DE102017112977A1 - Methode und system zur motorsteuerung - Google Patents

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Chris Paul Glugla
Michael Damian Czekala
Garlan J. Huberts
Gopichandra Surnilla
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Reduzieren einer Zündkerzenrußbelastung und einer Verbrennungskammerrußbelastung bereitgestellt, indem der Zündkerzenzeitpunkt gesteuert wird, während Wasser oder Waschfluid eingespritzt wird. Bei einem Beispiel wird Wasser oder Waschfluid während einer Drehmomentreduktion eingespritzt, während der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, um wenigstens einen Teil der Drehmomentreduktion bereitzustellen, während die Zündkerze und die Verbrennungskammer opportunistisch von Ruß gereinigt wird. Durch Reduzieren der Zündkerzenrußbelastung wird das Auftreten von Fehlzündungen reduziert, während das Auftreten von Vorzündungen durch Entkarbonisierung der Verbrennungskammer reduziert wird.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zur Verbesserung der Zündkerzen- und Verbrennungskammergesundheit durch Wassereinspritzung.
  • Allgemeiner Stand der Technik/Kurzdarstellung
  • Motorzündsysteme können eine Zündkerze zum Zuführen eines elektrischen Stroms an eine Verbrennungskammer eines funkengezündeten Motors enthalten, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden und eine Verbrennung einzuleiten. Auf Grundlage von Motorbetriebszuständen kann es zu einer Zündkerzenverschmutzung kommen, wobei sich eine Zündspitze der Zündkerze mit einem Fremdstoff wie 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 ist oder ersetzt wird. Beispielsweise kann die Zündkerze durch Betreiben des Motors unter Drehzahllastzuständen gereinigt werden, die die Zündkerzenspitzentemperatur ausreichend erhöhen und dadurch den angesammelten Ruß verbrennen. Allerdings können hohe Zündkerzenspitzentemperaturen zur Vorzündung von Kraftstoff führen. Eine Vermeidung von Vorzündungen wird bei Motoren erschwert, die Waschfluid einspritzen, um Klopfgrenzen und Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Insbesondere weist Methanol, das in dem Waschfluid enthalten ist, eine niedrigere Oberflächenzündtemperatur als Benzin auf, wodurch Methanol anfälliger für eine Vorzündung als Benzin ist, wenn die Zündkerzenspitzentemperaturen zu hoch sind. Dabei kann es schwierig sein, eine Zündkerze bereitzustellen, die einen Wärmebereich aufweist, der bei niedrigen Lasten heiß genug ist, um angesammelten Ruß abzubrennen, jedoch bei hohen Lasten kühl genug, um eine Vorzündung zu vermeiden.
  • Ein Beispiel zum Abschwächen von Zündkerzenverschmutzung und Vorzündung wird von Russell et al. in US 7,886,729 gezeigt. Dabei enthält ein Motorsystem zwei Zündkerzen in einem Motorzylinder, wobei jede Zündkerze in verschiedenen Wärmebereichen betrieben wird, um Fehlzündungen und Vorzündungen zu vermeiden. In Ansprechen auf eine Verbrennungskammertemperatur werden die Zündkerzen selektiv über einem Verschmutzungsbereich und unter einem für jede Zündkerze spezifischen Vorzündungsbereich betrieben. Die Verschmutzungs- und Vorzündungsbereiche jeder Zündkerze sind so gewählt, dass eine Zündkerze bei höheren Temperaturen betrieben werden kann und die andere Zündkerze bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Fehlzündung aufgrund von Zündkerzenverschmutzung und Vorzündung aufgrund hoher Zündkerzenspitzentemperaturen reduziert wird.
  • Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung potenzielle Probleme mit solchen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können sich die Verschmutzungsbereiche beider Zündkerzen über einen Bereich von Verbrennungskammertemperaturen überlappen. Das heißt, bei bestimmten Verbrennungskammertemperaturen kann keine Zündkerze eine zuverlässige Zündung bereitstellen. Um dieses Problem zu lösen, kann ein Motor-Controller schnell zwischen Betriebszuständen wechseln, um einen Betrieb bei diesen Temperaturen zu vermeiden, wobei allerdings eine schnelle Änderung der Motorbetriebszuständen zu Drehmomentstörungen und damit verbundenen Problemen führen kann. Wenn andererseits der Controller nicht schnell zwischen annehmbaren Betriebszuständen wechselt und im Verschmutzungsbereich beider Zündkerzen betrieben wird, können die Zündkerzen mit Ruß verschmutzt werden, was zu Zylinderfehlzündungsereignissen führt. Da dieses Motorsystem zwei Zündkerzen in einer Verbrennungskammer verwendet, steigen zudem Bauteilekosten und Motorkomplexität. Ferner kann eine Vorzündung durch das Vorhandensein von Kohlenstoffablagerungen in der Verbrennungskammer induziert werden.
  • Bei einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für einen Motor gelöst werden, umfassend in Ansprechen auf eine Drehmomentreduktionsanforderung, die empfangen wird, während eine vorhergesagte Motorrußbelastung höher als eine Schwellenrußbelastung ist, Einspritzen eines Fluids in einen Ansaugkrümmer und Einstellen des Funkenzündzeitpunkts auf Grundlage der Fluideinspritzung. Das Fluid kann Wasser oder Waschfluid enthalten. Auf diese Weise kann das Fluid verwendet werden, um die verschmutzte Zündkerze zu entkarbonisieren und das Auftreten von Motorfehlzündungen zu begrenzen und auch Ablagerungen aus einer Verbrennungskammer zu entkarbonisieren, um das Auftreten von Klopfen und Vorzündung zu begrenzen.
  • Als ein Beispiel kann ein Motor mit einer Zündkerze mit niedrigem Wärmebereich konfiguriert sein, um das Auftreten einer Vorzündung bei hohen Motordrehzahl- und Lastzuständen zu reduzieren. Dabei kann die Zündkerze mit niedrigem Wärmebereich nicht warm genug werden, um Rußablagerungen von einer verschmutzten Zündkerze abzubrennen. Unter Zuständen, wenn die Zündkerze gereinigt werden muss (wie etwa wenn die Zündkerzenrußbelastung höher als ein Schwellenwert ist) und/oder wenn die Verbrennungskammer gereinigt werden muss (wie etwa wenn die Verbrennungskammerrußbelastung höher als ein Schwellenwert ist), kann daher eine Menge an Waschfluid (einschließlich Wasser und Methanol) eingespritzt werden, um die Zündkerze und die Verbrennungskammer zu entkarbonisieren. Da die Waschfluideinspritzung die Verbrennungsrate verlangsamt, werden Klopfen und Vorzündung reduziert, so dass der Motor mit mehr Zündvorverlegung betrieben werden kann. Somit kann während des Einspritzens des Fluids der Zündzeitpunkt beibehalten oder vorverlegt werden. Durch Vorverlegen des Zündzeitpunkts wird mehr Wärme in der Verbrennungskammer zurückgehalten, wodurch die auf die Zündkerze und die Verbrennungskammer übertragene Wärme erhöht wird, wodurch die angesammelten Rußablagerungen verbrannt werden. Der Motor-Controller kann auch feststellen, ob eine bevorstehende Drehmomentreduktionsanforderung vorliegt, wie etwa aufgrund eines Getriebeschaltvorgangs. Wenn dies der Fall ist, kann die Fluideinspritzung während der Getriebeschaltung opportunistisch durchgeführt werden, was eine Verringerung der Motordrehmomentausgabe und eine gleichzeitige Reinigung der Rußbelastung ermöglicht. Die eingespritzte Fluidmenge kann auf Grundlage des Ausmaßes der Rußbelastung auf der Zündkerze oder der Verbrennungskammer, einer Wahrscheinlichkeit einer anomalen Verbrennung aufgrund einer Vorzündung, eines Klopfens oder einer Fehlzündung, und wenn die Einspritzung während einer Drehmomentreduktion durchgeführt wird, der gewünschten Drehmomentreduktion eingestellt werden. Die eingespritzte Fluidmenge kann erhöht werden, wenn die Zündkerzen- oder Verbrennungskammerrußbelastung ansteigt und/oder wenn die gewünschte Drehmomentreduktion zunimmt. Durch Einspritzen des Fluids während der Getriebeschaltung kann der Motor entkarbonisiert werden, während der Bedarf an Funkenverzögerung während der Drehmomentreduktion gesenkt wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert wird. In einigen Beispielen kann zusätzlich zur Einstellung der eingespritzten Waschfluidmenge eine Einspritzrate auf Grundlage der Rußbelastung, des gewünschten Ausmaßes der Drehmomentreduktion, der Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung, eines Auftretens von Klopfen usw. eingestellt werden. Zum Beispiel können höhere Einspritzraten verwendet werden, um die Zündkerze und die Verbrennungskammer bei höheren Rußbelastungen zu entkarbonisieren. Die Menge und die Rate der Waschfluideinspritzung kann auch auf Grundlage des Methanolgehalts des Waschfluids eingestellt werden, um die erhöhte Neigung von Methanol für eine Vorzündung (aufgrund ihrer niedrigeren Oberflächenzündtemperatur) zu berücksichtigen. Während das obige Beispiel die Einspritzung von Waschfluid erörtert, kann in alternativen Beispielen die Rußbelastung durch Einspritzen von Wasser angegangen werden.
  • Auf diese Weise kann eine Wasser- oder Waschfluideinspritzung verwendet werden, um eine Zündkerzenrußverschmutzung zu reduzieren und das Auftreten von Fehlzündungen zu begrenzen. Darüber hinaus kann die Verbrennungskammer von Kohlenstoffablagerungen gereinigt werden, wodurch das Auftreten von Vorzündungen begrenzt wird. Der technische Effekt des Einspritzens von Wasser oder Waschfluid während eines Drehmomentreduktionsereignisses ist, dass die Motordrehmomentausgabe mit einem reduzierten Bedarf an Funkenverzögerung reduziert werden kann, während eine Zündkerze und eine Verbrennungskammer gleichzeitig gereinigt werden. Insbesondere absorbiert das eingespritzte Wasser oder Methanol Verbrennungswärme, was die Verbrennungsrate verlangsamt. Aufgrund der verlangsamten Verbrennungsrate wird die Drehmomentabgabe reduziert, wodurch der Funkenverzögerungsverbrauch reduziert und der Kraftstoffverbrauch verbessert wird. Gleichzeitig kann das eingespritzte Wasser (und Methanol) verdampfen, um Dampf zu bilden, der die Zündkerze und die Verbrennungskammer reinigen kann. Die Einspritzung von Waschfluid oder Wasser ermöglicht auch den Betrieb des Motors mit mehr Zündvorverlegung, so dass mehr Wärme im Zylinder zurückgehalten werden kann, wodurch die Entkarbonisierungseffizienz verbessert wird. Durch Reinigen der Zündkerzen- und Verbrennungskammerablagerungen wird eine anomale Verbrennung durch Fehlzündung, Klopfen und Vorzündung reduziert. Zudem wird die Zündkerzenlebensdauer verlängert.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie ist nicht dafür vorgesehen, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, dessen Schutzumfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der detaillierten Beschreibung folgen. Weiterhin beschränkt sich der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen, die irgendwelche der oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile beheben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Motorsystems, das zum Einspritzen von Kraftstoff und Fluid in einen Motor konfiguriert ist.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm hohen Niveaus, das eine Routine darstellt, die implementiert werden kann, um die Zündkerzenrußbelastung unter Verwendung von Wasser- oder Waschfluideinspritzung zu reduzieren.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Routine darstellt, die implementiert werden kann, um die Zündzeitpunkt- und Fluideinspritzeinstellungen einzustellen.
  • 4 zeigt Beispieleinstellungen, die verwendet werden können, um Waschfluid opportunistisch einzuspritzen und eine Zündkerzenrußbelastung zu reduzieren.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Reduzieren einer Zündkerzen- und Verbrennungskammerrußbelastung in einem Motor, wie etwa in dem Motor von 1. Zusätzlich zu Kraftstoff kann der Motor dazu konfiguriert sein, während ausgewählter Zustände ein zusätzliches Fluid, wie etwa Wasser oder Waschfluid, in eine Verbrennungskammer oder in den Ansaugkrümmer einzuspritzen. Ein Motor-Controller kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine auszuführen, wie etwa die Beispielroutinen von 2–3, um die Rußbelastung zu reduzieren, indem der Zündzeitpunkt beim Einspritzen von Wasser oder Waschfluid eingestellt wird. Eine Menge, ein Zeitpunkt und eine Durchflussrate der Fluideinspritzung können in Ansprechen auf Motorbetriebszuständen und Waschfluidalkoholgehalt eingestellt werden. Der Controller kann das Fluid gleichzeitig mit einer Drehmomentreduktionsanforderung opportunistisch einspritzen, so dass die Fluideinspritzung sowohl zur Reduktion einer Motordrehmomentausgabe als auch zur Erzeugung von Dampf verwendet werden kann, um die Zündkerze und die Verbrennungskammer von Kohlenstoffablagerungen zu reinigen. Ein beispielhafter Rußbelastungsreduktionsvorgang ist unter Bezugnahme auf 4 gezeigt. Auf diese Weise kann die Zündkerzenrußbelastung effektiver reduziert werden.
  • 1 zeigt ein Motorsystem 100 für ein Fahrzeug. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann das Motorsystem 100 als Teil eines Antriebssystems für einen Personenkraftwagen enthalten sein. Das Motorsystem 100 enthält einen Motor 10, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst. 1 beschreibt einen solchen Zylinder oder eine solche Verbrennungskammer im Detail. Der Motor 10 kann Steuerparameter von einem Steuersystem einschließlich des Controllers 12 und eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 empfangen. Bei diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (der hier auch als „Verbrennungskammer“ bezeichnet werden kann) 14 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem mit wenigstens einem Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Starterelektromotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Startvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Motor 10 ist in einem Fahrzeugsystem gekoppelt, das ein Scheibenwischersystem enthält, das eine Reinigung einer Fahrzeugwindschutzscheibe 68 ermöglicht. Die Windschutzscheibe 68 kann eine vordere oder hintere Windschutzscheibe eines Fahrzeugs sein. Das Scheibenwischersystem enthält wenigstens einen Scheibenwischer 70, der von dem Wischermotor 72 betrieben wird. In Ansprechen auf eine Bedieneranforderung und auf Grundlage einer Eingabe von dem Controller 12 kann der Wischermotor 72 mit Energie versorgt werden, was bewirkt, dass der Wischer 70 mehrere Wischzyklen, auch als Wischbewegungen oder Gleitbewegungen bezeichnet, über die Windschutzscheibe 68 ausführt. Die Wischbewegungen oder Gleitbewegungen ermöglichen es dem Wischerblatt 71, Feuchtigkeit, Schmutz und Fremdpartikel von der Oberfläche der Windschutzscheibe 68 zu entfernen. Während des Betriebs des Wischermotors 72 und während das Wischerblatt 71 wischt, kann der Controller 12 auf Grundlage einer Anforderung von einem Fahrzeugführer, über die Wischereinspritzeinrichtung 74 intermittierend ein Wischerfluid (hier auch als Waschfluid bezeichnet) auf die Windschutzscheibe einspritzen oder spritzen. Waschfluid kann in einem Behälter 76 gespeichert werden, von wo es der Windschutzscheibe zugeführt wird. Wie hier ausgeführt, kann der Behälter 76 ferner mit dem Ansaugpassage und/oder den Motorzylindern gekoppelt sein. Zusätzlich zu der Verwendung für Windschutzscheibenwischzwecke ermöglicht dies, dass Waschfluid eingespritzt werden kann, um eine Zündkerzenrußbelastung zu reduzieren. Insbesondere kann das Waschfluid in den Ansaugkrümmer, insbesondere in den Ansaugpassage 246 stromabwärts einer Ansaugdrossel 262 während Zuständen hoher Rußbelastung eingespritzt werden, wodurch ermöglicht wird, dass das Waschfluid zur Reduktion einer Zündkerzenrußbelastung verwendet wird. Zusätzlich oder alternativ kann Waschfluid direkt über eine Direkteinspritzeinrichtung, wie etwa über die Direktkraftstoffeinspritzeinrichtung 266 oder eine dedizierte Direkteinspritzeinrichtung, in einen Motorzylinder eingespritzt werden, um eine Zündkerzenrußbelastung zu reduzieren. Das in dem Reservoir 76 gespeicherte Waschfluid kann eine Kombination aus Wasser und Alkohol, wie Methanol oder Isopropanol, enthalten. Das Waschfluid enthält jedoch kein Benzin. Dabei kann es erhebliche Unterschiede im Wasser:Alkohol-Gehalt des Waschfluids geben. Um zu ermöglichen, dass das Waschfluid zuverlässig verwendet wird, um eine Rußbelastung zu reinigen, ohne dass Motorfehlzündungsereignisse, wie etwa eine Vorzündung, verursacht werden, muss eine Zusammensetzung des Waschfluids bekannt sein. Während ausgewählter Zustände, wie etwa unmittelbar nach dem Nachfüllen des Waschfluidbehälters, kann die Waschfluidzusammensetzung geschätzt und im Speicher des Controllers aktualisiert werden. Bei einem Beispiel kann ein Ansaugsauerstoffsensor, wie etwa der Sensor 172, verwendet werden, um den Wasser-zu-Alkohol-Gehalt des Wischerfluids zu schätzen. Alternativ kann ein Abgassauerstoffsensor, wie etwa der Sensor 128, verwendet werden, um den Wasser-zu-Alkohol-Gehalt des Wischerfluids zu schätzen. Der Zylinder 14 kann Ansaugluft über eine Reihe von Ansaugluftpassagenn 242, 244 und 246 empfangen. Der Ansaugluftpassage 246 kann außer mit Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Ansaugpassagen eine Ladedruckvorrichtung wie einen Turbolader oder einen Lader enthalten. Beispielsweise zeigt 1 den mit einem Turbolader konfigurierten Motor 10, der einen Verdichter 274 enthält, der zwischen den Ansaugluftpassagenn 242 und 244 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 276, die entlang des Abgaspassagees 248 angeordnet ist. Der Verdichter 274 kann über eine Welle 280 wenigstens teilweise durch eine Abgasturbine 276 mit Leistung versorgt werden, wobei die Ladedruckvorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. Allerdings kann in weiteren Beispielen, wenn der Motor 10 mit einem Lader versehen ist, die Abgasturbine 276 wahlweise weggelassen werden, wobei der Verdichter 274 durch eine mechanische Eingabe von einem Elektromotor oder von dem Motor mit Leistung versorgt werden kann. Entlang einer Ansaugpassage des Motors kann eine Drossel 262, die eine Drosselklappe 264 enthält, um den Durchfluss und/oder den Druck der an die Motorzylinder gelieferten Ansaugluft zu ändern, vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Drossel 262 stromabwärts des Verdichters 274 positioniert sein oder alternativ stromaufwärts des Verdichters 274 vorgesehen sein.
  • Außer vom Zylinder 14 kann der Abgaspassage 248 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 empfangen. Der Abgassensor 128 ist mit dem Abgaspassage 248 stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 278 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 128 kann unter verschiedenen geeigneten Sensoren zur Bereitstellung einer Angabe des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wie etwa beispielsweise unter einem linearen Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal- oder Weitbereichs-Abgassauerstoff), einem Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO (wie dargestellt), einem HEGO (beheizten EGO) einem NOx- einem HC- oder einem CO-Sensor ausgewählt sein. Die Emissionssteuervorrichtung 278 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
  • Die Abgastemperatur kann durch einen oder mehrere Temperatursensoren (nicht gezeigt) gemessen werden, die sich im Abgaspassage 248 befinden. Alternativ kann die Abgastemperatur auf Grundlage von Motorbetriebszuständen wie Drehzahl, Last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR), Funkenverzögerung usw. abgeleitet werden. Ferner kann die Abgastemperatur durch einen oder mehrere Abgassensoren 128 berechnet werden. Es versteht sich, dass die Abgastemperatur alternativ durch eine beliebige Kombination von hier aufgeführten Temperaturschätzverfahren geschätzt werden kann.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Ansaugventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Zum Beispiel ist der Zylinder 14 in der Weise gezeigt, dass er wenigstens ein Ansaugtellerventil 250 und wenigstens ein Auslasstellerventil 256 enthält, die sich in einem oberen Gebiet des Zylinders 14 befinden. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 einschließlich des Zylinders 14 wenigstens zwei Ansaugtellerventile und wenigstens zwei Auslasstellerventile, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden, enthalten.
  • Das Ansaugventil 250 kann durch den Controller 12 über Nockenbetätigung über Nockenbetätigungssystem 251 gesteuert werden. Ähnlich kann das Auslassventil 256 durch den Controller 12 über das Nockenbetätigungssystem 253 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 251 und 253 können jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können ein oder mehrere Nockenprofilschaltsysteme (CPS-System) und/oder ein System mit variabler Nockenzeiteinstellung (VCT-System) und/oder ein System mit variabler Ventilzeiteinstellung (VVT-System) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL-System) nutzen, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu ändern. Der Betrieb des Ansaugventils 250 und des Auslassventils 256 können durch Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) und/oder Nockenwellenpositionssensoren 255 bzw. 257 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen kann das Ansaug- und/oder Auslassventil durch eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein Ansaugventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, enthalten. In weiteren Beispielen können die Ansaug- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem oder durch ein Aktuator- oder Betätigungssystem mit variabler Ventilzeiteinstellung gesteuert werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis, das das Verhältnis des Volumens, wenn der Kolben 138 beim unteren Totpunkt ist, zu dem, wenn er beim oberen Totpunkt ist, aufweisen. Bei einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis in dem Bereich von 9:1 bis 10:1. Allerdings kann das Verdichtungsverhältnis in einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, erhöht sein. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Wegen seiner Wirkung auf das Motorklopfen kann das Verdichtungsverhältnis ebenfalls erhöht sein, falls eine Direkteinspritzung verwendet wird.
  • In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 292 enthalten, um die Verbrennung zu einzuleiten. Unter ausgewählten Betriebsarten kann das Zündsystem 290 in Ansprechen auf ein Zündfunkenzeitpunktsignal ST vom Controller 12 über die Zündkerze 292 einen Zündfunken an die Verbrennungskammer 14 liefern. Das Zündsystem 290 kann ein Induktionsspulenzündsystem enthalten, bei dem ein Zündspulentransformator mit jeder Zündkerze des Motors verbunden ist. Wenn der Motor läuft, kann die Zündspitze der Zündkerze mit einem Fremdstoff, wie Ruß, überzogen werden, was zu einer Zündkerzenverschmutzung führt. Wenn die Zündkerze einmal verschmutzt ist, kann es ihr unmöglich sein, eine ausreichende Spannung bereitzustellen, um die Zylinderverbrennung auszulösen, was zu Fehlzündungsereignissen und sogar anomalen Verbrennungsereignissen wie Klopfen oder Vorzündung führt. Auf Grundlage der angesammelten Menge muss die Zündkerze regelmäßig gereinigt werden, um die Zündkerzenfunktion wiederherzustellen. Mehrere Verfahren zum Angehen der Reduktion einer Zündkerzenrußbelastung werden hier unter Bezugnahme auf 2 und 3 erörtert. Wie hier beschrieben, kann die Zündkerze durch Einspritzen von Wasser oder Waschfluid, durch Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl des Motors und/oder durch Vorverstellen des Zündfunkenzeitpunkts entkarbonisiert werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einem oder mehreren Einspritzeinrichtungen zur Bereitstellung von Kraftstoff konfiguriert sein. Zylinder 14 ist ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 266 und 270 enthaltend gezeigt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 266 ist direkt mit dem Zylinder 14 gekoppelt gezeigt, um proportional zu der Impulsbreite des vom Controller 12 über den elektronischen Treiber 268 empfangenen Signals FPW-1(Kraftstoffimpulsbreite 1) Kraftstoff direkt darein einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 266 etwas bereit, das als Direkteinspritzung (nachfolgend auch als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Obgleich 1 die Einspritzeinrichtung 266 als eine Seiteneinspritzeinrichtung zeigt, kann sie sich ebenfalls über dem Kolben wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 292 befinden. Eine solche Position kann wegen der niedrigeren Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholgrundlage beim Betrieb des Motors mit einem Kraftstoff auf Alkoholgrundlage die Mischung und Verbrennung verbessern. Alternativ kann sich die Einspritzeinrichtung über dem und in der Nähe des Ansaugventils befinden, um die Mischung zu verbessern. Der Kraftstoff kann von einem Hochdruckkraftstoffsystem 8, das einen oder mehrere Kraftstofftanks 78, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoffschiene der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 266 zugeführt werden. Ferner, wenngleich nicht gezeigt, kann der Kraftstofftank 78 einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal an den Controller 12 bereitstellt. In einigen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 266 auch verwendet werden, um Wasser oder Waschfluid, das aus dem Behälter 76 angesaugt wird, direkt in die Verbrennungskammer des Zylinders 14 einzuspritzen.
  • Für eine Saugkanaleinspritzung des Kraftstoffs in den Ansauganschluss stromaufwärts des Zylinders 14 proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW-2 (Kraftstoffimpulsbreite 2), das von dem Controller 12 über einen elektronischen Treiber 271 empfangen wird, ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 270 mit dem Ansauganschluss des Zylinders 14 gekoppelt gezeigt. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 270 eine sogenannte Saugkanaleinspritzung (nachfolgend auch als „PFI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit.
  • Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen das Motorsystem mehrere mit jedem Zylinder gekoppelte Einspritzeinrichtungen enthalten kann, wie etwa mehrere Direkteinspritzeinrichtungen, mehrere Saugkanaleinspritzeinrichtungen oder wenigstens eine Direkteinspritzeinrichtung und eine Saugkanaleinspritzeinrichtung. Bei einem Beispiel kann die Saugkanaleinspritzeinrichtung verwendet werden, um Wasser oder Waschfluid zuzuführen, das von dem Behälter 76 in den Ansauganschluss stromaufwärts des Zylinders 14 angesaugt wird, während die Direkteinspritzeinrichtung verwendet wird, um dem Zylinder Kraftstoff, wie etwa Benzin, zuzuführen.
  • Kraftstoff kann dem Zylinder durch die Einspritzeinrichtung während eines einzigen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Ferner können/kann die Verteilung und/oder die relative Kraftstoffmenge, die von der Einspritzeinrichtung zugeführt wird, je nach Betriebszuständen, wie etwa der Luftladungstemperatur, variieren. Weiter können für ein einziges Verbrennungsereignis Mehrfacheinspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die Mehrfacheinspritzungen können während des Verdichtungshubs, des Ansaughubs oder einer geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Somit kann jeder Zylinder in ähnlicher Weise einen eigenen Satz von Ansaug-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzeinrichtung(en), Zündkerze usw. enthalten.
  • Die Kraftstofftanks 78 im Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoff unterschiedlicher Qualitäten, wie etwa unterschiedlicher Zusammensetzungen, aufnehmen. Diese Unterschiede können unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffmischungen, unterschiedliche Entflammbarkeitsgrenzen und/oder Kombinationen davon enthalten. Darüber hinaus können Charakteristiken des Kraftstoffs oder anderer Motoreinspritzfluide, die in dem Kraftstofftank aufgenommen sind, häufig variieren. Die täglichen Änderungen der Tanknachfüllung können somit zu häufig variierenden Kraftstoffzusammensetzungen führen, wodurch die von der Einspritzeinrichtung 266 zugeführte Kraftstoffzusammensetzung beeinflusst wird.
  • Zusätzlich zu den Kraftstofftanks kann das Kraftstoffsystem 8 auch einen Behälter 76 zum Aufnehmen zusätzlicher Fluide, wie etwa ein Klopfsteuerfluid, enthalten. Diese zusätzlichen Fluide können unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, wie etwa Alkohol, Alkoholgehalt, Wassergehalt usw. Das Fluid kann zur Klopfsteuerung verwendet werden und auch zum Entkarbonisieren einer Zündkerze. Bei einem Beispiel ist das Fluid eines von Wasser und Waschfluid, wobei das Waschfluid wenigstens Methanol enthält. Bei einem weiteren Beispiel könnten Klopfsteuerfluide mit unterschiedlichen Alkoholgehalten eines das Ethanol ist und ein anderes das Methanol ist, enthalten. Andere alkoholhaltige Waschfluide könnten ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Alkoholen, Wasser usw. sein. Bei einem weiteren Beispiel könnten Waschfluide, die in den Tanks 76 aufgenommen sind, zwei Alkoholmischungen enthalten, wobei das erste Waschfluid eine Wasser-Alkohol-Mischung mit einem niedrigeren Alkoholverhältnis als eine Wasser-Alkohol-Mischung eines zweiten Waschfluids mit einem größeren Alkoholverhältnis sein kann, wie etwa ein Waschfluid aus etwa 50 % Methanol als ein erstes Waschfluid und ein zweites Waschfluid aus etwa 75 % Methanol. Zusätzlich können sich das erste und das zweite Waschfluid auch in anderen Qualitäten unterscheiden, wie etwa einem Unterschied in Bezug auf Temperatur, Viskosität, Oktanzahl, latente Verdampfungsenthalpie usw.
  • Während der Behälter 76 als verschieden von dem einen oder den mehreren Kraftstofftanks 78 dargestellt ist, versteht es sich, dass in alternativen Beispielen der Behälter 76 einer von dem einen oder den mehreren Kraftstofftanks 78 sein kann. Der Behälter 76 kann mit der Direktoreinspritzeinrichtung 266 gekoppelt sein, sodass das Wischerfluid direkt in den Zylinder 14 eingespritzt werden kann. Ebenso kann der Behälter 76 mit einer dedizierten Fluideinspritzeinrichtung 270 gekoppelt sein, sodass das Wischerfluid direkt in den Zylinder 14 oder den Ansaugkrümmer über den Ansaugpassage 246 eingespritzt werden kann. Das Kraftstoffsystem kann auch einen Behälter zum Aufnehmen von Wasser enthalten, der mit der Direkteinspritzeinrichtung (oder einer dedizierten Fluideinspritzeinrichtung) gekoppelt ist, sodass Wasser direkt in den Zylinder oder den Ansaugkrümmer eingespritzt werden kann. Während einiger Zustände, wie während einer Motordrehmomentreduktion, kann ein Motor-Controller Wischerfluid oder Wasser in den Ansaugkrümmer stromabwärts der Ansaugdrossel einspritzen, um eine Zündkerze opportunistisch von Ruß zu reinigen, während auch wenigstens ein Teil der erforderlichen Drehmomentreduktion bereitgestellt wird. Es versteht sich, dass die Einspritzung von Wasser/Waschfluid verwendet werden kann, um von Ruß sowie anderen Stoffen zu reinigen, die in einer Verbrennungskammer (z.B. Kraftstoff, Öl) vorhanden sind. Außerdem versteht es sich, dass eine Einspritzung von Wasser/Waschfluid auch verwendet werden kann, um Bauteile in einer Verbrennungskammer (z.B. eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Luftansaug- und Auslassventile) von Ruß und anderen Stoffen zu reinigen.
  • Der Motor kann ferner einen oder mehrere Abgasrückführungspassagen umfassen, um wenigstens einen Teil des Abgases von dem Motorauslass zu dem Motoreinlass zu lenken. 1 zeigt ein Niederdruck-AGR-System (LP-AGR-System), eine alternative Ausführungsform kann jedoch nur ein Hochdruck-AGR-System (HP-AGR-System) oder eine Kombination von sowohl einem LP-AGR- als auch einem HP-AGR-System enthalten. Die LP-AGR wird durch den LP-AGR-Durchlass 249 von stromabwärts der Turbine 276 nach stromaufwärts des Verdichters 274 geleitet. Die Menge an LP-AGR, die an den Ansaugkrümmer bereitgestellt wird, kann durch den Controller 12 über das LP-AGR-Ventil 252 variiert werden. Das LP-AGR-System kann den LP-AGR-Kühler 258 enthalten, um beispielsweise Wärme von den AGR-Gasen an ein Motorkühlmittel abzuführen. Wenn das HP-AGR-System enthalten ist, kann es HP-AGR durch einen dedizierten HP-AGR-Durchlass (nicht gezeigt) von stromaufwärts der Turbine 276 nach stromabwärts des Verdichters 274 (und stromaufwärts der Ansaugdrossel 262) über einen HP-AGR-Kühler leiten. Die Menge an HP-AGR, die an den Ansaugkrümmer bereitgestellt wird, kann durch den Controller 12 über ein HP-AGR-Ventil (nicht gezeigt) variiert werden.
  • Während einiger Zustände kann das AGR-System verwendet werden, um die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Verbrennungskammer 14 zu regulieren. Somit kann es wünschenswert sein, den AGR-Massenstrom zu messen oder zu schätzen. Zum Beispiel können ein oder mehrere Sensoren 259 in dem LP-AGR-Durchlass 249 positioniert sein, um eine Angabe eines oder mehrerer von einem Druck, einer Temperatur und eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des durch den LP-AGR-Durchlass zurückgeführten Abgases bereitzustellen. Abgas, das durch den LP-AGR-Durchlass 249 geleitet wird, kann mit frischer Ansaugluft an einem Mischpunkt verdünnt werden, der sich an der Verbindungsstelle des LP-AGR-Durchlasses 249 und des Ansaugpassagees 242 befindet. In einigen Beispielen, in denen eine Luftansaugsystemdrossel (AIS-Drossel) 141 in dem Ansaugpassage 242 stromaufwärts des Verdichters 274 enthalten ist, kann durch Einstellen des LP-AGR-Ventils 252 in Koordinierung mit der Luftansaugsystemdrossel 141 kann eine Verdünnung des AGR-Stroms eingestellt werden.
  • Eine prozentuale Verdünnung des LP-AGR-Stroms kann aus der Ausgabe eines Sensors im Motoransauggasstrom abgeleitet werden. Beispielsweise kann ein Sensor 172, der stromabwärts des LP-AGR-Ventils 252 und stromaufwärts der Hauptansaugdrossel 262 angeordnet ist, verwendet werden, so dass die LP-AGR-Verdünnung an oder in der Nähe der Hauptansaugdrossel genau bestimmt werden kann. Der Sensor 172 kann beispielsweise ein Sauerstoffsensor sein. Zusätzlich kann während ausgewählter Zustände der Sensor 172 verwendet werden, um den Alkoholgehalt des dem Motor zugeführten Kraftstoffs sowie den Alkoholgehalt und die Zusammensetzung eines dem Zylinder 14 zugeführten Klopfsteuerfluids zu schätzen.
  • Der Motor 10 enthält ferner einen Klopfsensor 117 zum Erfassen und Differenzieren von Klopfen und Frühzünden. Die Ausgabe des Klopfsensors 117 kann verwendet werden, um einen Klopfzählerwert und einen Vorzündungszählerwert des Motors auf Grundlage der Ausgabe des Sensors in definierten Kurbelwinkelzeitfenstern zu bestimmen, wobei die Ausgabe bezogen auf entsprechende Schwellenwerte verglichen wird. Beispielsweise kann ein Klopfen auf Grundlage einer Schwingung mit niedrigerer Amplitude bestimmt werden, die kurz nach der Zündung in einem Zylinder erfasst wird, während eine Vorzündung auf Grundlage einer vor der Zündung im Zylinder erfassten Schwingung mit höherer Amplitude bestimmt wird.
  • Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, die Eingangs-/Ausgangs-Ports 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, das bei diesem speziellen Beispiel als ein Festwertspeicher-Chip 110 gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 112, einen Haltespeicher 114 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von einem Luftmassendurchflusssensor 122; einer Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 118 gekoppelten Temperatursensor 116; eines Profilzündungsansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (MAP) von einem Sensor 124. Das Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Noch andere Sensoren können Kraftstofffüllstandsensoren und Zusammensetzungssensoren enthalten, die mit dem/den Kraftstofftank(s) des Kraftstoffsystems gekoppelt sind. Der Controller 12 kann auch eine Bedieneranforderung zum Windschutzscheibenwischen über einen dedizierten Sensor (nicht gezeigt) empfangen. In Ansprechen auf die von den verschiedenen Sensoren empfangenen Signale kann der Controller verschiedene Motoraktuatoren betätigen. Beispielhafte Aktuatoren enthalten eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (und/oder Fluideinspritzeinrichtung) 266, einen Wischermotor 72, eine Wischereinspritzeinrichtung 74, eine Drossel 262, Nocken 251 und 253 usw. Zum Beispiel kann der Controller in Ansprechen auf eine einen Schwellenwert übersteigende Rußbelastung eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 266 oder eine dedizierte Fluideinspritzeinrichtung (nicht gezeigt) betätigen, um Wasser oder Waschfluid während einer bevorstehenden Drehmomentreduktion in den Zylinder 14 einzuspritzen, um die Rußbelastung zu reduzieren. Weiter kann die Wasser- oder Waschfluideinspritzung bei mäßigen und hohen Belastungen durchgeführt werden. Wenn die langsame Verbrennung, die aus der Fluideinspritzung resultiert, das Drehmoment reduziert, kann die Drossel geöffnet werden, um ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment beizubehalten. Der Speichermedium-Festwertspeicher 110 kann mit computerlesbaren Daten programmiert werden, die Anweisungen darstellen, die durch den Prozessor 106 ausführbar sind, um die nachfolgend beschriebenen Verfahren, sowie andere voraussichtliche Varianten, die allerdings nicht spezifisch aufgeführt sind, auszuführen. Beispielhafte Routinen, die durchgeführt werden können, werden unter Bezugnahme auf 2–3 näher erläutert. Auf diese Weise stellt das System von 1 einen Motor bereit, der einen Zylinder, eine erste Einspritzeinrichtung zum dem Zylinder Zuführen eines ersten Fluids (Kraftstoff), eine zweite Einspritzeinrichtung zum Zuführen eines zweiten Fluids (Wasser oder Waschfluid) stromaufwärts des Zylinders, ein Getriebe, das eine Vielzahl von Zahnrädern enthält, eine Zündkerze, einen Klopfsensor und einen Controller enthält. Der Controller kann mit computerlesbaren Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, um Wasser/Waschfluid in einen Zylinder einzuspritzen, während ein Zündverzögerung reduziert wird, um eine Motorrußbelastung zu verringern, wobei der Motorruß eine Zündkerzenrußbelastung und eine Verbrennungskammerrußbelastung enthält. Der Controller kann eine Rußbelastung der Zündkerze und/oder der Verbrennungskammer auf Grundlage von Motorbetriebszuständen modellieren, und in Ansprechen darauf, dass die Rußbelastung höher als eine Schwellenbelastung ist, kann der Controller das zweite Fluid einspritzen, während der Funkenzündzeitpunkt um einen kleineren Betrag vorverstellt wird, wenn ein Drehmomentreduktionsereignis vorhergesagt wird, und den Funkenzündzeitpunkt um einen größeren Betrag vorverstellen und eine kleinere Menge an Fluid einspritzen, wenn das Drehmomentreduktionsereignis nicht vorhergesagt wird.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Routine 200 zum Einstellen des Zündfunkenzeitpunkts sowie Kraftstoff-, Wasser- und/oder Waschfluideinspritzeinstellungen in Ansprechen auf Zündkerzenrußverschmutzung und/oder Verbrennungskammerrußansammlung. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der restlichen der hier enthaltenen Verfahren können durch einen Controller auf Grundlage von Anweisungen, die in einem Speicher des Controllers gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Motorsystems empfangen werden, wie etwa den oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren ausgeführt werden. Der Controller kann Aktuatoren des Motorsystems einsetzen, um die Motorbetriebs- und Betankungseinstellungen entsprechend den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 202 enthält das Verfahren Bestimmen von Motorbetriebszuständen, wie etwa Motordrehzahl, Pedalposition, Drehmomentanforderung des Betreibers, Umgebungsbedingungen (Umgebungstemperatur, Druck, Feuchtigkeit), Motortemperatur, Zündkerzenionisationsstromsignal, Motorabgastemperatur, Abgas/Kraftstoff-Verhältnis usw. Bei 203 werden die Kraftstoffeinspritzeinstellungen auf Grundlage der Motorbetriebszuständen bestimmt. Die Kraftstoffeinspritzeinstellungen können Kraftstoffeinspritzmenge, das Soll-Verbrennungsluft/Kraftstoff-Verhältnis, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, das Kraftstoffteilungsverhältnis (z.B. die Menge des gesamten Kraftstoffs, die über eine Direkteinspritzung in Bezug auf eine Saugkanaleinspritzung zugeführt werden soll, und/oder die Menge des gesamten Kraftstoffs, die über Ansaughubdirekteinspritzung in Bezug auf eine Kompressionshubdirekteinspritzung zugeführt werden soll) und Zeitpunkt der Zündkerzenzündung (hier auch als Zündfunkenzeitpunkt bezeichnet).
  • Bei 204 enthält das Verfahren Schätzen oder Vorhersagen einer Motorrußbelastung auf Grundlage von Motorbetriebszuständen. Die vorhergesagte Motorrußbelastung enthält eines von einer vorhergesagten Zündkerzenrußbelastung und einer vorhergesagten Verbrennungskammerrußbelastung. Die Zündkerzenrußbelastung kann auf Grundlage eines oder mehrerer von einer modellierten Zündkerzenspitzentemperatur, eines Motorzündfunkenzählerwerts und einem gemessenen Ionenleckstrom geschätzt oder vorhergesagt werden. Weiter kann die Rußbelastung auf Grundlage einer Dauer geschätzt werden, die seit einer letzten Zündkerzenreinigung verstrichen ist. Die Verbrennungskammerrußbelastung kann auf Grundlage eines oder mehrerer von einer modellierten Verbrennungskammertemperatur, eines Motorklopfzählwerts und eines Motorvorzündungszählwerts geschätzt oder vorhergesagt werden. Als ein Beispiel kann eine vorhergesagte Zündkerzenrußbelastung auf einem oder mehreren oder jedem von einer geschätzten oder gemessenen Zündkerzenspitzentemperatur, einer Verbrennungskammertemperatur und einer Zeitdauer, die im Betrieb bei einem gegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis und einer Motortemperatur verbracht wurde, basieren. Wenn beispielsweise eine Dauer eines überstöchiometrischen Motorbetriebs zunimmt, kann die vorhergesagte Rußbelastung zunehmen. Bei einem weiteren Beispiel kann die Menge an Zündkerzenruß auf Grundlage der Zündkerzenstromschaltzeit bestimmt werden. Dabei kann eine zunehmende Zündkerzenstromschaltzeit einen höheren Grad an Zündkerzenverschmutzung anzeigen. Bei einem weiteren Beispiel kann die Zündkerzenrußbelastung auf verschiedenen Charakteristiken eines Zündkerzenionisationsstromsignals basieren, wie etwa die Anzeige eines sekundären Stromflusses während einer Schließzeit („dwell“). Ebenso kann eine vorhergesagte Verbrennungskammerrußbelastung auf einem oder mehreren oder jedem von einer geschätzten oder gemessenen Zylinderinnentemperatur, einer Zeitdauer, die bei einem überstöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbracht wurde, und einer Zeitdauer, die seit einer letzten Reinigung der Verbrennungskammer verstrichen ist.
  • Das Ausmaß der Zündkerzenrußverschmutzung oder der Verbrennungskammerrußbelastung kann auch auf Grundlage einer Anzahl von Motorklopf-, Vorzündungs- und/oder Fehlzündungsereignissen, die in einem Zylinder über eine gegebene Zeitdauer stattfinden, geschätzt werden. Motorklopfen und Vorzündungen können auf Grundlage der Ausgabe eines Klopfsensors erfasst und differenziert werden. Die Motorfehlzündung kann auf Grundlage der Ausgabe eines Kurbelwellenbeschleunigungssensors bestimmt werden. Wenn der Fehlzündungszählwert eines Zylinders zunimmt, kann bestimmt werden, dass die Zündkerzenrußbelastung zunimmt und möglicherweise zu Verschmutzung führt. Wenn die Zündkerzenrußbelastung zunimmt, kann es für eine Zündkerze unmöglich sein, zuverlässig einen Funken zu der gewünschten Zeit bereitzustellen, was einen unzuverlässigen Verbrennungszeitpunkt verursacht (z.B. ein spätes Verbrennen), was zu einer Fehlzündung führt. Eine Zündkerzenrußbelastung kann auch durch Messung eines Ionenleckstroms bestimmt werden. Da sich leitfähige Kohlenstoffablagerungen auf der Zündkerze aufbauen, kann es zu einem gewissen Leckstrom aufgrund dessen kommen, dass die Kohlenstoffablagerungen Strom über die Zündkerze leiten. Somit kann in Ansprechen auf eine Erhöhung des Leckstroms bestimmt werden, dass die Zündkerze zunehmend mit Ruß verschmutzt wird, wobei der Anstieg an leitfähigen Kohlenstoffablagerungen zu einer erhöhten Leitung von Strom über die Zündkerze führt. Im Vergleich dazu kann, wenn der Klopfzählwert eines Zylinders zunimmt, bestimmt werden, dass die Verbrennungskammerrußbelastung zunimmt.
  • In weiteren Beispielen kann die Rußbelastung durch Abbilden von Zündkerzenspitzentemperaturen und Verbrennungskammertemperaturen bestimmt werden. Dabei kann ein Modell offener Schleifen auf Grundlage von Betriebszuständen verwendet werden, die die Zeit enthalten, die bei leichten Lasten verbracht wird (z.B. unter Schwellenbelastungen), die Zeit, die bei bestimmten ausgewählten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen verbracht wird, und die Zeit, die bei warmen bzw. kalten Motorzuständenverbracht wird. Dabei ist die Zündkerzenrußansammlung höher, wenn der Motor bei niedrigeren Lasten, bei überstöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen und bei kälteren Motorzuständen läuft. Im Vergleich dazu ist die Verbrennungskammerrußansammlung höher, wenn der Motor bei höheren Lasten und überstöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen läuft. Ein weiteres Motorverhalten kann in Form einer geschlossenen Schleife überwacht werden, um den Rußpegel zu schätzen, wie etwa die Angabe von Motorfehlzündungen (die auf eine Zündkerzenverschmutzung hinweist) oder ein übermäßiges Klopfen (was auf Verbrennungskammerablagerungen hinweist). Andere Zündkerzenverschmutzungserfassungsverfahren können eine direkte Messung (z.B. eine Ionenleckstrommessung) enthalten.
  • Bei 206 enthält das Verfahren Bestimmen, ob die geschätzte Rußbelastung eine Schwellenrußbelastung übersteigt. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob die geschätzte Zündkerzenrußbelastung höher als eine Schwellenrußbelastung ist, bei der es für die Zündkerze unmöglich sein kann, Kraftstoff zur Verbrennung zu zünden, oder ob die geschätzte Verbrennungskammerrußbelastung höher als eine Schwellenrußbelastung ist, bei der der Motor möglicherweise frühzündet oder klopft. Die Schwellenrußbelastung kann auf Grundlage eines Vorzündungszählwerts des Motors eingestellt werden, um dadurch einem Auftreten einer Vorzündung, die durch eine verschmutzte Verbrennungskammer induziert wird, zuvorzukommen. Dabei kann der Vorzündungszählwert des Motors die Neigung eines Motors (oder eines bestimmten Zylinders) für eine Vorzündung anzeigen. Somit kann die Schwellenrußbelastung reduziert werden, wenn der Vorzündungszählwert des Motors zunimmt. Ebenso kann die Schwellenrußbelastung auf Grundlage eines Zylinderfehlzündungszählwerts eingestellt werden, wobei der Schwellenwert in Ansprechen auf einen höheren Fehlzündungszählwert reduziert wird.
  • Wenn die geschätzte Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastung die entsprechende Schwellenrußbelastung nicht übersteigt, dann enthält das Verfahren bei 208 Beibehalten der bei 203 bestimmten Kraftstoffeinspritzeinstellungen und Betreiben des Motors gemäß den bestimmten Kraftstoffeinspritzeinstellungen. Beispielsweise kann Kraftstoff über eine Direkt- und/oder Saugkanaleinspritzung zu einem Zeitpunkt, der auf den Motorbetriebszuständen bei 203 basiert, eingespritzt werden.
  • Bei einem Beispiel kann in Ansprechen auf eine Drehmomentreduktionsanforderung, die empfangen wird, während die Motorrußbelastung niedriger als die Schwellenbelastung ist, die Kraftstoffeinspritzung entsprechend der Drehmomentreduktionsanforderung reduziert werden. Zusätzlich kann der Zündfunkenzeitpunkt verzögert werden. Die Routine endet dann.
  • Wenn die Zündkerzenrußbelastung (oder Motorrußbelastung) die Schwellenbelastung übersteigt, kann bei 209 bestimmt werden, ob die Wasser-/Waschfluidseinspritzungeintrittszustände gegeben sind. Die Eintrittszustände können als gegeben angesehen werden, wenn der Motor vollständig über der Kühlmittel- und der Öltemperaturschwelle erwärmt ist. Wenn dabei der Motor nicht vollständig erwärmt ist, kann er die langsame Verbrennung von der Wasser-/Waschfluideinspritzung nicht tolerieren, was zu Verbrennungsinstabilität führt. Bei der Bestätigung der Eintrittszustände für eine Wassereinspritzung enthält das Verfahren bei 210, Bestimmen ob Wasser oder Waschfluid für die Rußentfernung (von der Zündkerze und/oder der Verbrennungskammer) verfügbar ist. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob ein Behälter des Kraftstoffsystems zur Aufnahme des Fluids (wie etwa Behälter 76 von 1) Wasser oder Waschfluid darin aufweist. Wenn Waschfluid verfügbar ist, kann die Zusammensetzung des Waschfluids (einschließlich des Alkohol- oder Methanolgehalts des Fluids) abgerufen werden. Bei einem Beispiel kann die Zusammensetzung im Speicher des Controllers aktualisiert worden sein, wenn der Behälter wieder mit dem Fluid aufgefüllt wurde. Zusätzlich zur Bestimmung der Beschaffenheit des Fluids kann bestimmt werden, ob genügend Fluid vorhanden ist, um die Zündkerzenrußbelastung zu reduzieren. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob der Fluidfüllstand im Fluidbehälter höher als ein Schwellenwert ist. Der Schwellenwert kann wiederum auf Grundlage der Rußbelastung (bei 202 geschätzt) eingestellt werden. Wenn dabei der Fluidfüllstand im Behälter zu niedrig ist, ist es möglicherweise nicht möglich, die Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastung unter Verwendung von Wasser/Waschfluideinspritzung zu reduzieren. Es versteht sich, dass andere Klopfsteuerfluide (Ethanol, Methanol, Ethanol-Wasser-Gemische usw.) anstelle von Wasser oder Waschfluid verwendet werden können. Bei den folgenden Verfahren wird erwartet, dass entweder Wasser oder Waschfluid in einem Versuch injiziert wird, Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerverschmutzung zu reduzieren.
  • Wenn die Eintrittszustände für Wassereinspritzung nicht gegeben sind oder wenn kein Wasser/Waschfluid für eine Einspritzung verfügbar ist, dann können bei 212 ein oder mehrere alternative Ansätze (die nicht auf Fluid basieren) verwendet werden, um den Ruß von der Zündkerze und der Verbrennungskammer zu verbrennen. Als ein Beispiel kann der Zündfunkenzeitpunkt von dem maximalen Bremsmoment(MBT)-Zündzeitpunkt vorverstellt werden, um die Zündkerzenspitzentemperatur zu erhöhen, um die Zündkerzenrußbelastung zu verbrennen. Der erhöhte Zündvorverstellung kann auch mehr Wärme in der Verbrennungskammer beibehalten, wodurch die Kammertemperatur hoch genug ansteigt, um den Ruß zu verbrennen. Bei einem weiteren Beispiel kann die Leerlaufdrehzahl des Motors angehoben werden, um den zusätzlichen Ruß zu verbrennen.
  • Der Controller kann einen Betrag und eine Dauer der Zündvorverstellung bestimmen, die auf Grundlage von Motorbetriebszuständen angewendet werden, einschließlich einer oder mehrerer (oder jeder) von Ionensensorausgabe, geschätzter Rußbelastung, Motortemperatur, Motorlast, prozentualer AGR-Anteil, Feuchtigkeit, Oktanzahl des im Motor verbrannten Kraftstoffs, Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Luftladungstemperatur. Wenn zum Beispiel die Ionensensorausgabe über den Schwellenwert ansteigt (und die Angabe der Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerverschmutzung einen höheren Rußpegel anzeigt), kann der Betrag (oder der Grad) der angewendeten Zündvorverstellung erhöht werden. Zusätzlich oder wahlweise kann eine Zündvorverstellung für eine größere Anzahl von Verbrennungsereignissen angewendet werden. Als weiteres Beispiel kann der Zündfunkenzeitpunkt bei leichteren Motorlasten, wobei der Motor nicht Borderline-begrenzt ist, vom MBT-Zeitpunkt vorverstellt werden. Im Vergleich dazu kann, wenn der Motor Borderline-begrenzt ist, der Betrag an angewendeter Zündvorverstellung niedriger sein als bei bei einem Zustand mit leichterer Last. In einem weiteren Beispiel kann bei steigender Luftladungstemperatur der Grad der Zündvorverstellung verringert werden. Als ein weiteres Beispiel kann bei steigender Motortemperatur der Grad der Zündvorverstellung verringert werden. Als ein weiteres Beispiel kann bei steigender Menge (oder steigendem prozentualen Anteil) an AGR, die im Motor verwendet wird (d.h. steigender Motorverdünnung), der Grad der Zündvorverstellung erhöht werden. Als ein weiteres Beispiel bei steigender abgeleiteter Kraftstoffoktanzahl oder Ladefeuchtigkeit (z.B. Umgebungsfeuchtigkeit) des Motors, der Grad der Zündverstellung erhöht. Ferner kann der Grad der Zündvorverstellung auf Grundlage dessen eingestellt werden, ob der Motor Borderline-zündbegrenzt ist oder nicht, und ferner auf Grundlage, wie weit der Motor an Bordline-Zünden begrenzt ist. Daher können der Betrag und die Anzahl vorverstellter Zündereignisse derart gewählt werden, dass sie eine Zündkerzenspitzentemperatur ausreichend auf ein Niveau erhöhen, das es ermöglicht, einen signifikanten Anteil des angesammelten Rußes abzubrennen.
  • Bei einigen Beispielen kann ein Ionenerfassungssignal verwendet werden, um eine Menge an Wärme in der Zündkerze anzugeben oder abzuleiten. Ferner kann es möglich sein, einen Anstieg der Zündkerzenspitzentemperatur mit dem Ionensignal zu schätzen, was dann als ein Feedbackmechanismus verwendet werden kann, um den Grad an Zündvorverstellung und die Anzahl von Verbrennungsereignissen des Anwendens des ersten vorverstellten Zündzeitpunkts (und/oder des darauf folgenden Nenn-Zündzeitpunkts) zu variieren. Durch das Vorverstellen des Zündzeitpunkts kann mehr Wärme in dem Zylinder beibehalten werden, was zu heißeren Zündkerzen, Zylindern und Kraftstoffeinspritzeinrichtungsspitzen führt.
  • Der Grad an Zündvorverstellung, der angewendet wird, kann ebenfalls auf Grundlage einer Klopf- oder Vorzündungshistorie des Motors eingestellt werden, wie durch den Zählwert der Vorzündung und/oder des Klopfens des Motors angegeben. Falls der Motor zum Beispiel einen höheren Klopf- oder Vorzündungszählwert hat, kann bestimmt werden, dass der Motor eine höhere Neigung zum Klopfen oder zur Vorzündung aufweist. Um folglich die Wahrscheinlichkeit des Einleitens von Klopfen und/oder Vorzündung während des Reinigens der Zündkerze oder der Verbrennungskammer zu reduzieren, kann der Grad an Zündvorverstellung für ein erstes vorverstelltes Zündereignis verringert und/oder eine Anzahl an Zündvorverstellungsereignissen, die angewendet wird, reduziert werden. Ferner, falls der Motor klopft oder vorzündet, würde naturgemäß mehr Wärme in die Zündkerze gegeben. Daher wäre der Betrag an vorversetztem Zündzeitpunkt, der erforderlich ist, um die Zündkerzenspitzentemperatur zu erhöhen, niedriger.
  • Wenn genügend Fluid verfügbar ist, dann enthält das Verfahren bei 213 Bestimmen einer (anfänglichen) Menge an Wasser/Waschfluid, die auf Grundlage einer Rußbelastung über dem Schwellenwert eingespritzt werden soll. Zusätzlich kann eine Einspritzrate bestimmt werden. Die Einspritzmenge kann erhöht werden, wenn die Rußbelastung zunimmt.
  • Als nächstes enthält das Verfahren bei 214 Bestimmen, ob ein bevorstehendes Drehmomentreduktionsereignis erwartet wird. Bei einem Beispiel kann eine Drehmomentreduktionsanforderung aufgrund eines Getriebeschaltvorgangs und Traktionskontrolle empfangen werden. Der Controller kann eine Eingabe von einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung (wie etwa einem GPS) verwenden, die eine Eingabe bezüglich der Wetterbedingungen, der Straßenverhältnisse, der vorhergesagten Fahrstrecke und des Fahrverhaltens des Bedieners bereitstellt, um festzustellen, ob Traktionskontrolle erforderlich ist (wie etwa wenn Regen- oder Schneewetter vorhergesagt wird), oder wenn ein Getriebe-Hochschalten oder -Herunterschalten erwartet wird (wie etwa bei Fahrten auf Steigungen oder Gefällen). Bei einem weiteren Beispiel kann eine Drehmomentreduktion angefordert werden, um ein Motorbauteil vor einer Überhitzung zu schützen. Als ein Beispiel kann eine Motordrehmomentausgabe begrenzt sein, um ein Überhitzen von Bauteilen zu begrenzen (z.B. Katalysatorüberhitzung). Wenn hier ausführlich erläutert, kann, wenn ein bevorstehendes Drehmomentreduktionsereignis erwartet wird, ein Zeitpunkt der Wasser- oder Waschfluideinspritzung so eingestellt werden, dass er mit dem Drehmomentreduktionsereignis zusammenfällt, so dass wenigstens ein Teil der Einspritzung verwendet werden kann, um bei gleichzeitiger Entkarbonisierung der Zündkerze und/oder Verbrennungskammer das Motordrehmoment zu reduzieren. Ein Einspritzen des Steuerfluids kann ein Luft-Kraftstoff-Gemisch während der Verbrennung kühlen, was zu einer verlangsamten Verbrennung und einer Abnahme des Ausgabedrehmoments führt. Dabei reduziert dies den Betrag an Zündverzögerung, die während des Drehmomentreduktionsereignisses erforderlich ist, wodurch Kraftstoffverbrauchsvorteile bereitgestellt werden.
  • Wenn ein bevorstehendes Drehmomentreduktionsereignis nicht erwartet wird, enthält das Verfahren bei 216 Bestimmen, ob sich der Motor aktuell in einem Leerlaufzustand befindet. Der Motor kann sich in einem Leerlaufzustand befinden, wenn der Motor mit einer Leerlaufdrehzahl läuft, wobei der Drehmomentbedarf des Fahrers niedriger als ein Schwellenbedarf ist. Wenn der Motor aktuell nicht im Leerlauf ist, dann kann bei 218 die über einem Schwellenwert liegende Zündkerzenrußbelastung durch Einspritzen der bestimmten Menge an Wasser oder Waschfluid in die Verbrennungskammer bei der bestimmten Einspritzrate reduziert werden. Zusätzlich kann eine Ansaugdrosselöffnung vergrößert werden, um die Drehmomentanforderung des Fahrers beizubehalten. Ferner kann der Zündzeitpunkt während der Einspritzung eingestellt werden, wobei das Einstellen des Zündzeitpunkts Vorverstellen des Zündzeitpunkts während des Einspritzens von Wasser oder Waschfluid enthält. Der Zündzeitpunkt wird vorverstellt, um die Zündkerzenspitzentemperatur zu erhöhen, um die Zündkerzenrußbelastung zu verbrennen und die Wärmerückhaltung in der Verbrennung zu erhöhen, um die Ablagerungen in der Verbrennungskammer zu verbrennen. Zündvorverstellung ist klopfbegrenzt, und so kann Einspritzen eines Klopfsteuerfluids, wie etwa Wasser oder Waschfluid, den Betrag an Zündkerzenvorverstellung erweitern, der verwendet werden kann, bevor die Wahrscheinlichkeit eines Motorklopfens erhöht wird. Insbesondere kann eine Einspritzung von Wasser oder Waschfluid in die Verbrennungskammer eine Ladelufttemperatur in der Verbrennungskammer reduzieren, wodurch das Auftreten von Klopfen reduziert wird, wodurch die Zündvorverstellungsklopfgrenzen erweitert werden. Dies kann mehr Zündvorverstellung und damit höhere Zündkerzenspitzentemperaturen und eine verbesserte Reduktion der Zündkerzenrußbelastung ermöglichen. Zündung kann über die Nenn-Zündvorverstellungsklopfgrenze während einer Einspritzung von Wasser/Waschfluid vorverstellt werden. Wenn die Rate und/oder die Menge an Wasser- oder Waschfluideinspritzung erhöht werden/wird, werden die Zündvorverstellungsklopfgrenzen verbessert, und so kann ein erhöhter Betrag an Zündvorverstellung während der Einspritzung verwendet werden. Als Ergebnis steigt mit steigender Menge an Wasser/Waschfluid, die injiziert wird, der Betrag an Zündvorverstellung, die angewendet werden kann. Während ein Motor in einem Nicht-Leerlaufmotorzustand läuft und eine Zündkerzenrußbelastung über einem Schwellenwert liegt, kann auf diese Weise Wasser oder Waschfluid eingespritzt werden, während der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, um die Zündkerzenrußbelastung zu reduzieren.
  • Wenn sich der Motor gegenwärtig im Leerlaufzustand befindet, dann können/kann bei 220 die Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastung reduziert werden, indem der Zündzeitpunkt vom MBT vorverstellt und die Leerlaufdrehzahl des Motors erhöht wird, während die bestimmte Menge an Fluid bei der bestimmten Einspritzrate eingespritzt wird. Wenn die Verbrennungskammertemperatur ansteigt, steigt die Zündkerzenspitzentemperatur an. Aufgrund der erhöhten Leerlaufdrehzahl des Motors kann die Zündkerzenspitzentemperatur hoch genug werden, um den Ruß zu verbrennen. Der Grad der Erhöhung der Leerlaufdrehzahl des Motors und die Dauer des Betriebs mit der erhöhten Leerlaufdrehzahl können auf der geschätzten Rußbelastung basieren. Es versteht sich, dass die Wasser- oder Waschfluideinspritzmenge bei Leerlaufzuständen und leichten Motorlasten wesentlich geringer sein kann. Darüber hinaus kann der Controller bei Leerlauf während der Fahrt bei die Erhöhung der Leerlauf-und Kriechdrehzahl konservativ vorgehen. Bei einem Beispiel kann der Controller während der Fahrt ein Signal an das Bremsmodul senden, um den Bremsdruck zu erhöhen.
  • Zurück zu 214, wenn ein bevorstehendes Drehmomentreduktionsereignis bestätigt wird, geht die Routine weiter zu 222, wo eine Zündzeitpunkteinstellung berechnet wird, die erforderlich ist, um die erforderliche Drehmomentreduktion bei dem bevorstehenden Drehmomentreduktionsereignis bereitzustellen. Bei einem Beispiel kann die erforderliche Zündzeitpunkteinstellung erfordern, dass der Zündzeitpunkt um einen Betrag vom MBT verzögert wird, um Drehmoment um den gewünschten Betrag zu reduzieren. Bei steigendem Betrag an angeforderter Drehmomentreduktion kann der Zündverzögerungsbetrag erhöht werden. Durch Verzögerung des Zündzeitpunkts erfolgt die Verbrennung später im Kolbenzyklus, wodurch die Menge an Verbrennungsenergie reduziert wird, die zum Leistungshub beiträgt, wodurch das Motordrehmoment reduziert wird. Allerdings kann die Reinigungszeit gleich bleiben, um sicherzustellen, dass Ablagerungen entfernt werden. Der gleiche Ansatz kann auch verwendet werden, um die Verbrennungskammer zu reinigen. Es besteht möglicherweise eine Höchstgrenze für die Erhöhung der Leerlaufdrehzahl, wie etwa nicht über 1200 U/min.
  • Bei einem weiteren Beispiel kann nach einer Drehmomentreduktion von einem anfänglichen Drehmoment zu einem finalen Drehmoment (über dem Leerlauf) und mit einer Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastung über einer Schwelle Wasser oder Waschfluid eingespritzt werden, während der Motor beim finalen Drehmoment gehalten wird, dann kann ein Zündzeitpunkt vorverstellt werden, während Wasser oder Waschfluid eingespritzt wird, um die Rußbelastung zu reduzieren.
  • Bei 224 werden die Menge und die Rate des Wassers oder Waschfluids bestimmt, die während der bevorstehenden Drehmomentreduktion eingespritzt werden sollen. Dies enthält Aktualisieren (z.B. Erhöhen) der anfänglichen Menge und der anfänglichen Einspritzrate (die als eine Funktion der Rußbelastung bestimmt wurde) auf Grundlage der angeforderten Drehmomentreduktion. Wasser oder Waschfluid kann bei erhöhten Durchflussraten während einer vorhergesagten Drehmomentreduktion eingespritzt werden, um das Motordrehmoment auf eine gewünschte Motordrehmomentausgabe zu reduzieren, wodurch die Notwendigkeit reduziert wird, die Zündung zu verzögern, um Drehmoment zu reduzieren. Insbesondere absorbiert das eingespritzte Wasser oder Waschfluid Wärme, die bei Verbrennung entsteht, wodurch die Verbrennungsrate herabgesetzt wird. Aufgrund der herabgesetzten Verbrennungsrate wird die Drehmomentabgabe reduziert. Eine höhere Rate und Menge der Fluideinspritzung kann eine größere Drehmomentreduktion bewirken. Zusätzlich kann eine Wasser- oder Waschfluideinspritzung unter Dampfbildung verdampfen, um die Zündkerze und die Verbrennungskammer zu reinigen. Die Menge und die Rate der Fluideinspritzung kann auf Grundlage irgendeines von der vorhergesagten Motorrußbelastung und der Drehmomentreduktionsanforderung eingestellt werden, wobei die Rate und die Menge des eingespritzten Fluids erhöht werden, wenn die vorhergesagte Motorrußbelastung zunimmt und wenn eine größere Drehmomentreduktion angefordert wird. Die Einstellung der Fluideinspritzmenge und -rate wird in 3 ausführlicher erläutert.
  • Da eine Fluideinspritzung Drehmoment reduziert, wenn die Rate und/oder die Menge der Fluideinspritzung erhöht wird, kann der Betrag an Zündverzögerung, der erforderlich ist, um die angeforderte Drehmomentreduktion bereitzustellen, reduziert werden. Dies geschieht aufgrund einer Verlangsamung der Verbrennungsrate über die Einspritzung, was dazu führt, dass der Zündzeitpunkt nicht mehr an der richtigen Stelle ist, um das Drehmoment bereitzustellen. Daher enthält das Verfahren bei 226 Aktualisieren einer Zündzeitpunkteinstellung, die während der bevorstehenden Drehmomentreduktion vorgesehen ist. Dabei wird ein anfänglicher Betrag an Zündverzögerung, der auf Grundlage des gewünschten Betrags der Drehmomentreduktion (bei 222) bestimmt wird, verringert, wenn die Rate und/oder die Menge der Fluideinspritzung zunehmen/zunimmt. Bei einem Beispiel kann, wenn das Wasser oder Waschfluid während einer Drehmomentreduktion eingespritzt wird, gleichzeitig weniger Zündverzögerung erforderlich sein. Bei einem weiteren Beispiel kann das eingespritzte Wasser oder Waschfluid alleine die angeforderte Drehmomentreduktion bereitstellen, so dass der Zündzeitpunkt während der Einspritzung am MBT-Zeitpunkt beibehalten werden kann (d.h. keine Funkenverzögerung verwendet wird).
  • Bei 228 enthält das Verfahren Einstellen der Kraftstoffeinspritzeinstellungen für den Motor auf Grundlage der Wasser-/Waschfluideinspritzung. Aufgrund des Kohlenwasserstoffgehalts von Methanol (oder eines anderen Alkohols, der in Waschfluid vorhanden ist) kann das Methanol in dem Waschfluid, das in den Motor zum Reinigen der Zündkerze eingespritzt wird, auch als Kraftstoff verbrannt werden, was zu dem Motordrehmoment und dem Verbrennungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis beiträgt. Wenn nicht dafür kompensiert wird, kann die Waschfluideinspritzung zu einer Verringerung des Verbrennungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (d.h. einer Anreicherung) führen. Daher können die Kraftstoffeinspritzeinstellungen einschließlich der Kraftstoffeinspritzmenge und des Zeitpunkts so eingestellt werden, dass während der Verbrennungsereignisse weniger Kraftstoff gleichzeitig mit der Einspritzung von Waschfluid eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis (z.B. Stöchiometrie) während der bevorstehenden Drehmomentreduktion zu erreichen. Der Controller kann Anweisungen zum Einstellen einer Einspritzung des Kraftstoffs in Ansprechen auf den Alkoholgehalt und der Einspritzmenge des Waschfluids enthalten, wobei die Einspritzung des Kraftstoffs verringert wird, wenn das Einspritzen des Waschfluids zunimmt. Bei einem Beispiel enthält der Kraftstoff Benzin, wie etwa eine Benzin-Ethanol-Mischung, während das Waschfluid Methanol enthält, wie etwa eine Methanol-Wasser-Mischung.
  • Bei 230 kann während der Drehmomentreduktion die aktualisierte Menge an Wasser oder Waschfluid in die Verbrennungskammer mit der aktualisierten Durchflussrate eingespritzt werden. Während der Drehmomentreduktion können die aktualisierte Zündzeitpunkteinstellung und die aktualisierten Kraftstoffeinspritzeinstellungen angewendet werden.
  • Bei einigen Beispielen können/kann während und nach der Wasser- oder Waschfluideinspritzung die Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastung kontinuierlich unter Verwendung eines oder mehrerer der zuvor erörterten Verfahren (wie etwa Zündkerzenionisationsstrom, Häufigkeit von Klopfen und Fehlzündungen usw.) geschätzt werden und der Fortschritt der Zündkerzen- und/oder der Verbrennungskammerreinigung kann überwacht werden. Bei weiteren Beispielen kann nach dem Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerreinigen eine im Speicher des Controllers gespeicherte Nachschlagtabelle auf Grundlage des Ausmaßes der Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastungsreinigung, das während der Drehmomentreduktion mit der bestimmten Menge und Injektionsrate erreicht wird, aktualisiert werden. Bei nachfolgenden Zündkerzenreinigungsroutinen können/kann die Fluideinspritzmenge und/oder -rate auf Grundlage des Gelernten aktualisiert werden. Bei einem Beispiel können, wenn die Zündkerze nicht angemessen gereinigt wurde, die Wasser- oder Waschfluideinspritzeinstellungen während einer nachfolgenden Iteration der Routine aktualisiert (z.B. erhöht) werden. Bei einem weiteren Beispiel können, wenn die Zündkerzenrußbelastung schneller als geschätzt angemessen reduziert wurde, Wasser- oder Waschfluideinspritzeinstellungen während einer nachfolgenden Iteration der Routine aktualisiert (z.B. verringert) werden, um Wasser oder Waschfluid zu sparen. Die Routine endet dann.
  • Bei weiteren Beispielen kann nach der Reinigung die Wirksamkeit der Reinigung beurteilt werden. Zum Beispiel kann in Ansprechen auf eine reduzierte Tendenz des Zylinders nach Einspritzen von Waschfluid bei Temperaturen, die verwendet werden, um den Zylinder zu entkarbonisieren, zu klopfen oder vorzuzünden, bestimmt werden, dass die Reinigungsprozedur wirksam war. Ebenso kann in Ansprechen auf eine reduzierte Tendenz des Zylinders nach Einspritzen von Waschfluid bei Temperaturen, die verwendet werden, um den Zylinder zu entkarbonisieren, fehlzuzünden, bestimmt werden, dass die Reinigungsprozedur wirksam war.
  • Bei einigen Beispielen kann zusätzlich eine Leerlaufdrehzahl des Motors auf Grundlage der Vorhersage eines vorherigen Drehmomentreduktionsereignisses eingestellt werden. Beispielsweise kann nach einem Drehmomentreduktionsereignis von einem anfänglichen Drehmoment zu einem finalen Leerlaufdrehmoment die Leerlaufdrehzahl des Motors erhöht werden. Bei einem weiteren Beispiel kann ein Controller nach einer Drehmomentreduktion von einem anfänglichen Drehmoment zu einem finalen Drehmoment, wobei das endgültige Drehmoment Leerlauf enthält, und während eine Zündkerzenrußbelastung über einer Schwelle liegt, Wasser oder Waschfluid in den Motor einspritzen, während der Motor bei dem finalen Drehmoment gehalten wird, um wenigstens einen Teil der Rußbelastung zu reduzieren. Danach kann der Zündzeitpunkt vorverstellt werden, während Wasser oder Waschfluid eingespritzt wird, um die Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastung weiter zu reduzieren.
  • 3 zeigt eine beispielhafte Routine 300 zum Bestimmen der Einspritzrate von Wasser oder Waschfluid (oder einem anderen alkoholhaltigen Steuerfluid), um eine Zylinderbrennkammer von Ablagerungen zu reinigen. Die Einspritzeinstellungen können eingestellt werden, um die Vorzündungsneigung von Methanol in Waschfluid aufgrund dessen niedrigerer Oberflächenzündtemperatur relativ zu Kraftstoff (wie etwa Benzin) zu berücksichtigen. Die Einspritzeinstellungen können auch eingestellt werden, wenn die Einspritzung während eines Motordrehmomentreduktionsereignisses durchgeführt wird, wie etwa während eines Getriebeschaltvorgangs oder während Fahrzeugtraktionskontrolle. Bei einem Beispiel kann die Routine von 3 als Teil der Routine von 2 ausgeführt werden (wie bei Schritt 224 und/oder 213). Die Routine von 3 kann auch verwendet werden, um die Fluideinspritzraten und -mengen für andere Ereignisse als Drehmomentreduktionen zu bestimmen, wie etwa bei Schritten 218 oder 220 von 2.
  • Bei 304 wird eine Konzentration von Methanol in dem Waschfluid bestimmt. Der Methanolgehalt des Waschfluids kann auf Grundlage von beispielsweise der Ausgabe eines Abgassauerstoffsensors oder eines Ansaugsauerstoffsensors geschätzt werden. Es versteht sich, dass Waschfluid einen anderen Alkohol als Methanol (z.B. Isopropanol) enthalten kann, und wenn ja, kann der Alkoholgehalt des Fluids in ähnlicher Weise bestimmt werden.
  • Bei 306 wird eine anfängliche Rate und Menge an Waschfluideinspritzung für eine bevorstehende Drehmomentreduktion bestimmt. Die anfängliche Menge kann (z.B. unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, die im Speicher des Controllers gespeichert ist) auf Grundlage von Motorbetriebszuständen, bestimmten Methanolkonzentration von Waschfluid, gewünschter Drehmomentreduktion, Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerrußbelastung und Art der Drehmomentreduktion (z.B. Getriebeschaltvorgang, Traktionskontrolle usw.) bestimmt werden. Die Rate und die Menge der Steuerfluideinspritzung können in Ansprechen auf eine höhere geschätzte Rußbelastung oder einen größeren gewünschten Betrag der Drehmomentreduktion erhöht werden. Zusätzlich kann die Art der Drehmomentreduktion die Einspritzeinstellungen beeinflussen. Zum Beispiel kann ein Getriebeschaltvorgang das Drehmoment schnell reduzieren, während eine Traktionskontrolle das Drehmoment über einen längeren Zeitraum verringern kann, so dass die schnelle Drehmomentreduktion eine höhere Fluideinspritzrate und eine niedrigere Gesamtfluideinspritzmenge erfordern kann, während die langsamere Drehmomentreduktion aufgrund einer Traktionskontrolle erfordern kann, dass Fluid mit einer geringeren Rate eingeführt wird, jedoch eine höhere Gesamtmenge an Fluideinspritzung über den Verlauf der Drehmomentreduktion erfordert. Die Menge an Fluideinspritzung kann durch die Fluidverfügbarkeit begrenzt sein, wie durch den Fluidfüllstand des Wassers oder des Waschfluids in dem entsprechenden Behälter bestimmt. Aufgrund der erhöhten Verdampfungsenthalpie des Methanols kann eine Waschfluideinspritzung die Verbrennungskammertemperatur effektiver reduzieren als eine Wassereinspritzung, und so kann die Rate/Menge der Waschfluideinspritzung verringert werden, wenn die Methanolkonzentration des Waschfluids höher ist.
  • Bei einigen Beispielen kann der Controller auch prüfen, ob die anfängliche Menge, die eingespritzt werden soll, für die Reinigung ausreicht, wenn nicht, kann mehr Fluid eingespritzt werden, und die Ansaugdrosselöffnung kann eingestellt werden (z.B. vergrößert) werden, um Drehmoment zu beizubehalten.
  • Bei 308 wird ein Motor (und/oder zylinderspezifischer) Vorzündungszählwert aus dem Speicher des Controllers abgerufen. Der Vorzündungszähler kann Informationen über die Anzahl von Vorzündungsereignissen, die über einen Zeitraum oder eine Entfernung eines Motor-/Fahrzeugbetriebs stattfanden, Vorzündungshäufigkeit in jedem Motorzylinder und ob das Waschfluid vor der Vorzündung eingespritzt wurde, enthalten. Vorzündung in einem Zylinder kann auf Grundlage einer über einem Schwellenwert liegenden Ausgabe eines Klopfsensors in einem Kurbelwinkelzeitfenster vor dem Zündereignis in dem Zylinder bestimmt werden. Im Vergleich dazu kann Klopfen in dem Zylinder auf Grundlage einer über einem Schwellenwert liegenden Ausgabe des Klopfsensors in einem Kurbelwinkelzeitfenster nach dem Zündereignis im Zylinder bestimmt werden.
  • Bei 310 enthält das Verfahren Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit eines Vorzündungsauftretens während (oder aufgrund einer) Waschfluideinspritzung auf Grundlage von Motorbetriebszuständen. Beispielsweise kann der Controller ein abgeleitetes Modell der Zündkerzenspitzentemperatur (bei 312) verwenden, um die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung zu bestimmen. Bei einem Beispiel kann die Zündkerzenspitzentemperatur auf Grundlage der Motordrehzahl und der Lastzuständen modelliert werden. Die modellierte Zündkerzenspitzentemperatur kann auf dem Ausmaß und der Dauer der hohen Motordrehzahl oder der Motorlastzustände basieren. Während hoher Motordrehzahl oder Lastzustände kann die Zündkerzenspitzentemperatur hoch genug werden, um eine Oberflächenzündung des Methanols im eingespritzten Waschfluid zu bewirken, wodurch eine Vorzündung induziert wird. Dies kann auf einer abgebildeten Risikoregion basieren oder auf einem abgeleiteten Modell der Zündkerzenspitzentemperatur basieren. Zusätzlich kann das Vorzündungsrisiko als Funktion des Anteils von Methanol im Waschfluid abgebildet werden. Das Vorzündungsrisiko wird erhöht, wenn die Methanoleinspritzung leicht überstöchiometrisch ist (0,9 bis 0,8 Lambda). Beispielsweise kann ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einem niedrigeren Vorzündungsrisiko führen, während das Risiko einer Vorzündung bei fetter und magerer Stöchiometrie aufgrund der Oberflächenzündtemperatur und der Verbrennungsflammengeschwindigkeit höher sein kann, wobei eine schnellere Flammengeschwindigkeit weniger Zeit für eine Vorzündung hat.
  • Als weiteres Beispiel kann der Controller Abbildungstechniken (bei 314) verwenden, um Motorbetriebszustände auf die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung abzubilden. Beispielsweise kann ein Auftreten einer Vorzündung auf Grundlage der Menge an Waschfluid, die eingespritzt werden soll, der Rate, mit der das Fluid injiziert werden soll, des Methanolgehalts des Fluids, der Motorkühlmitteltemperatur, des Kompressionsverhältnisses des Motors, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, der Zündvorverstellung und des Vorzündungszählwerts des Motors bestimmt werden.
  • Bei 316 umfasst das Verfahren Bestimmen, ob die geschätzte Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung über einer Schwellenwahrscheinlichkeit liegt. Wenn die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung nicht über dem Schwellenwert liegt, wird bei 318 die anfängliche Waschfluideinspritzrate und -menge ausgewählt, die während der bevorstehenden Drehmomentreduktion verwendet werden soll. Dann endet die Routine.
  • Wenn die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung die Schwellenwahrscheinlichkeit übersteigt, wird bei 320 die Waschfluideinspritzrate und/oder -menge eingestellt, beispielsweise von der anfänglichen Einspritzrate und Menge auf eine finale Rate und Menge erhöht, die die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung verringert. Bei einem Beispiel kann die Waschfluideinspritzrate über die anfängliche Einspritzrate erhöht werden, wodurch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf unter 0,8 Lambda verringert wird, um die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung zu reduzieren. Dabei kann die Beibehaltung der Stöchiometrie das geringste Risiko einer Vorzündung bieten, diese Abhängigkeit kann jedoch für jeden Motor abgebildet werden. Die Rate und/oder Menge der Fluideinspritzung kann in Ansprechen auf die Differenz zwischen der Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung und der Schwellenwahrscheinlichkeit erhöht werden. Bei einem Beispiel kann die Rate und/oder Menge der Fluideinspritzung um ein größeres erhöht werden, wenn die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung die Schwellenwahrscheinlichkeit übersteigt.
  • Bei 322 wird die Waschfluideinspritzrate auf Grundlage eines geschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und einer Rückkopplung (bezüglich eines weiteren Vorzündungsauftretens) von einem Klopfsensor eingestellt. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis kann auf Grundlage von Kraftstoff- und Fluideinspritzeinstellungen und Motorbetriebszuständen berechnet werden, oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis kann gemessen werden, wie etwa durch einen Abgassauerstoffsensor.
  • Die Rate kann weiter auf Grundlage eines Vorzündungszählwerts bestimmt werden, wenn eine Vorzündung während der Einspritzung auftritt. Darüber hinaus kann die Rate auch auf Grundlage der Motorklopfrate bestimmt werden, nachdem die Reinigung abgeschlossen ist. Wenn die Klopfrate nach dem anfänglichen Reinigen noch hoch ist, muss möglicherweise ein Reinigungsvorgang mit längerer Dauer durchgeführt werden.
  • Beispielsweise kann bestimmt werden, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis unter einem Schwellen-Luft/Kraftstoff-Verhältnis liegt, wobei das Schwellen-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf Motorbetriebszuständen und Vorzündungswahrscheinlichkeit basiert. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis das Schwellenverhältnis übersteigt, kann die Rate und/oder Menge der Waschfluideinspritzung erhöht werden, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu senken. Wenn die Waschfluideinspritzrate und/oder -menge nicht weiter erhöht werden können/kann, kann bestimmt werden, dass die Waschfluideinspritzung während der bevorstehenden Drehmomentreduktion an einer Grenze gehalten wird und ein verbleibender Betrag an Drehmomentreduktion durch Verzögerung des Zündzeitpunkts bereitgestellt wird. Wenn Wasser für die Einspritzung verfügbar ist, kann alternativ Wasser anstelle von Waschfluid eingespritzt werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung zu reduzieren. Bei einem Beispiel kann die Vorzündung durch Erhöhen der Waschfluideinspritzrate in Ansprechen auf die Erfassung einer Vorzündung durch einen Klopfsensor abgeschwächt werden. Wenn eine Vorzündung nach dem Erhöhen der Waschfluideinspritzrate auftritt, kann zudem eine Waschfluideinspritzung ausgesetzt werden, und es kann eine Zündverzögerung verwendet werden, um die bevorstehende Drehmomentreduktion zu bewirken.
  • Einmal in der Vorzündungsrisikoregion oder wenn das abgeleitete Modell ein hohes Risiko einer Vorzündung aufgrund erhöhter Zündkerzenspitzentemperaturen anzeigt, wird daher die Einspritzung von Kraftstoff mit Waschfluid (Methanol) eingestellt, um Stöchiometrie zu erhalten. Zusätzlich kann auf Grundlage einer Rückmeldung der erfassten Vorzündung eine weitere Anreicherung erfolgen, schließlich gefolgt von einer Aussetzung einer Methanoleinspritzung. Als letzter Schritt der Vorzündungsabschwächung kann eine Lastreduktion (Drehmomentbegrenzung über Einstellungen an einer Ansaugdrossel) erfolgen.
  • Bei weiteren Beispielen kann der Motor in unterschiedlichen Weisen zusammen mit dem Einspritzen von Wasser oder Waschfluid betrieben werden, um die Kerze und die Verbrennungskammer von Ablagerungen zu reinigen. Auf Grundlage von Rückkopplung oder eines Modells, die bzw. das Zündkerzenverschmutzung oder Kammerablagerungen anzeigt, können Schritte zur Reinigung von Ablagerungen unternommen werden, die durch Wasser- oder Methanoleinspritzung unterstützt werden. Zum Beispiel kann der Controller zuerst versuchen, Ablagerungen zu verbrennen, indem mehr Wärme in der Kammer gehalten wird. Da Einspritzen von Wasser oder Methanol die Verbrennungsbrennraten verlangsamt, vermeidet es Klopfen und Detonationen, so dass mehr Zündvorverstellung verwendet werden kann. Wenn die Zündung vorverstellt wird (früher im Zyklus erfolgt), nimmt in der Regel die Abgastemperatur ab und die Zündkerzenspitzentemperaturen steigen an. Wenn also Zündkerzen- und/oder Verbrennungskammerreinigung erforderlich ist, ermöglicht die Verwendung von Wasser oder Methanol nicht nur, dass der Motor potenziell vor der typischen Borderline- (klopfbegrenzten) Zündvorverstellung läuft, sie ermöglicht möglicherweise auch, dass der Motor vor dem MBT-Zündzeitpunkt laufen kann, so dass mehr Wärmeübertragung auf die Zündkerze ermöglicht und ein Verbrennen von Zündkerzen- und Verbrennungskammerablagerungen ermöglicht. Ein zweites Verfahren, das von dem Controller zum Verbrennen von Ruß verwendet wird, beinhaltet die Verwendung von Wasser oder Waschfluid in einem Entkarbonisierungsverfahren. Dieses Verfahren erhöht die Einführungsrate von Wasser oder methanolbasiertem Waschfluid, um Dampf in der Kammer zu erzeugen und von den Ablagerungen zu reinigen. Typischerweise könnte dies durch eine signifikante Erhöhung der Leerlaufdrehzahl des Motors und Einführen des Wassers in das Ansaugsystem erreicht worden sein. Wenn eine Kohlenstoffreinigung erforderlich ist, kann hier anstelle einer Zündverzögerung das Wasser oder Waschfluid bei signifikant erhöhten Durchflussraten während einer Drehmomentreduktionsanforderung eingeführt werden. Zum Beispiel wird während einer Getriebeschaltvorgangszündung anstelle einer Verzögerung der Zündung zur Reduktion von Drehmoment die Wasser- oder Waschfluideinspritzrate erhöht, um die Drehmomentreduktion zu aktivieren, was ebenfalls zu einer Reinigung von den Kammerablagerungen führt. Auf diese Weise ist es möglich, eine Zündkerzenverschmutzung zu vermeiden und von Verbrennungskammerablagerungen für erhöhte Leistung und reduziertes Klopfen zu reinigen, was zu einem besseren Kraftstoffverbrauch führt.
  • 4 zeigt eine beispielhafte Abfolge 400, die eine Verbrennungskammerrußbelastungsreduktion unter Verwendung von Waschfluideinspritzung, Zündzeitpunkteinstellung und Leerlaufdrehzahleinstellungen des Motors darstellt. Die horizontale Achse (x-Achse) bezeichnet die Zeit, und die vertikalen Markierungen t1–t9 identifizieren wichtige Zeiten während der Rußbelastungsreduktion. Die erste Kurve von oben zeigt eine Änderung einer Pedalposition (Linie 402) über die Zeit. Die zweite Kurve (Linie 403) zeigt eine Änderung einer Getriebeauswahl über die Zeit. Hier sind vier Zahnradvorgänge bei G1–G4 mit progressiv abnehmendem Übersetzungsverhältnis dargestellt. Die dritte Kurve (Linie 404) zeigt eine Änderung eines Zündzeitpunkts über die Zeit. Die vierte Kurve (Linie 408) zeigt eine Änderung einer Motordrehzahl über die Zeit. Die fünfte Kurve (Linie 410) zeigt eine Änderung einer Zündkerzenrußbelastung über die Zeit. Die sechste Kurve (Linie 412) zeigt die Änderung einer Waschfluid-(Methanol-)Einspritzeinrichtungsdurchflussrate über die Zeit. Die siebte Kurve (Linie 414) zeigt eine Änderung einer Kraftstoffdurchflussrate über die Zeit. Die achte Kurve (Linie 416) zeigt eine Änderung eines Abgas/Kraftstoff-Verhältnisses über die Zeit.
  • Vor der Zeit t1 dreht sich der Motor mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl mit dem Getriebe in einem ersten Gang, der ein erstes höheres Übersetzungsverhältnis aufweist. Der Motor läuft bei Stöchiometrie, und zu diesem Zeitpunkt wird kein Methanol eingespritzt, da die Rußbelastung der Verbrennungskammer unter der Schwelle 411 liegt. Zum Zeitpunkt t1 wird in Ansprechen auf einen Betreiberpedal-Tip-In-Ereignis Kraftstoffdurchfluss zum Motor erhöht, um der Erhöhung der Drehmomentanforderung gerecht zu werden. Zusätzlich wird die Motordrehzahl erhöht, um eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. Zwischen t1 und t2 erfolgt ein Getriebeschaltvorgang von dem ersten Gang in einen zweiten Gang, wobei der zweite Gang ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis als der erste Gang aufweist, was zu einer Verringerung der Motordrehzahl führt. Aufgrund der Erhöhung der Motordrehmomentausgabe beginnt auch die Rußbelastung der Verbrennungskammer anzusteigen. Die Verbrennungskammerrußbelastung wird auf Grundlage eines oder mehrerer von einer modellierten Zündkerzenspitzentemperatur, einer Motortemperatur, einem Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis sowie einem Motorklopfzählwert und/oder einem Vorzündungszählwert vorhergesagt. Der Motor kann mit wenigstens einigen Zündverzögerungen (hier auch als Zündreserve bezeichnet) laufen, um ein Auftreten von Klopfen zu reduzieren.
  • Zwischen t1 und t2 übersteigt die Rußbelastung die Schwelle und eine Verbrennungskammerreinigung ist erforderlich. Der Controller erwartet einen bevorstehenden Getriebeschaltvorgang bei t2 (wie etwa auf Grundlage von Fahrzeugroutendaten). Daher wird die Zündkerzenreinigung in Ansprechen auf die erhöhte Rußbelastung eingeleitet, so dass wenigstens ein Teil der Reinigung mit dem Getriebeschaltvorgang bei t2 zusammenfällt. Insbesondere wird die Methanoleinspritzmenge und -rate zwischen t1 und t2 erhöht, während eine Benzin-Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend verringert wird (relativ zu dem, was eingespritzt worden wäre, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet), um die Verbrennung bei Stöchiometrie zu halten. Gleichzeitig wird der Zündzeitpunkt auf das MBT vorverlegt (wie abgebildet) oder vom MBT vorverlegt. Gleichzeitig kann eine Ansaugdrosselöffnung vergrößert werden (nicht gezeigt), um die Drehmomentanforderung beizubehalten. Insbesondere kann die Drosselöffnung vergrößert werden, um jeglichen Drehmomentverlust aus der Verwendung von Zündvorverstellung und Fluideinspritzung zu kompensieren.
  • Zum Zeitpunkt t2 tritt ein Betreiber-Tip-Out-Ereignis ein, was zu dem erwarteten Getriebeschaltvorgang führt (bei dem dargestellten Beispiel ein Hochschalten vom zweiten Gang zum vierten Gang, wobei der vierte Gang ein höheres Übersetzungsverhältnis als jeder von dem ersten und dem zweiten Gang aufweist). Infolge des Schaltvorgangs verringert sich die Motordrehzahl. Die Fahrzeuggeschwindigkeit bleibt wenigstens für eine gewisse Zeit nach dem Schaltvorgang konstant. Bei t2 liegt die Rußbelastung immer noch über der Schwelle, und die Verbrennungskammerreinigung wird opportunistisch fortgesetzt, während zudem wenigstens ein Teil der für den Getriebeschaltvorgang erforderlichen Drehmomentreduktion bereitgestellt wird. Insbesondere wird die Menge an Waschfluidinjektion (einschließlich Methanol) beibehalten. Die große Menge und Rate der Waschfluideinspritzung verringert den Betrag des Motordrehmoments während des Getriebeschaltvorgangs, während gleichzeitig die Verbrennungskammerablagerungen aufgrund der Erzeugung von Dampf reduziert werden. Ein Rest der erforderlichen Drehmomentreduktion wird durch Verzögerung der Zündung um einen kleineren Betrag bereitgestellt. Wenn die Waschfluideinspritzung nicht gleichzeitig verwendet würde, wäre ein größerer Grad an Zündverzögerung während der Drehmomentreduktion erforderlich gewesen (wie durch die gestrichelte Linie 406 angedeutet), was eine größere Kraftstoffstrafe verursacht hätte. Die Einspritzung von Waschfluid führt zu einer Abkühlung der Verbrennungskammer, welche ebenfalls den Betrag der zulässigen Zündvorverlegung erhöht, bevor die Zündung Borderline-begrenzt wird, wie durch die Vorverstellung der Borderline-Klopfgrenze (BDL) während der Einspritzung angezeigt. Aufgrund der Brennbarkeit von Methanol (aufgrund seines Kohlenwasserstoffgehalts) werden Kraftstoffeinspritzeinstellungen des Motors während der Waschfluideinspritzung ebenfalls eingestellt. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Motorvorzündungswahrscheinlichkeit bei t2 höher. Daher wird die Kraftstoffeinspritzung in Ansprechen auf eine Waschfluideinspritzung eingestellt, um den Motor bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis nahe Stöchiometrie zu betreiben. Die Kraftstoffeinspritzung wird dann zu einer Nenndurchflussrate zurückgeführt, nachdem die Waschfluideinspritzung gestoppt wurde.
  • Zum Zeitpunkt t3 geht der Bediener vom Gas („tips out“), das Getriebe schaltet in den ersten Gang, Kraftstoffeinspritzung wird verringert, und der Motor tritt in einen Leerlaufzustand ein. Da die Drehmomentreduktion zum Zeitpunkt t3 auftritt, während die Zündkerzenrußbelastung niedriger als die Schwellenrußbelastung ist, wird kein Waschfluid gleichzeitig eingespritzt. Stattdessen wird die Drehmomentreduktion während Schaltvorgangs durch Verzögerung des Zündzeitpunkts vom MBT-Zeitpunkt erreicht, wobei ein Grad der Zündzeitpunktverzögerung auf Grundlage eines Betrags der Drehmomentreduktion angewendet wird, der während des Schaltvorgangs angefordert wird.
  • Zum Zeitpunkt t4, während sich der Motor im Leerlaufzustand befindet, steigt die Zündkerzenrußbelastung wieder über die Schwellenrußbelastung an. In Ansprechen auf die Erhöhung der Rußbelastung wird die Leerlaufdrehzahl des Motors zwischen t4 und t5 erhöht. Zusätzlich wird eine Waschfluideinspritzung erhöht, und ein Zündzeitpunkt wird vom MBT-Zündzeitpunkt für eine Anzahl von Verbrennungszyklen vorverlegt. Zusätzlich kann zur Erhaltung der höheren Motordrehzahl eine Ansaugdrosselöffnung vergrößert werden (nicht gezeigt). Infolgedessen wird die Zündkerzenspitzentemperatur erhöht, um den angesammelten Ruß zu verbrennen. Aufgrund der Kühleffekte des eingespritzten Methanols im Waschfluid kann BDL vorverlegt werden, so dass der Zündzeitpunkt vom MBT vorverlegt werden kann, wobei der Zündzeitpunkt weiter vorverlegt wird, als es möglich gewesen wäre, wenn keine Fluid eingespritzt worden wäre. Hier wird während der Reinigung der Zündzeitpunkt vom MBT für die Drehmomentreserve vorverlegt und näher an das MBT zur Störungsbelastungsunterdrückung verzögert. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Vorzündungswahrscheinlichkeit des Motors bei t4 niedriger. Kraftstoffeinspritzung wird auf Grundlage des Anstiegs der Motoreinlassluft eingestellt, um die höhere Leerlaufdrehzahl des Motors beizubehalten, während das hinzugefügte Methanol berücksichtigt wird, um das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei Stöchiometrie zu halten. Die erhöhte Leerlaufdrehzahl, die Einspritzung von Methanol und die Verwendung eines vorverstellten Zündzeitpunkts können beibehalten werden, bis die Zündkerzenrußbelastung ausreichend reduziert ist.
  • Zum Zeitpunkt t5 wird die Zündkerzenrußbelastung unter die Schwellenrußbelastung reduziert, so dass die Leerlaufdrehzahl auf die niedrigere Leerlaufdrehzahl reduziert wird, Waschfluideinspritzung ausgesetzt wird und Kraftstoffeinspritzung die Nenneinstellungen wieder einnimmt. Zusätzlich wird der Zündzeitpunkt vom MBT-Zündzeitpunkt verzögert, um eine gewisse Drehmomentreserve im Leerlauf für eine Lastabweisung beizubehalten.
  • Zum Zeitpunkt t6 gibt der Bediener Gas („tips in“), das Getriebe schaltet vom ersten in den zweiten Gang, und Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit und Kraftstoffeinspritzung werden erhöht. Während der Motor mit einer erhöhten Motordrehzahl läuft, steigt die Rußbelastung und erreicht kurz zuvor die Schwellenrußbelastung. Eine Zündkerzenreinigung wird in Erwartung eines bevorstehenden Getriebeschaltvorgangs verzögert.
  • Zum Zeitpunkt t7 geht der Bediener vom Gas („tips out“) und schaltet das Getriebe vom zweiten Gang in den vierten Gang. In Ansprechen auf den Getriebeschaltvorgang nimmt die Motordrehzahl ab. Der bei t7 angeforderte Grad der Drehmomentreduktion kann der gleiche sein wie der Grad der Drehmomentreduktion, der bei t3 angefordert wird. Im Gegensatz zu t3, bei dem die Rußbelastung niedriger ist, ist bei t7 die Rußbelastung bei t7 höher. Während die Drehmomentreduktion bei t3 durch Verzögern des Zündzeitpunkts bereitgestellt wird, wird daher zum Zeitpunkt t7 die gleiche Drehmomentreduktion durch Einspritzen einer Menge des Waschfluids in eine Ansaugpassage des Motors stromabwärts der Drossel bereitgestellt, während der Funkenzündzeitpunkt beibehalten wird. Die Fluideinspritzung ermöglicht die Erfüllung der Drehmomentreduktionsanforderung bei gleichzeitiger Reinigung der Zündkerze. Ohne Fluideinspritzung ist der Betrag an Zündverzögerung, die erforderlich ist, um die Drehmomentreduktion bereitzustellen, durch die gestrichelte Linie 406 gezeigt. Somit werden durch Reduktion der Notwendigkeit einer Zündverzögerung Kraftstoffverbrauchsvorteile bereitgestellt, während die Zündkerze gereinigt wird. Kraftstoffeinspritzung wird während der Fluideinspritzung angesichts einer höheren Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung erneut eingestellt, um den Motor bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu betreiben, das etwa der Stöchiometrie entspricht. Insbesondere ist die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung bei t7 höher als die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung bei t2, daher ist auch der Anreicherungsgrad bezogen auf die Stöchiometrie des Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses höher.
  • Zum Zeitpunkt t8 gibt der Bediener Gas („tips in“), schaltet vom vierten Gang in dem ersten Gang. Die Motordrehzahl und die Kraftstoffdurchflussrate werden erhöht, um den Drehmomentanforderungen des Bedieners gerecht zu werden. Die Zündkerzenrußbelastung liegt unter der Schwellenrußbelastung, und so kann bestimmt werden, dass während der Drehmomentreduktion aufgrund des Getriebeschaltvorgangs kein Wasser oder Waschfluid eingespritzt wird.
  • Zum Zeitpunkt t9 geht der Bediener wieder vom gas („tips out“) und schaltet das Getriebe vom ersten Gang in den vierten Gang. Obwohl die Zündkerzenrußbelastung unter einer Schwellenrußbelastung liegt, kann entschieden werden, die Zündkerzenrußbelastung während der bevorstehenden Drehmomentreduktion opportunistisch zu reduzieren. Bei einem Beispiel kann die Entscheidung, die Zündkerzenrußbelastung opportunistisch zu reduzieren, in Ansprechen auf das Ausmaß der Drehmomentreduktion erfolgen. Zum Zeitpunkt t9 entspricht die Drehmomentreduktion einer Getriebeschaltvorgang vom ersten Gang in den vierten Gang und ist damit eine große Drehmomentreduktion. Die Reduktion des Drehmoments aufgrund des Drehmomentschaltvorgangs zum Zeitpunkt t9 weist das gleiche anfängliche Drehmomentniveau auf wie der Getriebeschaltvorgang zum Zeitpunkt t2. Jedoch ist die Drehmomentreduktion zum Zeitpunkt t9 größer als die Drehmomentreduktion bei t2. Zum Zeitpunkt t9 wird das Getriebe vom vierten in den ersten Gang geschaltet, während zum Zeitpunkt t2 das Getriebe vom vierten in den zweiten Gang geschaltet wird. Ebenso ist die Rate und die Menge an Methanol (Waschfluid), die zum Zeitpunkt t9 eingespritzt wird, größer als die Methanoleinspritzrate und -menge zum Zeitpunkt t2, wie in Linie 412 gezeigt.
  • Nach dem Getriebeschaltvorgang und der entsprechenden Drehmomentreduktion zum Zeitpunkt t9 kann darüber hinaus die Rußbelastung weiter reduziert werden, indem der Motor bei einer erhöhten Leerlaufdrehzahl betrieben wird.
  • Nach der Drehmomentreduktionsanforderung zum Zeitpunkt t9 kann der Motor mit einer zweiten Leerlaufdrehzahl betrieben werden, wobei die zweite Leerlaufdrehzahl höher als die erste Leerlaufdrehzahl ist, während die Injektion eines wasserbasierten Fluids beibehalten wird, um die Rußbelastung weiter zu reduzieren. Die zweite Leerlaufdrehzahl kann auf die erste Leerlaufdrehzahl reduziert werden, sobald die Rußbelastung reduziert ist.
  • Bei einem Beispiel kann eine erste Drehmomentreduktionsanforderung von einem anfänglichen Drehmomentniveau auf ein niedrigeres finales Drehmomentniveau sein, und eine zweite Drehmomentreduktionsanforderung kann von demselben anfänglichen Drehmomentniveau auf ein höheres Enddrehmomentniveau sein, also entspricht die zweite Drehmomentreduktionsanforderung einer größeren Reduktion des Drehmoments als die erste Drehmomentreduktionsanforderung. Alternativ kann die Drehmomentreduktion von verschiedenen anfänglichen Drehmomentniveaus erfolgen. Wenn die Zündkerzenrußbelastung eine Schwellenrußbelastung sowohl für die erste als auch die zweite Drehmomentreduktionsanforderung übersteigt, kann ein wasserbasiertes Fluid eingespritzt werden, um die Zündkerzenrußbelastung zu reduzieren, während ein Zündzeitpunkt beibehalten wird. Aufgrund der größeren Drehmomentreduktion, die bei der ersten Drehmomentreduktionsanforderung angefordert wird, kann das wasserbasierte Fluid bei einer höheren Durchflussrate während der ersten Drehmomentreduktionsanforderung im Vergleich zu der zweiten kleineren Drehmomentreduktionsanforderung eingespritzt werden. Ebenso kann, wenn die Zündkerzenrußbelastung unter einer Schwellenrußbelastung liegt, eine Zündung verzögert werden, um Motordrehmoment zu reduzieren, während kein wasserbasiertes Fluid injiziert wird. Für die erste Drehmomentreduktionsanforderung, bei der eine größere Verringerung des Drehmoments angefordert wird, kann während der Drehmomentreduktion ein höherer Grad an Zündverzögerung verwendet werden, während für die zweite Drehmomentreduktionsanforderung, bei der eine geringere Verringerung des Drehmoments angefordert wird, ein niedrigerer Grad an Zündverzögerung während der Drehmomentreduktion verwendet werden kann. Der höhere Grad an Zündverzögerung, der während der ersten, größeren Drehmomentreduktion verwendet wird, kann zu einer größeren Verringerung des Drehmoments führen, und der niedrigere Grad an Zündverzögerung, der während der zweiten, kleineren Drehmomentreduktion verwendet wird, kann zu einer kleineren Verringerung des Drehmoments führen.
  • Bei einem weiteren Beispiel kann eine erste Drehmomentreduktionsanforderung von einem anfänglichen Drehmomentniveau auf ein finales Drehmomentniveau unter dem anfänglichen Drehmomentpegels sein, und eine zweite Drehmomentreduktionsanforderung kann von einem niedrigeren anfänglichen Drehmomentniveau auf ein niedrigeres finales Drehmomentniveau unter dem finalen Drehmomentniveau der ersten Drehmomentreduktionsanforderung sein, obwohl der Betrag der Drehmomentreduktion für die erste und die zweite Drehmomentreduktionsanforderung gleich ist. Wenn die Zündkerzenrußbelastung eine Schwellenrußbelastung übersteigt, kann ein wasserbasiertes Fluid mit einer Rate/Menge eingespritzt werden, die für die erste und die zweite Drehmomentreduktionsanforderung im Wesentlichen gleich ist, während der Zündzeitpunkt beibehalten wird, um zum gleichen Betrag an Drehmomentreduktion zu führen. Wenn die Zündkerzenrußbelastung unter einer Schwellenrußbelastung liegt, kann ebenso bestimmt werden, dass, während kein wasserbasiertes Fluid eingespritzt wird, die Zündung während der ersten und der zweiten Drehmomentreduktionsanforderung um denselben Betrag verzögert wird, um das Drehmoment um im Wesentlichen gleiche Beträge für die erste und die zweite Drehmomentreduktionsanforderung zu reduzieren. Auf diese Weise kann die Zündkerzenrußbelastung durch Einspritzen von Wasser oder Waschfluid in eine Verbrennungskammer reduziert werden, während die Zündzeitpunkte während einer Drehmomentreduktion vorverlegt werden.
  • Der technische Effekt der Verwendung von Wasser- oder Waschfluideinspritzung besteht darin, dass eine Zündkerze und eine Verbrennungskammer entkarbonisiert werden können, wodurch eine Rußverschmutzung und das Auftreten von durch verschmutzte Kerzen induzierten Fehlzündungen und durch eine verschmutzte Kammer induziertes Klopfen und Vorzündung reduziert wird. Die Kammerkühlung, die aus der Einspritzung resultiert, verbessert die Klopfgrenze des Motors und ermöglicht eine weitere Vorverlegung des Zündzeitpunkt und/oder eine kleinere Anzahl von Zyklen, um eine Zündkerzenspitzentemperatur effektiv anzuheben, um eine Zündkerzenrußbelastung zu verbrennen, sowie mehr Wärme in einem Zylinder zum Verbrennen von Kammerablagerungen beizubehalten. Durch opportunistisches Durchführen der Zündkerzen- und Verbrennungskammerreinigung unter Verwendung einer Waschfluideinspritzung während eines Drehmomentreduktionsereignisses kann wenigstens ein Teil der Drehmomentreduktion durch das eingespritzte Fluid bereitgestellt werden, wodurch die Notwendigkeit einer Zündverzögerung während der Drehmomentreduktion reduziert wird. Dabei verbessert dies den Kraftstoffverbrauch des Motors. Darüber hinaus wird die Lebensdauer der Zündkerze verlängert, wodurch die Motorleistung verbessert wird.
  • Bei einem Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor in Ansprechen auf eine Drehmomentreduktionsanforderung, die empfangen wird, während eine vorhergesagte Motorrußbelastung höher als eine Schwellenbelastung ist, Einspritzen eines Fluids in einen Ansaugkrümmer und Einstellen des Funkenzündzeitpunkts auf Grundlage der Fluideinspritzung. Bei dem vorhergehenden beispielhaften Verfahren kann zusätzlich oder wahlweise Einstellen des Funkenzündzeitpunkts auf Grundlage der Fluideinspritzung Einstellen auf Grundlage von einer oder mehreren von einer eingespritzten Fluidmenge, einer Fluideinspritzrate und einem Alkoholgehalt des eingespritzten Fluids enthalten. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele basieren zusätzlich oder wahlweise die Menge des eingespritzten Fluids und die Rate der Fluideinspritzung auf jedem von der vorhergesagten Motorrußbelastung und der Drehmomentreduktionsanforderung, der Rate der Fluideinspritzung und der eingespritzten Fluidmenge, die erhöht wird, wenn die vorhergesagte Motorrußbelastung zunimmt und wenn eine größere Drehmomentreduktion angefordert wird. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält die vorhergesagte Motorrußbelastung zusätzlich oder wahlweise eines von einer vorhergesagten Zündkerzenrußbelastung und einer vorhergesagten Verbrennungskammerrußbelastung. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder wahlweise die vorhergesagte Motorrußbelastung auf Grundlage von einem oder mehreren von einer modellierten Zündkerzenspitzentemperatur, einem Motorfehlzündungszählwert, einem Motorvorzündungszählwert, einer Angabe einer Zündkerzenverschmutzung und einem gemessenen Ionenleckstrom vorhergesagt. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist zusätzlich oder wahlweise das Fluid eines von Wasser und Waschfluid, und wobei das Waschfluid Methanol enthält. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst Erhöhen der Leerlaufdrehzahl des Motors beim Einspritzen des Fluids zusätzlich oder wahlweise weiter, das Erhöhen auf Grundlage von einem oder mehreren von der eingespritzten Fluidmenge, der Rate der Fluideinspritzung und dem Alkoholgehalt des eingespritzten Fluids. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält die Drehmomentreduktionsanforderung zusätzlich oder wahlweise eines von einem Getriebeschaltvorgang und einer Traktionskontrolle. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält Einstellen des Zündzeitpunkts zusätzlich oder wahlweise Beibehalten des Zündzeitpunkts. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispielen enthält Einstellen des Zündzeitpunkts zusätzlich oder wahlweise Vorverstellen des Zündzeitpunkts. Irgendeines oder alle der vorhergehenden Beispiele umfasst zusätzlich oder wahlweise ferner Verzögern des Zündzeitpunkts in Ansprechen auf eine Drehmomentreduktionsanforderung, die empfangen wird, während die vorhergesagte Motorrußbelastung niedriger als die Schwellenbelastung ist.
  • Bei einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor in Ansprechen auf eine erste Drehmomentreduktionsanforderung von einem anfänglichen Drehmomentniveau Verzögern des Zündzeitpunkts und in Ansprechen auf eine zweite Drehmomentreduktionsanforderung von dem anfänglichen Drehmomentniveau Einspritzen eines wasserbasierten Fluids in eine Ansaugpassage des Motors, während ein Funkenzündzeitpunkt beibehalten wird, wobei ein Betrag der Drehmomentreduktion, der während der ersten Drehmomentreduktionsanforderung und der zweiten Drehmomentreduktionsanforderung angefordert wird, gleich ist. Bei jedem der vorhergehenden beispielhaften Verfahren ist zusätzlich oder wahlweise eine Zündkerzenrußbelastung während der ersten Drehmomentreduktionsanforderung niedriger und ist die Zündkerzenrußbelastung während der zweiten Drehmomentreduktionsanforderung höher und wird die Zündkerzenrußbelastung sowohl während der ersten als auch der zweiten Drehmomentreduktionsanforderung auf Grundlage von jedem von einer modellierten Zündkerzenspitzentemperatur, einem Motorfehlzündungszählwert, einem Motorvorzündungszählwert, einer Angabe einer Zündkerzenverschmutzung und eines gemessenen Ionenleckstroms vorhergesagt. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält das wasserbasierende Fluid zusätzlich oder wahlweise eines von Wasser und Waschfluid, wobei das Waschfluid Methanol enthält und wobei Einspritzen des Fluids in die Ansaugpassage Einspritzen stromabwärts einer Ansaugdrossel enthält. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert ein Grad der Zündzeitpunktverzögerung während der ersten Drehmomentreduktionsanforderung zusätzlich oder wahlweise auf einem Betrag der angeforderten Drehmomentreduktion, wobei der Grad der Zündzeitpunktverzögerung erhöht wird, wenn der Betrag der Drehmomentreduktion ansteigt, und wobei während der zweiten Drehmomentreduktionsanforderung eine Rate der Fluideinspritzung auf dem Betrag der angeforderten Drehmomentreduktion basiert und weiter auf der Rußbelastung basiert, wobei die Rate der Fluideinspritzung erhöht wird, wenn der Betrag an angeforderter Drehmomentreduktion ansteigt und wenn die Rußbelastung eine Schwellenbelastung übersteigt. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert die Schwellenbelastung zusätzlich oder wahlweise auf einem Vorzündungszählwert des Motors, wobei die Schwellenbelastung mit zunehmendem Vorzündungszählwert verringert wird. Irgendeines oder alle der vorhergehenden Beispiele umfasst zusätzlich oder wahlweise ferner nach der ersten Drehmomentreduktionsanforderung Betreiben des Motors bei einer ersten Leerlaufdrehzahl und nach der zweiten Drehmomentreduktionsanforderung Betreiben des Motors bei einer zweiten Leerlaufdrehzahl, wobei die zweite Leerlaufdrehzahl höher als die erste Leerlaufdrehzahl ist. Bei einem weiteren Beispiel umfasst ein Motorsystem einen Motor, der einen Zylinder, eine erste Einspritzeinrichtung zum Zuführen eines ersten Fluids in den Zylinder, eine zweite Einspritzeinrichtung zum Zuführen eines zweiten Fluids stromaufwärts des Zylinders, ein Getriebe, das eine Vielzahl von Zahnrädern enthält, eine Zündkerze, einen Klopfsensor und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, um eine Rußbelastung der Zündkerze auf Grundlage von Motorbetriebszuständen zu modellieren und in Ansprechen darauf, dass die Rußbelastung höher als eine Schwellenbelastung ist, Einspritzen des zweiten Fluids, während der Funkenzündzeitpunkt um einen kleineren Betrag vorverstellt wird, wenn ein Drehmomentreduktionsereignis vorhergesagt wird, und Vorverstellen des Funkenzündzeitpunkts um einen größeren Betrag, wenn das Drehmomentreduktionsereignis nicht vorhergesagt wird, enthält. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält der Controller zusätzlich oder wahlweise ferner Anweisungen zum Einstellen einer Einspritzung des ersten Fluids in Ansprechen auf das Einspritzen des zweiten Fluids, wobei die Einspritzung des ersten Fluids reduziert wird, wenn das Einspritzen des zweiten Fluids zunimmt, wobei das erste Fluid Benzin enthält, das zweite Fluid Methanol enthält und das Drehmomentreduktionsereignis einen Getriebeschaltvorgang enthält. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält der Controller zusätzlich oder wahlweise ferner Anweisungen, um nach dem Drehmomentreduktionsereignis eine Leerlaufdrehzahl des Motors um einen kleineren Betrag zu erhöhen, während das zweite Fluid injiziert wird, wenn das Drehmomentreduktionsereignis vorhergesagt wird und eine Leerlaufdrehzahlzündung des Motors um einen größeren Betrag zu erhöhen, während der Funkenzündzeitpunkt vorverlegt wird, wenn das Drehmomentreduktionsereignis nicht vorhergesagt wird. Bei irgendeinem oder allen der vorhergehenden Beispiele enthält der Controller zusätzlich oder wahlweise ferner Anweisungen zum Erfassen und Differenzieren von Klopfen und Vorzündung auf Grundlage einer Ausgabe des Klopfsensors und Einstellen der Schwellenbelastung auf Grundlage eines Vorzündungszählwerts des Motors.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem einschließlich des Controllers in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die spezifischen hier beschriebenen Routinen können eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen repräsentieren. Dabei können verschiedene dargestellte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Folge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichfalls ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, sondern wird diese zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung gegeben. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der besonderen verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch Code repräsentieren, der in den nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem programmiert werden soll, wobei die beschriebenen Handlungen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motor-Hardware-Komponenten in Kombination mit dem elektronischen Controller enthält.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen dem Wesen nach beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinn angesehen werden sollen, da zahlreiche Änderungen möglich sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie auf V6-, I4-, I6-, V12-, V4-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
  • Die folgenden Ansprüche weisen insbesondere auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder auf „ein erstes“ Element oder auf das Äquivalent davon beziehen. Es versteht sich, dass solche Ansprüche die Aufnahme eines oder mehrerer solcher Elemente enthalten sollen, zwei oder mehr solche Elemente aber weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder in einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob umfassender, enger, mit dem gleichen oder mit einem anderen Umfang als die ursprünglichen Ansprüche werden als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.
  • 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 7886729 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend: in Ansprechen auf eine Drehmomentreduktionsanforderung, die empfangen wird, während eine vorhergesagte Motorrußbelastung höher als eine Schwellenbelastung ist, Einspritzen eines Fluids in einen Ansaugkrümmer oder einen Zylinder; und Einstellen des Funkenzündzeitpunkts auf Grundlage der Fluideinspritzung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Funkenzündzeitpunkts auf Grundlage der Fluideinspritzung Einstellen auf Grundlage einer oder mehrerer von einer eingespritzten Menge, einer Rate der Fluideinspritzung, eines Alkoholgehalts des eingespritzten Fluids, einer an der Zündkerze gewünschten Wärmeübertragung, einer gewünschten Gesamtmotordrehmomentausgabe.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Menge des eingespritzten Fluids und die Rate der Fluideinspritzung auf jedem von der vorhergesagten Motorrußbelastung und der Drehmomentreduktionsanforderung basieren, wobei die Rate der Fluideinspritzung und die Menge des eingespritzten Fluids auf eine Obergrenze erhöht werden, wenn die vorhergesagte Motorrußbelastung ansteigt und wenn mehr Drehmomentreduktion angefordert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorhergesagte Motorrußbelastung eins von einer vorhergesagten Zündkerzenrußbelastung und einer vorhergesagten Verbrennungskammerrußbelastung enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vorhergesagte Zündkerzenrußbelastung auf Grundlage eines oder mehrerer von einer modellierten Zündkerzenspitzentemperatur, einem Motorfehlzündungszählwert, einer Angabe einer Zündkerzenverschmutzung und eines gemessenen Ionenleckstroms vorhergesagt wird, wobei die vorhergesagte Verbrennungskammerrußbelastung auf einem oder mehreren von einem Motorvorzündungszählwert, einem Motorklopfzählwert und einem Alkoholgehalt des eingespritzten Fluids basiert.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fluid eines aus Wasser und Waschfluid ist und wobei das Waschfluid Methanol enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl des Motors beim Einspritzen des Fluids, wobei das Erhöhen auf einem oder mehreren von der eingespritzten Fluidmenge, der Rate der Fluideinspritzung und dem Alkoholgehalt des eingespritzten Fluids basiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentreduktionsanforderung eines von einer Getriebeschaltung und einer Traktionskontrolle enthält.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Einstellen des Zündzeitpunkts Beibehalten des Zündzeitpunkts enthält.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Einstellen eines Zündzeitpunkts Vorverlegen eines Zündzeitpunkts vom MBT zur Drehmomentreduktion und Erhitzen einer Zündkerze enthält, das Einstellen lediglich Verzögern des Zündzeitpunkts vom MBT zur Drehmomentreduktion umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend Verzögern des Zündzeitpunkts in Ansprechen auf eine Drehmomentreduktionsanforderung, die empfangen wird, während die vorhergesagte Motorrußbelastung niedriger als die Schwellenbelastung ist.
  12. Motorsystem, umfassend: einen Motor, der einen Zylinder enthält; eine erste Einspritzeinrichtung zum dem Zylinder Zuführen eines ersten Fluids; eine zweite Einspritzeinrichtung zum Zuführen eines zweiten Fluids stromaufwärts des Zylinders; ein Getriebe, das eine Vielzahl von Zahnrädern enthält; eine Zündkerze; und einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind zum: Modellieren einer Rußbelastung der Zündkerze auf Grundlage von Motorbetriebszuständen; und in Ansprechen darauf, dass die Rußbelastung höher als eine Schwellenbelastung ist, Einspritzen des zweiten Fluids, während der Funkenzündzeitpunkt um einen kleineren Betrag vorverstellt wird, wenn ein Drehmomentreduktionsereignis vorhergesagt wird; und Vorverstellen des Funkenzündzeitpunkts um einen größeren Betrag, wenn das Drehmomentreduktionsereignis nicht vorhergesagt wird.
  13. System nach Anspruch 12, wobei der Controller ferner Anweisungen enthält zum: Einstellen der Einspritzung des ersten Fluids in Ansprechen auf das Einspritzen des zweiten Fluids, wobei die Einspritzung des ersten Fluids reduziert wird, wenn das Einspritzen des zweiten Fluids zunimmt, wobei das erste Fluid Benzin enthält, das zweite Fluid Methanol enthält.
  14. System nach Anspruch 12, ferner umfassend ein Getriebe, wobei das Drehmomentreduktionsereignis einen Getriebeschaltvorgang enthält.
  15. System nach Anspruch 12, wobei der Controller ferner Anweisungen enthält zum: Erhöhen der Leerlaufdrehzahl des Motors nach dem Drehmomentreduktionsereignis um einen kleineren Betrag, während das zweite Fluid injiziert wird, wenn das Drehmomentreduktionsereignis vorhergesagt wird; und Erhöhen des Leerlaufdrehzahlzündfunkens des Motors um einen größeren Betrag, während der Funkenzündzeitpunkt vorverstellt wird, wenn das Drehmomentreduktionsereignis nicht vorhergesagt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021213116A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170218863A1 (en) * 2014-10-03 2017-08-03 Cummins Inc. Method and device to control exhaust gas recirculation
US10302063B2 (en) * 2015-07-30 2019-05-28 Ford Global Technologies, Llc Method and system for ignition control
US9945344B2 (en) * 2015-07-31 2018-04-17 Ford Global Technologies, Llc Method and system for ignition control
US9976502B2 (en) * 2016-08-02 2018-05-22 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for injecting water at different groups of cylinders of an engine
JP6438508B2 (ja) * 2017-02-28 2018-12-12 株式会社Ｓｕｂａｒｕ エンジン制御装置
US10626840B2 (en) * 2017-06-29 2020-04-21 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for spark timing control
CN108953006A (zh) * 2018-07-13 2018-12-07 合肥工业大学 一种新型的发动机缸内燃烧调控结构和方法
CN110685827A (zh) * 2019-10-09 2020-01-14 合肥工业大学 一种发动机进气理化特性调节结构
CN112145300A (zh) * 2020-09-27 2020-12-29 中车戚墅堰机车有限公司 一种内燃机车柴油机控制方法
US11927168B2 (en) * 2022-03-22 2024-03-12 Ferrari S.P.A. Method to control a road vehicle provided with an internal combustion engine during a gear shift
US11898934B1 (en) * 2022-09-28 2024-02-13 Inlecom Group BV Integration and tuning of performance control parameters of a vessel in order to meet decarbonization goals

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7886729B2 (en) 2006-03-17 2011-02-15 Ford Global Technologies, Llc First and second spark plugs for improved combustion control

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6360587B1 (en) 2000-08-10 2002-03-26 Delphi Technologies, Inc. Pre-ignition detector
US6460491B1 (en) 2001-05-11 2002-10-08 Southwest Research Institute Method of water/fuel co-injection for emissions control during transient operating conditions of a diesel engine
US8434431B2 (en) 2005-11-30 2013-05-07 Ford Global Technologies, Llc Control for alcohol/water/gasoline injection
US7917275B2 (en) * 2006-03-07 2011-03-29 Ford Global Technologies, Llc System and method for improved vehicle response during vehicle acceleration conditions
US7740009B2 (en) 2006-03-17 2010-06-22 Ford Global Technologies, Llc Spark control for improved engine operation
US7255080B1 (en) 2006-03-17 2007-08-14 Ford Global Technologies, Llc Spark plug heating for a spark ignited engine
JP4445020B2 (ja) 2008-01-09 2010-04-07 三菱電機株式会社 内燃機関の燃焼状態検出装置および燃焼状態検出方法
WO2010059081A1 (en) * 2008-11-20 2010-05-27 Volvo Lastvagnar Ab Method and apparatus for operation of a multiple fuel engine
US8165788B2 (en) * 2009-05-22 2012-04-24 Ford Global Technlogies, Llc Fuel-based injection control
US8136505B2 (en) * 2009-09-29 2012-03-20 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling spark for particulate filter regenerating
US8073613B2 (en) 2010-08-05 2011-12-06 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
US8260530B2 (en) 2010-08-05 2012-09-04 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
US8463533B2 (en) 2010-08-05 2013-06-11 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
WO2012118781A2 (en) 2011-02-28 2012-09-07 Wayne State University Using ion current signal for soot and in-cylinder variable measuring techniques in internal combustion engines and methods for doing the same
US8095297B2 (en) 2011-03-24 2012-01-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
US8347852B2 (en) 2011-08-03 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
FR2985547B1 (fr) * 2012-01-10 2014-01-24 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de commande de l'avance pour l'allumage commande d'un moteur a combustion interne
US9080509B2 (en) * 2012-02-10 2015-07-14 Ford Global Technologies, Llc System and method for monitoring an ignition system
US9279406B2 (en) * 2012-06-22 2016-03-08 Illinois Tool Works, Inc. System and method for analyzing carbon build up in an engine
US9043122B2 (en) 2012-06-29 2015-05-26 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
US8985089B2 (en) 2012-07-25 2015-03-24 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Low temperature dual fuel combustion utilizing diesel and methanol fuels
US9188056B2 (en) 2012-10-19 2015-11-17 Ford Global Technologies, Llc Engine control system and method
US9169755B2 (en) 2013-06-17 2015-10-27 Ford Global Technologies, Llc Water injection for catalyst oxygen reduction and temperature control during transient events
US9777697B2 (en) 2013-12-19 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc Spark plug fouling detection for ignition system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7886729B2 (en) 2006-03-17 2011-02-15 Ford Global Technologies, Llc First and second spark plugs for improved combustion control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021213116A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

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US20170356359A1 (en) 2017-12-14
CN107489579A (zh) 2017-12-19
US9897020B2 (en) 2018-02-20
RU2667899C1 (ru) 2018-09-25

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