DE102017112145A1

DE102017112145A1 - System und verfahren zur diagnose eines zündsystems

Info

Publication number: DE102017112145A1
Application number: DE102017112145.5A
Authority: DE
Inventors: Chris Paul Glugla; Michael Damian Czekala; Garlan J. Huberts; Qiuping Qu
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2017-12-07
Also published as: CN107461290A; US20170350362A1; RU2677777C2; RU2017117204A; US9890758B2; RU2017117204A3

Abstract

System und Verfahren zum Beurteilen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Energieverlustes einer Zündspule für ein Zündsystem, das zwei Zündspulen für jede Zündkerze umfasst. Ein Energieverlust der Zündspule kann bestimmt werden, ohne dass die Zündspulen über spezielle Hardwareschaltkreise überwacht werden müssen. In einem Beispiel kann der Energieverlust von einer oder mehreren Zündspule(n) von der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Zylinderfehlzündung abgeleitet werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Liefern eines Zündfunkens für einen Fremdzündungsmotor. Das System und das Verfahren können besonders nützlich sein für Zündsysteme, die einen Zündfunken für eine einzelne Zündkerze über zwei Zündspulen bereitstellen.
Hintergrund und Kurzdarstellung
Ein Motor kann mit einer hohen Konzentration an Abgasrückführung (AGR) betrieben werden, um die Motoremissionen und Motorpumpverluste zu verringern. Es kann jedoch schwieriger sein, stark verdünnte Luft-Kraftstoff-Gemische zu zünden. Eine Möglichkeit, die Wahrscheinlichkeit des Zündens eines verdünnten Gemischs zu erhöhen, ist die Erhöhung einer Energiemenge, die einer Zündkerze zugeführt wird. Die einer Zündkerze zugeführte Energiemenge kann erhöht werden, indem die Induktivität eine Spule, die Energie zur Zündkerze zuführt, erhöht wird. Dennoch kann es immer noch schwierig sein, ein verdünntes Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden, wenn die Zündenergie über einen kurzen Zeitraum geliefert wird. Andererseits können zwei Zündspulen konfiguriert sein, um Zündenergie zu einer Zündkerze zuzuführen, wodurch die zur Zündkerze zugeführte Energie erhöht und die Zünddauer verlängert wird, so dass die Möglichkeit eines Zündens eines verdünnten Luft-Kraftstoff-Gemischs erhöht werden kann. Auch wenn zwei Zündspulen die Möglichkeit eines Zündens des Luft-Kraftstoff-Gemischs erhöhen kann, können die Kosten einer Diagnose eines Energieverlusts der zwei Zündspulen über Hardwaresignale und Verstärker unbezahlbar sein. Somit kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit einer Diagnose von zwei Zündspulen, die Energie zu einer einzelnen Zündkerze zuführen, bereitzustellen, ohne die Diagnosehardware deutlich zu vergrößern.
Die Erfinder haben die oben genannten Nachteile erkannt und ein Verfahren zum Betätigen eines Zündsystems entwickelt, das folgendes umfasst: Empfangen von Motordaten an einer Steuerung; Beurteilen einer Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlzündung in einem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders auf Grundlage der Motordaten über die Steuerung; und Anzeigen eines Energieverlusts der Zündspule und Verbrennen von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder über die Steuerung in Reaktion auf die Abwesenheit einer Fehlzündung in dem Motorzylinder während des Zyklus des Zylinders.
Durch Erkennen, dass ein Zylinder Luft und Kraftstoff verbrennen kann, auch wenn eine der zwei Zündspulen geschwächt sind, kann es möglich sein, einen Energieverlust der Zündspule ohne zusätzliche Sensoren oder Hardware zu diagnostizieren. Zum Beispiel kann nach einer ersten Anzeige eines Fehlzündungsvorgangs in einem Zylinder die ZündspulenSchließzeit erhöht werden, um eine Möglichkeit einer Fehlzündung in einem Zylinder zu verringern, wenn die Zündspulen des Zylinders nicht geschwächt sind. Ausreichende Funkenenergie kann in dem Zylinder vorhanden sein, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden, auch wenn hohe AGR-Pegel in dem Zylinder vorhanden sind, wenn die Funkenenergie über Erhöhen der Schließzeit der zwei Zündspulen erhöht wird. Auf diese Weise kann die Erhöhung der Schließzeit der zwei Zündspulen eine Erkenntnis liefern, ob die Zündspulen geschwächt sind oder nicht. Falls die Schließzeit der zwei Zündspulen erhöht wird und eine Fehlzündung immer noch im Zylinder vorhanden ist, kann die zum Zylinder zugeführte AGR verringert werden, um herauszufinden, ob der Zylinder mit einer niedrigeren AGR-Menge zünden wird (z. B. Luft und Kraftstoff verbrennt). Wenn der Zylinder zündet, zeigt dies an, dass eine Zündspule funktionsfähig ist, aber die zweite Zündspule geschwächt ist. Wenn der Zylinder nicht zündet, zeigt dies an, dass beide Zündspulen und/oder ihre Schaltkreise geschwächt sind.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Zum Beispiel bietet der Ansatz eine Diagnosefunktion für zwei Zündspulen ohne zusätzliche Hardware. Ferner erfordert der Ansatz keine einzeln angesteuerten Zündspulen, um zu bestimmen, ob eine einzelne Zündspule geschwächt ist. Zusätzlich ist es möglich, eine geschwächte Zündspule in einer kürzeren Zeit und/oder in einer geringeren tatsächlichen Gesamtanzahl von Zylinderzyklen zu diagnostizieren.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um auf vereinfachte Art und Weise eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weitergehend beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, zentrale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes der Erfindung zu identifizieren, deren Umfang einzig durch die Ansprüche, die der ausführlichen Beschreibung folgen, definiert ist. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand der Erfindung nicht auf Umsetzungen beschränkt, die jegliche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angemerkte Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Vorteile werden nach dem Lesen eines Beispiels, hierin als Ausführliche Beschreibung bezeichnet, verstanden, wenn man diese allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen betrachtet, in denen folgendes gilt:
1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
2 ist eine schematische Darstellung eines Zündsystems;
3 zeigt Diagramme von beispielhaften Zündspulen-Diagnosesequenzen; und
4 zeigt ein Verfahren zum Bewerten eines Energieverlusts einer Zündspule.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Diagnose der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Energieverlustes einer Zündspule in einem Zündsystem, das eine Zündfunkenenergie für eine einzelne Zündkerze über zwei Zündspulen bereitstellt. Die zwei Zündspulen können über eine Entladung in einer Abfolge zu einer einzelnen Zündkerze eines Zylinders während eines Zyklus des Zylinders die Funkenenergie erhöhen und die Funkendauer verlängern. 1 zeigt ein beispielhaftes Motor- und Zündsystem. 2 zeigt eine genauere Ansicht des in 1 gezeigten Zündsystems. Beispielhafte Zündspulen-Diagnosesequenzen sind in 3 gezeigt. Ein Verfahren zur Diagnose der Zündspulen ist in 4 gezeigt.
Bezugnehmend auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, von einer elektronischen Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 umfasst eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin angeordneten Kolben 36 und ist mit einer Kurbelwelle 40 verbunden. Die Brennkammer 30 ist in Verbindung mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 gezeigt. Jedes Einlass- und Auslassventil kann von einem Einlassnocken 51 und einem Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Position des einstellbaren Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des einstellbaren Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist so angeordnet gezeigt, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann der Kraftstoff in einen Ansaugkanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert flüssigen Kraftstoff im Verhältnis zu einer Pulsbreite eines Signals von der Steuerung 12. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 66 über ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) enthält. Zusätzlich ist der Ansaugkrümmer 44 in Verbindung mit einer optionalen elektronischen Drossel 62 gezeigt, die eine Position einer Drosselklappe 64 einstellt, um den Luftstrom von einem Lufteinlass 42 zum Ansaugkrümmer 44 zu steuern.
Das Abgas kann vom Abgaskrümmer 48 über einen Abgasdurchgang 41 zum Ansaugkrümmer 44 zurückgeführt werden. Ein AGR-Ventil 117 ist entlang der Länge des Abgasdurchgangs 41 angeordnet, um die Abgasdurchflussrate vom Abgaskrümmer 48 zum Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Eine Position des AGR-Ventils 117 wird über die Steuerung 12 gesteuert. Die Richtung des Abgasstroms ist durch den Pfeil angezeigt.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 liefert in Reaktion auf Befehle von der Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken zur Brennkammer 30. Ein Universal-Abgas-Sauerstoff(UEGO)-Sensor 126 ist mit dem Abgaskrümmer 48 stromaufwärts eines Katalysators 70 gekoppelt gezeigt. Alternativ kann ein Zweizustands-Abgassauerstoffsensor den UEGO-Sensor 126 ersetzen.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbauteile umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, jede mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwegekatalysator sein.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der folgendes umfasst: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Anschlüsse 104, einen Nurlese-Speicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Lebenserhaltungsspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 ist so gezeigt, dass sie verschiedene Signale von Sensoren, die mit dem Motor 10 verbunden sind, zusätzlich zu den vorher diskutierten Signalen, empfängt, einschließlich: die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 112, der mit einer Kühlhülse 114 gekoppelt ist; einen Positionssensor 134, der mit einem Gaspedal 130 gekoppelt ist, um die von einem Fuß 132 aufgebrachte Kraft zu messen; einen Druck in der Brennkammer 30 über einen Drucksensor 49; eine Messung des Motorkrümmerdrucks (MAP) von einem Drucksensor 122, der mit dem Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Halleffektsensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 misst; eine Messung von Luftmassen, die in den Motor eintreten, von einem Sensor 120; und eine Messung der Drosselposition von einem Sensor 58. Der Barometerdruck kann ebenfalls gemessen werden, um von der Steuerung 12 verarbeitet zu werden (Sensor nicht gezeigt). In einem Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118, eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, aus der die Motordrehzahl (U/min) bestimmt werden kann.
Die Steuerung 12 kann außerdem über eine Anzeige 113 Diagnose- und Fahrzeuginformationen für die Fahrzeuginsassen bereitstellen. Die Anzeige 113 kann ein Grafikterminal, Licht oder eine andere Mensch-Maschine-Schnittstelle sein.
In manchen Beispielen kann der Motor mit einem Elektromotor/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine parallele Konfiguration, eine Reihenkonfiguration oder eine Variation oder Kombinationen daraus aufweisen. Weiterhin können in manchen Beispielen andere Motorkonfigurationen verwendet werden, zum Beispiel kann er turboaufgeladen oder aufgeladen sein.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 üblicherweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus umfasst den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich im Allgemeinen. Luft wird durch den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 geleitet und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, an der der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs ist (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen erreicht hat), wird vom Fachmann üblicherweise als unterer Totpunkt (bottom dead center – BDC) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung Zylinderkopf, um so die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Die Position, an der der Kolben 36 am Ende seines Hubs und am nächsten am Zylinderkopf ist (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen erreicht hat), wird vom Fachmann üblicherweise als oberer Totpunkt (top dead center – TDC) bezeichnet. In einem Vorgang, der hierin als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einem Vorgang, der hierin als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündungseinrichtungen, wie die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstaktes schiebt das sich ausdehnende Gas den Kolben 36 zurück zum BDC. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Während des Ausstoßtakts schließlich öffnet sich das Abgasventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Abgaskrümmer 48 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es sei angemerkt, dass das obige nur als Beispiel gezeigt ist, und dass Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkte des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, eine späte Einlassventilschließung und verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
Bezugnehmend auf 2 ist nun eine schematische Darstellung eines beispielhaften Zündsystems gezeigt. In diesem Beispiel umfasst die Steuerung 12 Zündspulen-Vortreiberschaltkreise 280, einen für jedes Zündspulenmodul 89, das betätigt werden kann, um elektrische Energie zu einer Zündkerze eines einzelnen Zylinders zuzuführen. Der Zündspulen-Vortreiberschaltkreis 280 liefert ein Steuersignal, das die Spannungsimpulse umfasst, an eine interpretierende Logik 225. Wenn der Motor N Zylinder umfasst, stellen N Zündspulen-Vortreiberschaltkreise Steuersignale für die Zündspulenmodule 89 bereit. In diesem Beispiel erhalten vier Zündspulenmodule 89 Steuersignale über vier Zündspulen-Vortreiberschaltkreise 280. Ein Zündspulenmodul 89 ist im Detail gezeigt. Die interpretierende Logik 225 kann in einer programmierbaren Hardwarelogikanordnung 211 oder als Teil von ausführbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher einer zentralen Recheneinheit 212 gespeichert sind, enthalten sein. Die interpretierende Logik 225 überwacht den Zeitablauf und den Pegel eines Signals, das von dem Vortreiberschaltkreis 280 bereitgestellt wird.
Zum Beispiel verändert die interpretierende Logik 225 einen Zustand eines Signals, das einem Zündspulentreiber 202 zugeführt wird, in Reaktion auf einen Spannungsimpuls eines zweiten Zündspulenbefehls des Zündungsbefehlssignals. Die interpretierende Logik verändert einen Zustand eines Signals, das einem Zündspulentreiber 204 zugeführt wird, in Reaktion auf Spannungsimpulse eines ersten Zündspulenbefehls des Zündungsbefehlssignals. Die interpretierende Logik 225 kann einzelne Signale an die Zündspulentreiber 202 und 204 ausgeben. Die von der interpretierenden Logik 225 an die Zündspulentreiber 202 und 204 gelieferten Signale sind synchron zu Zylindertakten des Zylinders, dem ein Zündfunken über eine erste Zündspule 206 und eine zweite Zündspule 208 zugeführt wird. In einem Beispiel wird mindestens ein Zündfunken während jedes Zyklus des Zylinders, der den Zündfunken von der ersten Zündspule 206 und/oder der zweiten Zündspule 208 empfängt, bereitgestellt. Zum Beispiel kann ein Zündfunken einmal pro Zylinderzyklus während eines Verdichtungstakts des Zylinders, der den Zündfunken empfängt, zugeführt werden. Ferner kann in einem Beispiel die erste Zündspule 206 eine andere Induktivität wie die zweite Zündspule 208 aufweisen.
Die Zündspulentreiber 202 und 204 sind in einem Zündspulenmodul 89 des Zündsystems enthalten, das oben auf oder in der Nähe der Zündkerze 92 angeordnet sein kann. Alternativ können die Treiber 202 und 204 in der Steuerung 12 enthalten sein. Eine elektrische Energiespeichervorrichtung 220 liefert elektrischen Strom an die erste Zündspule 206. Die zweite Zündspule 208 erhält selektiv Strom über den zweiten Zündspulentreiber 204. Die elektrische Energiespeichervorrichtung 220 liefert elektrischen Strom an die zweite Zündspule 208.
Die Zündkerze 92 kann elektrische Energie von der ersten Zündspule 206 und/oder der zweiten Zündspule 208 erhalten. Die Zündkerze 92 umfasst eine erste Elektrode 260 und eine zweite Elektrode 262. Die zweite Elektrode 262 kann in ständiger elektrischer Verbindung mit Masse 240 sein. Ein Zündfunken kann sich über einen Spalt 250 entwickeln, wenn ein elektrischer Potentialunterschied zwischen der ersten Elektrode 260 und der zweiten Elektrode 262 vorhanden ist. Auf diese Weise liefern die Zündspulen 206 und 208 elektrische Energie zur Zündkerze 92. Die Zündkerze 92 kann die Verbrennung in dem Motorzylinder auslösen, wenn die Zündspulen 206 und 208 entladen werden.
Das System der 1 und 2 sorgt für die Zufuhr eines Zündfunkens an einen Motor, umfassend: einen Motor mit einem Zylinder; ein Zündsystem mit zwei Zündspulen, die elektrisch mit einer einzelnen Zündkerze gekoppelt sind, wobei die einzelne Zündkerze in dem Zylinder ist; und eine Steuerung mit ausführbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um die Schließzeit der zwei Zündspulen auf einen Stand zu erhöhen, bei dem die Magnetfeldstärken jeder der zwei Zündspulen innerhalb einer vorbestimmten Feldstärke (z. B. innerhalb von 90 % einer gesättigten Zündspulen-Feldstärke, beschrieben in Weber/Meter²) der Spulensättigung in Reaktion auf einen ersten Vorfall einer Fehlzündung in dem Zylinder liegen. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um die Abgasrückführung zum Zylinder in Reaktion auf einen zweiten Vorfall einer Fehlzündung in dem Zylinder zu verringern, wobei der zweite Vorfall der Fehlzündung innerhalb einer tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem ersten Vorfall der Fehlzündung liegt. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um einen Energieverlust der Zündspule für den Zylinder anzuzeigen und weiterhin Luft und Kraftstoff in dem Zylinder in Reaktion auf die Abwesenheit eines dritten Vorfalls einer Fehlzündung in dem Zylinder zu verbrennen, wobei die Abwesenheit des dritten Vorfalls der Fehlzündung innerhalb einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem zweiten Vorfall der Fehlzündung liegt. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um einen Energieverlust der Zündspule für den Zylinder anzuzeigen und die Verbrennung von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder in Reaktion auf einen dritten Vorfall einer Fehlzündung in dem Zylinder einzustellen, wobei der dritte Vorfall der Fehlzündung innerhalb einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem zweiten Vorfall der Fehlzündung liegt. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um die Kraftstoffzufuhr zum Zylinder in Reaktion auf den dritten Vorfall der Fehlzündung einzustellen. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um die Zufuhr von Energie zu den zwei Zündspulen in Reaktion auf den dritten Vorfall der Fehlzündung in dem Zylinder einzustellen.
Bezugnehmend auf 3 sind nun Diagramme von beispielhaften Zündspulen-Diagnosesequenzen gezeigt. Die Signale sind für das System der 1 und 2. Die Sequenz der 3 basiert auf dem Verfahren der 4. Die Diagramme sind zeitlich abgestimmt und treten zur gleichen Zeit auf. Das Zeichen SS in der horizontalen Achse jedes Diagramms stellt eine Zeitunterbrechung dar. Die Zeitunterbrechung kann lang oder kurz sein. Vertikale Markierungen T0–T11 stellen Zeiten von besonderem Interesse während der Sequenz dar. Alle Diagramme sind für einen einzelnen Zylinder eines Motors.
Das erste Diagramm von oben in der 3 ist ein Diagramm von Anzeigen einer Zylinderfehlzündung für einen Motorzylinder gegenüber der Zylinderzyklusanzahl für den Zylinder. Die vertikale Achse stellt die Zylinderfehlzündungsanzeige für den Zylinder dar. Die horizontale Achse stellt die Zylinderzyklusanzahl für den Zylinder dar. Eine Anzeige einer Zylinderfehlzündung (z. B. Verbrennung von Luft und Kraftstoff tritt nicht ein oder späte Teilverbrennung) wird angezeigt, wenn die Kurve auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt.
Das zweite Diagramm von oben in der 3 ist ein Diagramm der Zündspulen-Schließzeit (z. B. eine Zeitdauer, in der die zwei Zündspulen geladen werden) für Zündspulen, die elektrische Ladung zu einer Zündkerze des Zylinders liefern, gegenüber dem Zylinderzyklus des Zylinders. Die vertikale Achse stellt die ZündungsSchließzeit für die Zündspulen, die elektrische Ladung zu einer Zündkerze des Zylinders liefern, dar und die Schließzeit steigt in der Richtung der vertikalen Achse. Die horizontale Achse stellt die Zylinderzyklusanzahl für den Zylinder dar. Die horizontale Linie 302 stellt eine Zündspulen-Schließzeit dar, über der eine Magnetfeldstärke der Zündspulen gesättigt ist. In manchen Beispielen weisen die zwei Zündspulen unterschiedliche Werte der Schließzeit auf, welche die jeweiligen Zündspulen sättigt. Mit anderen Worten: die Zündspule liefert ihre volle Magnetfeldstärke, wenn die Schließzeit bei 302 oder größer ist.
Das dritte Diagramm von oben in der 3 ist ein Diagramm des AGR-Stroms zum Zylinder gegenüber der Zylinderzyklusanzahl des Zylinders. Die vertikale Achse stellt den AGR-Strom zum Zylinder dar. Der AGR-Strom steigt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse an. Die horizontale Achse stellt die Zylinderzyklusanzahl des Zylinders dar.
Das vierte Diagramm von oben in der 3 stellt den Kraftstoffeinspritzungszustand für den Zylinder gegenüber der Zylinderzyklusanzahl des Zylinders dar. Die vertikale Achse stellt den Kraftstoffeinspritzungszustand dar und Kraftstoff wird eingespritzt, wenn die Kurve auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Kein Kraftstoff wird in den Zylinder eingespritzt, wenn die Kurve nahe der horizontalen Achse liegt. Die horizontale Achse stellt die Zylinderzyklusanzahl des Zylinders dar.
Das fünfte Diagramm von oben in der 3 stellt den Energieverlustzustand der Zündspule für die Zündspulen, die Energie zur Zündkerze des Zylinders liefern, gegenüber der Zylinderzyklusanzahl des Zylinders dar. Die vertikale Achse stellt den Energieverlustzustand der Zündspule dar und eine oder beide Zündspulen ist bzw. sind geschwächt, wenn die Kurve auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Die Zündspulen sind nicht geschwächt, wenn die Kurve nahe der horizontalen Achse liegt. Die horizontale Achse stellt die Zylinderzyklusanzahl des Zylinders dar.
Zu einem Zeitpunkt T0 wird kein Energieverlust der Zündspule angezeigt und keine Zylinderfehlzündung wird angezeigt. Die ZündungsSchließzeit liegt auf einem mittleren Niveau und die AGR-Durchflussrate liegt bei einem höheren Niveau. Die Kraftstoffeinspritzung ist aktiv und der Zylinder verbrennt Luft und Kraftstoff bei jedem Motorzyklus.
Zu einem Zeitpunkt T1 wird ein Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder angezeigt. Ein Vorfall einer Zylinderfehlzündung kann in Reaktion auf eine Abnahme der Motorbeschleunigung, einer Ionenmessung oder einer Abnahme des Zylinderdrucks angezeigt werden. In einem Beispiel liegt ein Fehlzündungsvorfall vor, wenn ein Schwellenwertprozentsatz an Fehlzündungen in einem Zylinder während einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders auftritt. In einem weiteren Beispiel ist ein Zylinderfehlzündungsvorfall eine oder mehrere Fehlzündung(en) in einem Motorzylinder mit weniger als einer vorbestimmten Anzahl von Nichtfehlzündungen in dem Zylinder zwischen den Zylinderfehlzündungen. Wenn zum Beispiel die vorbestimmte Anzahl von Nichtfehlzündungen zehn ist, kann ein Fehlzündungsvorfall beinhalten, dass ein Zylinder zwanzig Mal fehlzündet, mit zehn oder weniger Fehlzündungen zwischen den zwanzig Fehlzündungen. Die ZündungsSchließzeit ist unverändert und die AGR strömt mit der gleichen Rate wie bei Zeitpunkt T0. Kraftstoff wird in die Motorzylinder eingespritzt und der Motor verbrennt Luft und Kraftstoff. Die Zündspulen werden nicht als geschwächt angezeigt.
Zu einem Zeitpunkt T2 wird die ZündungsSchließzeit in Reaktion auf die Anzeige eines Zylinderfehlzündungsvorfalls auf einen Wert größer als bei 302 erhöht. Die AGR strömt weiterhin mit der gleichen Rate und Kraftstoff wird in den Zylinder eingespritzt. Die Zündspulen werden nicht als geschwächt angezeigt. Die Zündspulen-Schließzeit wird erhöht, um mehr als genug Energie zu den Zündspulen zu liefern, um ein im Wesentlichen stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gemisch (z. B. ein Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb von +0.75 von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für den Zylinder) mit der aktuellen AGR-Menge oder AGR-Rate in dem Zylinder zu zünden, wenn die Zündspulen wie gewünscht oder erwartet arbeiten. Wenn eine oder beide Zündspule(n) geschwächt ist bzw. sind, ist möglicherweise nicht ausreichend Funkenenergie vorhanden, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zu zünden. Die ZündungsSchließzeit wird auf eine Zeitdauer erhöht, die das Magnetfeld der Zündspule auf einen Wert innerhalb einer Schwellenwert-Feldstärke oder vollen Feldstärke oder Leistung erregt. Alternativ oder zusätzlich kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors angefettet werden (z. B. um 1,5–2 Luft-Kraftstoff-Verhältnisse), um die Zündfähigkeit zu verbessern und die Wirkung der AGR in Bezug auf die Zündfähigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder zu verringern.
Zu einem Zeitpunkt T3 tritt ein zweiter Zylinderfehlzündungsvorfall auf. In diesem Beispiel tritt der zweite Zylinderfehlzündungsvorfall während eines nächsten Zyklus des Zylinders auf, aber in anderen Beispielen kann der zweite Zylinderfehlzündungsvorfall nach einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen des Zylinders auftreten. Die ZündungsSchließzeit bleibt auf ihrem erhöhten Niveau und die AGR strömt mit der gleichen Rate wie bei Zeitpunkt T1 zum Zylinder. Kraftstoff wird in den Zylinder eingespritzt und ein Energieverlust der Zündspule ist nicht gegeben.
Zu einem Zeitpunkt T4 wird die dem Zylinder zugeführte AGR-Menge verringert. Die AGR-Menge wird verringert, um zu bestimmen, ob eine der Zündspulen die Leistung aufweist, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zu zünden, wenn der Zylinder eine geringere AGR-Menge aufweist. Durch Verringern der AGR-Menge kann bestimmt werden, ob eine der zwei Zündspulen immer noch funktioniert, ohne dass die Zündspulen einzeln kontrolliert werden müssen. Wenn zum Beispiel der AGR-Strom zum Zylinder verringert wird, wodurch eine Verdünnung der Ladung des Zylinders verringert und die Zündfähigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs erhöht wird, und der Zylinder erneut fehlzündet, dann kann auf Grundlage des Fehlzündungsvorfalls bestimmt werden, dass beide Zündspulen geschwächt sind. Wenn der Zylinder jedoch zündet, zeigt dies an, dass ein Verringern des AGR-Stroms zum Zylinder die Zündfähigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs ausreichend erhöht, so dass eine einzelne, nicht geschwächte Zündspule die Leistung aufbringt, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch des Zylinders zu zünden. Somit kann bestimmt werden, dass eine Zündspule nicht geschwächt ist. Dies steht im Gegensatz zu steigenden Schließzeitn jeder Spule, um ausreichend Energie bereitzustellen, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in Anwesenheit der AGR zu zünden, was Erkenntnisse liefert, um zu bestimmen, ob beide Zündspulen nicht geschwächt sind, wenn der Zylinder zündet, aber das Steigern der Schließzeit jeder Zündspule bietet nicht ausreichend Informationen, um zu bestimmen, ob eine Zündspule nicht geschwächt ist, da eine Zündspule wie gewünscht funktionieren könnte, wenn die Fehlzündung angezeigt wird, wenn die AGR-Durchflussrate hoch ist, da ein großer AGR-Strom zum Zylinder eine Zündung des Gemischs über eine geringere Energiemenge, die von einer einzelnen Zündspule geliefert wird, verhindern kann. Folglich kann es möglich sein, in weniger Zylinderzyklen zu bestimmen, ob eine Zündspule funktionsfähig ist oder nicht, da die Funktion jeder Spule nicht getrennt über einzelne Spulenbefehle in verschiedenen Zylinderzyklen bewertet wird. Die ZündungsSchließzeit bleibt auf einem Niveau größer als bei 302. Kraftstoff wird in den Zylinder eingespritzt und ein Energieverlust der Zündspule wird nicht angezeigt.
Zu einem Zeitpunkt T5, nach einer Zeitunterbrechung in der Größenordnung von N Motorzyklen, was eine Verringerung des AGR-Stroms zum Zylinder ermöglicht, wird ein weiterer Zylinderfehlzündungsvorfall angezeigt. Die ZündungsSchließzeit liegt immer noch bei einer höheren oder längeren Zeitdauer. Der AGR-Strom zum Zylinder ist unterbrochen und der Kraftstoffzufluss zum Zylinder ist nicht deaktiviert. Ein Energieverlust der Zündspule wird nicht angezeigt.
Zu einem Zeitpunkt T6 wird ein Energieverlust der Zündspule in Reaktion auf die Zylinderfehlzündungsanzeige angezeigt, nachdem der AGR-Strom zum Zylinder verringert wurde. Der Kraftstoffzufluss zum Zylinder wird unterbrochen, um den Zylinder zu deaktivieren, so dass die Verbrennung im Zylinder endet. Außerdem wird die ZündungsSchließzeit auf Null eingestellt, so dass kein Zündfunken zum Zylinder zugeführt wird. Somit ist der Zylinder deaktiviert, so dass die Verbrennung im Zylinder endet. Zusätzliche Fehlzündungsvorfälle werden in dem Zylinder nicht angezeigt. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der übrigen Zylinder kann auf eine magere Stöchiometrie eingestellt werden, nachdem der Energieverlust der Zündspule angezeigt wurde, so dass die Katalysatortemperatur nicht ansteigt, während Luft durch den deaktivierten Zylinder strömt.
Auf diese Weise kann ein Energieverlust der Zündspule bestimmt werden. Weiterhin kann der Motorzylinder deaktiviert werden, wenn ein Energieverlust der Zündspule vorliegt, um Bedingungen abzumildern, die als Ergebnis des Energieverlusts der Zündspule auftreten können.
Zu einem Zeitpunkt T7 und bei Zylinderzyklusanzahl 1000 beginnt eine zweite beispielhafte Sequenz. Eine Zylinderfehlzündung wird nicht angezeigt, die ZündungsSchließzeit ist gering und die AGR-Durchflussrate liegt auf einem mittleren Niveau. Kraftstoff in den Zylinder ist aktiv und ein Energieverlust der Zündspule wird nicht angezeigt.
Zu einem Zeitpunkt T8 wird ein Zylinderfehlzündungsvorfall für den Zylinder zum ersten Mal angezeigt, da der Motor gestoppt wurde. Die ZündungsSchließzeit liegt auf einem mittleren Niveau und die AGR-Durchflussrate liegt auf einem mittleren Niveau. Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder ist aktiviert und die Zündspule wird nicht als geschwächt angezeigt.
Zu einem Zeitpunkt T9 wird die ZündungsSchließzeit in Reaktion auf die Fehlzündung bei Zeitpunkt T8 auf einen Wert über 302 erhöht. Die AGR strömt weiterhin auf dem gleichen Niveau wie bei Zeitpunkt T8 und Kraftstoff wird weiterhin in den Zylinder eingespritzt. Die Zündspulen werden nicht als geschwächt angezeigt. Somit wird die ZündungsSchließzeit für einen nächsten Verbrennungsvorgang im Zylinderzyklus 1002 angepasst.
Zu einem Zeitpunkt T10 wird ein zweiter Zylinderfehlzündungsvorfall für den Zylinder im Zylinderzyklus 1002 angezeigt. Die ZündungsSchließzeit ist größer als bei 302 und der AGR-Strom ist weiterhin auf dem gleichen Niveau wie bei Zeitpunkt T8. Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder bleibt aktiv und ein Energieverlust der Zündspule wird nicht angezeigt.
Zu einem Zeitpunkt T11 wird die AGR-Durchflussrate zum Motorzylinder in Reaktion auf den zweiten Zylinderfehlzündungsvorfall in dem Zylinder seit dem Motorstopp verringert. Die Zündspule wird nicht als geschwächt angezeigt und die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder geht weiter. Die ZündungsSchließzeit bleibt auf einem Niveau über 302.
Zu einem Zeitpunkt T12, nach einer Zeitunterbrechung in der Größenordnung von K Motorzyklen, was eine Verringerung des AGR-Stroms zum Zylinder ermöglicht, wird ein Energieverlust der Zündspule in Reaktion auf die Abwesenheit einer Fehlzündung in dem Zylinder während des Zylinderzyklus K angezeigt. Somit verbrennt der Zylinder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in Zykluszahl K wie erwartet. Kraftstoffzufluss in den Zylinder bleibt aktiviert und der AGR-Strom zum Zylinder wird in Reaktion auf die Anzeige eines Energieverlusts der Zündspule angehalten. Die ZündungsSchließzeit bleibt auf einem erhöhten Niveau. Der Zylinder arbeitet nach Zeitpunkt T12 weiter und verbrennt Luft und Kraftstoff, so dass der Motor eine deutliche Leistung bereitstellen kann, wenn dies angefordert wird. Die Anzeige von Zylinderfehlzündungsvorfällen kann vermieden werden, indem die Zylinder-AGR-Rate verringert wird.
Auf diese Weise kann ein Energieverlust einer Zündspule bestimmt werden, während ebenfalls bestimmt wird, dass eine zweite der zwei Zündspulen nicht geschwächt ist. Somit kann der Motorzylinder unter Bedingungen betrieben werden, so dass der Zylinder weiterhin arbeiten kann, um ein gewünschtes Ausmaß an Motordrehmoment bereitzustellen.
Bezugnehmend auf 4 wird nun ein Verfahren zur Diagnose eines Zündsystems, das Energie zu einer einzelnen Zündkerze in einem Zylinder über zwei Zündspulen zuführt, gezeigt. Das Motor- und Zündsystem kann ähnlich zu dem Motor- und Zündsystem sein, das in 1 und 2 gezeigt ist. Zusätzlich können zumindest Teile des Verfahrens der 4 als ausführbare Anweisungen in dem System der 1 und 2 enthalten sein. Weiterhin können zumindest Teile des Verfahrens der 4 Handlungen sein, die in der physischen Welt ausgeführt werden, um Zündungs- und Motorbetrieb umzusetzen. Das Verfahren der 4 kann auf Zündspulen für alle Motorzylinder angewandt werden. Die erste Zündspule kann die Zündspule 206 der 2 sein und die zweite Zündspule kann die Zündspule 208 der 2 sein.
Bei 402 beurteilt das Verfahren 400, ob ein Fehlzündungsvorfall für den Motorzylinder während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen des Zylinders beobachtet wurde. In einem Beispiel kann ein Fehlzündungsvorfall in dem Motorzylinder darauf basieren, dass ein Druck in dem Zylinder unter einem Schwellenwertdruck liegt. In einem anderen Beispiel kann ein Fehlzündungsvorfall in dem Motorzylinder darauf basieren, dass eine Motorbeschleunigung während des Arbeitstakts des Zylinders unter einer Schwellenwertbeschleunigung liegt, oder auf einer Ionensensorrückmeldung basieren. Die Motorbeschleunigung kann aus der Motorkurbelwellenposition bestimmt werden. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass ein Fehlzündungsvorfall beobachtet wurde, ist die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht weiter zu 404. Ansonsten ist die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht weiter zu 420.
Bei 420 betätigt das Verfahren 400 die zwei Zündspulen, die elektrische Energie zu der Zündkerze des Zylinders zuführen, mit einer Schließzeit, die in dem Speicher der Steuerung gespeichert ist. Die Schließzeit kann eine vorbestimmte Schließzeit sein, die während der Entwicklung des Fahrzeugs empirisch bestimmt wurde. Alternativ kann die Schließzeit eine Zeit sein, die auf Grundlage von Motor- und Zündspulenbetriebsbedingungen, wie oben beschrieben, angepasst wurde. Die Schließzeit wird aus dem Speicher abgerufen und Strom wird den zwei Zündspulen über die Schließzeit zugeführt, während der Motor dreht und Luft und Kraftstoff verbrennt. Das Verfahren 400 geht weiter zu ENDE.
Bei 404 erhöht das Verfahren 400 die Schließzeit der zwei Zündspulen auf eine Schließzeit, die die zwei Zündspulen sättigt (z. B. eine Schließzeit, über welcher das Magnetfeld der Zündspule nicht weiter verstärkt wird oder ansteigt). Die Schließzeit einer Zündspule wird erhöht, indem eine Zeitdauer, in der Strom mit einer Batteriespannung zu der Zündspule zugeführt wird, erhöht wird, ohne dass der Strom von der Batterie über einen Schalter oder eine andere Vorrichtung begrenzt wird. Die Induktivität der ersten Zündspule kann sich von der Induktivität der zweiten Zündspule unterscheiden. Somit kann die Schließzeit der ersten Zündspule größer oder kleiner als die Schließzeit der zweiten Zündspule sein. Alternativ kann die Schließzeit erhöht werden, so dass sie innerhalb einer SchwellenwertSchließzeit einer Schließzeit, bei der die Zündspule gesättigt ist, liegt (z. B. achtzig Prozent einer Schließzeit, bei der die Zündspulen gesättigt sind). Durch Erhöhen der Schließzeit kann es möglich sein, zwischen einer Fehlzündung in dem Zylinder aufgrund eines Energieverlusts der Zündspule und anderen Fehlzündungsursachen zu unterscheiden (z. B. Fehlzündung aufgrund höherer Werte der Zylinderladungsverdünnung), oder dass das duale Zündspulensystem so konstruiert ist, dass es eine Verbrennung bei hohen Zylinderladungs-Verdünnungsraten bezüglich eines Motors ohne externe AGR oder andere Verfahren erhöhter Zylinderladungsverdünnung ermöglicht. Insbesondere kann die Schließzeit auf eine Zeitdauer erhöht werden, bei der die Fehlzündung beseitigt sein sollte, solange kein Energieverlust der Zündspule vorliegt. Mit anderen Worten: Die Schließzeit kann erhöht werden, um eine übermäßige Ladungsverdünnung, die nicht erwartet war, zu überwinden. Die Schließzeit kann für den nächsten Zylinderzyklus nach dem Zylinderzyklus, in dem die Fehlzündung erfasst wurde, erhöht werden, so dass eine Anwesenheit oder Abwesenheit einer Fehlzündung innerhalb von zwei aufeinanderfolgenden Zylinderzyklen bestimmt werden kann. Alternativ kann die Schließzeit der Zündspulen in Reaktion auf eine Veränderung im Schwellenwertprozentsatz der Zylinderfehlzündungen für den Zylinder über eine vorbestimmte tatsächliche Gesamtanzahl von Zündungsereignissen in dem Zylinder erhöht werden (z. B. eine Anzahl von Zylinderzyklen, in denen die Zündspulen entladen werden). Das Verfahren 400 geht weiter zu 406.
Bei 406 beurteilt das Verfahren 400, ob ein Fehlzündungsvorfall auftritt, nachdem die Schließzeit der Zündspule in Reaktion auf den bei 402 bestimmten Fehlzündungsvorfall erhöht wurde. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass ein Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder auftritt, ist die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht weiter zu 408. Ansonsten ist die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht weiter zu 430.
Bei 430 verringert das Verfahren 400 die Schließzeit für jede der zwei Zündspulen, die elektrische Energie zu der Zündkerze des Zylinders zuführen, nachdem die Schließzeit bei 404 erhöht wurde. Die Schließzeit jeder der zwei Zündspulen kann schrittweise über eine Vielzahl von Zyklen des Zylinders verringert werden, bis eine Fehlzündung in dem Zylinder beobachtet wird. Die Schließzeit, die keinen Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder direkt vor der Schließzeit, die zu einem Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder führte, verursacht, wird im Speicher gespeichert und das Verfahren 400 geht weiter zu 432.
Bei 432 addiert das Verfahren 400 eine vorbestimmte Zeitdauer zur Schließzeit, die bei 430 bestimmt wurde, so dass ein Fehlzündungsvorfall aufgrund einer kurzen Schließzeit vermieden werden kann. Wenn die Schließzeit bei 430 zum Beispiel 2 Millisekunden beträgt, können 50 Mikrosekunden zu den 2 Millisekunden addiert werden, um einen Schließzeitwert von 2,05 Millisekunden zu erzeugen. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit eines Fehlzündungsvorfalls aufgrund kurzer Schließzeit verringert werden. Die neue Schließzeit, einschließlich der vorbestimmten Zeitdauer, wird im Speicher zur Verwendung, wenn bei aktueller Motordrehzahl und Last gearbeitet wird, gespeichert. Das Verfahren 400 geht weiter zu ENDE.
Bei 408 betätigt das Verfahren 400 die zwei Zündspulen, die elektrische Energie zu der Zündkerze des Zylinders zuführen, mit der bei 404 beschriebenen Schließzeit. Die Schließzeiten bleiben auf einem erhöhten Niveau, um bei der Bestimmung zu helfen, ob ein Energieverlust der Zündspule oder der Zündschaltung vorliegt. Das Verfahren 400 geht weiter zu 410.
Bei 410 verringert das Verfahren 400 den AGR-Strom zum Zylinder. Wenn die AGR über ein AGR-Ventil in den Ansaugkrümmer des Motors eingeleitet wird, kann der AGR-Strom zu allen Motorzylindern verringert werden. In einem Beispiel wird ein AGR-Ventil, das AGR zum Ansaugkrümmer des Motors zuführt, geschlossen, um die AGR zum Zylinder zu verringern. Zusätzlich kann in manchen Beispielen die Ventilzeitsteuerung für den Zylinder angepasst werden, um eine Überlagerung von Einlass- und Auslassventil zu verringern, um die interne AGR zu verringern. Das Verfahren 400 geht weiter zu 412.
In manchen Beispielen kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder angefettet werden, um die Möglichkeit der Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder zu erhöhen, bevor oder zur gleichen Zeit, wenn die zum Zylinder zugeführte AGR verringert wird. Eine Anfettung des Luft-Kraftstoff-Gemisches kann eine verbesserte Umgebung für die Zündung bereitstellen.
Bei 412 beurteilt das Verfahren 400, ob ein Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder auftritt, nachdem das Luft-Kraftstoff-Gemisch des Zylinders angefettet wurde oder nachdem der AGR-Strom zum Zylinder auf unter einen Schwellenwert verringert wurde, nachdem ein Fehlzündungsvorfall in dem Zylinderzyklus bei 406 bestimmt wurde, oder ob der Prozentsatz an Fehlzündungen in dem Zylinder während einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders abgenommen hat. Das Verfahren 400 kann wieder beurteilen, ob ein Fehlzündungsvorfall in einem Zylinderzyklus auftritt, in dem die Zündspulen-Schließzeit erhöht wurde, nachdem der Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder bei 402 erfasst wurde. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass ein Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder auftritt oder ob der Prozentsatz an Fehlzündungen über eine vorbestimmte tatsächliche Gesamtanzahl von Zylinderzyklen nicht abnimmt, ist die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht weiter zu 440.
Ansonsten ist die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht weiter zu 414. Wenn die Antwort Ja ist und die Zylinder weiterhin fehlzünden, kann daraus abgeleitet werden, dass beide Zündspulen geschwächt sind. Falls die AGR über ein Ventil, das die AGR zum Ansaugkrümmer des Motors zuführt, verringert wird, kann das Verfahren 400 außerdem beurteilen, ob eine Fehlzündung nach einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen des Zylinders vorhanden ist, nachdem die AGR verringert wurde, um zu ermöglichen, dass der Ansaugkrümmer des Motors von der AGR gereinigt wird, bevor beurteilt wird, ob die Zylinderfehlzündung vorliegt. In einem Beispiel basiert die vorbestimmte Anzahl von Zylinderzyklen auf einer tatsächlichen Gesamtanzahl von Zylinderzyklen, um das Volumen des Ansaugkrümmers in die Motorzylinder einzuführen. Wenn die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerung in einer Zeit kürzer als ein Zylinderzyklus angepasst werden kann, um den AGR-Strom zum Zylinder anzupassen, kann das Verfahren 400 beurteilen, ob eine Zylinderfehlzündung während eines nächsten Zylinderzyklus, nachdem eine Fehlzündung vorher bestimmt wurde, vorhanden ist.
Bei 440 stellt das Verfahren 400 eine Anzeige eines Energieverlusts der Zündspule oder Zündschaltung bereit. Die Anzeige kann dem Fahrzeugfahrer auf einer Anzeige oder über ein Licht dargestellt werden. Das Verfahren 400 geht weiter zu 442, nachdem eine Anzeige eines Energieverlusts der Zündspule oder Zündschaltung bereitgestellt wurde.
Bei 442 verringert oder beendet das Verfahren 400 die Zufuhr von AGR zum Motorzylinder. Der AGR-Strom zu anderen Motorzylindern kann ebenfalls verringert werden, im Vergleich zu der Menge an AGR, die den Motorzylindern zugeführt wird, wenn der Energieverlust des Zündsystems nicht vorhanden ist. Der AGR-Strom kann durch teilweises oder vollständiges Schließen eines AGR-Ventils, das die AGR zu den Motorzylindern liefert, verringert werden. Das Verfahren 400 geht weiter zu 444.
Bei 444 stoppt das Verfahren 400 die Zufuhr von elektrischer Energie zu den zwei Zündspulen, die Hochspannung zu der Zündkerze des Zylinders liefern. Der Stromfluss zu den zwei Zündspulen kann durch Öffnen der Treiber in dem Zündsystem gestoppt werden. Das Verfahren 400 geht weiter zu 446.
Bei 446 betreibt das Verfahren 400 die übrigen Motorzylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch. Wenn der Motor beispielsweise ein Vierzylindermotor mit Zylindern 1–4 ist und der Zündungsschaltkreis des Zylinders Nummer 2 geschwächt ist, werden die Zylinder 1, 3 und 4 mit mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen betrieben, während der Energieverlust der Zündschaltung angezeigt wird. Durch Betreiben der Motorzylinder mit einem mageren Gemisch sind weniger Kohlenwasserstoffe in dem Katalysator des Motors verfügbar, so dass die Katalysatortemperatur nicht über eine Schwellenwerttemperatur ansteigt. Das Verfahren 400 geht weiter zu ENDE.
Bei 414 stellt das Verfahren 400 eine Anzeige eines Energieverlusts der Zündspule oder Zündschaltung bereit. Die Anzeige kann dem Fahrzeugfahrer auf einer Anzeige oder über ein Licht dargestellt werden. Das Verfahren 400 geht weiter zu 416, nachdem eine Anzeige eines Energieverlusts der Zündspule oder Zündschaltung bereitgestellt wurde.
Bei 416 verringert oder beendet das Verfahren 400 die Zufuhr von AGR zum Motorzylinder. Der AGR-Strom zu anderen Motorzylindern kann ebenfalls verringert werden, im Vergleich zu der Menge an AGR, die den Motorzylindern zugeführt wird, wenn der Energieverlust des Zündsystems nicht vorhanden ist. Der AGR-Strom kann durch teilweises oder vollständiges Schließen eines AGR-Ventils, das die AGR zu den Motorzylindern liefert, verringert werden. Das Verfahren 400 geht weiter zu 418.
Bei 418 führt das Verfahren 400 weiterhin für die bei 404 bestimmte SchwellenwertSchließzeit Strom zu den zwei Zündspulen zu. Die Abwesenheit eines Fehlzündungsvorfalls in dem Zylinder zeigt an, dass mindestens eine Spule oder ein Teil des Zündungsschaltkreises wie gewünscht arbeitet. Die längere Schließzeit bleibt aktiv, so dass der Motorzylinder weiterhin zündet. Somit kann der Motor mehr Leistung liefern, im Vergleich dazu, als der Zylinder durch Beenden der Verbrennung in dem Zylinder deaktiviert war. Dennoch wird ein Energieverlust der Zündspule angezeigt.
Somit kann das Verfahren 400 eine Anzeige eines Energieverlustes der Zündspule in nur drei aufeinanderfolgenden Zylinderfehlzündungen in dem gleichen Zylinder bereitstellen. Jedoch kann der Energieverlust der Zündspule als ein Prozentsatz an Fehlzündungen in einer tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen eines Zylinders bestimmt werden. Weiterhin können durch die Zündspule oder den Zündungsschaltkreis verursachte Fehlzündungen von Zylinderfehlzündungen im Zusammenhang mit der AGR unterschieden werden. Auf diese Weise können Zylinderfehlzündungen überwacht und kompensiert werden, um die Motorfunktion zu verbessern.
Das Verfahren der 4 bietet ein Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems, umfassend: Empfangen von Motordaten an einer Steuerung; Beurteilen einer Anwesenheit oder Abwesenheit eines dritten Fehlzündungsvorfalls in einem Zylinder auf Grundlage der Motordaten über die Steuerung; und Anzeigen eines Energieverlusts der Zündspule und Verbrennen von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder über die Steuerung in Reaktion auf die Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Zylinder während einer vorbestimmen Anzahl von Zyklen des Zylinders. Das Verfahren umfasst ferner Erhöhen der Schließzeit der zwei Zündspulen, die Energie zu einer einzelnen Zündkerze des Zylinders zuführen, über die Steuerung.
In manchen Beispielen umfasst das Verfahren, wo die Schließzeit in Reaktion auf einen ersten Fehlzündungsvorfall in dem Motorzylinder, wie bestimmt, über die Steuerung erhöht wird, bevor die Anwesenheit oder Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Motorzylinder während der vorbestimmten tatsächlichen Anzahl von Zyklen des Zylinders beurteilt wird. Das Verfahren umfasst, wo die Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Motorzylinder nach einer Anzeige eines zweiten Fehlzündungsvorfalls in dem Motorzylinder innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Verbrennungsvorgängen in dem Zylinder vor der vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders ist. Das Verfahren umfasst, wo die Schließzeit auf größer als einen Schwellenwert in Reaktion auf die erste Fehlzündung in dem Motorzylinder erhöht wird. Das Verfahren umfasst, wo die Anwesenheit oder Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls auf einer Motorbeschleunigung basiert. Das Verfahren umfasst, wo die Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls auf dem Druck im Zylinder basiert.
Das Verfahren der 4 bietet außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems, umfassend: Empfangen von Motordaten an einer Steuerung; Erhöhen einer Schließzeit von zwei Zündspulen, die Energie zu einer einzelnen Zündkerze eines Zylinders zuführen, über die Steuerung in Reaktion auf einen ersten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder während einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl der Zyklen des Zylinders; Verringern des AGR-Stroms zum Zylinder oder Anfetten eines Luft-Kraftstoff-Gemischs des Zylinders, während die Schließzeit über die Steuerung in Reaktion auf einen zweiten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder erhöht wird, wobei der zweite Fehlzündungsvorfall innerhalb der vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem ersten Fehlzündungsvorfalls vorkommt; und Anzeigen eines Energieverlusts der Zündspule und Verbrennen von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder über die Steuerung in Reaktion auf die Abwesenheit eines dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Zylinder innerhalb der vorbestimmen tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem ersten Fehlzündungsvorfall.
In manchen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Anzeigen des Energieverlusts der Zündspule und Einstellen der Verbrennung in dem Zylinder in Reaktion auf einen dritten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder innerhalb der vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem ersten Fehlzündungsvorfall über die Steuerung. Das Verfahren umfasst, wo das Einstellen der Verbrennung in dem Zylinder ein Einstellen der Kraftstoffzufuhr zum Zylinder umfasst. Das Verfahren umfasst, wo das Einstellen der Verbrennung in dem Zylinder ein Einstellen der Energiezufuhr zu den zwei Zündspulen umfasst. Das Verfahren umfasst ferner Betätigen der übrigen Motorzylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch in Reaktion auf den dritten Fehlzündungsvorfall über die Steuerung. Das Verfahren umfasst ferner Betätigen der übrigen Motorzylinder mit einem verringerten AGR-Strom in Reaktion auf den dritten Fehlzündungsvorfall über die Steuerung. Das Verfahren umfasst, wo die Schließzeit auf eine Schließzeit erhöht wird, bei der die Stärke des Zündspulen-Magnetfelds gesättigt ist.
Ein Fachmann wird anerkennen, dass die in 4 beschriebenen Routinen eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Als solches können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Ziele, Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern wird zur leichteren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Die hierin beschriebenen Verfahren und Sequenzen können über ausführbare Anweisungen bereitgestellt werden, die in einem nichtflüchtigen Speicher einer Steuerung in dem hierin beschriebenen System oder Systemen gespeichert sind. Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, wird ein einschlägiger Durchschnittsfachmann erkennen, dass einer oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden können, je nach konkret eingesetzter Strategie.
Hiermit ist die Beschreibung abgeschlossen. Durch das Lesen dieser Beschreibung wird sich der Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen vergegenwärtigen, ohne von der Idee und dem Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel können I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen arbeiten, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems, umfassend: Empfangen von Motordaten an einer Steuerung; Beurteilen einer Anwesenheit oder Abwesenheit eines dritten Fehlzündungsvorfalls auf Grundlage der Motordaten über die Steuerung; und Anzeigen eines Energieverlusts einer Zündspule und Verbrennen von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder über die Steuerung in Reaktion auf die Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Zylinder während einer vorbestimmen Anzahl von Zyklen des Zylinders.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Erhöhen der Schließzeit der zwei Zündspulen, die Energie zu einer einzelnen Zündkerze des Zylinders zuführen, über die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Schließzeit in Reaktion auf einen ersten Fehlzündungsvorfall in dem Motorzylinder, wie über die Steuerung bestimmt, erhöht wird, bevor die Anwesenheit oder Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Motorzylinder während der vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders beurteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Motorzylinder nach einer Anzeige eines zweiten Fehlzündungsvorfalls in dem Motorzylinder innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Verbrennungsvorgängen in dem Zylinder vor der vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders liegt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Schließzeit in Reaktion auf die erste Fehlzündung in dem Motorzylinder auf größer als einen Schwellenwert erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anwesenheit oder Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls auf einer Motorbeschleunigung basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anwesenheit oder Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls auf dem Druck im Zylinder basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erhöhen einer Schließzeit der zwei Zündspulen, die Energie zu einer einzelnen Zündkerze des Zylinders zuführen, über die Steuerung in Reaktion auf einen ersten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder während der vorbestimmen Anzahl von Zyklen des Zylinders; und Verringern eines AGR-Stroms zum Zylinder oder Anfetten eines Luft-Kraftstoff-Gemischs des Zylinders, während die Schließzeit in Reaktion auf einen zweiten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder über die Steuerung erhöht wird, wobei der zweite Fehlzündungsvorfall innerhalb einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem ersten Fehlzündungsvorfall liegt.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Anzeigen des Energieverlusts der Zündspule und Einstellen der Verbrennung in dem Zylinder in Reaktion auf die Anwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Zylinder innerhalb der vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem ersten Fehlzündungsvorfall über die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen der Verbrennung in dem Zylinder ein Einstellen der Kraftstoffzufuhr zum Zylinder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen der Verbrennung in dem Zylinder ein Einstellen der Energiezufuhr zu den zwei Zündspulen umfasst.
System zum Zuführen eines Zündfunkens an einen Motor, umfassend: einen Motor mit einem Zylinder; ein Zündsystem mit zwei Zündspulen, die elektrisch mit einer einzelnen Zündkerze gekoppelt sind, wobei sich die einzelne Zündkerze in dem Zylinder befindet; und eine Steuerung mit ausführbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um die Schließzeit der zwei Zündspulen in Reaktion auf einen ersten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder auf einen Stand zu erhöhen, bei dem die Magnetfeldstärken der zwei Zündspulen innerhalb einer Schwellenwert-Feldstärke der Magnetfeldstärkensättigung liegen.
System nach Anspruch 12, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um die Abgasrückführung zum Zylinder in Reaktion auf einen zweiten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder zu verringern, wobei der zweite Fehlzündungsvorfall innerhalb einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem ersten Fehlzündungsvorfall liegt.
System nach Anspruch 13, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um einen Energieverlust der Zündspule für den Zylinder anzuzeigen und weiterhin Luft und Kraftstoff in dem Zylinder in Reaktion auf die Abwesenheit eines dritten Fehlzündungsvorfalls in dem Zylinder zu verbrennen, wobei die Abwesenheit des dritten Fehlzündungsvorfalls innerhalb einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem zweiten Fehlzündungsvorfall liegt.
System nach Anspruch 13, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um einen Energieverlust der Zündspule für den Zylinder anzuzeigen und die Verbrennung von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder in Reaktion auf einen dritten Fehlzündungsvorfall in dem Zylinder einzustellen, wobei der dritte Fehlzündungsvorfall innerhalb einer vorbestimmten tatsächlichen Gesamtanzahl von Zyklen des Zylinders nach dem zweiten Fehlzündungsvorfall liegt.