DE102019104449A1

DE102019104449A1 - Verfahren und System zum Anpassen der Zylinderluftladung eines Motors

Info

Publication number: DE102019104449A1
Application number: DE102019104449.9A
Authority: DE
Inventors: Gopichandra Surnilla; Christopher Glugla; Garlan Huberts; Adithya Pravarun Re Ranga
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-08-22
Also published as: US10408152B1; US20190257261A1; CN110185544A

Abstract

Diese Offenbarung stellt Verfahren und Systeme zum Anpassen der Zylinderluftladung eines Motors bereit. Es sind Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors auf Grundlage einer Ausgabe eines Ansaugkrümmerdrucksensors und einer Ausgabe eines Zylinderdrucksensors beschrieben. Die Systeme und Verfahren stellen eine Möglichkeit zum Bestimmen der Zylinderluftladung bereit, sodass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung über ausreichend Zeit verfügt, einem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders eine gewünschte Kraftstoffmenge bereitzustellen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Bestimmen von Luftladungsmengen eines Verbrennungsmotors, der Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen beinhaltet. Besonders nützlich können die Verfahren und Systeme für Motoren sein, die einen Ansaugkrümmerdrucksensor und einen oder mehrere Zylinderdrucksensoren beinhalten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Verbrennungsmotor kann Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen zum Zuführen von Kraftstoff direkt zu den Motorzylindern beinhalten. Die Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen können derart bemessen sein, dass sie einem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders präzise entweder kleine oder große Kraftstoffmengen bereitstellen können. Um dem Zylinder jedoch große Mengen Kraftstoff bereitzustellen, um das vom Fahrer angeforderte Drehmoment zu erfüllen, müssen die Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen unter Umständen mit der Kraftstoffeinspritzung beginnen, bevor die Einlassventile des Zylinders schließen, sodass eine gewünschte Kraftstoffmenge in den Zylinder eingespritzt werden kann. Wenn der Ansaugkrümmerdruck lange vor dem Schließen des Einlassventils des Zylinders gemessen wird, kann der Ansaugkrümmerdruck unter Umständen nicht die Luftladung in dem Zylinder angeben, insbesondere beim Starten des Motors, wenn sich der Ansaugkrümmerdruck in kurzer Zeit wesentlich ändert. Folglich kann das Basieren einer Kraftstoffmenge, die in einen Zylinder eingespritzt wird, ausschließlich auf dem Ansaugkrümmerdruck vor dem Schließen des Einlassventils des Zylinders ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder ergeben, das von einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders abweicht. Ferner kann der Zündzeitpunkt für den Zylinder aufgrund von Fehlern in der Zylinderluftladungsschätzung vom gewünschten Zündzeitpunkt abweichen.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder dieser Schrift haben die vorstehend genannten Probleme erkannt und ein Motorbetriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: das Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge in einen Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis, wobei die Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis abhängig von einem ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp ist.
Durch das Anpassen einer Zylinderluftladungsschätzung in Abhängigkeit von dem ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp kann es möglich sein, das technische Ergebnis der Verbesserung der Motor-Luft-Kraftstoff-Steuerung bereitzustellen. Insbesondere haben die Erfinder dieser Schrift erkannt, dass eine Beobachtung der Zylinderluftladung von einem früheren Motorstart die Grundlage für das Ändern einer Zylinderluftladungsschätzung für einen aktuellen Motorstart sein kann. Eine Zylinderluftladungsschätzung, die während eines vorherigen Motorstarts bestimmt wird und die auf dem Druck in einem Zylinder, der einem bestimmten ersten zu zündenden Zylinder entspricht, und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit einem letzten Motorstopp basiert, kann die Grundlage für die Aktualisierung einer Zylinderluftladungsschätzung sein, die auf dem Motoransaugkrümmerdruck während eines aktuellen Motorstarts basiert. Eine Zylinderluftladungsschätzung, die bei einem aktuellen Motorstart bestimmt wird und auf dem Zylinderdruck basiert, kann eine Zylinderluftladungsschätzung bereitstellen, die Auswirkungen der Luftströmungseigenschaften des Ansaugkrümmers und der Luftströmungseigenschaften des Zylinderkopfes beim Motorstart beinhaltet. Die Zylinderluftladungsschätzung, die bei einem früheren Motorstart bestimmt wurde und die auf dem Zylinderdruck basiert, kann auch die Grundlage für das Anpassen einer Zylinderluftladungsschätzung sein, die auf dem Ansaugkrümmerdruck für einen aktuellen Motorstart basiert. Die Zylinderluftladungsschätzung, die bei einem früheren Motorstart bestimmt wurde, kann die Zylinderluftladungsschätzung, die auf dem Ansaugkrümmerdruck während des aktuellen Motorstarts basiert, für die Auswirkungen der Luftströmungseigenschaften des Ansaugkrümmers und der Luftströmungseigenschaften des Zylinderkopfes ändern. Auf diese Weise kann die Zylinderluftladungsschätzung, die auf dem Ansaugkrümmerdruck basiert und während eines aktuellen Motorstarts bestimmt wird, näher an der tatsächlichen Luftmenge in einem Zylinder für den aktuellen Motorstart angepasst werden. Daher kann die Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer verbesserten Zylinderluftladungsschätzung früher in einem Zylinderzyklus initiiert werden, derart dass eine gewünschte Kraftstoffmenge während des Zylinderzyklus eingespritzt werden kann.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz eine verbesserte Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Motors bereitstellen. Ferner kann der Ansatz ein wiederholbareres Starten des Motors bereitstellen. Ferner kann der Ansatz weiterhin das Starten des Motors unabhängig davon, welcher Motorzylinder als erster nach einem letzten Motorstopp zündet, verbessern.
Die vorstehenden Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese an sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste
Die in dieser Schrift beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, das in dieser Schrift als die detaillierte Beschreibung bezeichnet wird, umfassender ersichtlich, wenn dieses alleine für sich oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen herangezogen wird, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
2 zeigt eine beispielhafte Tabelle mit Zylinderluftladungsskalaren.
Die 3-5 zeigen ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Motors; und
6 ist ein Verlauf von zwei Motorstartsequenzen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf das Anpassen von Zylinderluftladungsschätzungen zum Verbessern des Startens des Motors und der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während des Startens des Motors. Kraftstoff kann als Reaktion auf zwei verschiedene Zylinderluftladungsschätzungen für einen Zylinderzyklus in einen Motor eingespritzt werden. Der Kraftstoff kann in einem ersten Kraftstoffimpuls eingespritzt werden, der während eines Ansaugtakts eines Zylinders erfolgt. Kraftstoff kann auch in einem zweiten Kraftstoffimpuls eingespritzt werden, der während eines Verdichtungstakts des Zylinders erfolgt. Die Zylinderluftladung kann für einen Motor des in 1 dargestellten Typs geschätzt werden. Zylinderluftladungsschätzungen von vorherigen Motorstarts können die Grundlage für die Änderung von Werten von Zylinderluftladungsskalaren sein, die von dem ersten zu zündenden Zylinder seit einem Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem Motorstopp abhängig sind. Die 3-5 veranschaulichen ein Verfahren zum Betreiben eines Motors. Ein Abschnitt einer beispielhaften Motorstartsequenz ist in 6 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 besteht aus einem Zylinderkopf 35 und einem Zylinderblock 33, welche eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 beinhalten. Der Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit der Kurbelwelle 40 hin und her. Das Schwungrad 97 und das Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Der Anlasser 96 (z. B. elektrische Niederspannungsmaschine (mit weniger als 30 Volt betrieben)) beinhaltet die Ritzelwelle 98 und das Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorrücken, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Hinterseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Motorkurbelwelle in Eingriff steht. Der Darstellung nach kommuniziert die Brennkammer 30 über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Einlassventil 52 kann durch eine Ventilaktivierungsvorrichtung 59 selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Das Auslassventil 54 kann durch eine Ventilaktivierungsvorrichtung 58 selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Bei den Ventilaktivierungsvorrichtungen 58 und 59 kann es sich um elektromechanische Vorrichtungen handeln.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist der Darstellung nach derart positioniert, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gibt proportional zur Impulsbreite von der Steuerung 12 flüssigen Kraftstoff ab. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) abgegeben, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler (nicht gezeigt) beinhaltet. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruckkraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen.
Darüber hinaus steht der Ansaugkrümmer 44 der Darstellung nach mit dem Turboladerverdichter 162 und dem Verbrennungsmotorlufteinlass 42 in Verbindung. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Die Welle 161 koppelt die Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Die optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Stellung der Drosselklappe 64 ein, um den Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in der Ladedruckkammer 45 kann als ein Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Ladedruckkammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 derart zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, dass es sich bei der Drossel 62 um eine Einlasskanaldrossel handelt. Ein Verdichterrückführventil 47 kann selektiv auf eine Vielzahl von Stellungen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen eingestellt werden. Das Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Ein Luftfilter 43 reinigt die Luft, die in den Motorlufteinlass 42 eintritt.
Das verteilerlose Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über die Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Der Druck in der Brennkammer oder dem Zylinder 30 kann über den Zylinderdrucksensor 77 bestimmt werden. Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor - UEGO-Sonde) 126 stromaufwärts eines Katalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ dazu kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden. Der Abgasdruck in dem Abgaskrümmer 48 kann über den Drucksensor 78 bestimmt werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorwabenkörper beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionsminderungsvorrichtungen mit jeweils mehreren Wabenkörpern verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, Festwertspeicher 106 (z. B. nichtflüchtigen Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Darstellung nach empfängt die Steuerung 12 mehrere Signale von Sensoren, die an den Motor 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen, einschließlich: einer Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Stellungssensors 134, der zum Erfassen einer durch einen menschlichen Fuß 132 ausgeübten Kraft an ein Gaspedal 130 gekoppelt ist; eines an das Bremspedal 150 gekoppelten Stellungssensors 154 zum Erfassen einer durch den Fuß 152 ausgeübten Kraft; einer Messung des Motorkrümmerdrucks (Engine Manifold Pressure - MAP) von einem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; eines Motorstellungssensors von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; einer Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120; und einer Messung der Drosselstellung von einem Sensor 68. Der Umgebungsluftdruck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorstellungsssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, anhand derer sich die Motordrehzahl (U/min) bestimmen lässt.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder im Motor 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu erhöhen. Die Stellung, bei der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.
Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Rotationswelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel gezeigt ist und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
Das System aus 1 stellt ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; einen mit dem Motor gekoppelten Ansaugkrümmerdrucksensor; einen mit dem Motor und teilweise in einem Zylinder des Motors gekoppelten Zylinderdrucksensor; und eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet zum: Bereitstellen einer ersten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder des Motors während eines Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine Ausgabe des Ansaugkrümmerdrucksensors während des Zyklus des Zylinders; und Bereitstellen einer zweiten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Schätzen der Zylinderluftladung über den Ansaugkrümmerdrucksensor. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Schätzen der Zylinderluftladung über den Zylinderdrucksensor. Das System beinhaltet, dass das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder des Motors während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Ansaugkrümmerdrucksensors das Einspritzen von Kraftstoff während eines Ansaugtakts des Zylinders über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung beinhaltet. Das System beinhaltet, dass das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder des Motors während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors das Einspritzen von Kraftstoff während eines Verdichtungstakts des Zylinders über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung beinhaltet. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Anpassen des Zündzeitpunktes als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors während des Zylinderzyklus.
2 zeigt eine Tabelle 200 mit Zylinderluftladungsskalaren. Die Tabelle 200 kann in einem Speicher (z. B. nichtflüchtig oder flüchtig) der in 1 gezeigten Steuerung 12 beinhaltet sein. In diesem Beispiel beinhaltet die Tabelle 200 neun Zeilen (1-9) und vier Spalten (1-4). Die Tabelle 200 kann in einem System mit einem Vierzylindermotor mit den Zylindern 1-4 angewendet werden. Natürlich werden Tabellen mit größeren Abmessungen als 9x4 für Systeme vorweggenommen, die eine größere Zylinderzahl beinhalten oder wenn es wünschenswert sein kann, mehr als neun Verbrennungsereignisse zu kompensieren. Die Zeilen stellen Zylinderverbrennungsereignisse seit dem letzten Motorstopp (z. B. wenn die Drehzahl des Motors null ist) dar. Zylinderverbrennungsereignisse sind Verbrennungsvorkommnisse in Motorzylindern, bei denen die Verbrennung in den Zylindern über das Zuführen von Luft, Kraftstoff und einem Zündfunken zu den Zylindern ausgelöst wird. Beispielsweise kann ein erstes Verbrennungsereignis seit einem letzten Motorstopp in einem Zylinder erfolgen, der der erste Zylinder ist, dem Luft, Kraftstoff und ein Zündfunken zugeführt werden, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem ersten Zylinder seit dem letzten Motorstopp zu zünden. Ein zweites Verbrennungsereignis seit einem letzten Motorstopp kann in einem Zylinder erfolgen, der der zweite Zylinder ist, dem Luft, Kraftstoff und ein Zündfunken zugeführt werden, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem zweiten Zylinder seit dem letzten Motorstopp zu zünden.
Die Spalten stellen eine Zahl eines ersten zu zündenden Zylinders seit dem letzten Motorstopp dar. Wenn beispielsweise Zylinder Nummer drei einer erster Zylinder ist, der seit einem letzten Motorstopp Luft, Kraftstoff und ein Zündfunken erhalten soll, dann kann der Zylinder Nummer drei der erste zu zündende Zylinder seit dem letzten Motorstopp sein. Der erste zu zündende Zylinder kann auf einer Motorstoppstellung und weiteren Überlegungen basieren. In einigen Beispielen kann der erste zu zündende Zylinder ein Zylinder sein, der sich in seinem Ansaugtakt befindet, wobei sein Kolben sich am nächsten zu einer Kurbelwellenstelle befindet, an der sich die Einlassventile des Zylinder schließen. Der erste zu zündende Zylinder kann von Start zu Start variieren und die Kriterien zur Auswahl des ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp können abhängig von den Motorbetriebsbedingungen ebenfalls variieren.
Die erste Zeile ist als 202 gekennzeichnet und die neunte Zeile ist als 204 gekennzeichnet. Die erste Spalte ist als 206 gekennzeichnet und die vierte Spalte ist als 208 gekennzeichnet. Jedes Zeilen-/Spaltenpaar enthält einen Zylinderluftladungsskalar α_xy , wobei x die Zeilennummer angibt und y die Spaltennummer in Tabelle 200 angibt. Somit stellt α₁₁ einen Zylinderluftladungsskalar für ein erstes Verbrennungsereignis seit dem letzten Motorstopp dar, wobei der Zylinder Nummer eins der erste zu zündende Zylinder seit dem letzten Motorstopp ist. Der Skalar α₁₁ wird angewendet, indem er mit einer Zylinderluftladungsschätzung für den Zylinder Nummer eins multipliziert wird, wenn der Zylinder Nummer eins der erste zu zündende Zylinder seit einem letzten Motorstopp sein wird (z. B. Luft und Kraftstoff verbrennen wird). Auf ähnliche Weise wird der Skalar α₉₃ angewendet, indem eine Zylinderluftladungsschätzung für den Zylinder Nummer drei multipliziert wird, wenn der Zylinder Nummer drei der neunte zündende Zylinder sein wird, der seit einem letzten Motorstopp sein Luft und Kraftstoff verbrennt. Die α-Werte sind auf Grundlage von Daten von vergangenen Motorstarts angepasst, wie genauer in dem Verfahren aus den 3-5 erläutert wird. Somit kann die Zylinderluftladung für jedes Zylinderzündereignis seit einem letzten Motorstart als Reaktion auf Zylinderluftladungsmengen, die während vorherigen Motorstarts zugeführt wurden, angepasst werden. Das ermöglicht, dass die einzelnen Zylinderluftladungsmengen einzeln auf Grundlage des Zündereignisses von dem letzten Motorstopp angepasst werden. Das kann ermöglichen, dass die Zylinderluftladungsmengen der einzelnen Zylinder hinsichtlich der Luftströmungsdynamik des Motoransaugkrümmers und der Luftströmungsdynamik des Zylinderkopfs während eine Motorstarts kompensiert werden. Ferner können für jedes Zylinderzündereignis seit dem letzten Motorstart die Zylinderluftmengen danach angepasst werden, welcher Motorzylinder nach dem letzten Motorstopp zuerst gezündet hat, derart dass Druckänderungen, die sich durch den Motoreinlasskrümmer ausbreiten können und die die Luftladungen anderer Zylinder beeinflussen können, berücksichtigt werden können. Wenn beispielsweise Zylinder Nummer eins eines Vierzylindermotors ein erster Zylinder ist, der nach einem letzten Motorstopp Luft zuführt und zündet, kann die Zylinderluftladung des Zylinders Nummer drei (des nächsten Zylinders in der Zündfolge 1-3-4-2) durch Zylinder Nummer eins, der vor Zylinder Nummer drei Luft zuführt, und die Luftströmungsdynamik von Zylinder Nummer drei beeinflusst werden. Infolgedessen kann der Skalar α₂₁ die Luftladungsmenge von Zylinder Nummer drei ändern, wenn Zylinder Nummer drei der zweite zu zündende Zylinder seit dem letzten Motorstopp ist (z. B. Luft und Kraftstoff verbrennt).
Unter Bezugnahme auf die 3-5 ist ein Ablaufdiagramm zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs gezeigt. Wenigstens Teile des Verfahrens aus den 3-5 können als ausführbare Anweisungen einbezogen sein, die in einem nichtflüchtigem Speicher des in 1 gezeigten Systems gespeichert sind. Zusätzlich können Teile des Verfahrens aus den 3-5 in der physischen Welt als Vorgänge oder Handlungen stattfinden, die durch eine Steuerung durchgeführt werden, um einen Betriebszustand einer oder mehrerer Vorrichtungen zu verändern. Einige der in dieser Schrift beschriebenen Steuerparameter können über das Empfangen einer Eingabe von den zuvor beschriebenen Sensoren und Aktoren durch die Steuerung 12 bestimmt werden. Das Verfahren der 3-5 kann zudem die in 6 gezeigte Betriebssequenz bereitstellen.
Bei 302 beurteilt das Verfahren 300, ob eine Abschaltung des Motors und eine Bestimmung der Motorstellung bei einem Motorstopp (z. B. Motordrehung null) gewünscht ist. In einem Beispiel ist eine Abschaltung des Motors und eine Bestimmung der Motorstellung bei einem Motorstopp erwünscht, wenn ein von einem menschlichen Fahrer ausgelöster Motorstopp oder automatischer Motorstopp (z. B. ein Motorstopp, der über eine Steuerung als Reaktion auf Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs angefordert wird) angefordert wird. Wenn das Verfahren 300 entscheidet, dass eine Abschaltung des Motors und eine Bestimmung der Motorstellung bei einem Motorstopp erwünscht ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 300 geht zu 304 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 300 geht zu 306 über.
Bei 304 beendet das Verfahren 300 die Zündfunkenbereitstellung und Kraftstoffzufuhr zu Motorzylindern. Zudem überwacht das Verfahren 300 die Drücke in jedem Motorzylinder und die Motorstellung, wenn sich der Motor auf eine Drehzahl von null verlangsamt. Das Verfahren 300 verfolgt den aktuellen Takt und die Kolbenstellung jedes Zylinders bis zu und einschließlich einem Motorstopp. Das Verfahren 300 speichert die Motorstellungs- und Taktdaten in dem Speicher der Steuerung. Das Verfahren 300 geht zu 306 über.
Bei 306 beurteilt das Verfahren 300, ob ein Motorstart angefordert wird. Ein Motorstart kann über einen Mensch angefordert werden, der einer Mensch-/Maschine-Schnittstelle eine Eingabe zuführt oder über eine Steuerung, die einen automatischen Motorstart anfordert, ohne dass ein Mensch ausdrücklich einen Motorstart anfordert. Beurteilt das Verfahren 300, dass ein Motorstart angefordert wird, so lautet die Antwort Ja und das Verfahren 300 geht zu 308 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 300 geht zum Ende über.
Bei 308 beurteilt das Verfahren 300, ob die Motorstellung bei der Abschaltung des Motors bestimmt wurde. Das Verfahren 300 kann über im Speicher der Steuerung gespeicherte Werte beurteilen, dass die Motorstellung bei der Abschaltung des Motors bestimmt wurde. Wenn der Speicher der Steuerung bei der Abschaltung des Motors bestimmte Motorstellungsdaten beinhaltete, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 300 geht zu 380 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 300 zu 310 über.
Bei 380 lässt das Verfahren 300 den Motor an (z. B. wird der Motor über eine elektrische Maschine gedreht), um den Motor zu starten. Der Motor kann über einen Anlasser, einen integriertem Anlasser/Generator oder über eine elektrische Maschine angelassen werden. Das Verfahren 300 geht zu 314 über.
Bei 310 lässt das Verfahren 300 den Motor an (z. B. wird der Motor über eine elektrische Maschine gedreht), um den Motor zu starten. Der Motor kann über einen Anlasser, einen integriertem Anlasser/Generator oder über eine elektrische Maschine angelassen werden. Das Verfahren 300 geht zu 312 über.
Bei 312 überwacht das Verfahren 300 die Drücke in jedem Motorzylinder und die Motorstellung, wenn der Motor angelassen wird. Das Verfahren 300 bestimmt die Motorstellung von dem Kurbelwellestellungssensor und über eine Ausgabe des Zylinderdrucksensors. Das Verfahren 300 kann zum Beispiel beurteilen, dass sich ein Zylinder im Ansaugtakt befindet, wenn der Druck in dem Zylinderdruck sich nicht verringert oder mit einer Geschwindigkeit verringert, die kleiner als ein Schwellenwert ist, während sich ein Kolben des Zylinders vom oberen Totpunkt wegbewegt, wenn sich der Motor dreht, während er angelassen wird. Insbesondere bestimmt das Verfahren 300 über einen Zylinderdrucksensor und den Motorkurbelwellenstellungssensor, welcher Zylinder mit seinem Kolben am nächsten zum unteren Totpunkt des Ansaugtakts liegt, wenn der Motor angelassen wird. Das Verfahren 300 geht zu 314 über.
Bei 314 beurteilt das Verfahren 300 auf Grundlage von prognostizierten Emissionen, ob es wünschenswert ist, den Zylinder am nächsten zum unteren Totpunkt des Ansaugtakts mit Kraftstoff zu versorgen. In einem Beispiel sind Motoremissionen (z. B. HC, NOx und CO) im Speicher der Steuerung gespeichert und sie sind auf Grundlage des ersten zu zündenden Zylinders (der z. B. Luft und Kraftstoff verbrennt) gespeichert. Der Motor kann höhere Emissionen erzeugen, wenn der erste zu zündende Zylinder ein bestimmter Zylinder ist und wenn die Stellung des Kolbens des bestimmten Zylinders näher am unteren Totpunkt des Ansaugtakts ist, was auf eine verringerte Kraftstoffverdampfung in dem Zylinder und eine Ansammlung von Kraftstoff in Rissen und Spalten in dem Zylinder (z. B. dem Zwischenraum zwischen der Zylinderwand und dem Kolben) zurückzuführen sein kann. Wenn prognostiziert ist, dass der Zylinder bei seinem Ansaugtakt mit seinem Kolben, der der Kolben ist, der dem unteren Totpunkt am nächsten ist, Motoremissionen erzeugen wird, die größer als ein Emissionsschwellenwert sind, dann lautet die Antwort Nein und das Verfahren 300 geht zu 385 über. Andernfalls lautet die Antwort Ja und das Verfahren 300 geht zu 316 über.
Bei 385 versorgt das Verfahren 300 den Zylinder, der sich aktuell bei seinem Ansaugtakt befindet, wobei der Kolben des Zylinders der Motorkolben ist, der am nächsten zum unteren Totpunkt des Ansaugtakts liegt, nicht mit Kraftstoff. Somit überspringt das Verfahren 300 das Zünden des Zylinders, der sich aktuell bei seinem Ansaugtakt befindet, wobei der Kolben des Zylinders der Motorkolben ist, der am nächsten zum unteren Totpunkt des Ansaugtakts liegt, sodass die Motoremissionen verringert werden können. Das Verfahren 300 wählt den Zylinder, der der nächste in der Verbrennungsreihenfolge ist, als ersten zu zündenden Zylinder seit dem letzen Motorstopp. Wenn beispielsweise der Motor ein Vierzylinder-Viertaktmotor mit einer Zündfolge von 1-3-4-2 ist und Zylinder Nummer eins sich aktuell bei seinem Ansaugtakt befindet, die Motoremissionen für Zylinder Nummer eins jedoch hoch sein können, dann wird Zylinder Nummer drei als der erste zu zündende Zylinder seit dem letzten Motorstopp ausgewählt. Das Verfahren 300 geht zu 316 über.
Bei 316 bestimmt das Verfahren 300 eine Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis für den Zylinder, für ausgewählt ist, nach dem letzten Motorstopp als erstes zu zünden. Das Verfahren 300 bestimmt die Zylinderluftladung gemäß der folgenden Gleichung: $M a i = \frac{P_{i} V}{R T} \cdot α_{x y}$
wobei Mai die Luftmasse im Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, P_i der Ansaugkrümmerdruck während des Ansaugtakts des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders ist, V das Volumen des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders ist, R eine Gaskonstante ist, T die Temperatur im Zylinder ist und α_xy der Zylinderluftladungsskalar ist, der in der Erläuterung von 2 beschrieben ist. Der Wert von α_xy wird aus dem Speicher der Steuerung extrahiert und sein Wert wurde aus den Zylinderluftladungsdaten bestimmt, die während eines vergangenen Motorstarts ermittelt wurden, bei dem die Motorbetriebsbedingungen im Wesentlichen die gleichen waren (z. B. die gleiche Motortemperatur) wie bei 320 beschrieben. Die Mai-Schätzung ermöglicht, dass Kraftstoff früh im Zylinderzyklus eingespritzt wird, sodass eine gewünschte Kraftstoffmenge in den Zylinder eingespritzt werden kann. Das Verfahren 300 geht zu 318 über.
Bei 318 führt das Verfahren 300 einen Teil des Kraftstoffs, der dem ersten zu zündenden Zylinder während des Zyklus des ersten zu zündenden Zylinders zugeführt werden soll, auf Grundlage der bei 316 im offenen Regelkreis bestimmten Zylinderluftladungsmenge und einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Motor zu. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 300 die Kraftstoffmenge, die in den ersten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp eingespritzt werden soll, über folgende Gleichung: $M f i = M a i \cdot F A R \cdot D I S F F$
wobei Mfi die Kraftstoffmasse ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten ersten Zylinders, der verbrennen soll, eingespritzt werden soll, Mai die Luftmasse im Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, FAR ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist (z.B. 1:15) und DISFF ein gewünschter Kraftstoffanteil für den Ansaugtakt ist (z. B. wird ein Wert von 0,75 bewirken, dass die eingespritzte Kraftstoffmenge 75 % der geschätzten Luftmenge im Zylinder beträgt, multipliziert mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das in den Zylinder eingespritzt werden soll). DISFF kann auf einen Wert kleiner eins begrenzt werden, so dass weniger Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird, als erwartet wird, um das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis zu erfüllen. Der Wert von DISFF ermöglicht es, zusätzlichen Kraftstoff während des Verdichtungstakts des Zylinders einzuspritzen, um Fehler bei der Luftladungsschätzung zu korrigieren, die durch Zugeben von zusätzlichem Kraftstoff zum ersten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp ausgeglichen werden können. Der Motor wird weiterhin angelassen, während bei dem Ansaugtakt des ersten zu zündenden Zylinders seit dem letzten Motorstopp Kraftstoff eingespritzt wird. Das Verfahren 300 geht zu 320 über.
Bei 320 aktualisiert das Verfahren 300 die Zylinderluftladungsschätzung des ersten zu zündenden Zylinders seit dem letzten Motorstopp. Die Zylinderluftladungsschätzung wird gemäß der folgenden Gleichung aktualisiert: $M a c = \frac{P_{c} V}{R T}$
wobei Mac die Luftmasse im Zylinder ist, die während des Verdichtungstakts des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, P_c der Druck in dem ausgewählten ersten zu zündenden Zylinder während des Verdichtungstakts des Zylinders ist, V das Volumen des Zylinders zu dem Zeitpunkt, an dem der Druck bestimmt wird, ist, R eine Gaskonstante ist, und T die Temperatur im Zylinder ist. Die Zylindertemperatur kann von der Ansauglufttemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur abgeleitet werden. Der Druck in dem ersten Zylinder seit dem letzten Motorstopp, der zünden oder Luft und Kraftstoff verbrennen soll, wird über den Zylinderdrucksensor bestimmt, nachdem sich das Einlassventil des ersten zu zündenden Zylinders nach dem letzten Motorstopp geschlossen hat. Das Zylindervolumen wird auf Grundlage der Motorstellung und dem Hubraum bestimmt. Die Mac-Schätzung ermöglicht eine zweite Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, die auf einer genaueren Schätzung der Zylinderluftmenge basieren kann.
Darüber hinaus bestimmt das Verfahren 300 eine Anpassung des Wertes von α_xy , die dem ersten Zündereignis des Zylinders entspricht, der ausgewählt wurde, der erste zu zündende Zylinder seit dem letzten Motorstopp zu sein. In einem Beispiel, wenn der Wert von Mac - Mai größer als ein Schwellenwert ist, wird der Wert von α_xy um einen vorbestimmten Betrag (z. B. 0,005) erhöht. Wenn der Wert von Mac - Mai kleiner als ein Schwellenwert ist, wird der Wert von α_xy um einen vorbestimmten Betrag (z. B. 0,005) verringert. Der aktualisierte Wert von α_xy wird im Speicher der Steuerung für einen folgenden Motorstart gespeichert. Der Anfangswert von jedem α kann gleich eins sein. Der angepasste Wert α_xy wird an einem Ort in einem Speicher gespeichert, der abhängig von dem ersten Verbrennungsereignis seit einem letzten Motorstopp (x) und dem ausgewählten ersten zu zündenden Zylinder (y) ist oder auf diesem basiert. Das Verfahren 300 geht zu 322 über.
Bei 322 führt das Verfahren 300 dem ausgewählten ersten zu zündenden Zylinder Zusatzkraftstoff zu (z. B. Kraftstoff, der in dem ersten zu zündenden Zylinder das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis (Fuel-Air Ratio - FAR) bereitstellt). Insbesondere führt das Verfahren 300 einen Teil des Kraftstoffs, der dem ersten zu zündenden Zylinder während des Zyklus des ersten zu zündenden Zylinders zugeführt werden soll, auf Grundlage der bei 320 bestimmten Zylinderluftladungsmenge und dem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Motor zu. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 300 die Kraftstoffmenge, die in den ersten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp eingespritzt werden soll, über folgende Gleichung: $M f c = ((M a c - M a i) \cdot F A R) + ((M a i \cdot F A R) \cdot (1 - D I S F F))$
wobei Mfc die Kraftstoffmasse ist, die während des Verdichtungstakts des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders eingespritzt werden soll, Mac die Luftmasse im ausgewählten ersten zu zündenden Zylinder ist, die über den Zylinderdruck bestimmt wird, Mai die Luftmasse in dem Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, FAR ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist (z. B. 1:15) und DISFF ein gewünschter Kraftstoffanteil für den Ansaugtakt ist (z. B. wird ein Wert von 0,75 bewirken, dass die eingespritzte Kraftstoffmenge 75 % der geschätzten Luftmenge im Zylinder beträgt, multipliziert mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das in den Zylinder eingespritzt werden soll). Das Einspritzen des Kraftstoffrests für das erste Verbrennungsereignis des Motors während des Verdichtungstakts des ausgewählten ersten zu zündenden Zylinders seit einem letzten Motorstopp ermöglicht es, die eingespritzte Kraftstoffmenge zu korrigieren, während es gleichzeitig ermöglicht, dass größere Kraftstoffmengen in den Motorzylinder eintreten, da die Zylinderluftladungswerte beim Starten des Motors hoch sein können. Das Verfahren 300 geht zu 324 über.
Bei 324 löst das Verfahren 300 in dem ersten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp einen Zündfunken aus. Der Zündzeitpunkt wird abhängig von der Zylinderluftladung angepasst, die über den Druck in dem ersten zu zündenden Zylinder bestimmt wurde. Der Zündzeitpunkt kann zum Beispiel über die folgende Gleichung bestimmt werden: $S A F = f (N, M a c)$
Wobei SAF der Zündzeitpunkt ist, N die Motordrehzahl ist und Mac die Zylinderluftladung auf Grundlage des Drucks in dem ersten zu zündenden Zylinder ist. Es ist zu beachten, dass in einigen Beispielen ein Zylinderlastwert auf Grundlage von Mac durch Mac ersetzt werden kann. Das Verfahren 300 geht zu 326 über.
Bei 326 bestimmt das Verfahren 300 eine Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis für den nächsten Zylinder in der Verbrennungsreihenfolge. Wenn zum Beispiel die Zylinderluftladung im offenen Regelkreis für Zylinder Nummer 2 eines Motors mit einer Zündfolge von 1-3-4-2 bestimmt wurde, dann erfolgt die nächste Zylinderluftladungsschätzung für Zylinder Nummer eins. Das Verfahren 300 bestimmt die Zylinderluftladung gemäß der folgenden Gleichung: $M a i = \frac{P_{i} V}{R T} \cdot α_{x y}$
wobei Mai die Luftmasse im nächsten zu zündenden Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, P_i der Ansaugkrümmerdruck während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders ist, V das Volumen des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders ist, R eine Gaskonstante ist, T die Temperatur im Zylinder ist und α_xy der Zylinderluftladungsskalar ist, der in der Erläuterung von 2 beschrieben ist. Der Wert von α_xy wird aus dem Speicher extrahiert und sein Wert wurde aus den Zylinderluftladungsdaten bestimmt, die während eines vergangenen Motorstarts ermittelt wurden, bei dem die Motorbetriebsbedingungen im Wesentlichen die gleichen waren (z. B. die gleiche Motortemperatur), die gleiche Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem Motorstart und der gleiche erste zu zündende Zylinder beim Motorstart. Das Verfahren 300 geht zu 328 über.
Bei 328 führt das Verfahren 300 einen Teil des Kraftstoffs, der dem nächsten zu zündenden Zylinder während des Zyklus des nächsten zu zündenden Zylinders zugeführt werden soll, auf Grundlage der bei 316 im offenen Regelkreis bestimmten Zylinderluftladungsmenge und einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Motor zu. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 300 die Kraftstoffmenge, die in den nächsten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp eingespritzt werden soll, über folgende Gleichung: $M f i = M a i \cdot F A R \cdot D I S F F$
wobei Mfi die Kraftstoffmasse ist, die während des Ansaugtakts des nächsten Zylinders, der zünden oder verbrennen soll, eingespritzt werden soll, Mai die Luftmasse im Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, FAR ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist und DISFF ein gewünschter Kraftstoffanteil für den Ansaugtakt ist. DISFF kann auf einen Wert kleiner eins begrenzt werden, so dass weniger Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird, als erwartet wird, um das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis zu erfüllen. Der Wert von DISFF ermöglicht es, zusätzlichen Kraftstoff während des Verdichtungstakts des Zylinders einzuspritzen, um Fehler bei der Luftladungsschätzung zu korrigieren, die durch Zugeben von zusätzlichem Kraftstoff zum nächsten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp ausgeglichen werden können. Das Verfahren 300 geht zu 330 über.
Bei 330 stellt das Verfahren 300 eine revidierte Zylinderluftladungsschätzung bereit. Die revidierte Zylinderladungsschätzung kann folgendermaßen ausgedrückt werden: $M a c = f (C y l N, P c, I M A P, E M A P, M f i, V c, T, R)$
wobei Mac die Luftmasse im Zylinder ist, die während des Verdichtungstakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, Pc der Druck in dem ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinder während des Verdichtungstakts des Zylinders ist, Vc das Volumen des nächsten Zylinders zu dem Zeitpunkt, an dem der Druck bestimmt wird, ist, R eine Gaskonstante ist, und T die Temperatur im Zylinder ist, CylN die tatsächliche Gesamtzahl der Verbrennungsereignisse des Motors seit dem letzten Motorstopp ist, IMAP ist der Absolutdruck des Ansaugkrümmers beim Schließen des Einlassventils des nächsten Zylinders ist, EMAP der Absolutdruck des Abgaskrümmers beim Schließen des Auslassventils des nächsten Zylinders ist, und Mfi die Kraftstoffmasse ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten Zylinders, der zünden oder verbrennen soll, eingespritzt werden soll. Die Zylindertemperatur kann von der Ansauglufttemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur abgeleitet werden. Der Druck in dem nächsten Zylinder seit dem letzten Motorstopp, der zünden oder Luft und Kraftstoff verbrennen soll, wird über den Zylinderdrucksensor bestimmt, nachdem sich das Einlassventil des nächsten zu zündenden Zylinders nach dem letzten Motorstopp geschlossen hat. Das Verfahren 300 geht zu 332 über.
Bei 332 kann das Verfahren 300 eine Anpassung des Werts von α_xy , vornehmen, die dem nächsten Zündereignis des Zylinders entspricht, der ausgewählt wurde, der nächste zu zündende Zylinder seit dem letzten Motorstopp zu sein. In einem Beispiel, wenn der Wert von Mac - Mai für den nächsten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp größer als ein Schwellenwert ist, wird der Wert von α_xy um einen vorbestimmten Betrag (z. B. 0,005) erhöht. Wenn der Wert von Mac - Mai für den nächsten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp kleiner als ein Schwellenwert ist, wird der Wert von α_xy um einen vorbestimmten Betrag (z. B. 0,005) verringert. Der aktualisierte Wert von α_xy wird im Speicher der Steuerung für einen folgenden Motorstart gespeichert. Der angepasste Wert α_xy wird an einem Ort in einem Speicher gespeichert, der abhängig von dem ersten Verbrennungsereignis seit einem letzten Motorstopp (x) und dem ausgewählten ersten zu zündenden Zylinder (y) ist oder auf diesem basiert. Das Verfahren 300 geht zu 334 über.
Bei 334 führt das Verfahren 300 dem ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinder Zusatzkraftstoff zu (z. B. Kraftstoff, der in dem Zylinder das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis (Fuel-Air Ratio - FAR) bereitstellt). Insbesondere führt das Verfahren 300 einen Teil des Kraftstoffs, der dem nächsten zu zündenden Zylinder während des Zyklus des nächsten zu zündenden Zylinders zugeführt werden soll, auf Grundlage der bei 330 bestimmten Zylinderluftladungsmenge und dem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Motor zu. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 300 die Kraftstoffmenge, die in den nächsten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp eingespritzt werden soll, über folgende Gleichung: $M f c = ((M a c - M a i) \cdot F A R) + ((M a i \cdot F A R) \cdot (1 - D I S F F))$
wobei Mfc die Kraftstoffmasse ist, die während des Verdichtungstakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders eingespritzt werden soll, Mac die Luftmasse im ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinder ist, die über den Zylinderdruck bestimmt wird, Mai die Luftmasse in dem Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, FAR ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist (z. B. 1:15) und DISFF ein gewünschter Kraftstoffanteil für den Ansaugtakt ist. Das Einspritzen des Kraftstoffrests für das nächste Verbrennungsereignis des Motors während des Verdichtungstakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders seit einem letzten Motorstopp ermöglicht es, die eingespritzte Kraftstoffmenge zu korrigieren, während es gleichzeitig ermöglicht, dass größere Kraftstoffmengen in den Motorzylinder eintreten, da die Zylinderluftladungswerte beim Starten des Motors hoch sein können. Das Verfahren 300 geht zu 336 über.
Bei 336 löst das Verfahren 300 in dem nächsten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp einen Zündfunken aus. Der Zündzeitpunkt wird abhängig von der Zylinderluftladung angepasst, die über den Druck in dem nächsten zu zündenden Zylinder bestimmt wurde. Der Zündzeitpunkt kann zum Beispiel über die folgende Gleichung bestimmt werden: $S A F = f (N, M a c)$
Wobei SAF der Zündzeitpunkt ist, N die Motordrehzahl ist und Mac die Zylinderluftladung in dem nächsten zu zündenden Zylinder ist. Es ist zu beachten, dass in einigen Beispielen ein Zylinderlastwert auf Grundlage von Mac durch Mac ersetzt werden kann. Das Verfahren 300 aktualisiert zudem den nächsten zu zündenden Zylinder. Wenn beispielsweise der Motor ein Vierzylindermotor mit einer Zündfolge von 1-3-4-2 ist und Zylinder Nummer eins gerade gezündet hat, dann wird der nächste zu zündende Zylinder auf Zylinder Nummer drei aktualisiert. Das Verfahren 300 geht zu 338 über.
Bei 338 beurteilt das Verfahren 300, ob der Motorzyklus abgeschlossen ist. Wenn der Motor ein Viertaktmotor ist, beurteilt das Verfahren, nach zwei Umdrehungen nach dem ersten Einleiten von Luft in den ersten Zylinder, der seit dem letzten Motorstopp gezündet hat, dass der Motor einen Zyklus abgeschlossen hat Wenn das Verfahren beurteilt, dass ein Motorzyklus abgeschlossen ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 300 geht zu 340 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 300 kehrt zu 326 zurück.
Bei 340 bestimmt das Verfahren 300 eine Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis für den nächsten Zylinder in der Verbrennungsreihenfolge. Das Verfahren 300 bestimmt die Zylinderluftladung gemäß der folgenden Gleichung: $M a i = \frac{P_{i} V}{R T}$
wobei Mai die Luftmasse im nächsten zu zündenden Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, P_i der Ansaugkrümmerdruck während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders ist, V das Volumen des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders zu dem Zeitpunkt, an dem der Druck bestimmt wird, ist, R eine Gaskonstante ist, T die Temperatur im Zylinder ist und α_xy der Zylinderluftladungsskalar ist, der in der Erläuterung von 2 beschrieben ist. Das Verfahren 300 geht zu 342 über.
Bei 342 führt das Verfahren 300 einen Teil des Kraftstoffs, der dem nächsten zu zündenden Zylinder während des Zyklus des nächsten zu zündenden Zylinders zugeführt werden soll, auf Grundlage der bei 340 im offenen Regelkreis bestimmten Zylinderluftladungsmenge und einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Motor zu, wie bei 328 beschrieben. Das Verfahren 300 geht zu 344 über.
Bei 344 stellt das Verfahren 300 eine aktualisierte Zylinderluftladungsschätzung bereit. Die revidierte Zylinderladungsschätzung kann folgendermaßen ausgedrückt werden: $M a c = f (C y l N, P c, I M A P, E M A P, M f i, V c, T, R, C R 1, C R E)$
wobei Mac die Luftmasse im Zylinder ist, die während des Verdichtungstakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, Pc der Druck in dem ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinder während des Verdichtungstakts des Zylinders ist, Vc das Volumen des nächsten Zylinders zu dem Zeitpunkt, an dem der Druck bestimmt wird, ist, R eine Gaskonstante ist, und T die Temperatur im Zylinder ist, CylN die tatsächliche Gesamtzahl der Verbrennungsereignisse des Motors seit dem letzten Motorstopp ist, IMAP der Absolutdruck des Ansaugkrümmers beim Schließen des Einlassventils des nächsten Zylinders ist, EMAP der Absolutdruck des Abgaskrümmers beim Schließen des Auslassventils des nächsten Zylinders ist, CR1 Reste im Zylinderinneren sind (z. B. Abgas), CRE Zylinderabgasreste aufgrund einer externen Abgasrückführung sind und Mfi die Kraftstoffmasse ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten Zylinders, der zünden oder verbrennen soll, eingespritzt werden soll. Die Zylindertemperatur kann von der Ansauglufttemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur abgeleitet werden. Der Druck in dem nächsten Zylinder seit dem letzten Motorstopp, der zünden oder Luft und Kraftstoff verbrennen soll, wird über den Zylinderdrucksensor bestimmt, nachdem sich das Einlassventil des nächsten zu zündenden Zylinders nach dem letzten Motorstopp geschlossen hat. Das Verfahren 300 geht zu 346 über.
Bei 346 führt das Verfahren 300 dem ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinder Zusatzkraftstoff zu (z. B. Kraftstoff, der in dem Zylinder das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis (Fuel-Air Ratio - FAR) bereitstellt). Insbesondere führt das Verfahren 300 einen Teil des Kraftstoffs, der dem nächsten zu zündenden Zylinder während des Zyklus des nächsten zu zündenden Zylinders zugeführt werden soll, auf Grundlage der bei 344 bestimmten Zylinderluftladungsmenge und dem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Motor zu. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 300 die Kraftstoffmenge, die in den nächsten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp eingespritzt werden soll, über folgende Gleichung: $M f c = ((M a c - M a i) \cdot F A R) + ((M a i \cdot F A R) \cdot (1 - D I S F F))$
wobei Mfc die Kraftstoffmasse ist, die während des Verdichtungstakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders eingespritzt werden soll, Mac die Luftmasse im ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinder ist, die über den Zylinderdruck bestimmt wird, Mai die Luftmasse in dem Zylinder ist, die während des Ansaugtakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders bestimmt wird, FAR ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist (z. B. 1:15) und DISFF ein gewünschter Kraftstoffanteil für den Ansaugtakt ist. Das Einspritzen des Kraftstoffrests für das nächste Verbrennungsereignis des Motors während des Verdichtungstakts des ausgewählten nächsten zu zündenden Zylinders seit einem letzten Motorstopp ermöglicht es, die eingespritzte Kraftstoffmenge zu korrigieren, während es gleichzeitig ermöglicht, dass größere Kraftstoffmengen in den Motorzylinder eintreten, da die Zylinderluftladungswerte beim Starten des Motors hoch sein können. Das Verfahren 300 geht zu 348 über.
Bei 348 löst das Verfahren 300 in dem nächsten zu zündenden Zylinder seit dem letzten Motorstopp einen Zündfunken aus. Der Zündzeitpunkt wird abhängig von der Zylinderluftladung angepasst, die über den Druck in dem nächsten zu zündenden Zylinder bestimmt wurde. Der Zündzeitpunkt kann zum Beispiel über die folgende Gleichung bestimmt werden: $S A F = f (N, M a c)$
Wobei SAF der Zündzeitpunkt ist, N die Motordrehzahl ist und Mac die Zylinderluftladung in dem nächsten zu zündenden Zylinder ist. Es ist zu beachten, dass in einigen Beispielen ein Zylinderlastwert auf Grundlage von Mac durch Mac ersetzt werden kann. Das Verfahren 300 aktualisiert zudem den nächsten zu zündenden Zylinder. Das Verfahren 300 geht zu 350 über.
Bei 350 beurteilt das Verfahren 300, ob eine Abschaltung des Motors angefordert wird. Ein Motor kann als Reaktion auf eine Anforderung von einem menschlichen Fahrer oder einem autonomen Fahrer oder eine Start-/Stopp-Motorsteuerung abgeschaltet werden. Beurteilt das Verfahren, dass eine Abschaltung des Motors angefordert wird, so lautet die Antwort Ja und das Verfahren 300 geht zu 352 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 300 kehrt zu 340 zurück.
Bei 352 beendet das Verfahren 300 die Kraftstoffzufuhr und die Zündfunkenbereitstellung für die Motorzylinder, um das Drehen des Motors anzuhalten. Das Verfahren 300 geht zum Ende über.
Auf diese Weise können Zylinderluftladungswerte als Reaktion auf den ersten zu zündenden Motorzylinder seit einem letzten Motorstopp und eine tatsächliche Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit einem letzten Motorstopp angepasst werden. Der in die Motorzylinder eingespritzte Kraftstoff als Reaktion auf Schätzung der Motorzylinderluftladung angepasst werden.
Somit stellt das Verfahren aus den 3-5 ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: das Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge in einen Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis, wobei die Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis abhängig von einem ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp ist. Das Verfahren umfasst ferner das Einspritzen einer zweiten Kraftstoffmenge in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf einen Zylinderdruck. Das Verfahren beinhaltet, dass die erste Kraftstoffmenge während eines Ansaugtakts des Zylinders eingespritzt wird. Das Verfahren beinhaltet, dass die zweite Kraftstoffmenge während eines Verdichtungstakts des Zylinders eingespritzt wird. Das Verfahren beinhaltet, dass die Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis ferner auf einem Ansaugkrümmerdruck basiert. Das Verfahren beinhaltet, dass die Motordrehzahl während des letzten Motorstopps null ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die erste Kraftstoffmenge über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung eingespritzt wird.
Das Verfahren aus den 3-5 stellt zudem ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: das Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge in einen Zylinder während eines Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine erste Zylinderluftladungsschätzung, wobei die erste Zylinderluftladungsschätzung auf einem Skalar basiert, wobei der Skalar abhängig von einem ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp ist; und das Anpassen des Skalars als Reaktion auf eine zweite Zylinderluftladungsschätzung. Das Verfahren beinhaltet, dass die zweite Zylinderluftladungsschätzung ferner auf einem Druck in dem Zylinder während des Zyklus des Zylinders basiert. Das Verfahren umfasst ferner das Speichern des angepassten Skalars in einem Speicher einer Steuerung auf Grundlage des ersten zu zündenden Zylinders seit dem letzten Motorstopp und der tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp. Das Verfahren umfasst ferner das Einspritzen einer zweiten Kraftstoffmenge in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf den Druck in dem Zylinder. Das Verfahren beinhaltet, dass die erste Zylinderluftladungsschätzung ferner auf einem Ansaugkrümmerdruck basiert. Das Verfahren umfasst ferner das Anpassen des Zündzeitpunkts als Reaktion auf den Druck in dem Zylinder. Das Verfahren beinhaltet, dass der Zylinder ein zweiter zu zündender Zylinder seit dem letzten Motorstopp ist und umfasst ferner Folgendes: das Anpassen einer zweiten Kraftstoffmenge, die während des Zyklus des Zylinders auf Grundlage des Abgasdrucks in den Zylinder eingespritzt wird.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 6 sind Zylinderluftladungswerte und Kraftstoffeinspritzungsmengen für zwei Motorstarts gezeigt. Die Abfolge aus 6 kann über das System aus 1 und das Verfahren aus den 3-5 bereitgestellt werden. In diesem Beispiel ist in beiden Motorstartabfolgen der Zylinder Nummer eins eines Vierzylindermotors ein erster Zylinder, der die Verbrennung seit einem letzten Motorstopp beherbergt. Die senkrechten Linien bei t0-t7 stellen relevante Zeitpunkte während der Abfolge dar. Das Doppel-SS entlang der waagerechten Achse stellt zeitliche Unterbrechungen dar und die Unterbrechungen können von langer oder kurzer Dauer sein. Die vier Verläufe aus 6 sind zeitlich ausgerichtet. Der erste Motorstart beginnt kurz nach dem Zeitpunkt t0 und der zweite Motorstart beginnt kurz nach dem Zeitpunkt t4.
Der erste Verlauf oben in 6 ist ein Verlauf eines Zylinderluftladungsskalars (a) für ein erstes Verbrennungsereignis in Zylinder Nummer eins seit einem letzten Motorstopp für Zylinder Nummer eins, der der erste zu zündende Zylinder seit dem letzten Motorstopp ist. Die senkrechte Achse stellt den Wert des Zylinderluftladungsskalars α dar und der Wert α nimmt in Richtung des Pfeils der senkrechten Achse zu. Die waagerechte Achse stellt einen Zylindertakt eines Zylinders Nummer Eins dar. Der Ansaugtakt des Zylinders Nummer eins wird durch „Ansaugen“, der Verdichtungstakt wird durch „Verdichten“ angegeben und so weiter. Der Motor dreht sich in einer Richtung von der linken Seite von 6 zu der rechten Seite von 6. Die Kurve 602 stellt den Skalar α dar.
Der zweite Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Zylinderluftladungsschätzung auf Grundlage oder bestimmt aus dem Ansaugkrümmerdruck und dem Skalar a, wie bei 316 in 3 beschrieben. Die senkrechte Achse stellt die Zylinderluftladung dar und der Zylinderluftladungswert nimmt in Richtung des Pfeils der senkrechten Achse zu. Die waagerechte Achse stellt einen Zylindertakt eines Zylinders Nummer Eins dar. Der Motor dreht sich in einer Richtung von der linken Seite von 6 zu der rechten Seite von 6.
Die Kurve 604 stellt die Zylinderluftladungsschätzung dar, die auf einem Ansaugkrümmerdruck basiert.
Der dritte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Zylinderluftladungsschätzung auf Grundlage oder bestimmt aus dem Druck in Zylinder Nummer eins wie bei 320 in 4 beschrieben. Die senkrechte Achse stellt die Zylinderluftladung dar und der Zylinderluftladungswert nimmt in Richtung des Pfeils der senkrechten Achse zu. Die waagerechte Achse stellt einen Zylindertakt eines Zylinders Nummer Eins dar. Der Motor dreht sich in einer Richtung von der linken Seite von 6 zu der rechten Seite von 6. Die Kurve 606 stellt die Zylinderluftladungsschätzung dar, die auf einem Druck in dem Zylinder basiert.
Der vierte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf des in den Zylinder Nummer eins eingespritzten Kraftstoffs. Die senkrechte Achse stellt dar, wenn Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins eingespritzt wird. Die Länge der Kraftstoffimpulse 608-614 gibt die bei jeder Einspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge an. Länger Impulse geben an, dass im Vergleich zu den kleineren Impulsen eine größere Kraftstoffmenge in Zylinder Nummer eins eingespritzt wird. Die waagerechte Achse stellt einen Zylindertakt eines Zylinders Nummer Eins dar. Der Motor dreht sich in einer Richtung von der linken Seite von 6 zu der rechten Seite von 6. Die Kurven 608-614 stellen Kraftstoffimpulse dar, die dem Zylinder Nummer eins zugeführt werden.
Zum Zeitpunkt t0 dreht sich der Motor nicht. Das Drehen des Motors beginnt kurz nach dem Zeitpunkt t0 und der Skalar α ist ein Wert auf mittlerem Niveau. Die Zylinderluftladungsschätzung, die auf einem Ansaugkrümmerdruck basiert, steigt, nachdem der Ansaugkrümmerdruck gemessen wurde. Der Ansaugkrümmerdruck (nicht gezeigt) befindet sich auf einem höheren Niveau, was den Umgebungsdruck angibt. Die Zylinderluftladungsschätzung, die auf einem Zylinderdruck basiert, wird nicht bereitgestellt, das sich Zylinder Nummer eins in seinem Ansaugtakt befindet.
Zum Zeitpunkt t1 beginnt Kraftstoff während dessen Ansaugtakt in den Zylinder Nummer eins eingespritzt zu werden, und die Kraftstoffmenge, die in den Zylinder Nummer eins eingespritzt wird, ist von der Zylinderluftladung des Zylinders Nummer eins abhängig, die aus dem Motoreinlasskrümmerdruck und dem Wert des Skalars α bestimmt wird. Durch die Einspritzung von Kraftstoff während des Ansaugtakts können während eines Zylinderzyklus größere Kraftstoffmengen eingespritzt werden. Ferner kann sich die Kraftstoffverdampfung in einigen Fällen verbessern. Die Werte des Skalars α und der Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Motoreinlasskrümmerdrucks geschätzt wird, haben sich nicht verändert. Der Wert der Zylinderluftladungsschätzung, der auf dem Zylinderdruck basiert, wird nicht angegeben.
Zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 dreht sich der Motor durch den Ansaugtakt des Zylinders Nummer eins und in den Verdichtungstakt des Zylinders Nummer eins. Die Werte der Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Motoreinlasskrümmerdrucks geschätzt wird, und der Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Drucks in Zylinder Nummer eins geschätzt wird, werden nicht geändert.
Zum Zeitpunkt t2 wird der Druck in Zylinder Nummer eins bestimmt, nachdem sich das Einlassventil von Zylinder Nummer eins geschlossen hat (nicht gezeigt). Die Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Drucks in Zylinder Nummer eins geschätzt wird, steigt auf einen Wert auf mittlerem Niveau, ist aber niedriger als die Zylinderluftladungsmenge in Zylinder Nummer eins, die auf Grundlage des Motoreinlasskrümmerdrucks geschätzt wird. Zum Zeitpunkt t2 wird kein Kraftstoff in den Motor eingespritzt.
Zum Zeitpunkt t3 wird ein zweiter Kraftstoffimpuls an Zylinder eins während des gleichen Zylinderzyklus abgegeben, wie bei der Kraftstoffeinspritzung zum Zeitpunkt t2. Die zum Zeitpunkt t3 eingespritzte Kraftstoffmenge basiert auf dem gewünschten Kraftstoffanteil für den Ansaugtakt und der Differenz der Zylinderluftladungsmenge in Zylinder Nummer eins, die auf Grundlage des Motoreinlasskrümmerdruck geschätzt wird, und der Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Drucks in Zylinder Nummer eins nach dem Schließen des Einlassventils des Zylinders Nummer eins geschätzt wird. Der zweite Kraftstoffimpuls ermöglicht es, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Zylinder Nummer eins mit einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Zylinder Nummer eins übereinstimmt. Der Wert des Skalars a, die Zylinderluftladung in Zylinder Nummer eins, die auf dem Motoreinlasskrümmerdruck basiert, und die Zylinderluftladung in Zylinder Nummer eins, die auf dem Druck in Zylinder Nummer eins nach dem Schließen der Einlassventile des Zylinders Nummer eins basiert, bleiben bei ihren vorherigen Werten. Der Motor ist zwischen dem Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t4 angehalten (nicht gezeigt).
Zum Zeitpunkt t4 dreht sich der Motor nicht. Das Drehen des Motors beginnt kurz nach dem Zeitpunkt t4. Der Skalar α ist ein Wert auf mittlerem Niveau, ist aber niedriger als der Wert α zum Zeitpunkt 11, weil der Wert α zum Zeitpunkt t4 auf Grundlage der Zylinderluftladungsschätzung aktualisiert wurde, die zum Zeitpunkt t2 auf Grundlage eines Drucks in Zylinder Nummer eins, nachdem sich das Einlassventil in Zylinder Nummer eins geschlossen hat, bestimmt wurde. Somit wird der Wert von Skalar α zum Zeitpunkt t4 auf ein niedrigeres Niveau aktualisiert, da die aus dem Motoreinlasskrümmerdruck zum Zeitpunkt t1 bestimmte Zylinderluftladung größer war als die aus dem Druck in Zylinder Nummer eins zum Zeitpunkt t2 bestimmte Zylinderluftladung. Die Zylinderluftladungsschätzung, die auf dem Ansaugkrümmerdruck zum Zeitpunkt t4 basiert, ist niedriger als die Zylinderluftladungsschätzung, die auf dem Ansaugkrümmerdruck zum Zeitpunkt t1 basierte, obwohl der Ansaugkrümmerdruck zum Zeitpunkt t1 und zum Zeitpunkt t2 gleich ist (nicht gezeigt), da der Wert des Skalars α verringert wurde. Die Zylinderluftladungsschätzung, die auf einem Zylinderdruck basiert, wird nicht bereitgestellt, das sich Zylinder Nummer eins in seinem Ansaugtakt befindet.
Zum Zeitpunkt t5 beginnt Kraftstoff während dessen Ansaugtakt in den Zylinder Nummer eins eingespritzt zu werden, und die Kraftstoffmenge, die in den Zylinder Nummer eins eingespritzt wird, ist von der Zylinderluftladung abhängig, die aus dem Motoreinlasskrümmerdruck und dem Wert des Skalars α zum Zeitpunkt t4 bestimmt wird. Durch die Einspritzung von Kraftstoff während des Ansaugtakts können während eines Zylinderzyklus größere Kraftstoffmengen eingespritzt werden. Ferner kann sich die Kraftstoffverdampfung in einigen Fällen verbessern. Die Werte des Skalars α und der Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Motoreinlasskrümmerdrucks geschätzt wird, haben sich seit dem Zeitpunkt t4 nicht verändert. Der Wert der Zylinderluftladungsschätzung, der auf dem Zylinderdruck basiert, wird nicht angegeben. Die zum Zeitpunkt t5 eingespritzte Kraftstoffmenge ist kleiner als die zum Zeitpunkt t1 eingespritzte Kraftstoffmenge, da die Zylinderluftladungsschätzung, die auf dem Ansaugkrümmerdruck zum Zeitpunkt t4 basiert, um den revidierten Wert α verringert wurde.
Zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t6 dreht sich der Motor durch den Ansaugtakt des Zylinders Nummer eins und in den Verdichtungstakt des Zylinders Nummer eins. Die Werte der Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Motoreinlasskrümmerdrucks geschätzt wird, und der Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Drucks in Zylinder Nummer eins geschätzt wird, werden nicht geändert.
Zum Zeitpunkt t6 wird der Druck in Zylinder Nummer eins bestimmt, nachdem sich das Einlassventil von Zylinder Nummer eins geschlossen hat. Die Zylinderluftladung, die auf Grundlage des Drucks in Zylinder Nummer eins geschätzt wird, steigt auf einen Wert auf mittlerem Niveau, und ist fast gleich der Zylinderluftladungsmenge in Zylinder Nummer eins, die auf Grundlage des Motoreinlasskrümmerdrucks geschätzt wird. Zum Zeitpunkt t2 wird kein Kraftstoff in den Motor eingespritzt.
Zum Zeitpunkt t7 wird ein zweiter Kraftstoffimpuls an Zylinder eins während des gleichen Zylinderzyklus abgegeben, wie bei der Kraftstoffeinspritzung zum Zeitpunkt t5. Die zum Zeitpunkt t7 eingespritzte Kraftstoffmenge basiert auf dem gewünschten Kraftstoffanteil für den Ansaugtakt DISFF, wie in der Beschreibung des Verfahrens 300 erörtert. Der zweite Kraftstoffimpuls ermöglicht es, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Zylinder Nummer eins mit einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Zylinder Nummer eins übereinstimmt. Der Wert des Skalars a, die Zylinderluftladung in Zylinder Nummer eins, die auf dem Motoreinlasskrümmerdruck basiert, und die Zylinderluftladung in Zylinder Nummer eins, die auf dem Druck in Zylinder Nummer eins nach dem Schließen der Einlassventile des Zylinders Nummer eins basiert, bleiben bei ihren vorherigen Werten. Der Wert von Skalar α wird nicht aktualisiert, da die Zylinderluftladung in Zylinder Nummer eins, die auf dem Druck in Zylinder Nummer eins basiert, und die Zylinderluftladung in Zylinder Nummer eins, die auf dem Motoreinlasskrümmerdruck basiert, in Bezug auf ihren Wert nahe beieinander liegen.
Auf diese Weise können die Zylinderluftladungsschätzungen an die Motoretriebsbedingungen angepasst werden, einschließlich einer Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit einem letzten Motorstopp und einem ersten zu zündenden Motorzylinder nach einem letzten Motorstopp.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine/r oder mehrere der dargestellten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Außerdem kann zumindest ein Teil der beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem programmiert werden soll. Die Steuermaßnahmen können zudem den Betriebszustand eines oder mehrerer Sensoren oder Aktoren in der physischen Welt verändern, wenn die beschriebenen Maßnahmen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen beinhaltet.
Hiermit ist die Beschreibung abgeschlossen. Ihre Lektüre wird dem Fachmann viele Änderungen und Modifikationen vergegenwärtigen, ohne von Geist und Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel können I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft verwenden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Motorbetriebsverfahren Folgendes: das Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge in einen Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis, wobei die Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis abhängig von einem ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch das Einspritzen einer zweiten Kraftstoffmenge in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf einen Zylinderdruck.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Kraftstoffmenge während eines Ansaugtakts des Zylinders eingespritzt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die zweite Kraftstoffmenge während eines Verdichtungstakts des Zylinders eingespritzt.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis ferner auf einem Ansaugkrümmerdruck.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Motordrehzahl während des letzten Motorstopps null.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Kraftstoffmenge über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung eingespritzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Motorbetriebsverfahren Folgendes: das Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge in einen Zylinder während eines Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine erste Zylinderluftladungsschätzung, wobei die erste Zylinderluftladungsschätzung auf einem Skalar basiert, wobei der Skalar abhängig von einem ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp ist; und das Anpassen des Skalars als Reaktion auf eine zweite Zylinderluftladungsschätzung.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die zweite Zylinderluftladungsschätzung ferner auf einem Druck in dem Zylinder während des Zyklus des Zylinders.
Gemäß einer Ausführungsform basiert das Speichern des angepassten Skalars in einem Speicher einer Steuerung auf dem ersten zu zündenden Zylinders seit dem letzten Motorstopp und der tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch das Einspritzen einer zweiten Kraftstoffmenge in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf einen Druck in dem Zylinder.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die erste Zylinderluftladungsschätzung ferner auf einem Ansaugkrümmerdruck.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch das Anpassen des Zündzeitpunkts als Reaktion auf den Druck in dem Zylinder.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Zylinder ein zweiter zu zündender Zylinder seit dem letzten Motorstopp und umfasst ferner Folgendes: das Anpassen einer zweiten Kraftstoffmenge, die während des Zyklus des Zylinders auf Grundlage des Abgasdrucks in den Zylinder eingespritzt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor; einen mit dem Motor gekoppelten Ansaugkrümmerdrucksensor; einen mit dem Motor und teilweise in einem Zylinder des Motors gekoppelten Zylinderdrucksensor; und eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet zum: Bereitstellen einer ersten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder des Motors während eines Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine Ausgabe des Ansaugkrümmerdrucksensors während des Zyklus des Zylinders; und Bereitstellen einer zweiten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Schätzen der Zylinderluftladung über den Ansaugkrümmerdrucksensor.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Schätzen der Zylinderluftladung über den Zylinderdrucksensor.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder des Motors während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Ansaugkrümmerdrucksensors das Einspritzen von Kraftstoff während eines Ansaugtakts des Zylinders über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder des Motors während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors das Einspritzen von Kraftstoff während eines Verdichtungstakts des Zylinders über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Anpassen des Zündzeitpunktes als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors während des Zylinderzyklus.

Claims

Motorbetriebsverfahren, umfassend: das Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge in einen Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis, wobei die Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis abhängig von einem ersten zu zündenden Zylinder seit einem letzten Motorstopp und einer tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Einspritzen einer zweiten Kraftstoffmenge in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf einen Zylinderdruck.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Kraftstoffmenge während eines Ansaugtakts des Zylinders eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die zweite Kraftstoffmenge während eines Verdichtungstakts des Zylinders eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zylinderluftladungsschätzung im offenen Regelkreis ferner auf einem Ansaugkrümmerdruck basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motordrehzahl während des letzten Motorstopps null ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Kraftstoffmenge über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung eingespritzt wird.
Fahrzeugsystem, umfassend: einen Motor; einen mit dem Motor gekoppelten Ansaugkrümmerdrucksensor; einen Umgebungsdrucksensor, der an den Ansaugkanal des Motors gekoppelt ist; und eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet zum: Bereitstellen einer ersten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder des Motors während eines Zyklus des Zylinders als Reaktion auf eine Ausgabe des Ansaugkrümmerdrucksensors während des Zyklus des Zylinders; und Bereitstellen einer zweiten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensor.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Schätzen der Zylinderluftladung über den Ansaugkrümmerdrucksensor.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Schätzen der Zylinderluftladung über den Zylinderdrucksensor.
System nach Anspruch 8, wobei das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder des Motors während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Ansaugkrümmerdrucksensors das Einspritzen von Kraftstoff während eines Ansaugtakts des Zylinders über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung beinhaltet.
System nach Anspruch 8, wobei das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder des Motors während des Zyklus des Zylinders als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors das Einspritzen von Kraftstoff während eines Verdichtungstakts des Zylinders über eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung beinhaltet.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Anpassen des Zündzeitpunktes als Reaktion auf die Ausgabe des Zylinderdrucksensors während des Zylinderzyklus.