DE102019123597A1

DE102019123597A1 - Verfahren und system zum erlernen von beiträgen zu einem hintergrundgeräuschpegel im zusammenhang mit motorklopfen

Info

Publication number: DE102019123597A1
Application number: DE102019123597.9A
Authority: DE
Inventors: Rani Kiwan; Christopher P. Glugla; Mohannad Hakeem; James M. Kindree
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2020-03-05
Also published as: US11371447B2; CN110878735A; US10830163B2; US20210115860A1; US20200072139A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung sieht „Verfahren und System zum Erlernen von Beiträgen zu einem Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen“ vor. Offenbart sind Verfahren und Systeme zum Betreiben eines Motors, der ein System der Klopfregelung beinhaltet, das Beiträge einzelner Geräuschquellen zu einem Motorhintergrundgeräuschpegel bestimmen kann. Die Beiträge der einzelnen Geräuschquellen können die Grundlage zum Ermitteln des Vorliegens oder Nichtvorliegens von Klopfen in einem oder mehreren Motorzylindern bilden.

Description

GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme zum Erlernen und Ermitteln von Beiträgen verschiedener Motorgeräuschquellen zu einem Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Ausgabe eines Schwingungssensors kann die Grundlage zum Ermitteln des Vorliegens oder Nichtvorliegens von Motorklopfen bilden. Motorklopfen kann durch Gase entstehen, die sich in einem Zylinder entflammen, bevor eine mittels einer Zündkerze erzeugte Flammenfront die Gase erreicht. Die Gase können sich entflammen, wenn Druck und Temperatur im Zylinder ansteigen, nachdem eine Verbrennung im Zylinder während eines Zyklus des Zylinders eingeleitet worden ist. Hochfrequente Druckschwankungen im Inneren des Zylinders können einen Motorklopfschall erzeugen, der durch den Schwingungssensor erfasst werden kann. Das Motorklopfen kann zu einer Beschädigung im Inneren des Zylinders führen. Aus diesem Grund kann es wünschenswert sein, dass das Vorliegen von Klopfen anhand des Schwingungssensors zuverlässig erfasst wird, damit Maßnahmen zum Eingrenzen von Motorklopfen ergriffen werden können.
Eine Möglichkeit, Motorklopfen anhand des Schwingungssensors zu erkennen, besteht im Dividieren eines integrierten Klopfsensorausgabewerts, der ausgehend von einer Ausgabe eines Klopfsensors während eines Klopffensters (z. B. eines Kurbelwinkelintervalls) bestimmt wurde, durch einen Wert eines integrierten Hintergrundgeräuschpegels im Zusammenhang mit Motorklopfen, der während des Klopffensters oder während eines Klopffensters eines früheren Zyklus des Zylinders festgestellt werden kann. Diese Operation stellt einen Intensitätspegel oder -wert für Motorklopfen bereit. Wenn das Ergebnis der Division (der Klopfintensitätswert) einen Schwellenwert überschreitet, kann bestimmt werden, dass Motorklopfen vorliegt. Unterschreitet das Ergebnis der Division den Schwellenwert, so kann bestimmt werden, dass kein Motorklopfen vorliegt.
Dieses Verfahren kann die Grundlage für ein zuverlässiges Erkennen von Motorklopfen bilden; Änderungen von Motorbetriebsbedingungen können allerdings den Hintergrundgeräuschpegel des Motors ändern, sodass das tatsächliche Motorklopfen aufgrund hoher Pegel von Motorhintergrundgeräuschen nicht erkannt werden können. Dem ähnlich können falsche Angaben von Motorklopfen erzeugt werden, wenn der Motorhintergrundgeräuschpegel infolge von Änderungen von Motorbetriebsbedingungen reduziert wird. Aus diesem Grund kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit des Erlernens von Hintergrundgeräuschpegeln im Zusammenhang mit Motorklopfen bereitzustellen, damit Klopfintensitätswerte eng mit jeweils aktuellen Motorbetriebsbedingungen ins Verhältnis gesetzt werden können und dadurch die Zuverlässigkeit von Klopfintensitätswerten verbessert werden kann.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder der vorliegenden Schrift haben ein Motorbetriebsverfahren entwickelt, umfassend: Verstellen des Zündzeitpunkts eines ersten Zylinders anhand einer Steuerung in Richtung spät als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen; und Abschalten einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung und Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung eines zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Durch das Verstellen des Zündzeitpunkts eines Motorzylinders in Richtung spät kann es möglich sein, Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen bei einer großen Bandbreite an Motorbetriebsbedingungen zu erlernen, sodass die Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen korrigiert werden können, um jeweils aktuelle Motorbetriebsbedingungen zu kompensieren. Der Zündzeitpunkt eines Motorzylinders kann zum Beispiel in Richtung spät verstellt werden, damit die Eventualität von Klopfen im Inneren des Zylinders erheblich verringert wird. Sobald der Zündzeitpunkt angepasst ist, kann eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung, die sich während eines mit dem Zylinder verbundenen Klopffensters öffnet oder schließt, abgeschaltet oder ihre Öffnungs- oder Schließzeit angepasst werden, sodass zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Lebenszyklus des Motors ein Motorhintergrundgeräuschbasispegel ermittelt werden kann. Der korrigierte oder erlernte Motorhintergrundgeräuschbasispegel kann dann die Grundlage für das Bestimmen eines Klopfintensitätspegels des Zylinders oder eines anderen Zylinders bilden. Somit können der Motorhintergrundgeräuschbasispegel und Beiträge zu Pegeln des Motorhintergrundgeräuschs insgesamt erlernt und ermittelt werden, um Motorgeräuschpegeländerungen zu kompensieren, die auftreten können, wenn der Motor altert.
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 Ansprüche 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 beheben.
Figurenliste

1A zeigt eine schematische Abbildung eines Motorsystems eines Fahrzeugs.
1B zeigt beispielhafte Positionen für Klopfsensoren für einen V8-Motor.
1C zeigt eine alternative Ansicht von Klopfsensorpositionen für den V8-Motor.
2 zeigt ein Ablaufschema auf hoher Ebene einer Art des Betreibens eines Motors, die ein System der Klopfregelung beinhaltet; und
3-6 zeigen beispielhafte Betriebsabläufe zur Veranschaulichung des Verfahrens von 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Motors, der ein System der Klopfregelung beinhaltet. Bei dem Motor kann es sich um einen Motor des in 1A-1C gezeigten Typs handeln. Der Motor kann gemäß dem Verfahren von 2 betrieben werden. Das Verfahren kann Motorhintergrundgeräuschpegel für unterschiedliche Betriebsbedingungen über die Lebensdauer des Motors erlernen, damit die Möglichkeit verbessert werden kann, das Vorliegen von Motorklopfen akkurat zu bestimmen. Das Verfahren kann wie anhand der Abläufe von 3-6 gezeigt funktionieren.
1A, um an dieser Stelle auf die Figuren Bezug zu nehmen, bildet ein Beispiel für einen Zylinder 14 einer Brennkraftmaschine 10 ab, die in einem Fahrzeug 5 beinhaltet sein kann. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von einem menschlichen Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals. Der Zylinder (hier auch „Brennraum“) 14 des Motors 10 kann Brennraumwände 136 aufweisen, innerhalb derer ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebe 54 an mindestens ein Fahrzeugrad 55 des Fahrzeugs 5 gekoppelt sein, wie nachstehend näher beschrieben. Ferner kann ein Anlassermotor (nicht gezeigt) über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen handelt es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein herkömmliches Fahrzeug mit einem Motor allein oder um ein Elektrofahrzeug mit (einer) elektrischen Maschine(n) allein. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 den Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Motor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über das Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. In dem abgebildeten Beispiel sind eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 57 zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor der jeweiligen Kupplung 56 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder davon zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder davon zu trennen. Bei dem Getriebe 54 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln.
Der Antriebsstrang kann verschiedenartig ausgelegt sein, darunter als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug. In Beispielen als Elektrofahrzeug kann eine Systembatterie 58 eine Traktionsbatterie sein, die elektrische Leistung an die elektrische Maschine 52 abgibt, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. In einigen Beispielen kann die elektrische Maschine 52 zudem als Generator betrieben werden, um beispielsweise während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Laden der Systembatterie 58 bereitzustellen. Es versteht sich, dass die Systembatterie 58 in anderen Beispielen, einschließlich Beispielen als Nicht-Elektrofahrzeug, eine typische Starter-, Licht- und Zündungsbatterie (Starting, Lighting, Ignition Battery - SLI-Batterie) sein kann, die an eine Lichtmaschine 46 gekoppelt ist.
Die Lichtmaschine 46 kann dazu ausgelegt sein, die Systembatterie 58 unter Verwendung von Motordrehmoment über die Kurbelwelle 140 bei laufendem Motor zu laden. Des Weiteren kann die Lichtmaschine 46 ein oder mehrere elektrische Systeme des Motors, wie etwa ein oder mehrere Hilfssysteme, zu denen ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs(HLK)-System, Fahrzeugleuchten, ein fahrzeuginternes Unterhaltungssystem und andere Hilfssysteme gehören können, auf der Grundlage ihrer elektrischen Bedarfe mit Leistung versorgen. In einem Beispiel kann ein von der Lichtmaschine bezogener Strom auf der Grundlage jedes von einem Kabinenkühlbedarf des Fahrzeugführers, einer Batterieladeanforderung, Bedarfen von anderen Hilfsfahrzeugsystemen und Elektromotordrehmoment kontinuierlich variieren. Ein Spannungsregler kann an der Lichtmaschine 46 gekoppelt sein, um die Leistungsabgabe der Lichtmaschine auf der Grundlage von Systemnutzungsanforderungen einschließlich Hilfssystembedarfen zu regulieren.
Der Zylinder 14 des Motors 10 kann über eine Reihe von Ansaugkanälen 142 und 144 und einen Ansaugkrümmer 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugkrümmer 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. Einer oder mehrere der Ansaugkanäle können eine oder mehrere Aufladevorrichtungen beinhalten, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor. Zum Beispiel zeigt 1A, dass der Motor 10 mit einem Turbolader ausgelegt ist, der einen zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordneten Verdichter 174 und eine entlang eines Abgaskanals 135 angeordnete Abgasturbine 176 beinhaltet. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 mit Energie versorgt werden, wenn die Aufladevorrichtung als ein Turbolader ausgelegt ist. In anderen Beispielen, wie etwa, wenn der Motor 10 mit einem Kompressor bereitgestellt ist, kann der Verdichter 174 jedoch durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Motor mit Energie versorgt und die Abgasturbine 176 optional weggelassen. In noch anderen Beispielen können der Motor 10 mit einem elektrischen Kompressor (z. B. einem „eBooster“) bereitgestellt sein und der Verdichter 174 durch einen Elektromotor angetrieben werden. In noch anderen Beispielen kann es sein, dass der Motor 10 nicht mit einer Aufladevorrichtung bereitgestellt ist, wie etwa, wenn der Motor 10 ein Saugmotor ist.
Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 aufweist, kann in den Motoransaugkanälen bereitgestellt sein, um einen Durchsatz und/oder Druck der Ansaugluft, die den Motorzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Beispielsweise kann die Drossel 162 stromabwärts des Verdichters 174 positioniert sein, wie in 1A gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein. Eine Position der Drossel 162 kann über ein Signal von einem Drosselpositionssensor an die Steuerung 12 kommuniziert werden.
Ein Abgaskrümmer 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Ein Abgassensor 126 ist stromaufwärts einer Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 an den Abgaskrümmer 148 gekoppelt gezeigt. Der Abgassensor 126 kann unter verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Air/Fuel Ratio - AFR) des Abgases ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen - Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde, einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NO_x-, HC- oder CO-Sensor. In dem Beispiel von 1A ist der Abgassensor 126 eine UEGO-Sonde. Bei der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator, eine NO_x-Falle, verschiedene andere Emissionsbegrenzungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus handeln. In dem Beispiel von 1A ist die Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 ein Dreiwegekatalysator.
Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile aufweisen. Zum Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156 aufweist, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile aufweisen, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind. In diesem Beispiel kann das Einlassventil 150 durch die Steuerung 12 per Nockenbetätigung über ein Nockenbetätigungssystem 152, das einen oder mehrere Nocken 151 beinhaltet, gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 durch die Steuerung 12 über das Nockenbetätigungssystem 154, das einen oder mehrere Nocken 153 beinhaltet, gesteuert werden. Die Position des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 kann durch die Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) und/oder Nockenwellenpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden.
Bei einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die Signale variieren, die den Nockenbetätigungssystemen 152 und 154 bereitgestellt werden, um das Öffnen und Schließen des jeweiligen Einlass- und Auslassventils zu steuern. Die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerung können gleichzeitig gesteuert werden, oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenzeitsteuerung, variablen Auslassnockenzeitsteuerung, dualen unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung oder festen Nockenzeitsteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere von Systemen für einen Motor mit variablem Hubraum (Variable Displacement Engine - VDE), zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variablen Nockenzeitsteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variablen Ventilzeitsteuerung (Variable Valve Timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, zum Variieren des Ventilbetriebs verwenden. In alternativen Beispielen können das Einlassventil 150 und/oder das Auslassventil 156 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung einschließlich eines CPS- und/oder VCT-Systems gesteuert wird, beinhalten. In anderen Beispielen können das Einlass- und Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktor (oder ein gemeinsames Betätigungssystem) oder einen Aktor (oder ein Betätigungssystem) zur variablen Ventilzeitsteuerung gesteuert werden.
Wie in dieser Schrift näher beschrieben, können das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 während des VDE-Modus über elektrisch betätigte Kipphebelmechanismen abgeschaltet werden. In einem anderen Beispiel können das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 über einen CPS-Mechanismus, bei dem eine Nockenerhebung ohne Hub für abgeschaltete Ventile verwendet wird, abgeschaltet werden. Es können noch andere Ventilabschaltmechanismen verwendet werden, wie etwa für elektrisch betätigte Ventile. In einem Beispiel kann die Abschaltung des Einlassventils 150 durch einen ersten VDE-Aktor (z. B. einen ersten elektrisch betätigten Kipphebelmechanismus, der an das Einlassventil 150 gekoppelt ist) gesteuert werden, während die Abschaltung des Auslassventils 156 durch einen zweiten VDE-Aktor (z. B. einen zweiten elektrisch betätigten Kipphebelmechanismus, der an das Auslassventil 156 gekoppelt ist) gesteuert werden kann. In alternativen Beispielen kann ein einziger VDE-Aktor die Abschaltung sowohl des Einlass- als auch des Auslassventils des Zylinders steuern. In noch anderen Beispielen schaltet ein einziger Zylinderventilaktor eine Vielzahl von Zylindern ab (sowohl Einlass- als auch Auslassventile), wie etwa alle der Zylinder in einer Motorenbank, oder ein gesonderter Aktor kann die Abschaltung für alle Einlassventile steuern, während ein anderer gesondertes Aktor die Abschaltung für alle Auslassventile der abgeschalteten Zylinder steuert. Es versteht sich, dass es in dem Fall, dass der Zylinder ein nicht abschaltbarer Zylinder des VDE-Motors ist, sein kann, dass der Zylinder keine Ventilabschaltaktoren aufweist. Jeder Motorzylinder kann die in dieser Schrift beschriebenen Ventilsteuerungsmechanismen beinhalten. Einlass- und Auslassventile werden über einen oder mehrere Motorzyklen in geschlossener Position gehalten, wenn sie abgeschaltet sind, um ein Einströmen in den oder Ausströmen aus dem Zylinder 14 zu verhindern.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, wobei es sich um ein Verhältnis vom Volumen des Kolbens 138 am unteren Totpunkt (UT) zu dem am oberen Totpunkt (OT) handelt. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Hierzu kann es zum Beispiel kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann zudem erhöht sein, falls Direkteinspritzung verwendet wird, da sich diese auf das Motorklopfen auswirkt.
Jeder Zylinder des Motors 10 kann eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung beinhalten. Ein Zündsystem 190 kann dem Brennraum 14 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal von der Steuerung 12 bei ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. Ein Zündzeitpunkt kann auf der Grundlage von Motorbetriebsbedingungen und Fahrerdrehmomentbedarf angepasst werden. Beispielsweise kann der Zündfunken zu einem Zeitpunkt mit minimaler Vorzündung für das bestmögliche Drehmoment (Maximum Brake Torque - MBT) bereitgestellt werden, um die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors zu maximieren. Die Steuerung 12 kann Motorbetriebsbedingungen, einschließlich Motordrehzahl, Motorlast und Abgas-AFR, in eine Lookup-Tabelle eingeben und den entsprechenden MBT-Zeitpunkt für die eingegebenen Motorbetriebsbedingungen ausgeben. In anderen Beispielen kann die Zündfunkenabgabe vom MBT ausgehend in Richtung spät verstellt werden, wie etwa, um das Aufwärmen des Katalysators während des Motorstarts zu beschleunigen oder ein Auftreten von Motorklopfen zu reduzieren.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ausgelegt sein, um diesem Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung 166 und eine Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung 66 beinhaltet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 66 können dazu ausgelegt sein, aus einem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff abzugeben. Das Kraftstoffsystem 8 kann eine(n) oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler beinhalten. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite eines von der Steuerung 12 erhaltenen Signals direkt in diesen einzuspritzen. Die Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung 66 kann auf ähnliche Weise anhand der Steuerung 12 gesteuert werden. In dieser Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ (Direct Injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 14 bereit. Wenngleich die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 in 1A auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert gezeigt ist, kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann die Vermischung und Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringe Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung über und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um die Vermischung zu verbessern. Kraftstoff kann den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 66 aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Außerdem kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 66 können dazu ausgelegt sein, unterschiedliche Kraftstoffe aus dem Kraftstoffsystem 8 in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aufzunehmen, und sie können ferner dazu ausgelegt sein, dieses Kraftstoffgemisch direkt in den Zylinder einzuspritzen. Zum Beispiel können die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 Alkoholkraftstoff und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 Benzin aufnehmen. Ferner kann dem Zylinder 14 während unterschiedlicher Takte eines einzelnen Zyklus des Zylinders Kraftstoff zugeführt werden. Zum Beispiel kann direkt eingespritzter Kraftstoff mindestens teilweise während eines vorherigen Ausstoßtakts, während eines Ansaugtakts und/oder während eines Verdichtungstakts zugeführt werden. Ins Saugrohr eingespritzter Kraftstoff kann nach dem Schließen des Einlassventils eines vorherigen Zyklus des Zylinders, der den Kraftstoff aufnimmt, und bis zum Schließen des Einlassventils des aktuellen Zylinderzyklus eingespritzt werden. Demnach können für ein einziges Verbrennungsereignis (z. B. Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder über Funkenzündung) eine oder mehrere Einspritzungen von Kraftstoff pro Zyklus über eine oder beide Einspritzvorrichtungen durchgeführt werden. Die mehreren DI-Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination daraus durchgeführt werden, was als geteilte Kraftstoffeinspritzung bezeichnet wird.
Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe unterschiedlicher Kraftstoffarten fassen, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Zu den Unterschieden können unterschiedliche Alkoholgehalte, unterschiedliche Wassergehalte, unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen daraus usw. gehören. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlichen Verdampfungswärmen beinhaltet Benzin als erste Kraftstoffart mit einer geringeren Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit einer höheren Verdampfungswärme. In einem anderen Beispiel kann der Motor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das zu ungefähr 85 % aus Ethanol und 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das zu ungefähr 85 % aus Methanol und 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Zu weiteren möglichen Stoffen gehören Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw. In noch einem anderen Beispiel kann es sich bei beiden Kraftstoffen um Alkoholgemische mit variierenden Alkoholzusammensetzungen handeln, wobei die erste Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer niedrigeren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E10 (das ungefähr zu 10 % aus Ethanol besteht), während die zweite Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer höheren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol besteht). Des Weiteren können sich der erste und der zweite Kraftstoff auch in Bezug auf weitere Kraftstoffqualitäten unterscheiden, wie etwa ein Unterschied bzgl. Temperatur, Viskosität, Oktanzahl usw. Darüber hinaus können die Kraftstoffeigenschaften eines oder beider Kraftstofftanks häufig variieren, beispielsweise aufgrund täglicher Variationen beim Befüllen des Tanks.
Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme (z. B. ausführbare Anweisungen) und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als nicht transitorischer Festwertspeicherchip 110 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich zuvor erläuterter Signale und außerdem einschließlich einer Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (Mass Air Flow - MAF) von einem Luftmassensensor 122; einer Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlhülse 118 gekoppelt ist; einer Abgastemperatur von einem Temperatursensor 158, der an den Abgaskanal 135 gekoppelt ist; eines Kurbelwellenpositionssignals von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition von einem Drosselpositionssensor 163; des Signals UEGO von dem Abgassensor 126, das durch die Steuerung 12 dazu verwendet werden kann, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zu bestimmen; Motorschwingungen (z. B. durch Klopfen verursacht) anhand eines Schwingungen erfassenden Klopfsensors 90; und eines Absolutkrümmerdrucksignals (Absolute Manifold Pressure - MAP) von einem MAP-Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 von der Kurbelwellenposition ausgehend erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem MAP-Sensor 124 kann dazu verwendet werden, eine Angabe von Unterdruck oder Druck im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Die Steuerung 12 kann eine Motortemperatur von der Motorkühlmitteltemperatur ausgehend ableiten und eine Temperatur der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 von dem vom Temperatursensor 158 empfangenen Signal ausgehend ableiten.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren von 1A und setzt die verschiedenen Aktoren von 1A ein, um den Motorbetrieb auf der Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Zum Beispiel kann die Steuerung den Motor zum Betreiben im VDE-Modus überführen, indem die Ventilaktoren 152 und 154 betätigt werden, um ausgewählte Zylinder abzuschalten, wie in Bezug auf 5 näher beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1A lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. aufweisen. Es versteht sich, dass der Motor 10 eine beliebige geeignete Anzahl an Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylindern, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten aufweisen, die in 1A unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und abgebildet sind.
Bei Vorliegen ausgewählter Bedingungen, wie etwa, wenn die volle Drehmomentkapazität des Motors 10 nicht angefordert ist, kann durch die Steuerung 12 eine von einer ersten oder einer zweiten Zylindergruppe zur Abschaltung (in dieser Schrift auch als VDE-Betriebsmodus bezeichnet) ausgewählt werden. Während des VDE-Modus können Zylinder der ausgewählten Zylindergruppe abgeschaltet werden, indem die jeweiligen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 66 ausgeschaltet werden. Ferner können die Ventile 150 und 156 abgeschaltet und über einen oder mehrere Motorzyklen hinweg geschlossen gehalten werden. Während die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der deaktivierten Zylinder abgeschaltet sind, setzen die übrigen aktivierten Zylinder die Verbrennung fort, wobei entsprechende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Einlass- und Auslassventile angeschaltet sind und arbeiten. Um die Drehmomentanforderungen zu erfüllen, passt die Steuerung die Luftmenge an, die in angeschaltete Motorzylinder eintritt. Um somit ein gleichwertiges Motordrehmoment bereitzustellen, das ein Achtzylindermotor bei einer Motorlast von 0,2 und einer jeweiligen Motordrehzahl erzeugt, können die angeschalteten Motorzylinder bei höheren Drücken als die Motorzylinder betrieben werden, wenn der Motor derart betrieben wird, dass alle Motorzylinder angeschaltet sind. Dazu sind höhere Krümmerdrücke erforderlich, was zu verringerten Pumpverlusten und einem erhöhten Motorwirkungsgrad führt. Des Weiteren reduziert die geringere Nutzfläche (nur von den angeschalteten Zylindern), die der Verbrennung ausgesetzt ist, Motorwärmeverluste, wodurch der thermische Wirkungsgrad des Motors erhöht wird.
Unter Bezugnahme auf 1B ist eine Draufsicht des Motors 10 gezeigt. Die Vorderseite 10a des Motors 10 kann einen Front-End-Nebenaggregatantrieb (Front End Accessory Drive - FEAD) (nicht gezeigt) beinhalten, um einer Lichtmaschine, einem Servolenksystem und einem Klimakondensator Leistung bereitzustellen. In diesem Beispiel ist der Motor 10 in einer V8-Auslegung mit acht Zylindern gezeigt, die mit 1-8 nummeriert sind. Motorklopfen kann anhand von vier Klopfsensoren 90a-90d erfasst werden. Die Klopfsensoren sind in der Senke des Motorblocks 9 positioniert. In diesem Beispiel wird die Ausgabe des Klopfsensors 90a während der Klopffenster (z. B. Kurbelwinkelintervalle) der Motorzylinder 1 und 2 anhand der Steuerung 12 abgetastet. Die Ausgabe des Klopfsensors 90b wird während der Klopffenster der Motorzylinder 3 und 4 anhand der Steuerung 12 abgetastet. Die Ausgabe des Klopfsensors 90c wird während der Klopffenster der Motorzylinder 5 und 6 anhand der Steuerung 12 abgetastet. Die Ausgabe des Klopfsensors 90c wird während der Klopffenster der Motorzylinder 7 und 8 anhand der Steuerung 12 abgetastet. Die Vielzahl von Klopfsensoren verbessert die Fähigkeit, Klopfen für jeden Zylinder zu erkennen, da die Abschwächung von Motorschwingungen aufgrund von Klopfen zunimmt, wenn der Abstand von dem klopfenden Zylinder zum Klopfsensor zunimmt. Die Ausgabe des Klopffensters wird nicht abgetastet, wenn die Klopffenster geschlossen sind.
Unter Bezugnahme auf 1C ist eine Vorderansicht des Motors 10 gezeigt. Der Motorblock 9 weist eine Senke 10b auf, in der die Motorklopfsensoren 90a und 90c an den Block 9 montiert sind. Durch das Montieren der Klopfsensoren 90a und 90c in der Senke 10b kann ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis verfügbar sein, sodass Klopfen zuverlässiger erkannt werden kann. Die Montagepositionen der Klopfsensoren 90a-90d können es dabei auch ermöglichen, einige Maßnahmen der Steuerung der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen durch einige Sensoren und nicht durch andere zu überwachen. Somit können die Hintergrundgeräuschpegel mancher Zylinder höher oder geringer sein als die anderer Zylinder. Des Weiteren kann der Abstand einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die sich nahe einem Klopffenster eines anderen Motorzylinders öffnet oder schließt, die Zeitspanne beeinflussen, die erforderlich ist, damit sich eine Schwingung von der arbeitenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Klopfsensor ausbreitet. Zudem kann es eine längere Zeitspanne, in der sich die Schwingung von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Klopfsensor ausbreitet, ermöglichen, dass die Schwingung in ein Klopffenster für einen Zylinder gelangt. Somit können sich die Klopfsensorposition, Zündfolge und Motorauslegung im Falle mancher Motorzylinder auch auf Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen auswirken.
Somit stellt das System von 1A-1C ein System zum Betreiben eines Motors bereit, umfassend: einen Motor, der wenigstens einen Schwingungen erfassenden Motorklopfsensor beinhaltet; und eine Steuerung, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum Verstellen des Zündzeitpunkts wenigstens eines Motorzylinders in Richtung spät und zum Abschalten einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen, beinhaltet. Das System umfasst weiterhin zusätzliche Anweisungen zum Erlernen des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe des wenigstens einen Schwingungen erfassenden Motorklopfsensors während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls. Das System umfasst weiterhin zusätzliche Anweisungen zum Anpassen einer Tellerventilzeitsteuerung eines anderen Zylinders als des wenigstens einen Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen. Das System umfasst weiterhin zusätzliche Anweisungen zum Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen. Das System umfasst weiterhin zusätzliche Anweisungen zum Speichern des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen im Speicher der Steuerung und zum Bestimmen einer Klopfintensität eines anderen Zylinders als des wenigstens einen Motorzylinders auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen.
Auf 2 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zum Betreiben eines Motors gezeigt. Das Verfahren von 2 kann in das System von 1A-1C integriert werden und damit zusammenwirken. Zumindest Teile des Verfahrens 200 können als ausführbare Anweisungen, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, in das System von 1A-1C integriert werden. Außerdem können andere Teile des Verfahrens 200 anhand einer Steuerung durchgeführt werden, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in der realen Welt umwandelt. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb einzustellen. Ferner kann das Verfahren 200 ausgewählte Steuerparameter von Sensoreingaben ausgehend bestimmen.
Bei 202 bestimmt das Verfahren 200 Fahrzeug- und Motorbetriebsbedingungen anhand der in 1A-1C beschriebenen Sensoren. Das Verfahren 200 kann Betriebsbedingungen bestimmen, zu denen unter anderem die Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, die Klopfsensorausgabe, Kraftstoffart, Kraftstoffoktanzahl, Motorposition und der Motorluftstrom gehören. Das Verfahren 200 geht zu 204 über.
Bei 204 beurteilt das Verfahren 200, ob Bedingungen zum Erlernen von Beiträgen von Geräuschen zu Hintergrundgeräuschpegeln im Zusammenhang mit Motorklopfen erfüllt sind. In einem Beispiel sind die Bedingungen erfüllt, wenn die Motordrehzahl innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt (die Motordrehzahl bspw. größer als eine erste Schwellendrehzahl und kleiner als eine zweite Schwellendrehzahl ist), wenn die Motorlast innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt (die Motorlast bspw. größer als eine erste Schwellenlast und kleiner als eine zweite Schwellenlast ist), der Motor über eine vorgegebene Gesamtzeitspanne seit seiner Fertigung gearbeitet hat und die Motortemperatur über einer Schwellentemperatur liegt. Wenn das Verfahren 200 beurteilt, dass Bedingungen zum Erlernen von Beiträgen von Geräuschen (z. B. bedingt durch Öffnen und Schließen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Öffnen und Schließen eines Tellerventils usw.) zu Hintergrundgeräuschpegeln im Zusammenhang mit Motorklopfen erfüllt sind, dann lautet die Antwort Ja und das Verfahren 200 geht zu 206 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 200 geht zu 250 über.
Bei 250 wendet das Verfahren 200 bereits vorhandene Geräuschbeiträge an, um Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu ermitteln oder bestimmen. In einem Beispiel kann der Motorhintergrundgeräuschpegel anhand folgender Gleichung bestimmt werden: $\begin{array}{l} Z y l_H g r_G e r \ddot{a} u s c h (i) = Z y l_B a s i s_G e r \ddot{a} u s c h (i) + Z y l_I n j_G e r \ddot{a} u s c h (i) + \\ Z y l_V e n t_G e r \ddot{a} u s c h (i), \end{array}$
wobei Zyl_Hgr_Geräusch(i) der Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für Zylinder i bei der jeweils aktuellen Motordrehzahl und -last ist; Zyl_Basis_Geräusch(i) ein Zylinderhintergrundgeräuschbasispegel ist, der Geräusche von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und/oder Einlass- und/oder Auslasstellerventilen, die sich während eines Klopffensters von Zylinder (i) öffnen und/oder schließen, nicht beinhaltet; Zyl_Inj_Geräusch(i) für Kraftstoffeinspritzvorrichtungsgeräusche steht, die während eines Klopffensters von Zylinder (i) auftreten, und ZylVent Geräusch(i) für Geräusche von Einlass-/Auslassventilen steht, die sich während eines Klopffensters von Zylinder (i) öffnen und/oder schließen; und wobei i die Nummer (bspw. 1-8 bei einem Achtzylindermotor) des Zylinders ist, der jeweils auf das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Klopfen evaluiert wird. Es sei darauf hingewiesen, dass Geräusche von anderen Zylindern als dem jeweils aktuellen Zylinder i anstelle der Geräusche von Zylinder i angewendet oder verwendet werden können, wenn der Geräuschpegel eines anderen Zylinders für die Geräusche von Zylinder i repräsentativ ist oder wenn der Geräuschpegel bezüglich Zylinder i nicht verfügbar und der Geräuschpegel eines anderen Zylinders verfügbar ist. Beispielsweise kann Zyl_Hgr_Geräusch(i) gleich Zyl_Basis_Geräusch (i-1) + Zyl_Inj_Geräusch (i+2) + Zyl Vent Geräusch (i+2) sein. Somit kann das Zylinderhintergrundgesamtgeräusch für Zylinder i in diesem Beispiel gleich dem Zylinderhintergrundgeräuschbasispegel für Zylinder i-1, addiert mit den Zylinderhintergrundkraftstoffeinspritzvorrichtungsgeräuschen für Zylinder i+2, addiert mit den Zylinderhintergrundventilgeräuschen für Zylinder i+2, sein. Nachdem der Hintergrundgeräuschpegel für Zylinder i bestimmt worden ist, geht das Verfahren 200 zu 252 über. Der Wert von i kann sich je nachdem ändern, welche Zylinderhintergrundgeräuschpegel erlernt werden.
Bei 252 evaluiert das Verfahren 200 einen jeweils aktuellen Zylinder i auf das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Motorklopfen. Der Wert von i kann geändert werden (z. B. von 1-8), sodass alle Motorzylinder in jedem Motorzyklus (z. B. zwei Umdrehungen bei einem Viertaktmotor) auf das Vorliegen von Motorklopfen ausgewertet werden können. Auf der Grundlage der bei 250 bestimmten Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen wertet das Verfahren 200 aus, ob Motorklopfen bezüglich eines jeweiligen Zylinders angegeben werden sollte oder nicht. In einem Beispiel berechnet das Verfahren 200 einen Klopfintensitätswert für einen jeweiligen Zylinder durch Integrieren einer Ausgabe des Klopfsensors während des Klopffensters des jeweiligen Zylinders (bspw. eines jeweiligen Motorkurbelwinkelintervalls) und Dividieren der integrierten Klopfsensorausgabe durch den integrierten Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen für den jeweiligen Zylinder. Wenn der Motorklopfintensitätswert einen Schwellenwert überschreitet, wird für den jeweiligen Zylinder Motorklopfen angegeben und der Zündzeitpunkt für den jeweiligen Zylinder um einen vorgegebenen Betrag in Richtung spät verstellt. Die Zündfunkenabgabe wird für den jeweiligen Zylinder in Richtung spät verstellt, woraufhin der Zündzeitpunkt wieder in Richtung des MBT-Zündzeitpunkts nach früh verstellt wird (Zeitpunkt mit minimaler Vorzündung für das bestmögliche Drehmoment). Wenn beispielsweise der Motorklopfintensitätswert für Zylinder Nummer eins einen Schwellenpegel überschreitet, wird für Zylinder Nummer eins Klopfen angegeben und der Zündzeitpunkt von Zylinder Nummer eins um fünf Grad Kurbelwinkel verstellt. Der Zündzeitpunkt für Zylinder Nummer eins kann um fünf Grad Kurbelwinkel in Richtung früh verstellt werden, und zwar innerhalb von zehn Sekunden, nachdem der Zündzeitpunkt von Zylinder Nummer eins auf der Grundlage des Bestimmens von Klopfen in Zylinder Nummer eins in Richtung spät verstellt wurde. Wenn kein Klopfen angegeben wird, bleibt der Zündzeitpunkt für den Zylinder bei dem für ihn angeforderten oder Basiszeitpunkt (z. B. MBT-Zeitpunkt oder klopfbegrenzter Zündzeitpunkt). Auf diese Weise kann das Klopfen für jeden Motorzylinder bestimmt werden. Bei 206 wählt das Verfahren 200 den Zylinder aus, für welchen die Hintergrundgeräuschpegel des Zylinders erlernt und aktualisiert werden sollen. In einem Beispiel ist der ausgewählte Zylinder derjenige Zylinder, bei welchem es gewünscht ist, einen Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen anzupassen. Wenn zum Beispiel gewünscht ist, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen für Zylinder Nummer eins zu aktualisieren oder zu erlernen, dann kann Zylinder Nummer eins der ausgewählte Zylinder sein. Die Logik zum Auswählen des Motorzylinders kann im Speicher der Steuerung gespeichert werden. In einem Beispiel wird Zylinder Nummer eins zuerst ausgewählt, woraufhin der ausgewählte Zylinder (i) um einen Wert von Eins inkrementiert wird, bis jeder Zylinder ausgewählt worden ist und die Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen jedes Motorzylinders ermittelt worden sind. Das Verfahren 200 geht zu 208 über, nachdem der Zylinder zur Klopfevaluation ausgewählt wurde.
Bei 208 passt das Verfahren 200 die Motorlast an, damit der vom Fahrer vorgegebene Drehmomentbedarf gedeckt wird, wenn die Zündfunkenabgabe des ausgewählten Zylinders in Richtung spät verstellt wird, um die Eventualität von Motorklopfen zu reduzieren. In einem Beispiel kann die Motorlast erhöht werden, indem die Luftströmung durch den Motor durch Öffnen der Drossel des Motors verstärkt wird. Das Motordrehmoment kann aufrechterhalten werden, damit der vom Fahrer vorgegebene Drehmomentbedarf gedeckt wird, indem die Motorlast erhöht wird, wenngleich der Zündzeitpunkt des ausgewählten Zylinders bei 210 in Richtung spät verstellt werden wird. Somit kann die Motorlast von 0,2 auf 0,25 erhöht werden, um den vom Fahrer vorgegebenen Drehmomentbedarf zu decken, wenn der Zündzeitpunkt des ausgewählten Zylinders um 5 Grad Kurbelwinkel nach spät verstellt wird. In einem Beispiel bildet eine Funktion, die das Motordrehmoment bei einer jeweiligen Motordrehzahl und -last in einem Abhängigkeitsverhältnis vom Zündzeitpunkt beschreibt, die Grundlage für das Bestimmen, dass die Drehmomentreduktion für das Verstellen der Zündfunkenabgabe eines Zylinders um einen vorgegebenen Betrag nach spät (bspw. um 5 Grad Kurbelwinkel) erfolgen wird. Das Motordrehmoment bei der jeweils aktuellen Motordrehzahl kann um den Betrag der Motordrehmomentreduktion erhöht werden, der auf die Verstellung des Zündzeitpunkts in Richtung spät zurückzuführen ist, damit das Motordrehmoment dem vom Fahrer vorgegebenen Drehmomentbedarf entspricht. Eine zweite Funktion, welche die Motorlast mit der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment ins Verhältnis setzt, bildet die Grundlage zum Anpassen der Motorlast. Wenn zum Beispiel das Verstellen der Zündfunkenabgabe des ausgewählten Zylinders um 5 Grad Kurbelwinkel nach spät das Motordrehmoment um acht Newtonmeter reduziert, dann kann die Drehmomentabgabe aller Motorzylinder erhöht werden, um das Motordrehmoment um acht Newtonmeter zu erhöhen, indem die Motorlast um einen Wert von 0,05 Last erhöht wird, um ein Beispiel zu nennen. Das Verfahren 200 geht zu 210 über, nachdem die Motorlast angepasst wurde, um den vom Fahrer vorgegebenen Drehmomentbedarf zu decken.
Bei 210 betreibt das Verfahren 200 N-1 Zylinder mit klopfbegrenztem Zündzeitpunkt (z. B. einem Zündzeitpunkt, ab dem Motorklopfen festgestellt wird) oder MBT-Zündzeitpunkt, während der Zündzeitpunkt des ausgewählten Zylinders ab dem klopfbegrenzten Zündzeitpunkt oder MBT-Zündzeitpunkt in Richtung spät verstellt wird, wobei N die tatsächliche Gesamtanzahl der Motorzylinder ist. Durch das Verstellen des Zündzeitpunkts der ausgewählten Zylinder in Richtung spät kann die Eventualität von Klopfen im ausgewählten Zylinder erheblich reduziert werden, sodass eine akkurate Schätzung von Hintergrundmotorgeräuschen für den ausgewählten Zündzeitpunkt bestimmt werden kann. Anders formuliert, wird die Eventualität, dass der Motorhintergrundgeräuschpegel des ausgewählten Zylinders durch Klopfen in dem ausgewählten Zylinder beeinflusst wird, reduziert. Durch Betreiben des Motors mit N-1 Zylindern, die über Begrenzungs- oder MBT-Zündzeitpunkt verfügen, kann des Weiteren der Motorwirkungsgrad auf einem höheren Niveau gehalten werden. Nachdem begonnen wurde, den ausgewählten Zylinder mit nach spät verstelltem Zündzeitpunkt zu betreiben, geht das Verfahren 200 zu 211 über.
Bei 211 bestimmt das Verfahren 200 einen kombinierten Hintergrundgeräuschpegel Zyl_kombiniert_Geräusch (i) für den ausgewählten Zylinder. In einem Beispiel integriert das Verfahren 200 die Ausgabe eines Schwingungssensors während eines Abschnitts des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders. Die Ausgabe des Schwingungssensors kann numerisch oder mithilfe einer Integrationsschaltung integriert werden, um den Hintergrundgeräuschbasispegel des ausgewählten Zylinders zu bestimmen. Das Verfahren 200 speichert den Wert des kombinierten Hintergrundgeräuschpegels im Speicher der Steuerung. Der kombinierte Hintergrundgeräuschpegel kann Geräusche von Einspritzvorrichtungen, die sich während des offenen Klopffensters öffnen und/oder schließen, und/oder Tellerventilen, die sich während des offenen Klopffensters öffnen und/oder schließen, beinhalten. Der kombinierte Hintergrundgeräuschpegel für einen Zylinder kann nützlich sein, um die Beiträge von Geräuschquellen zu bestimmen. Die kombinierten Hintergrundgeräusche können ausgedrückt werden als Zyl_kombiniert_Geräusch (i) = Zyl_Basis_Geräusch (i) + Zyl_Inj_Geräusch (i) + Zyl_Vent_Geräusch (i). Dementsprechend kann eine jede der Variablen in der Gleichung bezüglich der kombinierten Hintergrundgeräusche gelöst werden, wenn drei der anderen Variablen bekannt sind. Als Beispiel: Zyl_Basis_Geräusch (i) = Zylkombiniert Geräusch (i) - Zyl_Inj_Geräusch (i) - Zyl_Vent_Geräusch (i). Das Verfahren 200 geht zu 212 über.
Bei 212 passt das Verfahren 200 die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerung eines oder mehrerer Zylinder derart an, dass sich die Einlass- und/oder Auslassventile während des offenen Motorklopffensters des ausgewählten Zylinders nicht schließen. Alternativ oder zusätzlich dazu passt das Verfahren 200 die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerung eines oder mehrerer Zylinder derart an, dass sich die Einlass- und/oder Auslassventile während des offenen Motorklopffensters des ausgewählten Zylinders nicht öffnen. Wenn es sich bei dem ausgewählten Zylinder beispielsweise um Zylinder Nummer eins handelt und das Klopffenster von Zylinder Nummer eins beginnend bei fünf Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungstakt von Zylinder Nummer eins bis fünfunddreißig Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungstakt von Zylinder Nummer eins offen ist, dann wird die Zeitsteuerung der Einlass- und Auslassventile, die sich während des offenen Klopffensters von Zylinder Nummer eins schließen, angepasst (bspw. nach früh oder spät verstellt), damit sie sich während des Klopffensters von Zylinder Nummer eins nicht schließen. Das Verfahren 200 kann zudem die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerung eines oder mehrerer Zylinder derart anpassen, dass sich die Einlass- und/oder Auslassventile während des offenen Motorklopffensters des ausgewählten Zylinders nicht öffnen. Demnach kann die Einlass- und Auslasszeitsteuerung von Zylindern, die mit Tellerventilen ausgestattet sind, welche sich während des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen und/oder schließen, ausgehend von einer Basiszeitsteuerung von Einlass- und Auslassventilen angepasst werden, um Geräusche von Einlass- und/oder Auslassventilen auszuschließen, die sich während des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen und/oder schließen. Durch das Ausschließen der Geräusche des Öffnens und Schließens von Einlass- und Auslassventilen von einem offenen Klopffenster des ausgewählten Zylinders kann es möglich sein, einen genaueren Wert für den Motorhintergrundgeräuschbasispegel zu bestimmen. Des Weiteren können Anpassungen der Drosselposition vorgenommen werden, um das Motordrehmoment aufrechtzuerhalten, wenn Tellerventilzeitsteuerungen angepasst werden. Das Verfahren 200 geht zu 214 über.
Bei 214 passt das Verfahren 200 die Zeitsteuerung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit Direkteinspritzung eines oder mehrerer Zylinder derart an, dass DI-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen während des offenen Motorklopffensters des ausgewählten Zylinders nicht geöffnet oder geschlossen werden. Wenn es sich bei dem ausgewählten Zylinder beispielsweise um Zylinder Nummer eins handelt und das Klopffenster von Zylinder Nummer eins beginnend bei fünf Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungstakt von Zylinder Nummer eins bis fünfunddreißig Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungstakt von Zylinder Nummer eins offen ist, dann wird die Zeitsteuerung der DI-Einspritzvorrichtungen, die sich während des offenen Klopffensters von Zylinder Nummer eins öffnen und/oder schließen, angepasst (bspw. nach früh oder spät verstellt). Das Anpassen der Zeitsteuerung der DI-Einspritzvorrichtung beinhaltet ein Abschalten einer DI-Einspritzvorrichtung und Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung, sodass Geräusche von der DI-Einspritzvorrichtung nicht im offenen Klopffenster des ausgewählten Zylinders auftreten. Daher können DI-Einspritzvorrichtungen, die sich während des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen oder schließen, ausgehend von einer Basiszeitsteuerung einer DI-Einspritzvorrichtung angepasst werden, um durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingte Geräusche auszuschließen, die sich während des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen oder schließen. Durch das Ausschließen der durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingten Geräusche von einem offenen Klopffenster des ausgewählten Zylinders kann es möglich sein, einen genaueren Wert für den Motorhintergrundgeräuschbasispegel zu bestimmen. Das Verfahren 200 geht zu 216 über.
Bei 216 bestimmt das Verfahren 200 einen Hintergrundgeräuschbasispegel Zyl Basis Geräusch (i) für den ausgewählten Zylinder. In einem Beispiel integriert das Verfahren 200 die Ausgabe eines Schwingungssensors während eines Abschnitts des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders. Die Ausgabe des Schwingungssensors kann numerisch oder mithilfe einer Integrationsschaltung integriert werden, um den Hintergrundgeräuschbasispegel des ausgewählten Zylinders zu bestimmen. Das Verfahren 200 speichert den Wert des Hintergrundgeräuschbasispegels im Speicher der Steuerung. Nach dem Bestimmen und Speichern des Hintergrundgeräuschbasispegels im Speicher der Steuerung geht das Verfahren 200 zu 218 über.
Bei 218 passt das Verfahren 200 die Zeitsteuerung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit Direkteinspritzung eines oder mehrerer Zylinder derart an, dass DI-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen aller Zylinder mit ihren Basiszeitsteuerungen oder mit den Zeitsteuerungen arbeiten, die ähnliche Geräuschpegel im Klopffenster verschaffen. Daher können sich eine oder mehrere DI-Einspritzvorrichtungen während des offenen Motorklopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen oder schließen. Das Anpassen der Zeitsteuerung der DI-Einspritzvorrichtung beinhaltet ein Wiederanschalten einer oder mehrerer DI-Einspritzvorrichtungen und ein Abschalten einer oder mehrerer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtungen, sodass Geräusche von der DI-Einspritzvorrichtung, die eventuell im offenen Klopffenster des ausgewählten Zylinders auftreten, bestimmt werden können. Indem die durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingten Geräusche in das offene Klopffenster des ausgewählten Zylinders einbezogen werden, kann es möglich sein, den Geräuschbeitrag einer oder mehrerer DI-Einspritzvorrichtungen zum Motorhintergrundgeräuschgesamtpegel zu bestimmen. Das Verfahren 200 geht zu 220 über.
Bei 220 bestimmt das Verfahren 200 einen durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingten Hintergrundgeräuschpegel Zyl_Inj_Geräusch (i) für den ausgewählten Zylinder. In einem Beispiel integriert das Verfahren 200 die Ausgabe eines Schwingungssensors während eines Abschnitts des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders, woraufhin der bei 216 bestimmte Hintergrundgeräuschbasispegel von dem integrierten Wert subtrahiert wird. Das Ergebnis ist der Beitrag durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingter Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder. Die Ausgabe des Schwingungssensors kann numerisch oder mithilfe einer Integrationsschaltung integriert werden, um den Beitrag der durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingten Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder zu bestimmen. Das Verfahren 200 speichert den Wert für den Beitrag durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingter Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder im Speicher der Steuerung. Nach dem Bestimmen und Speichern des Beitrags durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingter Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder im Speicher der Steuerung geht das Verfahren 200 zu 222 über. Bei 222 passt das Verfahren 200 die Zeitsteuerung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit Direkteinspritzung eines oder mehrerer Zylinder derart an, dass DI-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen während des offenen Motorklopffensters des ausgewählten Zylinders nicht geöffnet oder geschlossen werden. Daher können DI-Einspritzvorrichtungen, die sich während des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen oder schließen, ausgehend von einer Basiszeitsteuerung einer DI-Einspritzvorrichtung angepasst werden, um durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingte Geräusche auszuschließen, die sich während des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen oder schließen. Durch das Ausschließen durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingter Geräusche von einem offenen Klopffenster des ausgewählten Zylinders kann es möglich sein, einen genaueren Wert für Geräusche von Einlass-/Auslassventilen zu bestimmen, die sich während eines Klopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen und/oder schließen. Das Verfahren 200 geht zu 224 über. Bei 224 passt das Verfahren 200 Einlass- und/oder Auslassventilzeitsteuerungen eines oder mehrerer Zylinder derart an, dass das Öffnen und Schließen von Tellerventilen aller Zylinder zu deren Basiszeitsteuerungen erfolgt. Daher können sich ein oder mehrere Tellerventile während des offenen Motorklopffensters des ausgewählten Zylinders öffnen oder schließen. Indem die durch Tellerventile bedingten Geräusche in das offene Klopffenster des ausgewählten Zylinders einbezogen werden, kann es möglich sein, den Geräuschbeitrag eines oder mehrerer Einlass- und/oder Auslasstellerventile zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder zu bestimmen. Das Verfahren 200 geht zu 226 über.
Bei 226 bestimmt das Verfahren 200 einen durch Tellerventile bedingten Hintergrundgeräuschpegel Zyl_Vent_Geräusch (i) für den ausgewählten Zylinder. In einem Beispiel integriert das Verfahren 200 die Ausgabe eines Schwingungssensors während eines Abschnitts des offenen Klopffensters des ausgewählten Zylinders, woraufhin der bei 216 bestimmte Hintergrundgeräuschbasispegel von dem integrierten Wert subtrahiert wird. Das Ergebnis ist der Beitrag durch Tellerventile bedingter Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder. Die Ausgabe des Schwingungssensors kann numerisch oder mithilfe einer Integrationsschaltung integriert werden, um den Beitrag der durch Tellerventile bedingten Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder zu bestimmen. Das Verfahren 200 speichert den Wert für den Beitrag durch Tellerventile bedingter Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder im Speicher der Steuerung. Nach dem Bestimmen und Speichern des Beitrags durch Tellerventile bedingter Geräusche zum Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für den ausgewählten Zylinder im Speicher der Steuerung geht das Verfahren 200 zu 228 über.
Bei 228 speichert das Verfahren 200 Werte für Zyl_Basis_Geräusch (i), Zyl Inj Geräusch (i) und Zyl_Vent_Geräusch (i) im Speicher der Steuerung. Die Werte können dann angewendet werden, um den Zylinderhintergrundgeräuschgesamtpegel für Zylinder i und andere Motorzylinder bei den jeweils aktuellen Motorbetriebsbedingungen zu bestimmen. Das Verfahren 200 geht zu 230 über.
Bei 230 beurteilt das Verfahren 200, ob Geräuschpegel (z. B. Zyl _Basis_Geräusch (i), Zyl_Inj_Geräusch (i) und Zyl_Vent_Geräusch (i)) für jeden Motorzylinder bei den jeweils aktuellen Motorbetriebsbedingungen bestimmt worden sind oder ob zuvor erlernte Geräusche nicht aktualisiert werden müssen. Wenn dies der Fall ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 200 geht zu 250 über, wo die Geräuschpegel die Basis für das Beurteilen des Vorliegens von Motorklopfen und Abschwächen von Motorklopfen bilden. Andernfalls lautet die Antwort Nein und ein anderer Zylinder oder derselbe Zylinder wird zum ausgewählten Zylinder gemacht. Beispielsweise kann der Wert von i inkrementiert werden, um den nächsten Zylinder des Motors auszuwählen. Nachdem ein anderer Zylinder zur Evaluation von Hintergrundgeräuschen im Zusammenhang mit Motorklopfen ausgewählt wurde, springt das Verfahren 200 zu 204 zurück.
Einzelne Beiträge durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingter Geräusche und durch Tellerventile bedingter Geräusche können in dieser Weise bestimmt und auf denselben Zylinder, der evaluiert wird, oder auf andere Motorzylinder angewendet werden. Der Motorhintergrundgeräuschgesamtpegel kann eine Summe aus den jeweils aktuellen einzelnen Geräuschbeiträgen sein.
Somit stellt das Verfahren von 2 ein Motorbetriebsverfahren bereit, umfassend: Verstellen des Zündzeitpunkts eines ersten Zylinders anhand einer Steuerung in Richtung spät als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen; und Abschalten einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung und Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung eines zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Erhöhen der Zylinderlast und Aufrechterhalten eines Drehmoments gemäß Fahrerbedarf als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen. Das Verfahren beinhaltet, dass die Zylinderlast durch Öffnen einer Drossel erhöht wird. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Beibehalten des Zündzeitpunkts in anderen Motorzylindern als dem ersten Zylinder als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen des Hintergrundgeräuschpegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe eines Klopfsensors, die während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls erfolgt. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen eines Motorklopfintensitätspegels auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschpegels im Zusammenhang mit Motorklopfen. Das Verfahren beinhaltet, dass der Motorklopfintensitätspegel für einen anderen Zylinder als den ersten Zylinder bestimmt wird. Das Verfahren von 2 stellt zudem ein Motorbetriebsverfahren bereit, umfassend: Verstellen des Zündzeitpunkts eines ersten Zylinders anhand einer Steuerung in Richtung spät als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen; und Anpassen einer Tellerventilzeitsteuerung eines zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen. Das Verfahren beinhaltet, dass der Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen die Geräusche einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die sich während eines mit dem ersten Zylinder verbundenen Motorklopffensters öffnet oder schließt, nicht beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass das Motorklopffenster ein vorgegebenes Motorkurbelwellenintervall ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen die Geräusche eines oder mehrerer Tellerventile, die sich während eines mit dem ersten Zylinder verbundenen Motorklopffensters öffnen oder schließen, nicht beinhaltet. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe eines Klopfsensors, die während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls erfolgt, nachdem die Tellerventilzeitsteuerung des zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen, angepasst wurde.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren weiterhin ein Anpassen der Tellerventilzeitsteuerung eines zweiten Zylinders, um ein Tellerventil des zweiten Zylinders während eines mit dem ersten Zylinder verbundenen Motorklopffensters zu öffnen oder zu schließen, was anhand der Steuerung erfolgt, nachdem der Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen erlernt wurde. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen eines Geräuschbeitrags durch das Öffnen oder Schließen von Tellerventilen zu einem Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen, der den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen beinhaltet. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen eines Motorklopfintensitätspegels für einen anderen Zylinder als den ersten Zylinder auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen.
Auf 3 Bezug nehmend, ist eine Zeitabfolge 300 gezeigt, die eine beispielhafte Motorklopffenster-Basiszeitsteuerung, Direkteinspritzungsvorrichtungs-Zeitsteuerung und Zeitsteuerung des Öffnens und Schließens von Einlass- und Auslasstellerventilen darstellt. Die dargestellten Zeitsteuerungen gelten für einen Achtzylindermotor, der eine Zündfolge von 1-3-7-2-6-5-4-8 aufweist. Der Motor ist ein Viertaktmotor, der einen Zyklus von 720 Grad Kurbelwinkel aufweist. Die Grad Kurbelwinkel des Motors sind auf der horizontalen Achse verzeichnet, und null Grad stellt den oberen Totpunkt des Verdichtungstakts für Zylinder Nummer eins dar. Die acht Zylinders sind auf der vertikalen Achse verzeichnet. In diesem Beispiel sind mehrere verschiedene Beeinflussungen der Hintergrundgeräusche im Zusammenhang mit Motorklopfen anhand der Zeitsteuerungen für DI-Einspritzungen und Tellerventile veranschaulicht.
Die Motorklopffenster für jeden Zylinder liegen auf einer Höhe mit einer Strichmarkierung auf der vertikalen Achse, die mit dem Klopffenster verknüpft ist. Das Motorklopffenster für Zylinder Nummer eins ist beispielsweise durch den schraffierten Balken 301 angegeben. Klopffenster für die übrigen Motorzylinder (2-8) werden durch ähnliche schraffierte Balken (302-308) angezeigt, die auf einer Linie mit der Beschriftung entlang der vertikalen Achse liegen.
Die Zeitsteuerungen der Motorkraftstoffeinspritzung für jeden Zylinder liegen auf einer Höhe mit der Strichmarkierung auf der vertikalen Achse, die mit der Kraftstoffeinspritzung verknüpft ist. So stellt der ausgefüllte Balken 310 zum Beispiel ein Öffnungsintervall der DI-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Zylinder Nummer zwei dar. Die DI-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Zylinder Nummer zwei ist geschlossen, wenn der ausgefüllte Balken 310 nicht sichtbar ist. Die DI-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Zylinder Nummer zwei öffnet sich auf der linken Seite des ausgefüllten Balkens 310 und schließt sich auf der rechten Seite des ausgefüllten Balkens 310. DI-Kraftstoffeinspritzungen für die übrigen Motorzylinder (2-8) sind durch ähnliche ausgefüllte Balken (311-317) angegeben und folgen der gleichen Konvention wie der ausgefüllte Balken 310. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungsbalken 310-317 liegen jeweils auf einer Linie mit den Zylindern, die entlang der vertikalen Achse aufgelistet sind, denen die Kraftstoffeinspritzvorrichtungsbalken entsprechen.
Die Takte eines Zylinders liegen direkt über einer Höhe der Strichmarkierung auf der vertikalen Achse, die mit dem Takt verknüpft ist. Die Takte für Zylinder Nummer eins sind zum Beispiel durch die horizontalen Linien 320-323 angegeben. Die Buchstaben p, e, i und c kennzeichnen den Leistungstakt (power - p), Ausstoßtakt (exhaust - e), Ansaugtakt (intake - i) und Verdichtungstakt (compression -c), die mit Zylinder Nummer eins verknüpft sind. Takte für die anderen Motorzylinder sind auf ähnliche Art und Weise durch die Linien 325-358 gekennzeichnet.
Die Auslassventilzeitsteuerungen für jeden Zylinder liegen über einer Höhe mit der Strichmarkierung auf der vertikalen Achse, die mit den Auslassventilzeitsteuerungen verknüpft ist. So ist die Auslassventil-Öffnungszeit für Zylinder Nummer eins beispielsweise durch den mit Kreuzchen versehenen Balken 360 angegeben. Die Auslassventile für Zylinder Nummer eins sind geschlossen, wenn oberhalb der Zylindertakte von Zylinder Nummer eins kein mit Kreuzchen versehenen Balken vorhanden ist. Die Auslassventil-Öffnungszeiten für die anderen Zylinder sind bei 362, 364, 367, 370, 372, 374, 375, 377 und 378 angegeben.
Die Einlassventilzeitsteuerungen für jeden Zylinder liegen über einer Höhe mit der Strichmarkierung auf der vertikalen Achse, die mit den Einlassventilzeitsteuerungen verknüpft ist. Die Einlassventil-Öffnungszeit für Zylinder Nummer eins ist beispielsweise durch den gepunkteten Balken 361 angegeben. Die Einlassventile für Zylinder Nummer eins sind geschlossen, wenn oberhalb der Zylindertakte von Zylinder Nummer eins kein gepunkteter Balken vorhanden ist. Die Einlassventil-Öffnungszeiten für die anderen Zylinder sind bei 363, 365, 366, 368, 369, 371, 373, 376 und 379 angegeben.
3 beinhaltet zudem eine Tabelle 301, welche die Beziehung zwischen der DI-Kraftstoffeinspritzung für einen Zylinder und dem Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen für einen anderen Zylinder beschreibt, wie in der Abfolge 300 dargestellt. Die Tabelle 301 weist eine erste Beschriftung auf, die angibt, in welchen Zylinder Kraftstoff zur Verbrennung eingespritzt wird. Die Motorzylindernummern sind in der Zündfolge des Motors 1-3-7-2-6-5-4-8 angeordnet. Die zweite Beschriftung gibt das Klopffenster des Zylinders an, auf das die Kraftstoffeinspritzung in die verbrennenden Zylinder eine Auswirkung hat. Tabelle 301 zeigt, dass das Klopffenster von Zylinder 5 von Kraftstoff beeinflusst wird, der zur Verbrennung in Zylinder 1 eingespritzt wird (Zylinder 1 befindet sich in der Tabelle über Zylinder 5). Tabelle 301 zeigt ebenso, dass das Klopffenster von Zylinder 4 von Kraftstoff beeinflusst wird, der zur Verbrennung in Zylinder 3 eingespritzt wird, und so weiter. Wenn somit Kraftstoff direkt in einen Zylinder eingespritzt wird, kann dies den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen eines Zylinders beeinflussen, der in der Verbrennungsreihenfolge des Motors drei Zylinder zurückliegt. Die Zeitsteuerungen und Zusammenhänge zwischen Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtungen und Zylinderklopffenstern lassen sich auf ähnliche Weise beschreiben. Die Pfeile 390-397 stellen diese Beziehungen grafisch dar. Beispielsweise kann sich die DI von Kraftstoff in Zylinder Nummer zwei bei 310 auf die Motorgeräusche auswirken, die bei 301 im Klopffenster von Zylinder Nummer eins festzustellen sind. Dem ähnlich kann sich die DI von Kraftstoff in Zylinder Nummer sechs bei 311 auf die Motorgeräusche auswirken, die bei 302 im Klopffenster von Zylinder Nummer drei festzustellen sind, und so weiter.
Die in einem Klopffenster eines Zylinders festzustellenden Geräusche können Geräusche einschließen, die im Zusammenhang mit Vorkommnissen stehen, welche mit anderen Motorzylindern verbunden sind. So kann das Motorklopffenster von Zylinder Nummer zwei, angegeben bei 304, beispielsweise zu einem Zeitpunkt vorliegen, zu dem der Klopfsensor Geräuschen von der DI-Einspritzung in Zylinder Nummer vier bei 313 ausgesetzt ist; dieser Zusammenhang ist anhand des Pfeils 393 angezeigt. Die Beziehungen zwischen DI-Einspritzungen in andere Zylinder und der Klopfsensorausgabe in anderen Klopffenstern sind anhand der Pfeile 390-397 dargestellt. Folglich kann der Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen, der für das Motorklopffenster von Zylinder Nummer zwei bestimmt wird, gezeigt bei 304, Geräusche beinhalten, die durch das Öffnen und/oder Schließen der DI-Einspritzvorrichtung, bei 313, erzeugt werden. Des Weiteren zeigt das Schließen des Einlassventils von Zylinder Nummer fünf, angegeben durch den gepunkteten Balken 373, dass sich das Einlassventil von Zylinder Nummer fünf schließt und Geräusche innerhalb des Zeitraums erzeugen kann, in dem das Klopffenster von Zylinder Nummer zwei offen ist, wie durch Balken 304 gezeigt. Weiterhin zeigt das Schließen des Auslassventils von Zylinder Nummer acht, angegeben durch den gepunkteten Balken 378, dass sich das Auslassventil von Zylinder Nummer acht schließt und Geräusche innerhalb des Zeitraums erzeugen kann, in dem das Klopffenster von Zylinder Nummer zwei offen ist, wie durch Balken 304 gezeigt. Ferner zeigt das Öffnen des Auslassventils von Zylinder Nummer sieben, angegeben durch Balken 364, dass sich das Auslassventil von Zylinder Nummer sieben öffnet und Geräusche innerhalb des Zeitraums erzeugen kann, in dem das Klopffenster von Zylinder Nummer zwei offen ist, wie durch Balken 304 gezeigt. Somit können die Motorhintergrundgeräusche, die anhand des Motorklopffensters für Zylinder Nummer zwei bei 304 bestimmt wurden, in diesem Beispiel Geräusche von dem DI-Vorkommnis 313, Ventilvorkommnis 373, Ventilvorkommnis 364 und Ventilvorkommnis 378 beinhalten.
Die in 3 gezeigten Zeitpunkte bezüglich Tellerventilen und DI-Einspritzungen können auf Basiszeitsteuerungen für DI und Tellerventile hinweisen. Diese Zeitsteuerungen können sich auf die Motorhintergrundgeräuschpegel auswirken, die von Motorklopffenstern der Zylinder (bspw. 304) ausgehend bestimmt werden. Es kann zwar wünschenswert sein, alle Hintergrundgeräuschquellen einzubeziehen, um einen Hintergrundgeräuschpegel für einen jeweiligen Zylinder zu bestimmen, doch kann es ebenso nützlich sein, einen Hintergrundgeräuschpegel in die Beiträge einzelner Geräuschquellen zu zergliedern. Indem ein oder mehrere Geräuscheinflüsse von einem Motorhintergrundgeräuschgesamtpegel ausgeschlossen werden, kann es möglich sein, Motorgeräuschpegel zu bestimmen, die verwendet werden können, um zu bestimmen, ob in anderen Zylindern Klopfen vorliegt oder nicht. Beispielsweise kann ein Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen für Zylinder Nummer eins als Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen für Zylinder Nummer drei verwendet werden. Zudem können die durch Tellerventile bedingten Geräusche oder durch DI-Einspritzvorrichtungen bedingten Geräusche eines Zylinders auf einen anderen Zylinder angewendet werden, um Hintergrundgeräusche im Zusammenhang mit Motorklopfen für den anderen Zylinder zu schätzen. Solche Zuordnungen von Hintergrundgeräuschpegeln im Zusammenhang mit Motorklopfen können nützlich sein, wenn ein Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen in Bezug auf einen bestimmten Motorzylinder nicht festgestellt wurde oder wenn die Gelegenheiten, Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen, durch Fahrzeugbetriebsbedingungen begrenzt sind.
Auf 4 Bezug nehmend, ist eine Zeitabfolge 400 gezeigt, die eine beispielhafte Motorklopffenster-Basiszeitsteuerung für Zylinder Nummer zwei, wovon die Direkteinspritzungsvorrichtungs-Schließung vom Klopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen ist und die Öffnungen und Schließungen der Einlass- und Auslasstellerventile vom Klopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen sind, darstellt. Die dargestellten Zeitsteuerungen gelten für einen Achtzylindermotor, der eine Zündfolge von 1-3-7-2-6-5-4-8 aufweist. Der Motor ist ein Viertaktmotor, der einen Zyklus von 720 Grad Kurbelwinkel aufweist. Die Grad Kurbelwinkel des Motors sind auf der horizontalen Achse verzeichnet, und null Grad stellt den oberen Totpunkt des Verdichtungstakts für Zylinder Nummer eins dar. Die acht Zylinders sind auf der vertikalen Achse verzeichnet. In diesem Beispiel wurden mehrere Einflüsse auf Hintergrundgeräusche im Zusammenhang mit Motorklopfen von dem Motorklopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen, um zu zeigen, wie ein Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen von Zylinder Nummer zwei bestimmt und erlernt werden kann.
Mit den nachstehenden Ausnahmen sind die Kraftstoffeinspritzungen, Ventilzeitsteuerungen, Zylindertakte und Motorposition für jeden der in 4 gezeigten Zylinder mit jenen in 3 gezeigten identisch. Aus diesem Grund wird die Beschreibung dieser Elemente der Kürze halber nicht wiederholt. Dennoch sind die Zeitsteuerungen und der Ablauf, die in 4 gezeigt sind, mit den notierten Ausnahmen mit jenen in 3 gezeigten identisch.
In diesem Beispiel wurden die Tellerventilschließungen und DI-Einspritzvorrichtungs-Schließungen von dem Klopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen, sodass ein Hintergrundgeräuschbasispegel von Zylinder Nummer zwei ermittelt werden kann, indem die Ausgabe eines Motorklopfsensors während des Motorklopffensters von Zylinder Nummer zwei integriert wird. Das Motorklopffenster für Zylinder Nummer zwei während dieses Motorzyklus ist durch den Balken 304 angegeben.
Die DI-Einspritzung bei 313 wurde verhindert und eine Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung in Zylinder Nummer vier einbezogen, wie durch Balken 313a verdeutlicht, was dem Zweck dient, dass ein Schließen der DI-Einspritzvorrichtung während des Klopffensters von Zylinder Nummer zwei (bspw. 304) ausgeschlossen und die Drehmomenterzeugung von Zylinder Nummer vier aufrechterhalten wird. Des Weiteren sind die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerungen von Zylindern, die in der zweiten Bank Zylinder inbegriffen sind (z. B. Zylinder 5-8), in Richtung früh verstellt, damit die Einlassventilschließung von Zylinder Nummer 5, die Auslassventilschließung von Zylinder Nummer 8 und die Auslassventilöffnung von Zylinder Nummer sieben nicht innerhalb des Zeitraums erfolgen, in dem das Klopffenster von Zylinder Nummer zwei offen ist. Daher sind die Ventilzeitsteuerungen 364a, 365a, 370a, 369a, 371a, 372a, 373a, 374a, 378a und 379a gemäß der Darstellung von den Positionen der Ventilzeitsteuerungen 364, 365, 370, 369, 371, 372, 373, 374, 378 und 379, die in 3 gezeigt sind, in Richtung früh verstellt, was dem Zweck dient, die Ventilgeräusche zu reduzieren, die in das Klopffenster von Zylinder Nummer zwei (bspw. 304) gelangen, damit ein akkurater Motorgeräuschbasispegel im Speicher der Steuerung erlernt und ermittelt werden kann. Der Pfeil 393 ist nach wie vor vorhanden, um die Stelle vorheriger DI-Einspritzungen im Laufe von Zylinderzyklen zu zeigen.
4 beinhaltet zudem eine Tabelle 401, bei welcher es sich um eine überarbeitete Version von Tabelle 301 handelt und welche die Beziehung zwischen der DI-Kraftstoffeinspritzung für einen Zylinder und dem Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen für einen anderen Zylinder beschreibt, wie in der Abfolge 300 dargestellt. Tabelle 401 beinhaltet kein Zylinderklopffenster, auf das sich die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder Nummer vier auswirkt, da die DI von Kraftstoff in Zylinder vier ausgeschlossen worden ist. Des Weiteren öffnet oder schließt die Saugrohreinspritzung in Zylinder Nummer vier die Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung nicht, während ein Klopffenster offen ist.
Der Motorhintergrundgeräuschbasispegel von Zylinder Nummer zwei kann durch Integrieren einer Ausgabe eines auf Schwingungen basierenden Klopfsensors während eines Abschnitts des offenen Klopffensters 304 bestimmt werden. Der Motorhintergrundgeräuschbasispegel kann angewendet werden, um das Vorliegen von Klopfen in Zylinder Nummer zwei oder anderen Motorzylindern zu bestimmen. Der Motorhintergrundgeräuschbasispegel beinhaltet weiterhin keine Geräusche durch das Öffnen oder Schließen der DI-Einspritzvorrichtungen oder Tellerventile, während das Klopffenster 304 offen ist, sodass die Auswirkung des Öffnens und Schließens von Einspritzvorrichtungen und Ventilen verringert werden kann. Die in 4 gezeigten Zeitpunkte in Bezug auf Tellerventile und DI-Einspritzungen können auf Zeitsteuerungen für DI und Tellerventile hinweisen, die modifiziert worden sind, um einen Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu bestimmen.
Auf 5 Bezug nehmend, ist eine Zeitabfolge 500 gezeigt, die eine beispielhafte Motorklopffenster-Basiszeitsteuerung für Zylinder Nummer zwei, wovon die Direkteinspritzungsvorrichtungs-Basiszeitsteuerung und die Öffnungen und Schließungen der Einlass- und Auslasstellerventile vom Klopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen sind, darstellt. Die dargestellten Zeitsteuerungen gelten für einen Achtzylindermotor, der eine Zündfolge von 1-3-7-2-6-5-4-8 aufweist. Der Motor ist ein Viertaktmotor, der einen Zyklus von 720 Grad Kurbelwinkel aufweist. Die Grad Kurbelwinkel des Motors sind auf der horizontalen Achse verzeichnet, und null Grad stellt den oberen Totpunkt des Verdichtungstakts für Zylinder Nummer eins dar. Die acht Zylinders sind auf der vertikalen Achse verzeichnet. In diesem Beispiel wurden die Einflüsse des Öffnens und Schließens von Tellerventilen auf Hintergrundgeräusche vom Motorklopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen, um zu zeigen, wie ein Beitrag von DI-Geräuschen zu einem Hintergrundgeräuschgesamtpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen von Zylinder Nummer zwei bestimmt und erlernt werden kann.
Mit den nachstehenden Ausnahmen sind die Kraftstoffeinspritzungen, Ventilzeitsteuerungen, Zylindertakte und Motorposition für jeden der in 5 gezeigten Zylinder mit jenen in 3 gezeigten identisch. Aus diesem Grund wird die Beschreibung dieser Elemente der Kürze halber nicht wiederholt. Dennoch sind die Zeitsteuerungen und der Ablauf, die in 5 gezeigt sind, mit den notierten Ausnahmen mit jenen in 3 gezeigten identisch.
In diesem Beispiel wurden die Tellerventilschließungen von dem Klopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen, sodass ein Hintergrundgeräuschpegel von Zylinder Nummer zwei, der DI-Geräusche beinhaltet, durch Integrieren der Ausgabe eines Motorklopfsensors während des Motorklopffensters von Zylinder Nummer zwei ermittelt werden kann. Das Motorklopffenster für Zylinder Nummer zwei während dieses Motorzyklus ist durch den Balken 304 angegeben.
Die DI-Einspritzung bei 313 geht wie in 3 gezeigt vonstatten, und es wurde keine Kraftstoffsaugrohreinspritzung in Zylinder Nummer vier eingebracht, um das Schließen der DI-Einspritzvorrichtung während des Klopffensters von Zylinder Nummer zwei (bspw. 304) evaluieren zu können. Des Weiteren sind die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerungen von Zylindern, die in der zweiten Bank Zylinder inbegriffen sind (z. B. Zylinder 5-8), in Richtung früh verstellt, damit die Einlassventilschließung von Zylinder Nummer fünf, die Auslassventilschließung von Zylinder Nummer acht und die Auslassventilöffnung von Zylinder Nummer sieben nicht innerhalb des Zeitraums erfolgen, in dem das Klopffenster von Zylinder Nummer zwei offen ist. Daher sind die Ventilzeitsteuerungen 364a, 365a, 370a, 369a, 371a, 372a, 373a, 374a, 378a und 379a gemäß der Darstellung von den Positionen der Ventilzeitsteuerungen 364, 365, 370, 369, 371, 372, 373, 374, 378 und 379, die in 3 gezeigt sind, in Richtung früh verstellt, was dem Zweck dient, die Ventilgeräusche zu reduzieren, die in das Klopffenster von Zylinder Nummer zwei (bspw. 304) gelangen, damit ein akkurater DI-Geräuschpegel für Zylinder Nummer zwei im Speicher der Steuerung erlernt und ermittelt werden kann. Auch 5 beinhaltet eine Tabelle 301, da die Einspritzung 313 von 3 beibehalten wurde.
Der Beitrag der DI-Geräusche zum Motorhintergrundgeräuschgesamtpegel von Zylinder Nummer zwei kann durch Integrieren einer Ausgabe eines auf Schwingungen basierenden Klopfsensors während eines Abschnitts des offenen Klopffensters 304 und Subtrahieren des Basispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen bestimmt werden. Der DI-Geräuschpegel Zyl_Inj_Geräusch (i) kann angewendet werden, um das Vorliegen von Klopfen in Zylinder Nummer zwei oder anderen Motorzylindern zu bestimmen. Der DI-Geräuschpegel beinhaltet weiterhin keine durch das Öffnen und Schließen der Tellerventile bedingten Geräusche, während das Klopffenster 304 offen ist, sodass die Auswirkung des Öffnens und Schließens von Tellerventilen verringert werden kann. Die in 5 gezeigten Zeitpunkte in Bezug auf Tellerventile und DI-Einspritzungen können auf Tellerventilzeitsteuerungen hinweisen, die modifiziert worden sind, um einen DI-Geräuschpegel zu bestimmen.
Auf 6 Bezug nehmend, ist eine Zeitabfolge 600 gezeigt, die eine beispielhafte Motorklopffenster-Basiszeitsteuerung ohne Direkteinspritzungsvorrichtungs-Zeitsteuerung, und Basiszeitsteuerung des Öffnens und Schließens von Einlass- und Auslasstellerventilen darstellt. Die dargestellten Zeitsteuerungen gelten für einen Achtzylindermotor, der eine Zündfolge von 1-3-7-2-6-5-4-8 aufweist. Der Motor ist ein Viertaktmotor, der einen Zyklus von 720 Grad Kurbelwinkel aufweist. Die Grad Kurbelwinkel des Motors sind auf der horizontalen Achse verzeichnet, und null Grad stellt den oberen Totpunkt des Verdichtungstakts für Zylinder Nummer eins dar. Die acht Zylinders sind auf der vertikalen Achse verzeichnet. In diesem Beispiel wurden die Einflüsse von DI-Geräuschen vom Motorklopffenster von Zylinder Nummer zwei ausgeschlossen, um zu zeigen, wie ein Beitrag durch Tellerventile bedingter Geräusche zu einem Hintergrundgeräuschgesamtpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen von Zylinder Nummer zwei bestimmt und erlernt werden kann.
Mit den nachstehenden Ausnahmen sind die Kraftstoffeinspritzungen, Ventilzeitsteuerungen, Zylindertakte und Motorposition für jeden der in 6 gezeigten Zylinder mit jenen in 3 gezeigten identisch. Aus diesem Grund wird die Beschreibung dieser Elemente der Kürze halber nicht wiederholt. Dennoch sind die Zeitsteuerungen und der Ablauf, die in 6 gezeigt sind, mit den notierten Ausnahmen mit jenen in 3 gezeigten identisch.
In diesem Beispiel wurde die DI-Einspritzung 313 durch die Saugrohreinspritzung 313a ersetzt, damit ein Hintergrundgeräuschpegel von Zylinder Nummer zwei, der Tellerventilgeräusche, aber keine DI-Geräusche beinhaltet, durch Integrieren der Ausgabe eines Motorklopfsensors während des Motorklopffensters von Zylinder Nummer zwei ermittelt werden kann. Das Motorklopffenster für Zylinder Nummer zwei während dieses Motorzyklus ist durch den Balken 304 angegeben.
Die DI-Einspritzung für Zylinder Nummer vier wurde ausgeschlossen, und die Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung bei 313a wurde hinzugefügt, damit Geräusche von der Einspritzung 313 ausgeschlossen werden und damit Zylinder Nummer vier weiterhin Leistung erzeugt. Die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerungen von Zylindern, die in der zweiten Bank Zylinder inbegriffen sind (bspw. Zylinder 5-8), liegen bei den für sie geltenden Basiszeitsteuerungen.
6 beinhaltet zudem eine Tabelle 601, bei welcher es sich um eine überarbeitete Version von Tabelle 301 handelt und welche die Beziehung zwischen der DI-Kraftstoffeinspritzung für einen Zylinder und dem Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen für einen anderen Zylinder beschreibt, wie in der Abfolge 300 dargestellt. Tabelle 601 beinhaltet kein Zylinderklopffenster, auf das sich die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder Nummer vier auswirkt, da die DI von Kraftstoff in Zylinder vier ausgeschlossen worden ist. Des Weiteren öffnet oder schließt die Saugrohreinspritzung 313a in Zylinder Nummer vier die Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung nicht, während ein Klopffenster offen ist.
Der Beitrag der Geräusche, die durch das Öffnen und Schließen von Tellerventilen während des Fensters 304 bedingt sind, zum Motorhintergrundgeräuschgesamtpegel von Zylinder Nummer zwei kann durch Integrieren einer Ausgabe eines auf Schwingungen basierenden Klopfsensors während eines Abschnitts des offenen Klopffensters 304 und Subtrahieren des Basispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen bestimmt werden. Der Tellerventilgeräuschpegel Zyl_Vent_Geräusch (i) kann angewendet werden, um das Vorliegen von Klopfen in Zylinder Nummer zwei oder anderen Motorzylindern zu bestimmen. Der Tellerventilgeräuschpegel beinhaltet weiterhin keine durch das Öffnen oder Schließen eines DI-Ventils bedingten Geräusche, während das Klopffenster 304 offen ist, sodass die Auswirkung der DI-Einspritzung verringert werden kann.
Beiträge von Geräuschquellen können in dieser Weise von einem Klopffenster eines Zylinders ausgeschlossen bzw. in dieses einbezogen werden, um Beiträge der einzelnen Geräuschquellen zu einem Motorhintergrundgeräuschgesamtpegel zu bestimmen. Die Geräuschbeiträge und Hintergrundgeräuschbasispegel eines ersten Zylinders können auf einen zweiten Zylinder angewendet werden, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Klopfen im zweiten Zylinder zu bestimmen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen im Zusammenhang mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen auf einem nicht transitorischen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, einschließlich der Steuerung, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier 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 Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele zu erzielen, sondern zur einfacheren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Maßnahmen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Beispiele nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen und sonstige hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind derart aufzufassen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Motorbetriebsverfahren: Verstellen des Zündzeitpunkts eines ersten Zylinders anhand einer Steuerung in Richtung spät als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen; und Abschalten einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung und Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung eines zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Erhöhen der Zylinderlast und Aufrechterhalten eines Drehmoments gemäß Fahrerbedarf als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Zylinderlast durch Öffnen einer Drossel erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Beibehalten des Zündzeitpunkts in anderen Motorzylindern als dem ersten Zylinder als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Bestimmen des Hintergrundgeräuschpegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe eines Klopfsensors, die während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Bestimmen eines Motorklopfintensitätspegels auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschpegels im Zusammenhang mit Motorklopfen.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Motorklopfintensitätspegel für einen anderen Zylinder als den ersten Zylinder bestimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Motorbetriebsverfahren: Verstellen des Zündzeitpunkts eines ersten Zylinders anhand einer Steuerung in Richtung spät als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen; und Anpassen einer Tellerventilzeitsteuerung eines zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen die Geräusche einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die sich während eines mit dem ersten Zylinder verbundenen Motorklopffensters öffnet oder schließt, nicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Motorklopffenster ein vorgegebenes Motorkurbelwellenintervall und öffnet oder schließt sich eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung während eines offenen Motorklopffensters, das mit dem ersten Zylinder verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen die Geräusche eines oder mehrerer Tellerventile, die sich während eines mit dem ersten Zylinder verbundenen Motorklopffensters öffnen oder schließen, nicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Bestimmen des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe eines Klopfsensors, die während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls erfolgt, nachdem die Tellerventilzeitsteuerung des zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen, angepasst wurde.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Anpassen der Tellerventilzeitsteuerung eines zweiten Zylinders, um ein Tellerventil des zweiten Zylinders während eines mit dem ersten Zylinder verbundenen Motorklopffensters zu öffnen oder zu schließen, was anhand der Steuerung erfolgt, nachdem der Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen erlernt wurde.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Bestimmen eines Geräuschbeitrags durch das Öffnen oder Schließen von Tellerventilen zu einem Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen, der den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen beinhaltet; und weiterhin umfassend ein Bestimmen eines kombinierten Hintergrundgeräuschpegels des ersten Zylinders.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch ein Bestimmen eines Motorklopfintensitätspegels für einen anderen Zylinder als den ersten Zylinder auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Betreiben eines Motors vorgesehen, aufweisend: einen Motor, der wenigstens einen Schwingungen erfassenden Motorklopfsensor beinhaltet; und eine Steuerung, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum Verstellen des Zündzeitpunkts wenigstens eines Motorzylinders in Richtung spät und zum Abschalten einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen, beinhaltet. Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Erlernen des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe des wenigstens einen Schwingungen erfassenden Motorklopfsensors während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls. Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Anpassen einer Tellerventilzeitsteuerung eines anderen Zylinders als des wenigstens einen Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Speichern des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen im Speicher der Steuerung und zum Bestimmen einer Klopfintensität eines anderen Zylinders als des wenigstens einen Motorzylinders auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen.

Claims

Motorbetriebsverfahren, umfassend: Verstellen des Zündzeitpunkts eines ersten Zylinders anhand einer Steuerung in Richtung spät als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen; und Abschalten einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung und Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung eines zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend Erhöhen der Zylinderlast und Aufrechterhalten eines Drehmoments gemäß Fahrerbedarf als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zylinderlast durch Öffnen einer Drossel erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend Beibehalten des Zündzeitpunkts in anderen Motorzylindern als dem ersten Zylinder als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschpegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend Bestimmen des Hintergrundgeräuschpegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe eines Klopfsensors, die während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend Bestimmen eines Motorklopfintensitätspegels auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschpegels im Zusammenhang mit Motorklopfen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Motorklopfintensitätspegel für einen anderen Zylinder als den ersten Zylinder bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Anpassen einer Tellerventilzeitsteuerung eines zweiten Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
System zum Betreiben eines Motors, umfassend: einen Motor, der wenigstens einen Schwingungen erfassenden Motorklopfsensor beinhaltet; und eine Steuerung, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum Verstellen des Zündzeitpunkts wenigstens eines Motorzylinders in Richtung spät und zum Abschalten einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung als Reaktion auf eine Anforderung, einen Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen, beinhaltet.
System nach Anspruch 9, weiterhin umfassend zusätzliche Anweisungen zum Erlernen des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen durch Integrieren einer Ausgabe des wenigstens einen Schwingungen erfassenden Motorklopfsensors während eines vorgegebenen Kurbelwellenintervalls.
System nach Anspruch 9, weiterhin umfassend zusätzliche Anweisungen zum Anpassen einer Tellerventilzeitsteuerung eines anderen Zylinders als des wenigstens einen Zylinders anhand der Steuerung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
System nach Anspruch 9, weiterhin umfassend zusätzliche Anweisungen zum Anschalten einer Kraftstoffsaugrohreinspritzvorrichtung als Reaktion auf die Anforderung, den Hintergrundgeräuschbasispegel im Zusammenhang mit Motorklopfen zu erlernen.
System nach Anspruch 12, weiterhin umfassend zusätzliche Anweisungen zum Speichern des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen im Speicher der Steuerung und zum Bestimmen einer Klopfintensität eines anderen Zylinders als des wenigstens einen Motorzylinders auf der Grundlage des Hintergrundgeräuschbasispegels im Zusammenhang mit Motorklopfen.