfängliche AGR-Planung kann das Bestimmen einer Menge von AGR, die als ND-AGR zu liefern ist, und einer Menge von AGR, die als HD-AGR zu liefern ist, aufweisen. Zusätzlich kann eine gewünschte AGR-Verdünnung bestimmt werden. Eine prozentuale Verdünnung, die auch bei Änderungen von Maschinendrehzahl und Last aufrecht zu erhalten ist, kann zum Beispiel festgelegt werden. Basierend auf der gewünschten AGR-Verdünnung können auch eine entsprechende AGR-Ventilöffnung oder Position festgelegt werden.
  • Bei 206 kann bestimmt werden, ob eine Angabe einer Zündkerzenverschmutzung vorliegt. Bei einem Beispiel kann die Zündkerzenverschmutzung basierend auf dem Auftreten eines oder mehrerer Zylinderfehlzündungsereignisse angegeben werden. Bei einem anderen Beispiel kann Zündkerzenverschmutzung basierend auf dem Ionisationsstrom der Zündkerze oder der Ausgabe eines Ionensensors, der mit der Zündkerze gekoppelt ist, angegeben werden. Falls der Ionisationsstrom zu Beispiel niedriger ist als ein Schwellenwert, kann Zündkerzenverschmutzung aufgrund von Rußansammlungen bestimmt werden. Daher überschreitet ein Ionisationssignal des stationären Zustands (zum Beispiel Strom) vor dem Erregen der Zündspule der Zündkerze, hier auch Vorverweilphase genannt, den Schwellenwert. Das Vorverweil-Ionisationssignal stellt eine Messung des Nebenschlusswiderstands bereit, der geringer wird, während sich leitende kohlenstoffhaltige Ablagerungen (Ruß) auf der Zündkerze bilden. Falls der Ionisationsstrom niedriger ist als der Schwellenwert, gibt das einen erhöhten Nebenschlusswiderstand aufgrund von Zündkerzenverschmutzung an. Zündkerzenverschmutzung und ein Bedarf an Zündkerzenreinigung können alternativ basierend auf einem Zündkerzenspitzen-Temperaturmodell und/oder Ionenverschmutzungsfeedbackzeit und/oder seit dem Starten verstrichene Zeit und/oder seit dem Betrieb der Maschine in einem Zustand, in dem Selbstreinigung der Zündkerze nicht auftritt (wie zum Beispiel bei Maschinendrehzahl und Lasten, die niedriger sind als der Schwellenwert) abgeleitet werden.
  • Falls die Zündkerzenverschmutzung nicht angegeben wird, weist das Verfahren bei 208 das Liefern eines Nenn-Zündzeitpunkts (oder eines auf den geschätzten Maschinenbetriebszuständen basierenden wechselnden Zündzeitpunkts) zu den Maschinenzylindern auf. Zusätzlich kann die Maschine mit der festgelegten AGR-Planung betrieben werden, indem das AGR-Ventil (nach Bedarf in der HD-AGR-Leitung, der ND-AGR-Leitung oder beiden) auf die festgelegte Position eingestellt wird, um die festgelegte Verdünnung bereitzustellen. Von hier endet das Verfahren.
  • Falls Zündkerzenverschmutzung angegeben wird, weist das Verfahren bei 210 das Festlegen eines Diagnosecodes auf. Der Diagnosecode gibt an, dass die Zündkerze mit Ruß verschmutzt ist und dass ein Zündkerzenreinigungszustand vorliegt. Das Zündkerzenreinigen kann dann versucht werden, um den Ruß, der sich auf der Zündkerze angesammelt hat, abzubrennen.
  • Die Zündkerzenreinigung wird dann bei 212 durch Beschleunigen einer Erhöhung der Temperatur der Zündkerzenspitze eingeleitet. Die Temperaturerhöhung der Zündkerzenspitze wird durch Liefern von vorverstelltem Zündzeitpunkt beschleunigt. Insbesondere wird der Zündzeitpunkt von einem Nenn-Zündzeitpunkt vorverstellt (zum Beispiel von MBT vorverstellt), wobei ein Grad der Vorverstellung auf der Angabe von Zündkerzenverschmutzung basiert. Basierend auf der Ionensensorausgabe kann zum Beispiel eine Rußbelastung auf der Zündkerze geschätzt werden. Wenn dann die Rußbelastung über einen Schwellenwertpegel ansteigt oder wenn ein Zylinderfehlzündungsauftreten (aufgrund der verschmutzten Zündkerze) zunimmt, kann der Zündzeitpunkt weiter von MBT vorverstellt werden. Zusätzlich oder optional kann das Vorverstellen des Zündzeitpunkts während einer größeren Zeitspanne (zum Beispiel einer längeren Anzahl von Verbrennungsereignissen) geliefert werden.
  • Die Erhöhung der Temperatur der Zündkerzenspitze kann ferner durch Erhöhen der Maschinendrehzahl und/oder Erhöhen der Maschinenlast weiter beschleunigt werden. Falls die Maschine zum Beispiel im Leerlauf ist, kann die Maschinendrehzahl von einer Nennleerlaufdrehzahl von ~700 U/Min. auf eine hohe Leerlaufdrehzahl von 1250 U/Min. erhöht werden, und eine Maschinenlast kann von 0,08 bar auf 0,18 bar angehoben werden. Zusätzlich kann die Maschinenlast durch Erhöhen der Reibungslast erhöht werden, wie zum Beispiel durch Befehlen eines höheren Maschinenöldrucks, einer Erhöhung des Lichtmaschinenstroms usw. Bei einem Beispiel kann die Maschinendrehzahl während Fahrzuständen, bei welchen es schwierig sein kann, eine Maschinendrehzahl zu erhöhen, ohne die Fahrzeuggeschwindigkeit zu beeinflussen, durch Herunterschalten eines Schaltgetriebes oder Öffnen/Entriegeln eines Drehmomentwandlers erhöht werden.
  • Bei 214 weist das Verfahren das Bestätigen grüner Maschinenzustände auf. Eine grüne Maschine entspricht daher der Maschine eines Fahrzeugs in einem Zustand vor der Auslieferung in einem Montagewerk. Bei einem Beispiel kann ein grüner Maschinenzustand basierend auf einer Anzahl von Zündungseinschaltereignissen, die verstrichen sind, sowie einer Dauer jedes Zündungseinschaltereignisses (das heißt einer Dauer, die zwischen dem Einschalten und dem Ausschalten für jedes Zündungseinschaltereignis verstrichen ist) bestimmt werden. Die Maschine kann zum Beispiel bei einem ersten Anlassen der Maschine (oder bei einer ersten Anzahl von Maschinenanlassvorgängen) im Anschluss an die Montage des Fahrzeugs und bevor das Fahrzeug das Montagewerk verlässt, eine grüne Maschine sein. Während die Maschine daher noch eine grüne Maschine ist, können diverse Tests an der Maschine ausgeführt werden, um das Funktionieren aller Maschinenbauteile zu beurteilen. Zusätzlich können diverse Funktionen einer Diagnose unterzogen werden, wie zum Beispiel Übereinstimmung der Emissionen, Leckerfassung usw.
  • Ein Beispiel des Bestimmens eines Zustands einer grünen Maschine basierend auf einer Anzahl von Zündungseinschaltereignissen kann das Bestimmen aufweisen, ob eine spezifizierte Dauer der Maschinenbetriebszeit seit einem ursprünglichen Zündungseinschaltereignis verstrichen ist. Ein grüner Maschinenzustand kann als während eines ursprünglichen Zündungseinschaltereignisses vorliegend bestimmt werden, und während einer weiteren Anzahl von Zündungseinschaltereignissen, die innerhalb einer spezifizierten Dauer der Maschinenbetriebszeit seit dem ursprünglichen Zündungseinschaltereignis auftreten. Als ein anderes Beispiel kann basierend auf einem integrierten Wert einer Anzahl von Zündungseinschaltereignissen seit dem ursprünglichen Zündungseinschaltereignis und einer Dauer jedes der Anzahl von Zündungseinschaltereignissen bestimmt werden, dass sich die Maschine in einem grünen Zustand befindet. Falls der integrierte Wert niedriger ist als eine Schwellendauer, kann die Maschine in einem grünen Zustand sein. Nach der Schwellendauer kann die Maschine als in einem nicht grünen Zustand befindlich bestimmt werden. Es wird daher erwartet, dass das Fahrzeug, das die Maschine enthält, nach der Schwellendauer oder der Schwellenanzahl von Zündungseinschaltereignissen das Montagewerk verlassen hat und einem Kunden/Betreiber zugestellt wurde (das heißt, dass sich die Maschine in einem Zustand nach der Lieferung befindet).
  • Nach dem Bestätigen der grünen Maschinenzustände weist das Verfahren bei 216 als Reaktion auf das Erfordernis der Zündkerzenreinigung das Einstellen der AGR-Planung der grünen Maschine auf. Insbesondere weist das Verfahren das Verringern der AGR um eine größere Menge auf, wenn die grüne Maschine in einem Fahrzeugmontagewerk (vor der Auslieferung) betrieben wird. Da AGR zu Verbrennungsabkühlen führt, können durch Verringern der AGR um eine größere Menge höhere Verbrennungstemperaturen und daher höhere Temperaturen der Zündkerzenspitze verwirklicht werden. Zusätzlich kann AGR um eine größere Menge während der Vorlieferzustände ohne Besorgnis um eine Auswirkung der Emissionen verringert werden, da in dem Vorlieferzustand keine Emissionsforderungen gelten. Bei einem Beispiel weist das Verringern der AGR um eine höhere Menge das Deaktivieren der AGR auf. Steuersignale können zum Beispiel von der Maschinensteuervorrichtung zu einem elektromechanischen Aktuator, der mit dem AGR-Ventil gekoppelt ist, gesendet werden, um das AGR-Ventil auf eine vollständig geschlossene Position zu betätigen. Zusätzlich kann die AGR um die größere Menge während einer längeren Dauer verringert werden, wenn die grüne Maschine in dem Fahrzeugmontagewerk betrieben wird, da die Auswirkung der Emissionen der Einstellung nicht von Belang sind. Ferner können AGR und Zündzeitpunkt derart optimiert werden, dass ein höherer Anstieg der Temperatur der Zündkerzenspitze erzielt wird. Die AGR kann zum Beispiel um eine größere Menge verringert werden, während der Zündzeitpunkt um eine Menge vorverstellt wird, um höhere Verbrennungstemperaturen bereitzustellen. Die AGR wird ausgehend von der anfänglichen Planung basierend auf Maschinenbetriebszuständen, wie bei 204 bestimmt, verringert.
  • Falls die Zustände der grünen Maschine nicht bestätigt werden, weist das Verfahren bei 218 als Reaktion auf das Zündkerzenreinigungserfordernis das Einstellen der AGR-Planung auf die nicht grüne Maschine auf. Insbesondere weist das Verfahren das Verringern der AGR um eine kleinere Menge auf, wenn die nicht grüne Maschine nach dem Verlassen des Fahrzeugs (angetrieben durch die Maschine) des Montagewerks (nach der Lieferung) betrieben wird, um die Auswirkung der Emissionen auf die Einstellung zu verringern (da in dem Zustand nach der Auslieferung strengere Emissionsvorschriften gelten). Zusätzlich kann die AGR um die geringere Menge während einer kürzeren Zeit verringert werden, wenn die nicht grüne Maschine betrieben wird, nachdem das Fahrzeug das Fahrzeugmontagewerk verlassen hat. Diese kürzere Dauer ermöglicht es auch, die Auswirkung der Emissionen auf die Einstellung zu minimieren. Die AGR wird ausgehend von der anfänglichen Planung basierend auf Maschinenbetriebszuständen, wie bei 204 bestimmt, verringert. Bei 220 weist das Verfahren das Betreiben der Maschine mit der eingestellten AGR-Planung, die bei 216 oder 218 festgelegt wurde, auf.
  • Wie hier bei 216 und 218 verwendet, weist das Verringern der AGR das Verringern einer Öffnung eines AGR-Ventils, das einen Maschinenabgaskrümmer mit einem Maschinenansaugkrümmer koppelt, auf. Steuersignale können zum Beispiel von einer Maschinensteuervorrichtung zu einem elektromechanischen Aktuator, der mit dem AGR-Ventil gekoppelt ist, gesendet werden, wobei die Signale den Aktuator veranlassen, das AGR-Ventil zu einer geschlossenen Position zu betätigen (zum Beispiel zu einer teilweise geschlossenen Position). Wie hier verwendet, kann die AGR, die verringert wird, eine Niederdruck-AGR und/oder eine Hochdruck-AGR sein.
  • Bei einem Beispiel kann das Verringern der AGR um eine kleinere Menge als Reaktion auf den Zündkerzenreinigungszustand in der nicht grünen Maschine aufweisen, dass Steuersignale von der Maschinensteuervorrichtung zu dem elektromechanischen Aktuator, der mit dem AGR-Ventil gekoppelt ist, gesendet werden, um das AGR-Ventil zu einer vollständig geschlossenen Position zu betätigen.
  • Bei einigen Beispielen kann das Verringern der AGR von der anfänglichen Planung ferner basierend auf einer Maschinenvorzündungsrate (oder Zylindervorzündungshistorie) weiter eingestellt werden. Die AGR-Verringerung kann z.B. kleiner sein (das heißt, dass weniger AGR-Verringerung besteht, und dass die eingestellte AGR-Planung näher an der ursprünglichen AGR-Planung ist), wenn die Maschinenvorzündungsanzahl höher ist. Als ein anderes Beispiel kann die AGR-Verringerung größer sein (das heißt, dass mehr AGR-Verringerung besteht, und dass die eingestellte AGR-Planung weiter von der ursprünglichen AGR-Planung entfernt ist), wenn die Maschinenvorzündungsanzahl niedriger ist. Das ist auf den hohen Wärmetransfer zu der Zündkerze von der frühen Verbrennung des Vorzündungsereignisses zurückzuführen. Durch Einstellen der AGR-Planung basierend auf Zylindervorzündungshistorie können Brennkammertemperaturen besser gesteuert werden, um die Zündkerzenreinigung zu beschleunigen. Zusätzlich kann die AGR-Verringerung derart eingestellt werden, dass die AGR auf einen Pegel optimiert werden kann, auf dem eine Kombination der AGR-Verringerung und der Zündzeitpunktvorverstellung verwendet werden kann, um die Temperatur der Zündkerzenspitze mit minimaler Emissionsauswirkung anzuheben.
  • Es ist klar, dass das Erhöhen der Maschinendrehzahl und -last sowie das Liefern eines vorverstellten Zündzeitpunkts bei einigen Beispielen basierend darauf eingestellt werden kann, ob die Maschine in einem grünen Zustand ist oder nicht. Zum Beispiel können eine höhere Erhöhung der Maschinendrehzahl und höhere Erhöhung der Maschinenlast sowie mehr Zündzeitpunktvorverstellung als ein Teil einer Vorlieferungsstrategie für die grüne Maschine verwendet werden. Als ein anderes Beispiel können eine niedrigere Erhöhung der Maschinendrehzahl und eine niedrigere Erhöhung der Maschinenlast sowie weniger Zündzeitpunktvorverstellung als Teil einer Nachlieferungsstrategie für die grüne Maschine verwendet werden. Dieser Unterschied kann mindestens teilweise auf strengere Emissionsübereinstimmungsvorschriften für die Maschine in dem Zustand nach der Auslieferung im Vergleich zu dem Zustand vor der Auslieferung zurückzuführen sein. Dieser Unterschied kann ferner darauf zurückzuführen sein, dass der Kunde durch eine Verschlechterung des Fahrzeugfahrverhaltens in dem Vorlieferungszustand im Vergleich zu dem Nachlieferungszustand nicht belästigt wird. Zusätzlich kann es eine kleinere Verringerung der AGR der nicht grünen Maschine erlauben, besser mit den strengeren Emissionsvorschriften übereinzustimmen (da mehr AGR niedrigere NOx-Emissionen ermöglicht).
  • Durch Verringern der AGR während eines Zündkerzenreinigungsvorgangs, bei dem der Zündzeitpunkt vorverstellt und die Maschinendrehzahl/-last erhöht wird, kann eine Verbrennungstemperatur aufgewärmt und eine Temperatur der Zündkerzenspitze angehoben und hoch genug gehalten werden, um Zündkerzenverschmutzungsablagerungen abzubrennen. Durch vorübergehendes Deaktivieren oder Verringern des Gebrauchs gekühlter AGR beim Bewältigen einer verschmutzten Zündkerze kann die Zündkerzenreinigung beschleunigt werden, was die Maschinenleistung verbessert.
  • Bei 222 kann bestimmt werden, ob die Zündkerze sauber ist ist. Bei einem Beispiel kann eine Rußbelastung auf der Zündkerze basierend auf einer Änderung des Ionisationsstroms der Zündkerze abgeleitet werden. Alternativ kann die Rußbelastung der Zündkerze basierend auf einem Zylinderfehlzündungsauftreten, der Ausgabe eines Ionensensors, der mit der Zündkerze gekoppelt ist, Temperatur der Zündkerzenspitze usw. abgeleitet werden. Falls die abgeleitete Rußbelastung der Zündkerze unterhalb eines Schwellenwerts liegt, kann bestimmt werden, dass die Zündkerze sauber ist. Alternativ, falls mehr als eine Schwellenwertänderung (insbesondere mehr als eine Schwellenwertverringerung) der Rußbelastung der Zündkerze ab einem Zeitpunkt aufgetreten ist, in dem die Verschmutzung angegeben wurde (bei 206), kann bestimmt werden, dass die Zündkerze sauber ist. Falls bestimmt wird, dass die Zündkerze nicht ausreichend sauber ist, weist das Verfahren bei 224 das Wiederaufnehmen der Zündkerzenreinigung auf. Insbesondere weist das Verfahren das Fortsetzen des Betriebs der Maschine mit einem vorverstellten Zündzeitpunkt, Erhöhen der Maschinendrehzahl/-last und verringerter AGR auf.
  • Falls bestimmt wird, dass die Zündkerze ausreichend sauber ist, weist das Verfahren bei 226 das Löschen des Diagnosecodes auf. Bei 228 weist das Verfahren auch als Reaktion auf eine Angabe, dass die Zündkerze sauber ist, das Wiederaufnehmen der ursprünglichen AGR-Planung auf. Alternativ kann eine Nenn-AGR-Planung basierend auf den existierenden Maschinenbetriebszuständen festgelegt und angewandt werden.
  • Derart kann das Zündkerzen-Rußreinigen als Reaktion auf eine Angabe von Zündkerzenverschmutzung beschleunigt werden, ohne durch AGR gekühlt zu werden.
  • Tabelle 400 der 4 zeigt beispielhafte Zündkerzenreinigungsaktionen, die in einer Maschine, die in einem Fahrzeug gekoppelt ist, ausgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug in einem Vorlieferungszustand (oder grünen Maschinenzustand) befindet, im Vergleich zu wenn sich das Fahrzeug in einem Nachlieferungszustand (oder nicht grünen Maschinenzustand) befindet. Die Aktionen können daher zum Bewältigen von Zündkerzenverschmutzung in einem Maschinenzylinder ausgeführt werden.
  • Als ein Beispiel kann eine verschmutzte Zündkerze durch Vorverstellen des Zündzeitpunkts von einem Nennzeitpunkt (wie zum Beispiel von MBT) gereinigt werden. In dem Vorlieferungszustand kann der Zündzeitpunkt jedoch weiter vorverstellt werden und kann während einer längeren Dauer geliefert werden. Im Vergleich dazu kann der Zündzeitpunkt in dem Nachlieferungszustand weniger vorverstellt werden und kann während einer kürzeren Dauer geliefert werden.
  • Als ein anderes Beispiel kann eine verschmutzte Zündkerze durch Erhöhen der Maschinendrehzahl gereinigt werden. In dem Vorlieferungszustand kann jedoch eine größere Erhöhung der Maschinendrehzahl während einer längeren Dauer angewandt werden. Im Vergleich dazu kann in dem Nachlieferungszustand eine kleinere Erhöhung der Maschinendrehzahl während einer kürzeren Dauer geliefert werden.
  • Bei noch einem anderen Beispiel kann eine verschmutzte Zündkerze durch Verringern des AGR-Flusses, während der Zündzeitpunkt vorverstellt wird und/oder während die Maschinendrehzahl erhöht wird, gereinigt werden. In dem Vorlieferungszustand kann jedoch eine größere Verringerung der AGR während einer längeren Dauer angewandt werden. Im Vergleich dazu kann in dem Nachlieferungszustand eine kleinere Erhöhung der AGR während einer kürzeren Dauer angewandt werden. Bei einem Beispiel kann die AGR in dem Vorlieferungszustand deaktiviert sein. Da AGR es ermöglicht, NOx-Emissionen zu verringern, wird die AGR um eine größere Menge in dem Vorlieferungszustand aufgrund des Fehlens von Emissionsvorschriften verringert, während die AGR in dem Nachlieferungszustand aufgrund strengerer Emissionsvorschriften um eine geringere Menge verringert wird.
  • Die Kombination von Einstellungen ermöglicht es daher, die Verbrennungstemperaturen durch Verwenden einer optimalen Kombination von AGR-Verringerung und Vorverstellen des Zündzeitpunkts zu erhöhen, wodurch eine Temperatur der Zündkerzenspitze hoch genug gehalten wird, um irgendwelchen angesammelten Ruß abzubrennen. Zusätzlich können intensivere Einstellungen in dem Vorlieferungszustand ohne Besorgnis, dass ein Kunde durch eine Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs belästigt wird, ausgeführt werden. Im Vergleich dazu können in dem Nachlieferungszustand weniger intensive Einstellungen ausgeführt werden, um die Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs, die für einen Kunden/Bediener störend sein könnte, zu verringern.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Beispiel des Einstellens von Maschinenbetriebsparametern als Reaktion auf eine Angabe von Zündkerzenverschmutzung gezeigt. Hier ist die Maschine in einem Fahrzeug gekoppelt, und die Einstellungen variieren, während sich das Fahrzeug vom Betrieb in einem Montagewerk zu außerhalb des Montagewerks bewegt. Das Mapping 300 bildet die Maschinendrehzahl an einer Plotterdarstellung 302, eine Rußbelastung eine Zylinderzündkerze an der Plotterdarstellung 304, eine Temperatur der Zündkerzenspitze an der Plotterdarstellung 306, die Vorverstellung des Zündzeitpunkts von MBT an der Plotterdarstellung 308, AGR-Verdünnung an der Plotterdarstellung 310 und einen Zündkerzenverschmutzungsflag an der Plotterdarstellung 316 ab. Alle Plotterdarstellungen werden als Funktion der Zeit entlang der X-Achse gezeigt.
  • Vor t1 kann die Maschine in ein Fahrzeug in einem Montagewerk eingebaut werden. Anschließend kann die Maschine betrieben werden, um diverse Maschinen- und Fahrzeugfunktionen zu bewerten, sowie um das Fahrzeug häufig zu bewegen (zum Beispiel einzuweisen). Bei t1 kann die Maschine als Reaktion auf ein erstes Zündungseinschaltereignis des zusammengebauten Fahrzeugs angelassen werden. Hier befindet sich die Maschine in einem grünen Zustand, da sich das Fahrzeug immer noch in einem Vorlieferungszustand in dem Montagewerk befindet. Als Reaktion auf das Anlassen der Maschine und die Fahrernachfrage, kann eine Maschinendrehzahl (Plotterdarstellung 302) anzusteigen beginnen, während die Maschine mit dem Nenn-Zündzeitpunkt betrieben wird (Plotterdarstellung 308). Zusätzlich kann geplant werden, dass die AGR (zum Beispiel ND-AGR) eine Maschinenverdünnung basierend auf der Maschinendrehzahl und -last bereitstellt (Plotterdarstellung 310). Insbesondere kann die AGR an einem ersten Pegel 311 bereitgestellt werden.
  • Zwischen t1 und t2, während die Maschine mit Nenn-Zündzeitpunkt betrieben wird und während die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast als Reaktion auf die Fahrernachfrage variieren, kann eine Rußbelastung, die sich auf einer gegebenen Maschinenzylinderzündkerze ansammelt, beginnen zuzunehmen (Plotterdarstellung 304). Bei t2 kann die Rußbelastung höher werden als ein Schwellenwert 305, was in Fehlzündungsereignissen in dem betreffenden Zylinder resultiert. Zusätzlich kann ein Abfallen des Zündkerzen-Ionisationsstroms auftreten. Bei t2 kann folglich bestimmt werden, dass die Zündkerze des betreffenden Zylinders mit Ruß verschmutzt ist, und ein Verschmutzungsangabeflag kann gesetzt werden (Plotterdarstellung 316).
  • Bei t2 wird als Reaktion auf die Angabe der Zündkerzenverschmutzung auch eine Zündkerzenreinigungsroutine eingeleitet. Dabei wird der Zündzeitpunkt um eine größere Menge vorverstellt (zu dem vorverstellten Zündzeitpunkt 307), um die Temperatur der Zündkerzenspitze rasch (Plotterdarstellung 306) auf einen Pegel zu erhöhen, der es erlaubt, den angesammelten Ruß abzubrennen, mit einem entsprechenden Abfallen der Rußbelastung. Zusätzlich, um es zu ermöglichen, die erhöhte Temperatur der Zündkerzenspitze aufrechtzuerhalten, wird der AGR-Pegel von dem ersten Pegel 311 um eine Menge 312 verringert. Der vorverstellte Zündzeitpunkt wird während einer Dauer von t2 bis t3 aufrechterhalten, während der verringerte AGR-Pegel gleichzeitig aufrechterhalten wird. Bei t3 wird die Menge der Vorverstellung leicht verringert, um die Kraftstoffeinsparung zu verbessern und die Möglichkeit von Klopfen zu verringern. Gleichzeitig, während der verringerte AGR-Pegel aufrechterhalten wird, kann die Maschinendrehzahl erhöht werden, ohne eine Erhöhung der Fahrernachfrage zu erhalten, um die Temperatur der Zündkerzenspitze weiter zu erhöhen und restlichen Ruß abzubrennen.
  • Bei t4, sobald ein signifikanter Anteil des angesammelten Rußes abgebrannt ist, nach dem Bereitstellen des verringerten AGR-Pegels während einer Dauer d1 (von t2 bis t4), wird die AGR-Verringerung gesenkt, und der erste Pegel 311 der AGR wird wieder aufgenommen. Aufgrund der Tatsache, dass die Maschine eine grüne Maschine ist, wird hier eine größere AGR-Verringerung während einer längeren Dauer d1 bereitgestellt.
  • Bei t5, als Reaktion auf das ausreichende Sinken der Zündkerzenrußbelastung, kann bestimmt werden, dass die Zündkerze sauber ist, und das Flag kann gelöscht werden. Kurz danach kann die Maschine als Reaktion auf ein Zündungsausschaltereignis abgeschaltet werden.
  • Zwischen t5 und t6 kann eine längere Dauer verstreichen, in der das zusammengebaute Fahrzeug das Montagewerk verlassen und an einen Kunden ausgeliefert werden kann. Während dieses Nachlieferungszustands ist die Maschine eventuell nicht mehr eine grüne Maschine.
  • Bei t6, als Reaktion auf ein erstes Zündungseinschaltereignis des Fahrzeugs nach dem Verlassen des Montagewerks, kann die Maschine angelassen werden. Hier befindet sich die Maschine in einem nicht grünen Zustand, da sich das Fahrzeug in einem Nachlieferungszustand befindet. Als Reaktion auf das Anlassen der Maschine und die Fahrernachfrage kann eine Maschinendrehzahl anzusteigen beginnen, während die Maschine mit dem Nenn-Zündzeitpunkt betrieben wird. Zusätzlich kann geplant werden, dass die AGR (zum Beispiel ND-AGR) eine Maschinenverdünnung basierend auf der Maschinendrehzahl und -last bereitstellt. Insbesondere kann die AGR an einem zweiten Pegel 313, der niedriger ist als der erste Pegel 311, bereitgestellt werden.
  • Zwischen t6 und t7, während die Maschine mit Nenn-Zündzeitpunkt betrieben wird und während die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast als Reaktion auf die Fahrernachfrage variieren, kann eine Rußbelastung, die sich auf einer gegebenen Maschinenzylinderzündkerze ansammelt, beginnen zuzunehmen. Bei t7 kann die Rußbelastung höher werden als ein Schwellenwert 305, was in Fehlzündungsereignissen in dem betreffenden Zylinder resultiert. Zusätzlich kann ein Abfallen des Zündkerzen-Ionisationsstroms auftreten. Bei t7 kann folglich bestimmt werden, dass die Zündkerze des betreffenden Zylinders mit Ruß verschmutzt ist, und ein Verschmutzungsangabeflag kann gesetzt werden.
  • Bei t7 wird als Reaktion auf die Angabe der Zündkerzenverschmutzung auch eine Zündkerzenreinigungsroutine eingeleitet. Dabei wird der Zündzeitpunkt um eine kleinere Menge vorverstellt (zu dem vorverstellten Zündzeitpunkt 309), um die Temperatur der Zündkerzenspitze rasch auf einen Pegel zu erhöhen, der es erlaubt, den angesammelten Ruß abzubrennen, mit einem entsprechenden Abfallen der Rußbelastung. Zusätzlich, um es zu ermöglichen, die erhöhte Temperatur der Zündkerzenspitze aufrechtzuerhalten, wird der AGR-Pegel von dem zweiten Pegel 313 um eine Menge 314 (kleiner als die Menge 312) verringert. Der vorverstellte Zündzeitpunkt wird während einer Dauer von t7 bis t8 aufrechterhalten, während der verringerte AGR-Pegel gleichzeitig aufrechterhalten wird. Bei t8 wird die Menge der Vorverstellung leicht verringert, um die Kraftstoffeinsparung zu verbessern und die Möglichkeit von Klopfen zu verringern. Außerdem wird die Maschinendrehzahl zwischen t7 und t8 an einem erhöhten Pegel gehalten, ohne eine Erhöhung der Fahrernachfrage zu empfangen, um die Temperatur der Zündkerzenspitze weiter zu erhöhen und restlichen Ruß abzubrennen.
  • Bei t9, sobald ein signifikanter Anteil des angesammelten Rußes abgebrannt ist, nach dem Bereitstellen des verringerten AGR-Pegels während einer Dauer d2 (von t7 bis t9), die kürzer ist als die Dauer d1 (von t2 bis t4), wird die AGR-Verringerung gesenkt, und der zweite Pegel 313 der AGR wird wieder aufgenommen. Aufgrund der Tatsache, dass die Maschine eine nicht grüne Maschine ist, wird hier eine kleinere AGR-Verringerung während einer kürzeren Dauer d2 bereitgestellt.
  • Bei t10, als Reaktion auf das ausreichende Sinken der Zündkerzenrußbelastung, kann bestimmt werden, dass die Zündkerze sauber ist, und das Flag kann gelöscht werden. Kurz danach kann die Maschine als Reaktion auf ein Zündungsausschaltereignis abgeschaltet werden.
  • Auf diese Art kann die AGR mit der Vorverstellung des Zündzeitpunkts und den Maschinendrehzahl-/-lasteinstellungen koordiniert werden, wodurch das Reinigen einer verschmutzten Zündkerze beschleunigt wird.
  • Bei einem Beispiel umfasst ein Verfahren für eine Maschine, die in einem Fahrzeug gekoppelt ist, Folgendes: Verringern der AGR um eine größere Menge, wenn eine Maschine in einem Fahrzeugmontagewerk betrieben wird, und Verringern der AGR um eine geringere Menge, wenn die Maschine betrieben wird, nachdem das Fahrzeug das Montagewerk verlassen hat, als Reaktion auf einen Zündkerzen-Reinigungszustand. Bei dem oben stehenden Beispiel kann das Verringern der AGR zusätzlich oder optional das Verringern einer Öffnung eines AGR-Ventils, das einen Maschinenabgaskrümmer mit einem Maschinenansaugkrümmer koppelt, aufweisen. Bei irgendwelchen oder allen der oben stehenden Beispiele kann die AGR Niederdruck-AGR und/oder Hochdruck-AGR aufweisen. Bei irgendwelchen oder allen vorhergehenden Beispielen kann das Reduzieren der AGR um die größere Menge zusätzlich oder optional das Deaktivieren der AGR aufweisen. Alle oder irgendwelche vorhergehenden Beispiele können zusätzlich oder optional ferner das Verringern der AGR um eine größere Menge während einer längeren Dauer beim Betrieb der Maschine in dem Fahrzeugmontagewerk und das Verringern der AGR um eine geringere Menge während einer kürzeren Dauer beim Betrieb der Maschine, nachdem das Fahrzeug das Montagewerk verlassen hat, umfassen. Bei irgendwelchen oder allen vorhergehenden Beispielen kann das Reduzieren der AGR um die größere Menge zusätzlich oder optional basierend auf einer Maschinenvorzündungsrate eingestellt werden. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden Beispiele, bei welchen die AGR-Verringerung basierend auf der Maschinenvorzündungsrate eingestellt wird, kann die AGR-Verringerung zusätzlich oder optional kleiner sein, wenn die Anzahl der Maschinenvorzündung höher ist, und die AGR-Verringerung kann zusätzlich oder optional größer sein, wenn die Anzahl der Maschinenvorzündung niedriger ist. Bei irgendwelchen oder allen vorhergehenden Beispielen kann der Zündkerzenreinigungszustand zusätzlich oder optional basierend auf einem Temperaturmodell der Zündkerzenspitze und/oder Feedbackzeit der Ionenverschmutzung und/oder Zeit, die seit dem Start verstrichen ist und/oder Zeit, die seit dem Betreiben der Maschine in einem Zustand, in dem das Selbstreinigen der Zündkerze nicht auftritt, verstrichen ist, abgeleitet werden. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional ferner das Beschleunigen der Erhöhung der Temperatur der Zündkerzenspitze während des Zündkerzenreinigungszustands durch Erhöhen der Maschinendrehzahl und/oder Erhöhen der Maschinenlast und/oder Liefern eines vorverstellten Zündzeitpunkts umfassen. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verringern der AGR zusätzlich oder optional das Verringern der AGR von einer anfänglichen Planung basierend auf Maschinenbetriebszuständen aufweisen. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, als Reaktion auf eine Angabe, dass die Zündkerze sauber ist, das Wiederaufnehmen der ursprünglichen AGR-Planung aufweisen.
  • Ein anderes beispielhaftes Verfahren für eine Maschine kann Folgendes umfassen: als Reaktion auf eine erste Angabe einer Zündkerzenverschmutzung in einer grünen Maschine, Verringern der AGR auf einen ersten Pegel, und, als Reaktion auf eine zweite Angabe von Zündkerzenverschmutzung in einer nicht grünen Maschine, Verringern der AGR auf einen zweiten Pegel, der höher ist als der erste Pegel. Das vorhergehende Beispiel kann zusätzlich oder optional ferner als Reaktion auf die erste Angabe das Aufrechterhalten der AGR an dem ersten Pegel während einer ersten, längeren Dauer, und, als Reaktion auf die zweite Angabe, das Aufrechterhalten der AGR an dem zweiten Pegel während einer zweiten, kürzeren Dauer umfassen. Irgendwelche oder alle der vorhergehenden Beispiele können zusätzlich oder optional ferner als Reaktion auf jede der ersten und zweiten Angabe das Liefern des vorverstellten Zündzeitpunkts umfassen, wobei der vorverstellte Zündzeitpunkt auf der AGR und einer Temperatur der Zündkerzenspitze basiert. Irgendwelche oder alle der vorhergehenden Beispiele können zusätzlich oder optional ferner als Reaktion auf jede der ersten und zweiten Angabe das Erhöhen der Maschinendrehzahl und/oder Maschinenlast umfassen, wobei das Erhöhen auf der AGR und der Temperatur der Zündkerzenspitze basiert. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden Beispiele kann der erste Pegel zusätzlich oder optional basierend auf einer Vorzündungsrate der grünen Maschine eingestellt werden, während der zweite Pegel zusätzlich oder optional basierend auf einer Vorzündungsrate der nicht grünen Maschine eingestellt wird.
  • Ein beispielhaftes Fahrzeugsystem kann Folgendes umfassen: eine Maschine, die einen Einlass und einen Auslass aufweist, einen Maschinenzylinder, eine AGR-Leitung, die ein AGR-Ventil zum Rückführen von Abgasen von dem Maschinenauslass zu einem Maschineneinlass aufweist, eine Zündkerze zum Auslösen von Verbrennung in die Maschinenzylinder, einen Ionensensor, der mit der Zündkerze zum Schätzen einer Rußbelastung auf der Zündkerze gekoppelt ist, und eine Steuervorrichtung aufweisen, die mit computerlesbaren Anweisungen konfiguriert ist, die in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, um: Zündkerzen-Rußverschmutzung basierend auf einer Ausgabe des Ionensensors anzugeben und, als Reaktion auf die Angabe: vorverstellten Zündzeitpunkt zu dem Maschinenzylinder für ein oder mehrere Verbrennungsereignisse zu liefern, während eine Öffnung des AGR-Ventils verringert wird, wobei das Verringern auf einer Anzahl von Maschinenanlassvorgängen basiert, die verstrichen sind, und ferner auf einer Vorzündungsanzahl der Maschine basiert. Bei dem vorhergehenden beispielhaften System kann die Steuervorrichtung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen aufweisen, um vor dem Angeben der Zündkerzen-Rußverschmutzung eine Öffnung des AGR-Ventils auf eine erste Position, die auf Maschinenzuständen, wie zum Beispiel Maschinendrehzahl und -last basiert, einzustellen, und wobei das Verringern der Öffnung des AGR-Ventils als Reaktion auf die Angabe das Bewegen des AGR-Ventils von der ersten Position zu oder in Richtung einer geschlossenen Position aufweist. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden beispielhaften Systeme kann die Öffnung des AGR-Ventils zusätzlich oder optional um eine kleinere Menge verringert werden, wenn die Anzahl von Maschinenanlassvorgängen, die verstrichen ist, höher ist als eine Schwellenanzahl. Ferner kann die Öffnung des AGR-Ventils zusätzlich oder optional um eine größere Menge verringert werden, wenn die Anzahl von Maschinenanlassvorgängen, die verstrichen ist, kleiner ist als die Schwellenanzahl. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden beispielhaften Systeme kann die Öffnung des AGR-Ventils zusätzlich oder optional während einer kürzeren Dauer an der verringerten Öffnung erhöht und/oder gehalten werden, während die Vorzündungsanzahl der Maschine über eine Schwellenanzahl steigt. Bei irgendwelchen oder allen der vorhergehenden beispielhaften Systeme kann die Steuervorrichtung zusätzlich oder optional ferner weitere Anweisungen aufweisen, um: als Reaktion auf die Angabe eine Maschinendrehzahl zu erhöhen, ohne eine Fahrernachfrage zu erhalten, die Maschinendrehzahl um eine Menge zu erhöhen, um die Temperatur einer Zündkerze über eine Schwellentemperatur anzuheben, wobei die Schwellentemperatur auf der Rußbelastung der Zündkerze basiert. Die Maschinendrehzahl kann ohne Empfangen einer Fahrernachfrage erhöht werden, indem ein Schaltgetriebe heruntergeschaltet und/oder ein Drehmomentwandler entriegelt wird, um irgendeine Auswirkung der Änderung der Maschinendrehzahl auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern.
  • Auf diese Art kann durch Einstellen der AGR während einer Reinigungsroutine einer verschmutzten Zündkerze das Entfernen von Ruß von der verschmutzten Zündkerze beschleunigt werden. Zusätzlich kann unerwünschtes Abkühlen der Zündkerze verringert werden. Durch Einstellen der AGR-Verringerung unterschiedlich basierend darauf, ob das Fahrzeug in einem Vorlieferungs- oder Nachlieferungszustand ist, kann dem Verschmutzen der Zündkerze begegnet werden, während die Maschinenemissionen den Vorschriften entsprechend gehalten werden. Insgesamt kann ein besserer Kompromiss zwischen Maschinenleistung und Kraftstoffeinsparung verwirklicht werden, während die Bauteillebensdauer der Maschinenzündkerzen verlängert wird.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Kraftmaschinenhardware umfasst, ausgeführt werden. Die hierin 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, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird für eine leichte Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Darüber hinaus können die beschriebenen Aktionen, Betriebe und/oder Funktionen grafisch einen im nicht-flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuerungssystem zu programmierenden Code darstellen, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, einschließlich den verschiedenen Kraftmaschinenhardwarekomponenten zusammen mit der elektronischen Steuerung, umgesetzt werden.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Die oben genannte Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Maschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der diversen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart werden, ein.
  • Die folgenden Ansprüche zeigen insbesondere gewisse Kombinationen und Unterkombinationen auf, 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 eines oder mehrerer solcher Elemente umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solcher 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 neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzumfang in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche weiter, enger, gleich oder anders 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 8132556 [0003]

Claims (20)

  1. Verfahren für eine Maschine, die in einem Fahrzeug gekoppelt ist, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf einen Zündkerzenreinigungszustand: Verringern der AGR um eine größere Menge, wenn eine Maschine in einem Fahrzeugmontagewerk betrieben wird, und Verringern der EGR um eine kleinere Menge, wenn die Maschine betrieben wird, nachdem das Fahrzeug das Montagewerk verlassen hat.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verringern der AGR das Verringern einer Öffnung eines AGR-Ventils, das einen Maschinenabgaskrümmer mit einem Maschinenansaugkrümmer koppelt, aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die AGR eine Niederdruck-AGR und/oder eine Hochdruck-AGR ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verringern der AGR um die größere Menge das Deaktivieren der AGR aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner das Verringern der AGR um die größere Menge während einer längeren Dauer beim Betrieb der Maschine in dem Fahrzeugmontagewerk und das Verringern der AGR um die geringere Menge während einer kürzeren Dauer beim Betrieb der Maschine, nachdem das Fahrzeug das Montagewerk verlassen hat, umfasst.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verringern der AGR um die größere Menge basierend auf einer Maschinenvorzündungsrate eingestellt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die AGR-Verringerung kleiner ist, wenn die Maschinenvorzündungsrate höher ist, und wobei die AGR-Verringerung größer ist, wenn die Maschinenvorzündungsrate niedriger ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Zündkerzenreinigungszustand basierend auf einem Temperaturmodell der Zündkerzenspitze und/oder Feedbackzeit der Ionenverschmutzung und/oder Zeit, die seit dem Start verstrichen ist und/oder Zeit, die seit dem Betreiben der Maschine in einem Zustand, in dem das Selbstreinigen der Zündkerze nicht auftritt, verstrichen ist, abgeleitet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner das Beschleunigen der Erhöhung der Temperatur der Zündkerzenspitze während des Zündkerzenreinigungszustands durch Erhöhen der Maschinendrehzahl und/oder Erhöhen der Maschinenlast und/oder Liefern eines vorverstellten Zündzeitpunkts umfasst.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verringern der AGR das Verringern von einer ursprünglichen Planung basierend auf Maschinenbetriebszuständen aufweist, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf eine Angabe, dass die Zündkerze sauber ist, das Wiederaufnehmen der ursprünglichen AGR-Planung umfasst.
  11. Verfahren für eine Maschine, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf eine erste Angabe von Zündkerzenverschmutzung in einer grünen Maschine, Verringern der AGR auf einen ersten Pegel, und als Reaktion auf eine zweite Angabe von Zündkerzenverschmutzung in einer nicht grünen Maschine, Verringern der AGR auf einen zweiten Pegel, der höher ist als der erste Pegel.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner als Reaktion auf die erste Angabe das Aufrechterhalten der AGR an dem ersten Pegel während einer ersten, längeren Dauer, und, als Reaktion auf die zweite Angabe, das Aufrechterhalten der AGR an dem zweiten Pegel während einer zweiten, kürzeren Dauer umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, das ferner als Reaktion auf jede der ersten und zweiten Angabe das Liefern eines vorverstellten Zündzeitpunkts umfasst, wobei der vorverstellte Zündzeitpunkt auf der AGR und einer Temperatur der Zündkerzenspitze basiert.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, das ferner als Reaktion auf jede der ersten und zweiten Angabe das Erhöhen der Maschinendrehzahl und/oder der Maschinenlast umfasst, wobei das Erhöhen auf der AGR und einer Temperatur der Zündkerzenspitze basiert.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der erste Pegel basierend auf einer Vorzündungsrate der grünen Maschine eingestellt wird, und wobei der zweite Pegel basierend auf einer Vorzündungsrate der nicht grünen Maschine eingestellt wird.
  16. Fahrzeugsystem, das Folgendes umfasst: eine Maschine, die einen Einlass und einen Auslass aufweist, einen Maschinenzylinder, eine AGR-Leitung, die ein AGR-Ventil zum Rückführen von Abgasen von dem Maschinenauslass zu einem Maschineneinlass aufweist, eine Zündkerze zum Einleiten von Verbrennung in dem Maschinenzylinder, einen Ionensensor, der mit der Zündkerze zum Schätzen einer Rußbelastung auf der Zündkerze gekoppelt ist, und eine Steuervorrichtung, die mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, konfiguriert ist, um: Zündkerzen-Rußverschmutzung basierend auf einer Ausgabe des Ionensensors anzugeben, und als Reaktion auf die Angabe: einen vorverstellten Zündzeitpunkt zu dem Maschinenzylinder für ein oder mehrere Verbrennungsereignisse zu liefern, während eine Öffnung des AGR-Ventils verringert wird, wobei das Verringern auf einer Anzahl von Maschinenanlassvorgängen basiert, die verstrichen sind, und ferner auf einer Vorzündungsanzahl der Maschine basiert.
  17. System nach Anspruch 16, wobei die Steuervorrichtung ferner Anweisungen aufweist, um vor dem Angeben von Zündkerzen-Rußverschmutzung eine Öffnung des AGR-Ventils auf eine erste Position basierend auf Maschinenzuständen, wie zum Beispiel Maschinendrehzahl und Maschinenlast, einzustellen, und wobei das Verringern der Öffnung des AGR-Ventils als Reaktion auf die Angabe das Bewegen des AGR-Ventils von der ersten Position zu oder in Richtung einer geschlossenen Position aufweist.
  18. System nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei die Öffnung des AGR-Ventils um eine kleinere Menge verringert wird, wenn die Anzahl von Maschinenanlassvorgängen, die verstrichen ist, höher ist als eine Schwellenanzahl, und wobei die Öffnung des AGR-Ventils um eine größere Menge verringert wird, wenn die Anzahl von Maschinenanlassvorgängen, die verstrichen ist, niedriger ist als die Schwellenanzahl.
  19. System nach Anspruch 18, wobei die Öffnung des AGR-Ventils an der verringerten Öffnung während einer kürzeren Dauer erhöht und/oder gehalten wird, während die Vorzündungsanzahl der Maschine über eine Schwellenanzahl steigt.
  20. System nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Steuervorrichtung ferner Anweisungen aufweist, um: als Reaktion auf die Angabe eine Maschinendrehzahl zu erhöhen, ohne eine Fahrernachfrage zu erhalten, die Maschinendrehzahl um eine Menge zu erhöhen, um die Temperatur einer Zündkerze über eine Schwellentemperatur anzuheben, wobei die Schwellentemperatur auf der Rußbelastung der Zündkerze basiert.
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