DE102021116412A1

DE102021116412A1 - Systeme und verfahren zum zündspulenmultiplexen in einem vorkammersystem

Info

Publication number: DE102021116412A1
Application number: DE102021116412.5A
Authority: DE
Inventors: Chris Paul Glugla; Michael Damian Czekala
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2022-01-05
Also published as: US11156198B1; CN113882986A

Abstract

Diese Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zum Zündspulenmultiplexen in einem Vorkammersystem bereit. Verfahren und Systeme sind zum Einstellen von gemultiplexten Zündsignalen in einem Motorsystem auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen bereitgestellt, wobei jeder Zylinder des Motorsystems eine Hauptkammerzündkerze und eine Vorkammerzündkerze beinhaltet. In einem Beispiel kann das Verfahren Folgendes beinhalten: Multiplexen von Zündsignalen zu einer ersten Zündkerze, einer zweiten Zündkerze, einer dritten Zündkerze und einer vierten Zündkerze, wobei die erste Zündkerze an eine Vorkammer eines ersten Zylinders gekoppelt ist, die zweite Zündkerze an eine Vorkammer eines zweiten Zylinders gekoppelt ist, die dritte Zündkerze an eine Hauptkammer des ersten Zylinders gekoppelt ist und die vierte Zündkerze an die Hauptkammer des zweiten Zylinders gekoppelt ist. Auf diese Weise kann die Zündspule verwendet werden, um zwei unterschiedliche Zündkerzen zu betätigen, die an getrennte Zylinder gekoppelt sind.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme für Motoren, der ein Vorkammersystem aufweisen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Brennkraftmaschine verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in Zylindern, um Drehmoment zu erzeugen, das verwendet werden kann, um ein Fahrzeug anzutreiben. In einigen derartigen Motoren wird ein Zündfunken verwendet, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder während eines Verdichtungstakts zu zünden. Zum Beispiel kann jeder Zylinder eine Zündkerze zum direkten Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Zylinder beinhalten. In anderen Beispielen kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder durch Strahlen von heißem Gas und Flammen aus einer Vorverbrennungskammer, die in dieser Schrift als Vorkammer bezeichnet wird, gezündet werden. Die Vorkammer kann eine ummauerte Kammer sein, die sich in einem Totraum des Zylinders befindet, und kann eine Zündkerze, eine O₂- oder Lufteinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten. Während des Motorbetriebs wird ein erstes Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Vorkammer eingebracht und ein zweites Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylinder eingebracht. Wenn eine Vorkammerzündung angegeben wird, wird die Zündkerze in der Vorkammer betätigt, wodurch das erste Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird. Während das erste Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt, können Flammen- und Heil gasstrahlen aus der Vorkammer austreten und über ein oder mehrere Löcher in den Vorkammerwänden in den Zylinder eintreten. Diese Strahlen zünden das zweite Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder, um Drehmoment zu erzeugen.
Die Vorkammerzündung kann während einiger Betriebsbedingungen eine Leistungs- und Effizienzsteigerung bieten. Zum Beispiel kann ein Zylinder mit Vorkammerzündung mit einem höheren (z. B. magereren) Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) betrieben werden, was zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch im Zylinder mit Vorkammerzündung führen kann. In anderen Beispielen kann ein Zylinder mit Vorkammerzündung aufgrund einer erhöhten Verbrennungsrate im Zylinder mehr Leistung erzeugen.
Bei einigen Betriebsbedingungen, wie etwa einem Betrieb mit niedriger Motorlast, können bei Vorkammersystemen jedoch erhöhte Leistungsprobleme auftreten, wie etwa Motorklopfen und Fehlzündung. Um die Probleme im Zusammenhang mit der Vorkammerzündung während bestimmter Motorbetriebsbedingungen zu beheben, können einige Vorkammersysteme ferner Zylinderzündkerzen (z. B. Hauptkammer) beinhalten, die während einiger Motorbetriebsmodi zusätzlich oder alternativ einen Zündfunken bereitstellen können. Als ein Beispiel kann während des Betriebs bei niedriger Last das Zünden einer Zylinderzündkerze die Verbrennung im Zylinder einleiten, wobei während eines Betriebs bei hoher Last ein Vorkammerverbrennungsereignis die Verbrennung im Zylinder einleiten kann. Ferner können bei einigen Betriebsbedingungen sowohl die Zylinderzündkerze als auch das Vorkammerverbrennungsereignis verwendet werden, um die Verbrennung in dem Zylinder einzuleiten. Das Einschliel en einer zusätzlichen Zündkerze in jedem Zylinder erfordert jedoch typischerweise doppelt so viele Zündspulen, was die Produktions- und Reparaturkosten erhöhen kann. Zum Beispiel können zusätzliche Zündspulen die Kosten und die Komplexität eines Fahrzeugsystems erhöhen. Ferner kann jede Zündspule einen separaten Kommunikationskanal mit einer Fahrzeugsteuerung erfordern, was eine Menge an Steuerungsverarbeitungsressourcen erhöhen kann, die während des Motorbetriebs verwendet werden.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben vorteilhafterweise die vorstehenden Probleme erkannt und Systeme und Verfahren entwickelt, um diese mindestens teilweise zu lösen. In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Beispiele durch ein Verfahren angegangen werden, das Folgendes umfasst: Multiplexen von Zündsignalen zu einer ersten Zündkerze, einer zweiten Zündkerze, einer dritten Zündkerze und einer vierten Zündkerze, wobei die erste Zündkerze an eine Vorkammer eines ersten Zylinders gekoppelt ist, die zweite Zündkerze an eine Vorkammer eines zweiten Zylinders gekoppelt ist, die dritte Zündkerze an eine Hauptkammer des ersten Zylinders gekoppelt ist und die vierte Zündkerze an die Hauptkammer des zweiten Zylinders gekoppelt ist. Auf diese Weise kann eine Anzahl von Zündspulen in einem Zündsystem verringert werden, wodurch Kosten und Komplexität verringert werden, während die Flexibilität des Zündsystems erhöht werden kann, wodurch die Motorleistung über einen breiten Bereich von Betriebsbedingungen erhöht wird.
Als ein Beispiel kann das Multiplexen der Zündsignale zu der ersten Zündkerze, der zweiten Zündkerze, der dritten Zündkerze und der vierten Zündkerze Betätigen von sowohl der ersten Zündkerze als auch der zweiten Zündkerze über eine erste Zündspule und Betätigen von sowohl der dritten Zündkerze als auch der vierten Zündkerze über eine zweite Zündspule beinhalten. Somit kann die erste Zündspule an zwei Hauptkammerzündkerzen (z. B. die erste Zündkerze und die zweite Zündkerze) gekoppelt sein, während die zweite Zündspule an zwei Vorkammerzündkerzen (z. B. die dritte Zündkerze und die vierte Zündkerze) gekoppelt ist. Zum Beispiel können der erste Zylinder und der zweite Zylinder ein Zylinderpaar bilden. Somit kann das Bereitstellen einer Menge von Spannung an die erste Zündspule die Hauptkammerzündkerze in jedem des ersten Zylinders und des zweiten Zylinders betätigen und kann das Bereitstellen einer Menge von Spannung an die zweite Zündspule die Vorkammerzündkerze in jedem des ersten Zylinders und des zweiten Zylinders betätigen. Zum Beispiel kann die Menge von Spannung, die über die zweite Zündkerze bereitgestellt ist, relativ zu der Menge von Spannung, die über die erste Zündspule bereitgestellt ist, geringer sein. Insbesondere kann eine Menge von Spannung zum Zünden eines Vorkammer-Luft-Kraftstoff-Gemischs relativ zu einer Menge von Spannung zum Zünden eines Hauptkammer-Luft-Kraftstoff-Gemischs geringer sein. Zum Beispiel kann das Verfahren ferner Wählen zwischen einem eines ersten Modus, eines zweiten Modus und eines dritten Modus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen; Betreiben im ersten Modus als Reaktion auf Wählen des ersten Modus; Betreiben im zweiten Modus als Reaktion auf Wählen des zweiten Modus; und Betreiben im dritten Modus als Reaktion auf Wählen des dritten Modus umfassen.
Als ein Beispiel kann Wählen zwischen einem des ersten Modus, des zweiten Modus und des dritten Modus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen Wählen des ersten Modus als Reaktion auf mindestens eine Motorlast unter einer Schwellenwertmotorlast und einer Motortemperatur unter einer Schwellenwertmotortemperatur, Wählen des zweiten Modus als Reaktion auf eine der Motorlast über dem Schwellenwertmotorlast und der Motortemperatur über der Schwellenwertmotortemperatur und Wählen des dritten Modus als Reaktion darauf, dass eine Menge von Abgasrückführung (AGR) eine Schwellenwertmenge von AGR überschreitet, beinhalten. Somit kann eine Steuerung auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen zwischen den drei Modi wechseln, um eine Zündquelle für jeden des ersten Zylinders und des zweiten Zylinders bereitzustellen, während die Verbrennungsstabilität in jedem der Zylinder aufrechterhalten wird. Als ein anderes Beispiel kann das Betreiben im ersten Modus Folgendes beinhalten: Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an einer ersten Motorposition, wobei die erste Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders liegt; und Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an einer zweiten Motorposition, wobei die zweite Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinder und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders liegt. Daher kann das Betreiben im ersten Zündmodus das Bereitstellen von Zündung an die Zylinder über die Hauptkammerzündkerzen (z. B. die erste Zündkerze und die zweite Zündkerze) beinhalten. Als ein anderes Beispiel kann das Betreiben im zweiten Modus Folgendes beinhalten: Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an einer ersten Motorposition, wobei die erste Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders liegt; und Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an einer zweiten Motorposition, wobei die zweite Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinder und eines Verdichtungstakt des zweiten Zylinders liegt. Als solches kann das Betreiben im zweiten Modus das Bereitstellen von Zündung an die Zylinder über die Vorkammerzündkerzen (z. B. die dritte Zündkerze und die vierte Zündkerze) beinhalten.
Als noch ein weiteres Beispiel kann das Arbeiten im dritten Modus Folgendes beinhalten: Wählen zwischen einem von einer Vielzahl von Teilmodi auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wobei die Vielzahl von Teilmodi einen ersten Teilmodus, einen zweiten Teilmodus und einen dritten Teilmodus beinhaltet; an einer ersten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an der ersten Motorposition; an einer zweiten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an der zweiten Motorposition; an einer dritten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an der dritten Motorposition; und an einer vierten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an der vierten Motorposition. Zum Beispiel können sowohl die erste Motorposition als auch die zweite Motorposition während eines Arbeitstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders erfolgen, wobei eine Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition auf Grundlage des gewählten Teilmodus bestimmt ist. Ferner können sowohl die dritte Motorposition als auch die vierte Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinders und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders erfolgen, wobei eine Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition zum Beispiel auf Grundlage des gewählten Teilmodus gewählt sind. Daher kann das Betreiben im dritten Modus das Bereitstellen einer Zündung für die Zylinder durch Zünden sowohl der Vorkammerzündkerze als auch der Hauptkammerzündkerze jedes Zylinders während des Arbeitstakts jedes Zylinders beinhalten. Als ein Beispiel kann das Verfahren ferner Folgendes umfassen: als Reaktion auf das Wählen des ersten Teilmodus, Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition null ist und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition null ist; als Reaktion auf das Wählen des zweiten Teilmodus, Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition geringer als null ist, und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition geringer als null ist; und als Reaktion auf das Wählen des dritten Teilmodus, Bestimmen dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition größer als null ist, und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition größer als null ist.
Auf diese Weise kann ein System, das ein gemultiplextes Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem beinhaltet, in einer Vielzahl von Zündmodi auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen betrieben werden, um gewünschte Verbrennungseigenschaften für eine gewünschte Motorleistung bereitzustellen. Durch Multiplexen einer Vorkammerzündkerze eines ersten Zylinders zu einer Vorkammerzündkerze eines zweiten Zylinders und Multiplexen einer Hauptkammerzündkerze des ersten Zylinders zu einer Hauptkammerzündkerze des zweiten Zylinders kann eine Gesamtzahl von Zündspulen, die in dem System beinhaltet sind, verringert werden, wodurch Kosten und Komplexität des Motorsystems reduziert werden. Ferner kann, da eine an die Vorkammerzündkerzen gekoppelte Zündspule eine geringere Leistungsausgabe relativ zu einer an die Hauptkammerzündkerzen gekoppelten Zündspule bereitstellen kann, ein kostengünstigeres Kabel verwendet werden, was die Kosten und die Komplexität des Systems weiter reduziert. Ferner kann durch Einstellen der relativen Betätigungszeitpunkte der Vorkammerzündkerze und der Hauptkammerzündkerze auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Motorlast, eine Zylinderverbrennungsrate erhöht werden, was eine Leistungsausgabe und eine Kraftstoffeffizienz des Motors erhöhen kann, während ein Auftreten von Fehlzündung verringert werden kann.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher 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 beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Zylinders mit einem Vorkammersystem in einem Motor eines Fahrzeugsystems.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Zündkerzen- und Zündspulenkonfiguration in einem Motorsystem mit einem gemultiplexten Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem.
3 stellt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Motors mit einem gemultiplexten Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem dar.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Vorkammer eines Zylinders.
5A-5B zeigen ein beispielhaftes Zündmuster zum Betreiben eines Motors mit einem Vorkammersystem und gemultiplexten Zündspulen in einem ersten Zündmodus.
6A-6B zeigen ein beispielhaftes Zündmuster zum Betreiben eines Motors mit einem Vorkammersystem und gemultiplexten Zündspulen in einem zweiten Zündmodus.
7A-7B zeigen ein erstes beispielhaftes Zündmuster zum Betreiben eines Motors mit einem Vorkammersystem und gemultiplexten Zündspulen in einem dritten Zündmodus.
8A-8B zeigen ein zweites beispielhaftes Zündmuster zum Betreiben eines Motors mit einem Vorkammersystem und gemultiplexten Zündspulen in dem dritten Zündmodus.
9A-9B zeigen ein drittes beispielhaftes Zündmuster zum Betreiben eines Motors mit einem Vorkammersystem und gemultiplexten Zündspulen in dem dritten Zündmodus.
10 zeigt eine prophetische beispielhafte Zeitachse des Betreibens eines Motors mit einem gemultiplexten Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem in verschiedenen Zündmodi, die gemäl Motorbetriebsbedingungen gewählt sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Motors, das ein Vorkammer- und Hauptkammerzündsystem aufweist. Jeder Zylinder des Motors kann eine Zylinderkonfiguration aufweisen, die eine Hauptkammerzündkerze, die direkt an den Zylinder gekoppelt ist, und eine aktive Vorkammer beinhaltet, die eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine Vorkammerzündkerze und eine Lufteinspritzvorrichtung beinhaltet, wie etwa in 1 gezeigt. Ferner kann das Zündsystem derart konfiguriert sein, dass eine erste Zündspule sowohl eine Vorkammerzündkerze eines ersten Zylinders als auch eine Vorkammerzündkerze eines zweiten Zylinders mit Spannung versorgt, während eine zweite Zündspule Spannung an sowohl eine Hauptkammerzündkerze des ersten Zylinders als auch eine Hauptkammerzündkerze des zweiten Zylinders bereitstellt, wie in 2 gezeigt. Um die Motorleistung zu erhöhen, kann das Zündsystem mit gemultiplexten Zündspulen gemäl dem Verfahren aus 3 betrieben werden, um eine Vorkammer- und/oder Hauptkammer-Funkenzündung auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Vorkammer betrieben werden, um dem Zylinder gemäl dem Verfahren aus 4. eine Zündquelle bereitzustellen. 5A-9B zeigen unterschiedliche beispielhafte Zündmuster, die gewählt werden können, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb eines Zylinders über Vorkammerzündung, Hauptkammerzündzündung oder beides zu zünden, während 10 eine prophetische beispielhafte Zeitachse zum Anpassen des gewählten Zündschemas auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren zeigt 1 eine Teilansicht eines einzelnen Zylinders 130 einer Brennkraftmaschine 10, die in einem Fahrzeug 5 beinhaltet sein kann. Die Brennkraftmaschine 10 kann ein Mehrzylindermotor sein. Der Zylinder (z. B. die Brennkammer) 130 beinhaltet eine Kühlmittelhülse 114 und Zylinderwände 132 mit einem Kolben 136, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 140 verbunden ist. Die Brennkammer 130 ist mit einem Ansaugkrümmer 44 über ein Einlassventil 4 und eine Einlassöffnung 22 und mit einem Abgaskrümmer 48 über ein Auslassventil 8 und eine Auslassöffnung 86 kommunizierend gezeigt. Eine Drossel 62, die eine Drosselklappe 64 beinhaltet, kann in einem Ansaugkanal stromaufwärts des Ansaugkrümmers 44 zum Variieren einer Strömungsrate und/oder eines Drucks von Ansaugluft bereitgestellt sein, die den Motorzylindern bereitgestellt wird.
In der dargestellten Ansicht befinden sich das Einlassventil 4 und das Auslassventil 8 in einem oberen Bereich der Brennkammer 130. Das Einlassventil 4 und das Auslassventil 8 können durch eine Steuerung 12 unter Verwendung jeweiliger Nockenbetätigungssysteme, die einen oder mehrere Nocken beinhalten, gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme können eines oder mehrere von Systemen eines Motors mit variablem Hubraum (variable displacement engine - VDE), zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockenzeitsteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilzeitsteuerung (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL) nutzen, um den Ventilbetrieb zu variieren. Im dargestellten Beispiel wird das Einlassventil 4 durch einen Einlassnocken 151 gesteuert und wird das Auslassventil 8 durch einen Auslassnocken 153 gesteuert. Der Einlassnocken 151 kann über ein Einlassventilzeitsteuerbetätigungselement 101 betätigt werden und der Auslassnocken 153 kann über ein Auslassventilzeitsteuerbetätigungselement 103 gemäl dem Satz von Einlass- bzw. Auslassventilsteuerzeiten betätigt werden. In einigen Beispielen können die Einlassventile und Auslassventile über das Einlassventilzeitsteuerbetätigungselement 101 bzw. Auslassventilzeitsteuerbetätigungselement 103 abgeschaltet werden. Die Stellung des Einlassnockens 151 und Auslassnockens 153 kann durch Nockenwellenpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden.
In einigen Beispielen können das Einlass- und/oder Auslassventil durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 130 alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, beinhalten. In noch anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilbetätigungselement oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder ein Betätigungselement oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilzeitsteuerung gesteuert werden. Die verschiedenen Ventilsteuersysteme können verwendet werden, um eine Zeitsteuerung, eine Öffnungsdauer und einen Hub des Einlassventils 4 und des Auslassventils 8 zu variieren.
Der Zylinder 130 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, was ein Verhältnis von Volumen ist, wenn sich der Kolben 136 am unteren Totpunkt zu wenn er sich am oberen Totpunkt befindet. Üblicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis in einem Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, bei denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann außerdem erhöht sein, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, da sich diese auf das Motorklopfen auswirkt.
Als ein nichteinschränkendes Beispiel ist der Zylinder 130 eine Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtung 66 beinhaltend gezeigt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist direkt an die Brennkammer 130 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite eines Signals FPW1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diese einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ (direct injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 130 bereit. In einem anderen Beispiel kann es sich bei der Einspritzvorrichtung 66 um eine Ansaugkanaleinspritzvorrichtung handeln, die Kraftstoff stromaufwärts des Zylinders 130 in die Ansaugöffnung bereitstellt. Während 1 zeigt, dass Kraftstoff über eine einzelne Einspritzvorrichtung in den Zylinder eingespritzt wird, kann der Motor alternativ betrieben werden, indem Kraftstoff über mehrere Einspritzvorrichtungen eingespritzt wird, wie etwa eine Direkteinspritzvorrichtung und eine Saugrohreinspritzvorrichtung. Zum Beispiel können sowohl Saugrohr- als auch Direkteinspritzvorrichtungen in einer Konfiguration beinhaltet sein, die als Saugrohrkraftstoff und Direkteinspritzung (port fuel and direct injection - PFDI) bekannt ist. In einer derartigen Konfiguration kann die Steuerung 12 eine relative Einspritzmenge von jeder Einspritzvorrichtung variieren.
Kraftstoff kann aus einem Hochdruckkraftstoffsystem 180, das einen oder mehrere Kraftstofftanks, eine oder mehrere Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 abgegeben werden. Alternativ kann Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck von einer einstufigen Kraftstoffpumpe zugeführt werden. Ferner können die Kraftstofftanks, wenngleich dies nicht gezeigt ist, einen Druckwandler beinhalten, der ein Signal für die Steuerung 12 bereitstellt. Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 180 können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften enthalten, wie etwa mit unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Diese Unterschiede können Unterschiede in Bezug auf den Alkoholgehalt, die Oktanzahl, Verdampfungswärme, Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen daraus usw. beinhalten. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlicher Verdampfungswärme beinhaltet Benzin als erste Kraftstoffart mit niedrigerer Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit größerer Verdampfungswärme. In einem weiteren Beispiel kann der Motor Benzin als eine erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als eine zweite Kraftstoffart verwenden. Andere mögliche Substanzen beinhalten Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Ethanol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw. Auf diese Weise werden Luft und Kraftstoff an den Zylinder 130 abgegeben, der ein brennbares Luft-Kraftstoff-Gemisch erzeugen kann.
Kraftstoff kann während eines einzelnen Zyklus des Zylinders durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 dem Zylinder 130 zugeführt werden. Ferner kann die Verteilung und/oder die verhältnismäi ige Menge von Kraftstoff, die von der Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtung 66 zugeführt wird, mit Betriebsbedingungen variieren. Außerdem können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
In dem in 1 gezeigten Beispiel beinhaltet jeder Zylinder 130 des Motors 10 eine Vorkammer 138 zum Einleiten der Verbrennung und/oder Erhöhen einer Verbrennungsleistung. Die Vorkammer 138 ist durch Vorkammerwände 139 definiert und beinhaltet eine Vorkammerzündkerze 92, eine Lufteinspritzvorrichtung 94 und eine Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung 96. Die Lufteinspritzvorrichtung 94 kann dazu konfiguriert sein, Luft und/oder Sauerstoff in die Vorkammer einzuspritzen. In einigen Beispielen ist die Lufteinspritzvorrichtung 94 eine elektromagnetische (z. B. Solenoid-) Einspritzvorrichtung. Eines oder mehrere von Umgebungsluft, Sauerstoff und einem anderen brennbaren Gas können der Lufteinspritzvorrichtung 94 durch eine Vorkammerluftquelle 190 zugeführt werden. Es ist zu beachten, dass sich der Begriff „Luft“ in Bezug auf die Vorkammerluftquelle 190 in dieser Schrift auf Umgebungsluft, Sauerstoff (z. B. O₂), Wasserstoff (z. B. H₂) oder ein Gemisch derartiger Gase beziehen kann. In einigen Beispielen versorgt die Vorkammerluftquelle 190 die Lufteinspritzvorrichtung 94 mit Umgebungsluft aus einem Luftansaugkanal des Motors. In anderen Beispielen versorgt die Vorkammerluftquelle 190 die Lufteinspritzvorrichtung 94 mit bordseitig erzeugtem O₂, das in einem druckbeaufschlagten Tank gespeichert werden kann. Die Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung 96 ist direkt an die Vorkammer 138 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite eines Signals FPW2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 172 empfangen wird, direkt in diese einzuspritzen. Kraftstoff kann der Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung 96 durch das vorstehend beschriebene Hochdruckkraftstoffsystem 180 bereitgestellt werden. Alternativ kann der Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung 96 Kraftstoff aus einem dedizierten Vorkammerkraftstoffsystem bereitgestellt werden, das in dem Hochdruckkraftstoffsystem 180 beinhaltet sein oder von diesem eigenständig sein kann. Somit werden sowohl Luft als auch Kraftstoff in die Vorkammer 138 abgegeben, was ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) erzeugen kann, das sich von einem LKV im Zylinder 130 unterscheiden kann.
Ferner können die Vorkammerwände 139 eine Vielzahl von Öffnungen beinhalten, wie etwa eine Öffnung 142, die in 1 gezeigt ist. Die Öffnung 142 stellt einen Durchlass zwischen der Vorkammer 138 und dem Zylinder 130 bereit, wodurch ein Innenraum der Vorkammer 138 mit einem Innenraum des Zylinders 130 fluidisch gekoppelt ist. Demnach können Gase während einiger Bedingungen zwischen dem Inneren der Vorkammer 138 und dem Inneren des Zylinders 130 strömen. Zum Beispiel können Gase (z. B. Luft, Kraftstoff und/oder verbleibende Verbrennungsgase) durch die Öffnung 142 mit einer Richtung und Rate auf Grundlage eines Druckunterschieds an der Öffnung 142 (z. B. zwischen der Innenseite der Vorkammer 138 und dem Innenraum des Zylinders 130) strömen. Die Öffnung 142 (zusammen mit beliebigen anderen Öffnungen in den Vorkammerwänden 139) kann auch eine Zündflamme von der Vorkammer 138 zum Zylinder 130 bereitstellen, wie nachstehend ausgeführt wird.
Bei gewählten Betriebsmodi kann das Zündsystem 88 als Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 der Vorkammer 138 über die Vorkammerzündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. Ein Zeitpunkt des Signals SA kann auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen und eines Drehmomentbedarfs des Fahrers eingestellt werden. Zum Beispiel kann eine Zündung bei einem Zeitpunkt mit maximalem Bremsmoment (maximum brake torque - MBT) bereitgestellt werden, um die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors zu maximieren. Die Steuerung 12 kann Motorbetriebsbedingungen, einschließlich der Motordrehzahl, Motorlast und des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, in eine Lookup-Tabelle eingeben, die den entsprechenden MBT-Zeitpunkt für die eingegebenen Motorbetriebsbedingungen ausgeben kann. In anderen Beispielen kann der Zündfunken vom MBT verzögert werden, um ein Auftreten von Klopfen zu verhindern. In noch weiteren Beispielen kann der Zündfunken vom MBT verzögert werden, um das Motordrehmoment zu reduzieren, wie etwa aufgrund einer Verringerung des vom Fahrer angeforderten Drehmoments oder eines Getriebegangschaltereignisses. Wenn die Vorkammerzündkerze 92 der Vorkammer 138 den Zündfunken bereitstellt, kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer verbrennen, wobei der erhöhte Verbrennungsdruck Flammenstrahlen über die Vielzahl von Öffnungen in den Vorkammerwänden 139, welche die Öffnung 142 beinhaltet, in den Zylinder 130 sendet. Die Vielzahl von Öffnungen kann derartig angeordnet sein, dass die Flammenstrahlen gleichmäl ig im Zylinder 130 verteilt sind. Die Flammenstrahlen können das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder 130 entzünden, wodurch eine Verbrennung verursacht wird.
In dem in 1 gezeigten Beispiel, beinhaltet jeder Zylinder 130 des Motors 10 ferner eine Hauptkammerzündkerze 93 (z. B. eine Zylinderzündkerze) zum Einleiten und/oder Erhöhen einer Verbrennungsrate. Die Hauptkammerzündkerze 98 ist direkt an die Hauptbrennkammer (z. B. die Brennkammer 130) des Zylinders gekoppelt. Bei gewählten Betriebsmodi kann das Zündsystem 88 als Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA von der Steuerung 12 dem Zylinder 130 über die Hauptkammerzündkerze 93 einen Zündfunken bereitstellen. Ein Zeitpunkt des Signals SA kann auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen und eines Drehmomentbedarfs des Fahrers eingestellt werden. Somit beinhaltet in dem in 1 gezeigten Beispiel der Zylinder 130 zwei unterschiedliche Zündquellen (z. B. die Vorkammer 138 und die Hauptkammerzündkerze 93) zum Einleiten der Verbrennung. Eine oder beide der zwei unterschiedlichen Zündquellen können verwendet werden, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder während des Motorbetriebs zu verbrennen, wie etwa gemäl dem Verfahren aus 3.
Nach der Verbrennung kann ein Gemisch von Abgasen aus der Vorkammer 138 und dem Zylinder 130 aus dem Zylinder 130 über die Öffnung des Auslassventils 8 in den Abgaskrümmer 48 ausgestoßen werden. Ein Abgassensor 128 ist stromaufwärts einer Emissionssteuervorrichtung 178 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt gezeigt, die innerhalb eines Abgaskanals 135 gekoppelt ist. Der Abgassensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines LKV des Abgases gewählt sein, wie etwa einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal oder wide-range exhaust gas oxygen - UEGO), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (nicht gezeigt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator, eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
Eine externe Abgasrückführung (AGR) kann dem Motor über ein Hochdruck-AGR-System 83 bereitgestellt werden, wodurch Abgas aus einer Zone mit höherem Druck im Abgaskanal 135, zu einer Zone mit niedrigerem Druck im Ansaugkrümmer 44, stromabwärts der Drossel 62, über einen AGR-Kanal 81 abgegeben wird. Eine Menge an AGR, die dem Ansaugkrümmer 44 bereitgestellt wird, kann durch die Steuerung 12 über ein AGR-Ventil 80 variiert werden. Die Steuerung 12 kann zum Beispiel dazu konfiguriert sein, eine Position des AGR-Ventils 80 zu betätigen und einzustellen, um die Abgasmenge, die durch den AGR-Kanal 81 strömt, einzustellen. Das AGR-Ventil 80 kann zwischen einer vollständig geschlossenen Position, in welcher der Abgasstrom durch den AGR-Kanal 81 blockiert wird, und einer vollständig offenen Position, in welcher der Abgasstrom durch den AGR-Kanal zugelassen wird, eingestellt werden. Als ein Beispiel kann das AGR-Ventil 80 zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig offenen Position kontinuierlich variierbar sein. Somit kann die Steuerung einen Öffnungsgrad des AGR-Ventils 80 vergrößern, um eine Menge an AGR, die dem Ansaugkrümmer 44 bereitgestellt wird, zu erhöhen, und den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 80 verkleinern, um die Menge an AGR, die dem Ansaugkrümmer 44 bereitgestellt wird, zu verringern. Als ein Beispiel kann das AGR-Ventil 80 ein elektronisch aktiviertes Magnetventil sein. In anderen Beispielen kann das AGR-Ventil 80 durch einen eingebauten Schrittmotor positioniert werden, der durch die Steuerung 12 betätigt werden kann, um die Position des AGR-Ventils 80 über einen Bereich von einzelnen Schritten (z. B. 52 Schritte) einzustellen, oder das AGR-Ventil 80 kann eine andere Art von Durchflussregelventil sein. Die AGR kann ferner gekühlt werden, indem sie durch den AGR-Kühler 85 innerhalb des AGR-Kanals 81 geführt wird. Der AGR-Kühler 85 kann Wärme von den AGR-Gasen zum Beispiel an Motorkühlmittel abführen.
Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System dazu verwendet werden, eine Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb der Brennkammer zu regulieren. Ferner kann AGR erwünscht sein, um eine gewünschte Motorverdünnung zu erzielen, wodurch die Kraftstoffeffizienz und die Emissionsqualität, wie etwa die Emission von Stickstoffoxiden, erhöht werden. Als ein Beispiel kann AGR bei niedrigen bis mittleren Motorlasten angefordert werden. Dementsprechend kann es wünschenswert sein, den AGR-Massenstrom zu messen oder zu schätzen. AGR-Sensoren können im Inneren des AGR-Kanals 81 angeordnet sein und können zum Beispiel eine Angabe von einem oder mehreren von einem Massenstrom, einem Druck und einer Temperatur des Abgases bereitstellen. Zusätzlich kann die AGR gewünscht sein, nachdem die Emissionssteuervorrichtung 178 ihre Anspringtemperatur erreicht hat. Eine angeforderte Menge an AGR kann auf Motorbetriebsbedingungen beruhen, einschließlich Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur usw. Die Steuerung 12 kann sich zum Beispiel auf eine Lookup-Tabelle mit Motordrehzahl und -last als Eingabe und einer gewünschte Menge an AGR, die der eingegebenen Motordrehzahl/-last entspricht, als Ausgabe beziehen. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung 12 die gewünschte Menge an AGR (z. B. die gewünschte AGR-Strömungsrate) durch Logikregeln bestimmen, die Parameter wie etwa Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur usw. direkt berücksichtigen. In noch anderen Beispielen kann sich die Steuerung 12 auf ein Modell stützen, das eine Änderung der Motorlast mit einer Änderung einer Verdünnungsanforderung korreliert und ferner die Änderung der Verdünnungsanforderung mit einer Änderung der angeforderten Menge an AGR korreliert. Wenn sich zum Beispiel die Motorlast von einer niedrigen Last auf eine mittlere Last erhöht, kann sich die angeforderte Menge an AGR erhöhen, und wenn sich die Motorlast dann von einer mittleren Last auf eine hohe Last erhöht, kann sich die angeforderte Menge an AGR verringern. Die Steuerung 12 kann ferner die angeforderte Menge an AGR unter Berücksichtigung einer besten Kraftstoffeffizienzverteilung für eine gewünschte Verdünnungsrate bestimmen. Nach dem Bestimmen der angeforderten Menge an AGR kann sich die Steuerung 12 auf eine Lookup-Tabelle beziehen, die die angeforderte Menge an AGR als Eingabe und ein Signal, das einem Öffnungsgrad entspricht, der an dem AGR-Ventil anzuwenden ist (z. B. wie an den Schrittmotor oder eine andere Ventilbetätigungsvorrichtung gesendet) als Ausgabe aufweist.
Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch die Steuerung 12 und durch Eingaben von einem Fahrzeugführer 113 über ein Gaspedal 116 und einen Fahrpedalpositionssensor 118 und über ein Bremspedal 117 und einen Bremspedalpositionssensor 119 gesteuert werden. Der Gaspedalpositionssensor 118 kann ein Pedalpositionssignal (pedal position - PP) an die Steuerung 12 senden, das einer Position des Gaspedals 116 entspricht, und der Bremspedalpositionssensor 119 kann ein Bremspedalpositionssignal (brake pedal position - BPP) an die Steuerung 12 senden, das einer Position des Bremspedals 117 entspricht. Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicher 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Der Festwertspeicher 106 des Speichermediums kann mit computerlesbare Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch den Mikroprozessor 102 ausgeführt werden können, um die in dieser Schrift beschriebenen Verfahren und Programme sowie andere Varianten durchzuführen, die vorweggenommen, jedoch nicht ausdrücklich aufgeführt werden.
Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich einer Messung des eingespeisten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 46, eines Motorkühlmitteltemperatursignals (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist, eines Signals EGO von einem Abgassensor 128, der durch die Steuerung 12 verwendet werden kann, um das LKV des Abgases zu bestimmen, eines Abgastemperatursignals (exhaust gas temperature signal - EGT) von einem Temperatursensor 158, der an den Abgaskanal 135 gekoppelt ist, eines Profilzündungsaufnahmesignals (PIP-Signals) (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist, einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor, der an die Drossel 62 gekoppelt ist, und eines Absolutkrümmerdrucksignals (absolute manifold pressure - MAP) von einem MAP-Sensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 anhand des Signals PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe von Vakuum oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Auf Grundlage von Eingaben von einem oder mehreren der vorstehend genannten Sensoren kann die Steuerung 12 ein oder mehrere Betätigungselemente einstellen, wie etwa die Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die Drossel 62, die Hauptkammerzündkerze 93, die Vorkammerzündkerze 92, die Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung 96, die Vorkammerlufteinspritzvorrichtung 94, die Einlass-/Auslassventile und -nocken usw. Die Steuerung kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Betätigungselemente als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer Anweisung oder eines Codes, die bzw. der darin programmiert ist und einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen, wofür Beispiele unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben sind.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 160 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen handelt es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor. In dem in 1 gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug den Motor 10 und eine elektrische Maschine 161. Die elektrische Maschine 161 kann ein Elektromotor oder ein Motorgenerator sein und kann somit in dieser Schrift auch als elektrischer Motor bezeichnet werden. Die elektrische Maschine 161 nimmt elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie 170 auf, um den Fahrzeugrädern 160 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 161 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 170 bereitzustellen.
Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 161 sind über ein Getriebe 167 mit den Fahrzeugrädern 160 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 166 eingekuppelt sind. In dem abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung 166 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 161 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 166 ist zwischen der elektrischen Maschine 161 und dem Getriebe 167 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an ein Betätigungselement jeder Kupplung 166 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 161 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 161 mit bzw. von dem Getriebe 167 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Das Getriebe 167 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetengetriebe oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf unterschiedliche Weisen konfiguriert sein, die als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug beinhalten.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermal en einen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, (eine) Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), eine Zündkerze usw. beinhalten. Es versteht sich, dass der Motor 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 130 beschrieben und abgebildet sind.
Nun unter Bezugnahme auf 2 ist eine beispielhafte Zündkerzenkonfiguration eines Motorsystems 200 gezeigt. In dem Beispiel aus 2 beinhaltet das Motorsystem 200 einen Mehrzylindermotor mit vier Zylindern, einschließlich eines Zylinders 1, eines Zylinders 2, eines Zylinders 3 und eines Zylinders 4, und ein gemultiplextes Vorkammer- und Hauptkammerzündsystem 205. Obwohl vier Zylinder gezeigt sind, kann der Motor in anderen Beispielen mehr als vier Zylinder (z. B. sechs Zylinder) oder weniger als vier Zylinder (z. B. zwei Zylinder) aufweisen. Jeder Zylinder kann im Wesentlichen identisch mit dem Zylinder 130 sein, der in 1 gezeigt ist, einschließlich einer Hauptkammer und einer Vorkammer. Insbesondere beinhaltet Zylinder 1 eine erste Hauptkammer 201 und eine erste Vorkammer 211, beinhaltet Zylinder 2 eine zweite Hauptkammer 202 und eine zweite Vorkammer 212, beinhaltet Zylinder 3 eine dritte Hauptkammer 203 und eine dritte Vorkammer 213, und beinhaltet Zylinder 4 eine vierte Hauptkammer 204 und eine vierte Vorkammer 214. Jeder Zylinder beinhaltet ferner eine Hauptkammerzündkerze und eine Vorkammerzündkerze. Das heißt, Zylinder 1 beinhaltet eine erste Hauptkammerzündkerze 221, die an die erste Hauptkammer 202 gekoppelt ist, und eine erste Vorkammerzündkerze 231, die an die erste Vorkammer 211 gekoppelt ist, Zylinder 2 beinhaltet eine zweite Hauptkammerzündkerze 222, die an die zweite Hauptkammer 202 gekoppelt ist, und eine zweite Vorkammerzündkerze 232, die an die zweite Vorkammer 212 gekoppelt ist, Zylinder 3 beinhaltet eine dritte Hauptkammerzündkerze 223, die an die dritte Hauptkammer 203 gekoppelt ist, und eine dritte Vorkammerzündkerze 233, die an die dritte Vorkammer 213 gekoppelt ist, und Zylinder 4 beinhaltet eine vierte Hauptkammerzündkerze 224, die an die vierte Hauptkammer 204 gekoppelt ist, und eine vierte Vorkammerzündkerze 234, die an die vierte Vorkammer 214 gekoppelt ist.
In dem Beispiel aus 2 beinhaltet das gemultiplexte Vorkammer- und Hauptkammerzündsystem 205 vier Zündspulen, wobei jede Zündspule Spannung an zwei Zündkerzen des Motorsystems 200 bereitstellt. Insbesondere stellt eine erste Spule 206 („Spule A“) der ersten Hauptkammerzündkerze 221 und der vierten Hauptkammerzündkerze 224 (z. B. der Hauptkammerzündkerze des Zylinders 1 und der Hauptkammerzündkerze des Zylinders 4) Spannung bereit. Ferner stellt eine zweite Spule 208 („Spule B“) der ersten Vorkammerzündkerze 231 und der vierten Vorkammerzündkerze 234 (z. B. der Vorkammerzündkerze des Zylinders 1 und der Vorkammerzündkerze des Zylinders 4) Spannung bereit. Noch ferner stellt eine dritte Spule 216 („Spule C“) der zweiten Hauptkammerzündkerze 222 und der dritten Hauptkammerzündkerze 223 (z. B. der Hauptkammerzündkerze des Zylinders 2 und der Hauptkammerzündkerze des Zylinders 3) Spannung bereit. Ferner stellt eine vierte Spule 218 („Spule D“) der zweiten Vorkammerzündkerze 232 und der dritten Vorkammerzündkerze 233 (z. B. der Vorkammerzündkerze des Zylinders 2 und der Vorkammerzündkerze des Zylinders 3) Spannung bereit.
Somit, wie in 2 dargestellt, stellt jede der Zündspulen Spannung an Zündkerzen (z. B. entweder Vorkammer- oder Hauptkammerzündkerzen) verschiedener Zylinder bereit, wobei eine Konfiguration hier als „gemultiplext“ bezeichnet wird. Als ein Beispiel kann jede Zündspule mit einer ersten Zündkerze mit einer Spulen-an-Zündkerze-(coil on plug - COP-)Verbindung verbunden sein, während eine Hochspannungsleitung die Spule mit einer zweiten Zündkerze verbinden kann. Das Betätigen einer Zündspule kann bewirken, dass jede der verbundenen Zündkerzen zündet. Zum Beispiel kann die Spule A der ersten Hauptkammerzündkerze 221 über eine COP-Verbindung Spannung bereitstellen, während eine Hochspannungsleitung ferner die Spule A mit der vierten Hauptkammerzündkerze 224 verbinden kann. Somit bewirkt die Betätigungsspule A, dass die erste Hauptkammerzündkerze 221 und die vierte Hauptkammerzündkerze 224 im Wesentlichen gleichzeitig zünden. Im hier verwendeten Sinne kann sich „im Wesentlichen gleichzeitig“ (oder einfach „gleichzeitig“) auf Ereignisse beziehen, die ohne beabsichtigte Verzögerung auftreten. Zusätzlich oder alternativ kann sich „im Wesentlichen gleichzeitig“ (oder einfach „gleichzeitig“) auf Ereignisse beziehen, die eine vernachlässigbare Verzögerung auf der Zeitskala des Zündzeitpunkts aufweisen. Als ein Beispiel kann die Spule B der ersten Vorkammerzündkerze 231 über eine COP-Verbindung Spannung bereitstellen, während eine Hochspannungsleitung ferner die Spule B mit der vierten Vorkammerzündkerze 234 verbinden kann. Somit bewirkt die Betätigungsspule B, dass die erste Vorkammerzündkerze 231 und die vierte Vorkammerzündkerze 234 im Wesentlichen gleichzeitig zünden.
Die vier Zylinder des Motorsystems 200 sind in Zylinderpaare gruppiert. Jedes Zylinderpaar teilt sich zwei Zündspulen, die zusammen das Zünden aller vier Zündkerzen des Zylinderpaars betätigen. In dem Beispiel aus 2 bilden Zylinder 1 und Zylinder 4 ein erstes Zylinderpaar, während Zylinder 2 und Zylinder 3 ein zweites Zylinderpaar bilden. Die Zylinderpaare werden gemäl einer Zündreihenfolge des Motors gruppiert, um eine Zündung während eines gewünschten Takts jedes Zylinders bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Zündfunken während eines Arbeitstakts gewünscht sein, um Drehmoment zu erzeugen, während ein Wasted Spark während eines Ausstoßtakts günstig sein kann, um Wärme aus dem Zylinder abzugeben. Die Zündreihenfolge des Motorsystems 200 ist 1-3-4-2, wodurch der Zylinder 1 in einen Verdichtungstakt gebracht wird, während sich der Zylinder 4 in einem Ausstoßtakt befindet (und umgekehrt), und der Zylinder 2 in einen Verdichtungstakt gebracht wird, während sich der Zylinder 3 in einem Ausstoßtakt (und umgekehrt) befindet.
Daher zündet das Betätigen der Spule A während des Verdichtungstakts von Zylinder 1 (z. B. des Ausstoßtakts von Zylinder 4) die erste Hauptkammerzündkerze 221, um einen Zündfunken in Zylinder 1 zu erzeugen, und zündet die vierte Hauptkammerzündkerze 224, um einen Wasted Spark in Zylinder 4 zu erzeugen. Gleichermal en zündet das Betätigen der Spule A während des Verdichtungstakts von Zylinder 4 (z. B. dem Ausstoßtakt von Zylinder 1) die vierte Hauptkammerzündkerze 224, um einen Zündfunken in Zylinder 4 zu erzeugen, und zündet die erste Hauptkammerzündkerze 221, um einen Wasted Spark in Zylinder 1 zu erzeugen. Als ein anderes Beispiel zündet das Betätigen der Spule B während des Verdichtungstakts von Zylinder 1 (z. B. des Ausstoßtakts von Zylinder 4) die erste Vorkammerzündkerze 231, um einen Zündfunken in Zylinder 1 zu erzeugen, und zündet die vierte Vorkammerzündkerze 234, um einen Wasted Spark im Zylinder 4 zu erzeugen. Das Betätigen der Spule B während des Verdichtungstakts von Zylinder 4 (z. B. des Ausstoßtakts von Zylinder 1) zündet die vierte Vorkammerzündkerze 234, um einen Zündfunken in Zylinder 4 zu erzeugen und zündet die erste Vorkammerzündkerze 231, um einen Wasted Park im Zylinder 1 zu erzeugen. Als noch ein weiteres Beispiel zündet das Betätigen der Spule C während des Verdichtungstakts von Zylinder 2 (z. B. des Ausstoßtakts von Zylinder 3) die zweite Hauptkammerzündkerze 222, um einen Zündfunken in Zylinder 2 zu erzeugen, und zündet die dritte Hauptkammerzündkerze 223, um einen Wasted Spark in Zylinder 3 zu erzeugen. Das Betätigen der Spule C während des Verdichtungstakts von Zylinder 3 (z. B. des Ausstoßtakts von Zylinder 2) zündet die dritte Hauptkammerzündkerze 223, um einen Zündfunken in Zylinder 3 zu erzeugen, und zündet die zweite Hauptkammerzündkerze 222, um einen Wasted Spark in Zylinder 2 zu erzeugen. Als noch ein weiteres Beispiel zündet das Betätigen der Spule D während des Verdichtungstakts von Zylinder 2 die zweite Vorkammerzündkerze 232, um einen Zündfunken in Zylinder 2 zu erzeugen, und zündet die dritte Vorkammerzündkerze 233, um einen Wasted Spark in Zylinder 3 zu erzeugen. Das Betätigen der Spule D während des Verdichtungstakts von Zylinder 3 zündet die dritte Vorkammerzündkerze 233, um einen Zündfunken in Zylinder 3 zu erzeugen, und zündet die zweite Vorkammerzündkerze 232, um einen Wasted Spark in Zylinder 2 zu erzeugen. Eine oder beide Spulen jedes Zylinderpaars können betätigt werden, um einem Zylinder des Zylinderpaars Zündung bereitzustellen. Wenn beide Spulen betätigt werden, können sie gleichzeitig oder mit einer gestaffelten Zeitsteuerung betätigt werden, wofür nachstehend Beispiele in Bezug auf 7A-9B gezeigt werden. Somit kann das gemultiplexte Vorkammer- und Hauptkammerzündsystem 205 in einer Vielzahl von Zündmodi betrieben werden, die nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 und 7A-9B beschrieben wird.
Auf diese Weise kann das gemultiplexte Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem 205 flexibel betrieben werden, um gewünschte Verbrennungseigenschaften zu erzeugen. Als ein Beispiel können bei Vorkammersystemen Leistungsprobleme, wie etwa Fehlzündung, während des Betriebs bei geringer Last auftreten, die unerwünschte Geräusch-, Vibrations- und Handhabungsprobleme verursachen können. Indem die Hauptkammer- (z. B. Zylinder-) Zündkerze zusätzlich zum Vorkammersystem eingeschlossen wird, kann die Zylinderverbrennungsleistung erhöht werden. Durch Multiplexen der Zündspulen und Verwenden einer einzelnen Spule, um sowohl eine Zündkerze eines ersten Zylinders als auch eine Zündkerze eines zweiten, unterschiedlichen Zylinders zu zünden, wird eine Anzahl von Zündspulen in dem Zündsystem verringert, wodurch Fahrzeugkosten und Komplexität verringert werden.
Ferner können die Vorkammerzündkerzen über Zündspulen mit niedrigerer Spannung relativ zu den Hauptkammerzündkerzen an ein Zündsystem eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Zum Beispiel kann eine Vorkammerzündkerze, wie etwa die Vorkammerzündkerze 231, die Vorkammerzündkerze 232, die Vorkammerzündkerze 233 und die Vorkammerzündkerze 234, eine niedrigere Leistungsausgabe an einer verbundenen Zündspule verwenden, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden. Insbesondere kann, da ein Vorkammervolumen jedes Zylinders kleiner ist als ein Hauptkammervolumen jedes Zylinders, ein Vorkammer-Luft-Kraftstoff-Gemisch jedes Zylinders durch einen kleineren Funken relativ zu einem Hauptkammer-Luft-Kraftstoff-Gemisch aus jedem Zylinder gezündet werden. Daher können Zündspulen, die nur an Vorkammerzündkerzen (z. B. Spule B und Spule D) gekoppelt sind, Zündspulen mit geringerer Spannung sein als Zündspulen, die nur an Hauptkammerzündkerzen (z. B. Spule A und Spule C) gekoppelt sind. Somit sind in dem Beispiel aus 2 die Zündspule B und die Zündspule D Zündspulen mit niedrigerer Spannung. Zum Beispiel kann die Verwendung von Zündspulen mit niedrigerer Spannung die Kosten des Fahrzeugsystems verringern.
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Motors, der eine Vorkammer- und Hauptkammerzündung aufweist, einschließlich gemultiplexter Zündspulen. Das Verfahren 300 wird in Bezug auf die in 1 gezeigte Zylinderkonfiguration und die in 2 gezeigte gemultiplexte Vorkammer- und Hauptkammerzündsystemkonfiguration beschrieben, auch wenn das Verfahren 300 in anderen Systemen angewendet werden kann, die eine aktive Vorkammerzündung und Hauptkammerzündung beinhalten. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung (wie etwa die Steuerung 12 aus 1) auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Betätigungselemente des Motors einsetzen, einschließlich einer Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (z. B. die Vorkammereinspritzvorrichtung 96 aus 1), einer Vorkammerzündkerze (z. B. die Vorkammerzündkerze 92 aus 1), einer Hauptkammerzündkerze (z. B. Hauptkammerzündkerze 93 aus 1), einer Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtung, Zylinderventilen und einer Vorkammerlufteinspritzvorrichtung (z. B. die in 1 gezeigte Vorkammerlufteinspritzvorrichtung 94), um den Motorbetrieb gemäl den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 302 beinhaltet das Verfahren 300 Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Motorlast, eine Motortemperatur, ein Abgas-LKV, eine Position eines AGR-Ventils (die eine Angabe einer bereitgestellten Menge oder Rate von AGR geben kann), eine Gaspedalposition, ein gewünschtes Zylinder-LKV, ein gewünschtes Vorkammer-LKV und eine Position einer Drossel (z. B. Drosselposition) beinhalten. Die Betriebsbedingungen können durch einen oder mehrere Sensoren gemessen werden, die kommunikativ an die Steuerung gekoppelt sind, oder können auf Grundlage verfügbarer Daten abgeleitet werden. Zum Beispiel kann die Gaspedalposition durch einen Gaspedalpositionssensor gemessen werden, wie etwa den Gaspedalpositionssensor 118 aus 1, und die Bremspedalposition kann durch einen Bremspedalpositionssensor gemessen werden, wie etwa den Bremspedalpositionssensor 119 aus 1. Zusammen können die Gaspedalposition und die Bremspedalposition eine angeforderte Menge an Motordrehmoment angeben. Als ein weiteres Beispiel kann das Abgas-LKV auf Grundlage eines Sauerstoffpegels bestimmt werden, der durch eine Lambdasonde detektiert wird, wie etwa den Abgassensor 128 aus 1. Gleichermal en kann die Drosselposition unter Verwendung eines an das Drosselventil gekoppelten Drosselpositionssensors gemessen werden.
Bei 304 beinhaltet das Verfahren 300 das Bestimmen, ob eine Verbrennung in dem Motor angefordert ist. In einigen Beispielen kann die Verbrennung während des nominalen Motorbetriebs angefordert werden, um in jedem Motorzyklus Drehmoment in mindestens einem Zylinder zu erzeugen. Zum Beispiel kann eine Zündquelle ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder während eines Verdichtungstakts von Zylinder zünden, um Drehmoment zu erzeugen. Für einen Viertaktmotor bezieht sich ein Verbrennungszyklus (z. B. ein Zylinderzyklus) auf eine Viertaktbewegung eines Kolbens eines gegebenen Zylinders, wobei die vier Takte einen Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Ausstoßtakt beinhalten, während sich ein Motorzyklus darauf bezieht, dass jeder Zylinder ein Verbrennungsereignis in einer bestimmten Zündreihenfolge durchläuft (z. B. das über zwei volle Umdrehungen einer Motorkurbelwelle oder 720 Kurbelwinkelgrade erfolgt). Ferner kann der Verbrennungszyklus jedes Zylinders gestaffelt sein, sodass ein Verdichtungstakt des Zylinders 1 zum Beispiel mit einem Ausstoßtakt des Zylinders 4 zusammenfallen kann.
Wenn bei 304 keine Verbrennung angefordert wird, geht das Verfahren 300 zu 306 über und beinhaltet kein Bereitstellen von Zündung für die Verbrennung. Zum Beispiel kann die Verbrennung nicht angefordert werden, wenn der Motor ausgeschaltet ist (z. B. bei einer Drehzahl von null) oder während eines Kraftstoffabschaltungsereignisses, bei dem der Motor mit einer Drehzahl ungleich null betrieben wird, die Kraftstoffzufuhr jedoch vorübergehend unterbrochen wird. Das Nicht-Bereitstellen der Zündung für die Verbrennung beinhaltet das Nichtbetätigen einer Zündspule zum Zwecke des Zündens eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Zylinder, obwohl die Zündspule in einigen Beispielen für andere Zwecke als die Zündung (z. B. Heizen und/oder Reinigen der Zündkerze) betätigt werden kann. Nach 306 endet das Verfahren 300.
Wenn bei 304 eine Verbrennung angefordert wird, geht das Verfahren 300 zu 308 über und beinhaltet das Wählen eines Zündmodus auf Grundlage der Betriebsbedingungen. Der Zündmodus kann aus einer Vielzahl von möglichen Zündmodi gewählt werden, einschließlich eines ersten Zündmodus, in dem nur die Hauptkammerzündkerze zur Zündung verwendet wird, eines zweiten Zündmodus, in dem nur die Vorkammerzündkerze zur Zündung verwendet wird, und eines dritten Zündmodus, in dem sowohl die Hauptkammerzündkerze als auch die Vorkammerzündkerze zur Zündung verwendet werden. Innerhalb des dritten Zündmodus kann ein Zündzeitpunkt der Hauptkammerzündkerze und der Vorkammerzündkerze relativ zueinander eingestellt werden, wie nachstehend bei 310 ausgeführt wird, um die Hauptkammer- und Vorkammerzündfunken gleichzeitig oder nacheinander bereitzustellen. Ferner spezifiziert jeder Zündmodus die Zündspule oder Zündspulen und dadurch die Zündkerze oder Zündkerzen, die betätigt werden, um eine Verbrennung in einem gegebenen Zylinder zu erzeugen.
Das Betreiben in jedem Zündungsmodus erzeugt ebenfalls Wasted Sparks. Wie vorstehend in Bezug auf 2 beschrieben, sind die Zylinder in Zylinderpaare unterteilt, und jedes Zylinderpaar beinhaltet zwei Zündspulen, die das Zünden von vier Zündkerzen steuern. Insbesondere betätigt eine erste Zündspule Hauptkammerzündkerzen des Zylinderpaars und eine zweite Zündspule betätigt Vorkammerzündkerzen des Zylinderpaars. Daher erzeugt das Betätigen einer Zündspule einen Zündfunken zum Einleiten der Verbrennung und zum Erzeugen von Drehmoment (z. B. während des Verdichtungstakts eines ersten Zylinders des Zylinderpaars) und einen Wasted Spark, der keine Verbrennung einleitet oder kein Drehmoment erzeugt (z. B. während des Ausstoßtakts eines zweiten Zylinders des Zylinderpaars). Demnach beinhaltet der erste Zündmodus das Erzeugen eines Zündfunkens in einem Zylinder des Zylinderpaars und eines Wasted Spark in dem anderen Zylinder des Zylinderpaars mit nur den Hauptkammerzündkerzen für jedes Zylinderzündereignis des Zylinderpaars, beinhaltet der zweite Zündmodus das Erzeugen eines Zündfunkens in einem Zylinder des Zylinderpaars und eines Wasted Spark im anderen Zylinder des Zylinderpaars mit nur den Vorkammerzündkerzen für jede Zylinderzündung des Zylinderpaars, und beinhaltet der dritte Zündmodus das Erzeugen von Zündfunken sowohl mit der Hauptkammerzündkerze als auch der Vorkammerzündkerze in einem Zylinder des Zylinderpaars und von Wasted Sparks mit sowohl der Hauptkammerzündkerze als auch der Vorkammerzündkerze im anderen Zylinder des Zylinderpaars für jedes Zylinderzündereignis des Zylinderpaars.
Jeder Zündmodus kann ferner dadurch definiert sein, wann jede Zündkerze relativ zu einer Position des Motors zündet. Im dritten Zündmodus kann jede Zündkerze (z. B. sowohl die Vorkammer- als auch die Hauptkammerzündkerze jedes Zylinders) während eines Motorzyklus zweimal gezündet werden, während im ersten und zweiten Zündmodus eine Zündkerze (entweder die Hauptkammer- oder die Vorkammerzündkerze jedes Zylinders) einmal während eines Motorzyklus gezündet werden kann, wobei der Zylindertakt auf Grundlage davon variiert, ob die gegebene Zündkerze zur Zündung verwendet wird oder nicht, wie dadurch definiert, ob der erste Zündmodus gewählt ist oder der zweite Zündmodus gewählt ist. Der Betrieb in einem bestimmten Zündmodus kann somit charakteristische Zündkerzenzündmuster erzeugen, die hier auch einfach als Funkenmuster oder Zündmuster bezeichnet werden.
Die Betriebsbedingungen, die verwendet werden, um zwischen den verschiedenen Zündmodi auszuwählen, können sich auf Motorleistungsanforderungen und Verbrennungsstabilität beziehen, wie etwa Motordrehzahl, Motorlast, die Menge an AGR, das gewünschte LKV und die Motortemperatur. Somit kann der Zündmodus gewählt werden, um gewünschte Verbrennungseigenschaften, wie etwa eine gewünschte Verbrennungsrate, zu erzielen. Als ein Beispiel kann die Verbrennungsrate erhöht werden, indem Zündfunken sowohl von der Vorkammerzündkerze als auch von der Hauptkammerzündkerze im dritten Zündmodus bereitgestellt werden. Daher kann die Steuerung die Motorbetriebsbedingungen (z. B. die Motordrehzahl, die Motorlast, die AGR-Menge, das gewünschte LKV und die Motortemperatur) in ein(e) oder mehrere Lookup-Tabellen, Funktionen oder Kennfelder eingeben, die den Zündmodus ausgeben können, von dem erwartet wird, dass er gewünschte Leistungseigenschaften im Motor erreicht, wie etwa die gewünschte Verbrennungsrate.
Als ein Beispiel kann der erste Zündmodus als Reaktion auf eine Kaltstartbedingung gewählt werden. Zum Beispiel kann die Steuerung den ersten Zündmodus wählen, wenn die Motortemperatur niedriger als eine Schwellenwertmotortemperatur ist und die Schwellenwertmotortemperatur ein Wert ungleich null ist, der der Motortemperatur entspricht, unter der sich der Motor in einer Kaltstartbedingung befindet. Wenn zum Beispiel die Steuerung bestimmt, dass die Motortemperatur niedriger als die Schwellenwertmotortemperatur ist, kann die Steuerung den Motor in dem ersten Zündmodus betreiben. Als ein anderes Beispiel kann zusätzlich oder alternativ der erste Zündmodus als Reaktion auf eine Bedingung mit niedriger Motorlast gewählt werden. Zum Beispiel kann die Steuerung den ersten Zündmodus wählen, wenn die Motorlast geringer als eine erste Schwellenwertmotorlast ist. Die erste Schwellenwertmotorlast kann ein positiver Wert ungleich null sein, der einer Motorlast entspricht, unter der eine Zylinderzündung (die z. B. die im ersten Zündmodus arbeitet) angegeben wird.
Als ein anderes Beispiel kann der zweite Zündmodus als Reaktion auf eine Anforderung zum Erhöhen einer Katalysatortemperatur gewählt werden. Zum Beispiel kann die Steuerung den zweiten Zündmodus wählen, wenn eine Katalysatortemperatur unter eine Schwellenwertkatalysatortemperatur zur Katalysatorerhitzung fällt und die Schwellenwertkatalysatortemperatur ein positiver Wert ungleich null ist, der der Katalysatortemperatur entspricht, unter der die Katalysatorerhitzung angefordert werden kann. Als ein Beispiel kann die Steuerung den Motor im zweiten Zündmodus betreiben, wenn die Katalysatortemperatur unter die Schwellenwertkatalysatortemperatur für die Katalysatorerhitzung fällt. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Zündmodus als Reaktion darauf gewählt werden, dass sich die Motorlast über die erste Schwellenwertmotorlast erhöht, während sie unter einer zweiten Schwellenwertmotorlast bleibt. Die zweite Schwellenwertmotorlast kann ein positiver Wert ungleich null sein, der einer Motorlast entspricht, über der Arbeiten mit sowohl Vorkammer- als auch Zylinderzündung angegeben wird.
Als noch ein weiteres Beispiel kann der dritte Zündmodus als Reaktion auf eine hohe Verdünnungsrate gewählt werden. Zum Beispiel kann ein Motor mit einer hohen Verdünnungsrate betrieben werden, wenn ein externes AGR-System (z. B. das Hochdruck-AGR-System 83 aus 1) jedem Zylinder eine relativ große Menge an AGR bereitstellt. Infolgedessen kann der dritte Zündmodus angegeben werden, wenn eine AGR-Ventilöffnung eine Schwellenwert-AGR-Ventilöffnung überschreitet, und die Schwellenwert-AGR-Ventilöffnung ist ein positiver Wert ungleich null, der einem Ausmal der AGR-Ventilöffnung darüber entspricht, wenn der Motor mit einer hohen Verdünnungsrate arbeitet. Zusätzlich oder alternativ kann der dritte Zündmodus als ein weiteres Beispiel angegeben sein, wenn die Motorlast die zweite Schwellenwertmotorlast überschreitet. Zum Beispiel, wenn die Motorlast die zweite Schwellenwertmotorlast überschreitet, kann Betreiben in dem dritten Zündmodus angegeben sein. Als ein anderes Beispiel kann zusätzlich oder alternativ der dritte Zündmodus auf Grundlage eines Motorübergangs angegeben werden, wie nachstehend ausgeführt wird.
In einigen Beispielen können zusätzliche Bedingungen durch die Steuerung verwendet werden, um zwischen dem ersten Zündmodus, dem zweiten Zündmodus und dem dritten Zündmodus auszuwählen. Ferner, da der dritte Zündmodus das Verwenden sowohl der Hauptkammerzündkerze als auch der Vorkammerzündkerze zur Zündung beinhaltet und da die Zeitsteuerungen des Hauptkammerzündfunkens und des Vorkammerzündfunkens relativ zueinander eingestellt werden können, kann der dritte Zündmodus drei Teilmodi beinhalten: einen ersten Teilmodus, in dem die Hauptkammerzündkerze und die Vorkammerzündkerze gleichzeitig während des Verdichtungstakts zünden, einen zweiten Teilmodus, in dem die Vorkammerzündkerze vor der Hauptkammerzündkerze während des Verdichtungstakts zündet, und einen dritten Teilmodus, in dem die Hauptkammerzündkerze vor der Vorkammerzündkerze während des Verdichtungstakts zündet. Als ein Beispiel kann der erste Teilmodus des dritten Zündmodus gewählt werden, wenn der Motor mit einer hohen Verdünnungsrate arbeitet oder zusätzliche Verbrennungsstabilität angefordert wird. Zusätzlich oder alternativ kann der erste Teilmodus des dritten Zündmodus während eines Kaltstarts gewählt werden, wenn die Zündkerze in der Hauptkammer die Verbrennung einleitet und ein Vorkammerzünden zum Erhöhen einer Temperatur der Vorkammer angefordert wird. Als ein anderes Beispiel kann der zweite Teilmodus des dritten Zündmodus gewählt werden, wenn eine langsame Verbrennung in einem vorherigen Verbrennungszyklus aufgetreten ist oder wenn eine Reduktion des Einsatzgas-Kohlenwasserstoffs angefordert wird, wie etwa während eines Kraftstoffabschaltereignisses. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Teilmodus des dritten Zündmodus gewählt werden, wenn ein Motorübergang aus einem Betrieb mit niedriger Last zu einem Betrieb mit hoher Last vorliegt. Als ein weiteres Beispiel kann der dritte Teilmodus des dritten Zündmodus gewählt werden, wenn eine sehr schnelle Verbrennungsrate angefordert wird oder Klopfvermeidung angegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann der dritte Modus gewählt werden, wenn ein Motorübergang aus einem Betrieb mit hoher Last zu einem Betrieb mit niedriger Last vorliegt. Als ein alternatives Beispiel kann der dritte Zündmodus gewählt werden, wenn eine beliebige der vorstehend erwähnten Bedingungen für die drei Teilmodi erfüllt ist, und die relativen Zeitpunkte des Vorkammerzündfunkens und des Hauptkammerzündfunkens können eingestellt werden (wie ferner nachstehend bei 310 beschrieben), ohne dass ein spezifischer Teilmodus gewählt wird. In einigen Beispielen kann Funkenzündung gestaffelt sein, um eine Verbrennungsrate in den Zylindern zu verringern, um Probleme mit Geräuschen, Vibration und Handhabung (NVH) zu reduzieren.
Bei 310 beinhaltet das Verfahren 300 das Bestimmen eines gewünschten Zündzeitpunkts für jede Zündkerze, die zum Einleiten der Verbrennung verwendet wird. Das Bestimmen des/der gewünschten Zündzeitpunkts/e kann Bestimmen beinhalten, wann das Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder relativ zu einer Position eines Kolbens jedes Zylinders entzündet werden soll. Insbesondere kann der gewünschte Zündzeitpunkt in Bezug auf den Zündzeitpunkt für das maximale Bremsmoment (MBT) auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen und dem bei 308 gewählten Zündmodus eingestellt werden. Zum Beispiel kann der/die Zündzeitpunkt(e) im Vergleich zum MBT-Zeitpunkt verzögert sein, um eine Abgastemperatur zu erhöhen, während der/die Zündzeitpunkt(e) näher zum MBT-Zeitpunkt vorverlegt sein kann, um eine Drehmomentausgabe des Zylinders zu erhöhen. Als ein Beispiel kann die Steuerung eine oder mehrere Motorbetriebsbedingungen (z. B. die Motordrehzahl, die Motorlast, die Abgastemperatur, das gewünschte LKV und der gewählte Zündmodus) in ein(e) oder mehrere Lookup-Tabellen, Funktionen oder Kennfelder eingeben, um den/die gewünschten Zündzeitpunkt(e) für das/die Zündereignis(se) zu bestimmen.
Der/die gewünschte(n) Zündzeitpunkt(e) kann/können einen oder mehrere von einem gewünschten Vorkammerzündzeitpunkt und einem gewünschten Hauptkammerzündzeitpunkt beinhalten. Wenn zum Beispiel der erste Zündmodus gewählt ist, kann nur der gewünschte Hauptkammerzündzeitpunkt in dem zündenden Zylinder bestimmt werden, obwohl das Zünden eines Zündfunkens über die Hauptkammerzündkerze auch dazu führt, dass die gemultiplexte Hauptkammerzündkerze des anderen Zylinders des Paares gleichzeitig einen Wasted Spark zündet. Gleichermal en, wenn der zweite Zündmodus gewählt ist, kann nur der gewünschte Vorkammerzündzeitpunkt in dem zündenden Zylinder bestimmt werden, obwohl das Zünden eines Zündfunkens über die Vorkammerzündkerze auch dazu führt, dass die gemultiplexte Vorkammerzündkerze des anderen Zylinders des Paares gleichzeitig einen Wasted Spark zündet. Wenn der dritte Zündmodus gewählt ist, können sowohl der gewünschte Vorkammerzündzeitpunkt als auch der gewünschte Hauptkammerzündzeitpunkt bestimmt werden.
Wenn der dritte Zündmodus gewählt ist, können die gewünschten Zeitsteuerungen eine Verzögerung zwischen Hauptkammer- und Vorkammerzündereignissen beinhalten. In anderen Beispielen kann ein erster gewünschter Zündzeitpunkt bestimmt werden und kann ein zweiter gewünschter Zündzeitpunkt als eine Funktion der ersten gewünschten Zündzeitsteuerung und der Verzögerung bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Verzögerung durch Eingeben der einen oder mehreren Motorbetriebsbedingungen in ein(e) Lookup-Tabelle, Funktion oder Kennfeld bestimmt werden, die die Verzögerung zwischen Hauptkammer- und Vorkammerzündfunken ausgeben können. Die Verzögerung kann ein positiver Wert ungleich null, ein negativer Wert ungleich null oder null sein. Ferner kann die Verzögerung eine Zeitdauer oder eine Anzahl von Kurbelwinkelgrad sein. Noch ferner kann die Verzögerung die Vorkammerzündzeitsteuerung relativ zu der Hauptkammerzündzeitsteuerung definieren oder kann die Hauptkammerzündzeitsteuerung relativ zu der Vorkammerzündzeitsteuerung definieren. Wenn zum Beispiel die Verzögerung die Vorkammerzündzeitsteuerung relativ zur Hauptkammerzündzeitsteuerung definiert, führt eine positive Verzögerung dazu, dass die gewünschte Vorkammerzündzeitsteuerung gegenüber der gewünschten Hauptkammerzündzeitsteuerung verzögert wird (z. B. nach dieser auftritt), führt eine negative Verzögerung dazu, dass die gewünschte Vorkammerzündzeitsteuerung gegenüber der gewünschten Hauptkammerzündzeitsteuerung vorverlegt wird (z. B. vor dieser auftritt), und führt eine Nullverzögerung dazu, dass die gewünschte Vorkammerzündzeitsteuerung und die gewünschte Hauptkammerzündzeitsteuerung zu einer selben Zündzeitsteuerung erfolgen. Als ein anderes Beispiel, wenn die Verzögerung die Hauptkammerzündzeitsteuerung relativ zur Vorkammerzündzeitsteuerung definiert, führt eine positive Verzögerung dazu, dass die gewünschte Hauptkammerzündzeitsteuerung gegenüber der gewünschten Vorkammerzündzeitsteuerung verzögert wird (z. B. nach dieser auftritt), führt eine negative Verzögerung dazu, dass die gewünschte Hauptkammerzündzeitsteuerung gegenüber der gewünschten Vorkammerzündzeitsteuerung vorverlegt wird (z. B. vor dieser auftritt), und führt eine Nullverzögerung dazu, dass die gewünschte Vorkammerzündzeitsteuerung und die gewünschte Hauptkammerzündzeitsteuerung zu einer selben Zündzeitsteuerung auftreten. Somit kann sich die gewünschte Zündzeitsteuerung in der Vorkammer in einigen Beispielen von der gewünschten Zündzeitsteuerung in der Hauptkammer unterscheiden, wenn beide verwendet werden, um die Verbrennung während eines einzelnen Verbrennungszyklus einzuleiten.
Bei 312 beinhaltet das Verfahren 300 das Einstellen der Kraftstoffzufuhr auf Grundlage des gewählten Zündmodus, einschließlich des Einstellens einer oder mehrerer von einer an die Vorkammer zugeführten Kraftstoffmenge und einer an die Hauptkammer zugeführten Kraftstoffmenge. Zum Beispiel kann die Steuerung den gewählten Zündmodus und eine oder mehrere Motorbetriebsbedingungen (z. B. die Motordrehzahl, die Motorlast und das gewünschte LKV) in ein(e) oder mehrere Lookup-Tabellen, Kennfelder oder Funktionen eingeben, die eine gewünschte einzuspritzende Menge von Vorkammerkraftstoff und gewünschte Menge von Hauptkammerkraftstoff ausgeben können. Als ein Beispiel kann, wenn der erste Zündmodus gewählt ist, die gewünschte Menge an Vorkammerkraftstoff null sein, da die Vorkammer nicht dazu verwendet wird, eine Zündung bereitzustellen. Als ein anderes Beispiel kann, wenn entweder der erste Zündmodus oder der zweite Zündmodus gewählt ist, die gewünschte Menge an Vorkammerkraftstoff nicht null sein. Ferner ist die gewünschte Menge an Hauptkammerkraftstoff für jeden Zündmodus ungleich null, da Verbrennung angefordert wird.
Somit beinhaltet das Verfahren 300 bei 312 wahlweise das Betreiben der Vorkammer zur Vorkammerzündung, wie bei 314 angegeben. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben kann das Betreiben der Vorkammer nicht nur das Zuführen der gewünschten Menge an Vorkammerkraftstoff, sondern auch das Einspritzen von Luft in die Vorkammer beinhalten. Wenn jedoch die Vorkammerzündung nicht in dem bei 308 gewählten Zündmodus beinhaltet ist, kann 314 weggelassen werden.
In einem Beispiel kann die Steuerung die Kraftstoffzufuhr durch Einstellen einer oder beider der Impulsbreite eines Betätigungssignals, das an die Hauptkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung gesendet wird, wie etwa das in 1 gezeigte FPW1, und eines Betätigungssignals eingestellt werden, das an die Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung gesendet wird, wie etwa das in 1 gezeigte FPW2. In einem Beispiel kann die Steuerung der Vorkammer keinen Kraftstoff zuführen, wenn der gewählte Zündmodus das Betreiben der Vorkammer während des Verdichtungstakts von Zylinder nicht beinhaltet, wie vorstehend erwähnt. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung eine Kraftstoffmenge verringern, die der Hauptkammer zugeführt wird, wenn der gewählte Zündmodus das Betreiben der Vorkammer während des Verdichtungstakts von Zylinder beinhaltet. In einigen Beispielen kann der Vorkammer Kraftstoff während des Ausstoß takts eines Zylinders bereitgestellt werden, während sie in einem Zündmodus betrieben wird, der das Bereitstellen eines Vorkammerfunkens in dem Zylinder während eines Ausstoß takts von Zylinder beinhaltet, sodass der Vorkammerfunken während des Ausstoß takts eine Verbrennung in der Vorkammer während des Ausstoß takts erzeugt. Zum Beispiel kann Kraftstoff der Vorkammer bereitgestellt und während des Ausstoß takts von Zylinder gezündet werden, um eine Temperatur der Vorkammer zu erhöhen, wie etwa um die Verbrennungsstabilität in der Vorkammer zu erhöhen.
Bei 316 beinhaltet das Verfahren 300 das Betätigen der Zündspulen gemäl dem gewählten Zündmodus und der Zündzeitsteuerung. Zum Beispiel kann die Steuerung ein Steuersignal (z. B. Signal SA) erzeugen, das an ein Zündsystem (z. B. das Zündsystem 88 aus 1) gesendet wird, um den bei 308 gewählten Zündmodus auszuwählen und die gewünschte Zündspule(n) an der/den bei 310 bestimmten Zündzeitsteuerung(en) zu betätigen. Unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte System und wie vorstehend bei 308 erwähnt, ist jede Zündspule mit mindestens zwei Zündkerzen unterschiedlicher Zylinder in einem Zylinderpaar verbunden. Für das beispielhafte Zylinderpaar, das Zylinder 1 und Zylinder 4 beinhaltet, ist die Spule A (z. B. die erste Zündspule 206) mit der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (z. B. der ersten Hauptkammerzündkerze 221) und mit der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (z. B. der vierten Hauptkammerzündkerze 224) verbunden. Ferner ist die Spule B (z. B. zweite Zündspule 208) mit der Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (z. B. der ersten Vorkammerzündkerze 231) und mit der Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (z. B. vierte Vorkammerzündkerze 234) verbunden. Somit wird die Spule A betätigt, um eine Verbrennung in Zylinder 1 zu erzeugen, indem die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 gezündet wird (die ebenfalls über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 einen Wasted Spark in Zylinder 4 erzeugt) und/oder eine Verbrennung in dem Zylinder 4 erzeugt, indem die Hauptkammerzündkerze des Zylinders 4 gezündet wird (was ebenfalls über die Hauptkammerzündkerze des Zylinders 1 einen Wasted Spark im Zylinder 1 erzeugt). Ferner wird die Spule B betätigt, um eine Verbrennung in Zylinder 1 zu erzeugen, indem die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 gezündet wird (die ebenfalls über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 einen Wasted Spark in Zylinder 4 erzeugt) und/oder eine Verbrennung in dem Zylinder 4 erzeugt, indem die Vorkammerzündkerze des Zylinders 4 gezündet wird (was ebenfalls über die Vorkammerzündkerze des Zylinders 1 einen Wasted Spark im Zylinder 1 erzeugt). Eine oder beide von Spule A und Spule B werden auf Grundlage des bei 308 gewählten Zündmodus betätigt.
In einigen Beispielen wird ein erster Abschnitt der Zündspulen während eines Motorzyklus zweimal betätigt, während ein zweiter Abschnitt der Zündspulen während des Motorzyklus nicht betätigt wird, wie etwa, wenn der Motor im ersten Zündmodus betrieben wird oder in dem zweiten Zündmodus betrieben wird. Unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte System können während des ersten Zündmodus nur die Spule A und die Spule C (z. B. die an die Hauptkammerzündkerzen gekoppelten Zündspulen) während des Motorzyklus betätigt werden, wobei während des zweiten Modus nur die Spule B und die Spule D (z. B. die an die Vorkammerzündkerzen gekoppelten Zündspulen) während des Motorzyklus betätigt werden können. In anderen Beispielen, wie etwa, wenn der Motor im dritten Zündmodus betrieben wird, wird jede Zündspule während eines Motorzyklus zweimal betätigt. Zum Beispiel werden während des Betriebs im dritten Zündmodus beide Zündspulen eines Zylinderpaars nacheinander oder gleichzeitig zu zwei Zeitpunkten während des Motorzyklus betätigt: zu einem ersten Zeitpunkt während des Verdichtungstakts eines ersten Zylinders des Zylinderpaars und zu einem zweiten Zeitpunkt während des Verdichtungstakts eines zweiten Zylinders des Zylinderpaars. 5A-9B zeigen die relativen Zündspulenbetätigungszeitpunkte für eine Vielzahl von Zündmustern während des Betriebs in den verschiedenen hierin beschriebenen Zündmodi ausführlicher. Nach 316 kann das Verfahren 300 enden.
Auf diese Weise kann ein Motorsystem mit einem gemultiplexten Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen in unterschiedlichen Zündmodi betrieben werden, was eine Leistung und eine Kraftstoffeffizienz des Motors erhöhen kann. Insbesondere kann das Einstellen eines Zündkerzenzündmusters durch Wählen eines Zündmodus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen eine Brennrate in einem Zylinder des Motors einstellen. In einigen Beispielen kann das Verfahren 300 während des Motornennbetriebs durchgehend laufen, um durchgehend eine Zündquelle zur Verbrennung bereitzustellen. Ein Motor mit Multiplex-Zündspulen und einem Vorkammersystem kann effizienter und zuverlässiger arbeiten als ein Motor, der nur ein Vorkammersystem oder nur Zylinderzündkerzen aufweist. Ferner kann ein derartiges System weniger Kosten und Komplexität aufweisen als ein Motor, der eine separate Zündspule für jede Vorkammer- und Hauptkammerzündkerze aufweist.
Als nächstes zeigt 4 ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Vorkammer eines Motors, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Vorkammer zu verbrennen. Als ein Beispiel stellt das Betreiben der Vorkammer eine Zündquelle für einen Zylinder des Motors bereit. Als ein anderes Beispiel erhöht das Betreiben der Vorkammer zusätzlich oder alternativ eine Verbrennungsrate im Zylinder. Das Verfahren 400 wird in Bezug auf die in 1 gezeigte Zylinderkonfiguration und den Motor 10 beschrieben, auch wenn das Verfahren 400 in anderen Systemen angewendet werden kann, die eine aktive Vorkammerzündung beinhalten. Ferner wird das Verfahren 400 für ein Paar aus Vorkammer und Zylinder beschrieben, obwohl es sich versteht, dass das Verfahren 400 für jeden Zylinder des Motors gleichzeitig und/oder aufeinanderfolgend ausgeführt werden kann. In einem Beispiel kann das Verfahren 400 durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 aus 1) als Teil des Verfahrens 300 aus 3 (z. B. bei 314) durchgeführt werden.
Bei 402 beinhaltet das Verfahren 400 Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Motorlast, eine Motortemperatur, ein Abgas-LKV, eine Gaspedalposition, eine Bremspedalposition und eine Position einer Drossel (z. B. Drosselposition) beinhalten. Die Betriebsbedingungen können durch einen oder mehrere Sensoren gemessen werden, die kommunikativ an die Steuerung gekoppelt sind, oder können auf Grundlage verfügbarer Daten abgeleitet werden. Zum Beispiel kann die Gaspedalposition durch einen Gaspedalpositionssensor gemessen werden, wie etwa den Gaspedalpositionssensor 118 aus 1, und die Bremspedalposition kann durch einen Bremspedalpositionssensor gemessen werden, wie etwa den Bremspedalpositionssensor 119 aus 1. Zusammen können die Gaspedalposition und die Bremspedalposition eine angeforderte Menge an Motordrehmoment angeben. Als ein weiteres Beispiel kann das LKV auf Grundlage eines Sauerstoffpegels bestimmt werden, der durch eine Lambdasonde detektiert wird, wie etwa der Abgassensor 128 aus 1. Gleichermal en kann die Drosselposition unter Verwendung eines an das Drosselventil gekoppelten Drosselpositionssensors gemessen werden.
Bei 404 beinhaltet das Verfahren 400 das Bestimmen, ob eine Zündung angefordert ist. Zum Beispiel kann die Steuerung die Vorkammer selektiv betreiben, wenn eine Vorkammerzündung zum Einleiten der Verbrennung gewünscht ist, wie etwa auf Grundlage eines gewählten Zündmodus (z. B. wenn der zweite oder dritte Zündmodus gewählt ist, aber nicht, wenn der erste Zündmodus gewählt ist, wie vorstehend in Bezug auf 3 definiert). In einigen Beispielen kann das Vorkammerzündereignis während des Motornennbetriebs angefordert werden, um eine Zündquelle für den Zylinder während jedes Verbrennungszyklus bereitzustellen. Ein Verbrennungszyklus (z. B. ein Zylinderzyklus) kann sich auf eine Viertaktbewegung eines Kolbens des Zylinders beziehen, wobei die vier Takte einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Ausstoßtakt beinhalten. Wenn das Vorkammerzündereignis angefordert wird, um eine Zündquelle für den Zylinder während eines Verbrennungszyklus bereitzustellen, kann das Zündereignis während des Endes eines Verdichtungstakts auftreten.
Wenn die Vorkammerverbrennung bei 404 nicht angefordert wird, geht das Verfahren 400 zu 406 über und beinhaltet den Nichtbetrieb der Vorkammer. In einigen Beispielen wird die Vorkammerverbrennung möglicherweise nicht angefordert, während die Motorverbrennung unterbrochen ist. Zum Beispiel kann die Motorverbrennung unterbrochen sein, während der Motor ausgeschaltet ist oder während einer Kraftstoffabschaltbedingung, wie etwa, wenn die Zylinderkraftstoffzufuhr abgeschaltet ist, während die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt. In einem anderen Beispiel kann die Vorkammerverbrennung nicht angefordert werden, wenn die Vorkammerverbrennung bereits während des Verbrennungszyklus durchgeführt wurde. In einem weiteren Beispiel kann die Vorkammerverbrennung nicht angefordert werden, wenn der erste Zündmodus gewählt ist und nur eine Hauptkammerzündkerze eine Zündung für ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder bereitstellt. Der Nichtbetrieb der Vorkammer kann das Nichteinspritzen von Kraftstoff und Luft in die Vorkammer beinhalten, sodass kein Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Verbrennung in der Vorkammer vorhanden ist. Ohne ein zu verbrennendes Luft-Kraftstoff-Gemisch kann das Nicht-Betreiben der Vorkammer ferner das Nicht-Aktivieren der Zündkerze in der Vorkammer beinhalten, um einen Zündfunken bereitzustellen, obwohl die Vorkammerzündkerze Wasted Sparks zünden kann, die keine Verbrennung einleiten. Ferner kann in einigen Beispielen der Nichtbetrieb der Vorkammer ferner das Bereitstellen einer Zündquelle für den Zylinder beinhalten. In anderen Beispielen kann dem Zylinder jedoch eine alternative Zündquelle bereitgestellt werden (z. B. über eine Zylinderzündkerze, die von der Vorkammerzündkerze unabhängig ist, oder über Kompressionszündung). In einem Beispiel kann die Steuerung die Impulsbreiten von Betätigungssignalen an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung und die Lufteinspritzvorrichtung derart einstellen, dass kein Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Vorkammer eingespritzt wird. Zum Beispiel kann kein Betätigungssignal an jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Lufteinspritzvorrichtung gesendet werden. Das Verfahren 400 kann dann enden.
Wenn bei 404 eine Vorkammerverbrennung angefordert wird, geht das Verfahren 400 zu 408 über und beinhaltet das Bestimmen eines gewünschten Vorkammer-LKV (z. B. ein Verhältnis einer Menge von eingespritzter Luft zu einer in die Vorkammer eingespritzten Kraftstoffmenge). Das gewünschte LKV der Vorkammer kann als ein Beispiel durch die Steuerung auf Grundlage des LKV des Zylinders derart bestimmt werden, dass die Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Vorkammer ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder zündet, während Emissionen minimiert werden. Zum Beispiel kann die Steuerung das LKV des Zylinders und die aktuellen Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motordrehzahl, Abgastemperatur und Motorlast, in ein(e) oder mehrere Lookup-Tabellen, Funktionen und Kennfelder eingeben, die das gewünschte Vorkammer-LKV ausgeben können, um eine Verbrennung zu erreichen. Als ein Beispiel kann das gewünschte LKV der Vorkammer Stöchiometrie sein. Als ein anderes Beispiel kann das gewünschte LKV der Vorkammer relativ zu Stöchiometrie während einer Motorkaltstartbedingung fett sein, was zum Beispiel die Verbrennungsstabilität in der Kaltstartbedingung erhöhen kann. Als noch ein weiteres Beispiel kann das gewünschte LKV der Vorkammer fetter als die Stöchiometrie sein, wenn Kraftstoffe mit höheren Verdampfungstemperaturen, wie etwa E85, verwendet werden, um verdampften Kraftstoff, der an der Verbrennung teilnimmt, und nicht verdampften Kraftstoff, der nicht an der Verbrennung teilnimmt, zu berücksichtigen, um eine im Wesentlichen stöchiometrische Verbrennung mit dem verdampften Kraftstoff zu erreichen. Als noch ein anderes Beispiel kann das gewünschte LKV der Vorkammer von der Stöchiometrie ausgehend eingestellt werden, wenn ein Betriebs-LKV des Zylinders von der Stöchiometrie ausgehend derart eingestellt wird, dass, wenn die Verbrennungsgase aus dem Zylinder und der Vorkammer kombiniert werden, die kombinierten Gase ein LKV aufweisen, das ungefähr gleich Stöchiometrie ist.
Bei 412 beinhaltet das Verfahren 400 Einspritzen von Luft in die Vorkammer. In einigen Beispielen kann die eingespritzte Luft Umgebungsluft aus einem Ansaugkrümmer des Motors sein, während in anderen Beispielen die Vorkammerlufteinspritzvorrichtung fahrzeugintern erzeugtes O₂ oder ein anderes brennbares Gas, wie etwa H₂, bereitstellen kann. Die Steuerung kann eine Menge von in die Vorkammer eingespritzter Luft auf Grundlage des gewünschten LKV der Vorkammer, wie bei 308 bestimmt, und der Position des Kolbens in dem Zylinder einstellen. Zum Beispiel kann die Steuerung die Motorbetriebsbedingungen, einschließlich der Kolbenposition und des gewünschten LKV der Vorkammer, in ein/e/en Lookup-Tabelle, Algorithmus oder Kennfeld eingeben, die/der/das eine gewünschte Lufteinspritzmenge ausgeben kann. Als ein Beispiel kann das Lufteinspritzereignis nicht nur Luft zur Verbrennung bereitstellen, sondern kann auch Restgase aus einem vorhergehenden Vorkammerzündereignis aus der Vorkammer spülen. In einem anderen Beispiel kann die Lufteinspritzmenge im Wesentlichen konstant gehalten werden, während die Kraftstoffeinspritzmenge variiert wird, um Änderungen des gewünschten LKV zu kompensieren. Zum Beispiel kann eine Menge an eingespritzter Luft ungefähr gleich einem Volumen in der Vorkammer sein.
Nach dem Bestimmen der Menge an einzuspritzender Luft kann die Steuerung die gewünschte Luftmenge durch das Anpassen der Impulsbreite eines an die Vorkammerlufteinspritzvorrichtung gesendeten Betätigungssignals einspritzen. Ferner kann ein Einspritzdruck über einem Spitzendruck im Zylinder liegen. Aus diesem Grund kann ein Teil der eingespritzten Luft in den Zylinder strömen (z. B. weil der Druck in dem Zylinder niedriger als der Druck in der Vorkammer ist). Eine Menge an in die Vorkammer eingespritzter Luft, die in den Zylinder strömt, kann auf Grundlage einer Druckdifferenz zwischen dem Lufteinspritzvorrichtungsdruck und dem Druck in dem Zylinder und einer Größe der Öffnung(en) in den Vorkammerwänden bestimmt werden. Dieser Wert kann zum Beispiel zum Anpassen der Zylinderkraftstoffsteuerung verwendet werden. In anderen Beispielen kann das Verfahren 400 jedoch bei 412 kein Einspritzen von Luft in die Vorkammer beinhalten. Zum Beispiel kann die Steuerung bestimmen, dass keine zusätzliche Lufteinspritzung erforderlich ist, um das gewünschte LKV der Vorkammer zu erreichen. In einem anderen Beispiel beinhaltet ein Vorkammerzündungssystem möglicherweise keine Vorkammerlufteinspritzvorrichtung und kann sich auf passive Luftinduktion stützen, um das gewünschte Vorkammer-LKV zu erreichen.
Bei 414 beinhaltet das Verfahren 400 Einspritzen von Kraftstoff in die Vorkammer. Die Steuerung kann eine Menge an in die Vorkammer eingespritztem Kraftstoff auf Grundlage des gewünschten LKV der Vorkammer, wie bei 408 bestimmt, und der Menge an bei 412 eingespritzter (oder induzierter) Luft einstellen. Zum Beispiel kann die Steuerung das gewünschte Vorkammer-LKV in ein(e) oder mehrere Lookup-Tabellen, Funktionen und Kennfelder eingeben, die eine gewünschte einzuspritzende Kraftstoffmenge ausgeben können, die das gewünschte LKV in der Vorkammer erreicht. In einem Beispiel kann die Steuerung die gewünschte Kraftstoffmenge durch das Anpassen der Impulsbreite eines an die Vorkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung gesendeten Betätigungssignals, wie etwa das in 1 gezeigte FPW2, einspritzen. Der eingespritzte Kraftstoff kann sich mit der eingespritzten (oder induzierten) Luft (z. B. bei 412 eingespritzt) vermischen, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Verfahren 400 kann enden. Zum Beispiel kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer durch die Vorkammerzündkerze zu einem Zeitpunkt gezündet werden, der bei 310 durch Betätigen einer an die Vorkammerzündkerze gekoppelten Zündspule bei 316 des Verfahrens 300 aus 3 bestimmt ist.
Auf diese Weise kann die Vorkammer eines Zylinders betrieben werden, um ein erstes Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer zu zünden, was ferner ein zweites Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder zünden kann. In einigen Beispielen kann das Verfahren 400 während des Motornennbetriebs laufen, um durchgehend eine Zylinderzündquelle bereitzustellen, wenn dies angegeben ist (z. B. wenn der zweite oder dritte Zündmodus über das Verfahren 300 aus 3 gewählt ist). Ein Motor mit aktiver Vorkammerzündung kann im Vergleich zu einem Motor ohne Vorkammerzündung weniger Emissionen erzeugen. Zum Beispiel können Flammen- und Heil gasstrahlen aus der Vorkammer bewirken, dass das zweite Luft-Kraftstoff-Gemisch vollständiger und mit einer niedrigeren Spitzenverbrennungstemperatur als eine Zündkerze verbrennt, was die NOx-Emissionen verringern kann.
Nun unter Bezugnahme auf 5A-9B sind verschiedene beispielhafte Zündmuster für einen Motorzyklus eines Motors gezeigt, der ein gemultiplextes Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem beinhaltet. Insbesondere kann jeder Zylinder des Motors eine Vorkammerzündkerze und eine Hauptkammerzündkerze beinhalten, wie etwa in Bezug auf 1 beschrieben. Zum Beispiel kann die Vorkammerzündkerze in einer Vorkammer gekoppelt sein, die sich in einem Spaltvolumen des Zylinders befindet (z. B. die Vorkammerzündkerze 92 aus 1), und die Hauptkammerzündkerze kann direkt an den Zylinder (z. B. die Zylinderzündkerze 93 aus 1) gekoppelt sein. Ferner ist jedes Zündschema für einen Vierzylindermotor gezeigt, wie etwa den Motor 200, der schematisch in 2 gezeigt ist, obwohl ähnliche Zündmuster auf andere Systeme angewendet werden können, die eine andere Anzahl von Zylindern aufweisen. Eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 aus 1) kann einen gewünschten Zündmodus gemäl dem Verfahren 300 aus 3 wählen und jeder Zündmodus kann zu einem oder mehreren charakteristischen Zündmustern jeder Zündkerze führen, die relativ zu dem Zylinderhub und relativ zueinander zünden.
In den 5A-9B ist die Zündung der Hauptkammerzündkerze für einen ersten Zylinder in einem Verlauf 502 gezeigt, ist die Zündung der Vorkammerzündkerze für den ersten Zylinder in einem Verlauf 504 gezeigt, ist die Zündung der Hauptkammerzündkerze für einen zweiten Zylinder in Verlauf 506 gezeigt, ist die Zündung der Vorkammerzündkerze für den zweiten Zylinder in einem Verlauf 508 gezeigt, ist die Zündung der Hauptkammerzündkerze für einen dritten Zylinder in einem Verlauf 510 gezeigt, ist die Zündung der Vorkammerzündkerze für den dritten Zylinder in Verlauf 512 gezeigt, ist die Zündung der Hauptkammerzündkerze für einen vierten Zylinder in einem Verlauf 514 gezeigt, ist die Zündung der Vorkammerzündkerze für den vierten Zylinder in Verlauf 516 gezeigt, ist ein Betätigungssignal einer Spule A in Verlauf 518 gezeigt, ist ein Betätigungssignal einer Spule B in einem Verlauf 520 gezeigt, ist ein Betätigungssignal einer Spule C in einem Verlauf 522 gezeigt und ist ein Betätigungssignal einer Spule D in einem Verlauf 524 gezeigt. Ferner ist ein Referenzbetätigungssignal für Spule A relativ zu dem Betätigungssignal von Spule B durch eine gestrichelte Linie 526 gezeigt und ist ein Referenzbetätigungssignal für Spule C relativ zu dem Betätigungssignal für Spule D durch eine gestrichelte Linie 528 gezeigt. Für alles Vorstehende stellt die horizontale Achse die relative Motorposition (in Kurbelwinkelgrad, CAD) dar. Ferner wird der Takt von jedem Zylinder in Bezug auf die relative Motorposition gezeigt. Die vertikale Achse stellt ein Zündereignis der markierten Zündkerze für jeden Verlauf 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514 und 516 dar. Die vertikale Achse stellt das Betätigungssignal der gekennzeichneten Zündspule für jeden der Verläufe 518, 520, 522, 524, 526 und 528 dar, wobei eine Erhöhung in dem Betätigungssignal das Zünden der verbundenen Zündkerzen auslöst. Wie vorstehend in Bezug auf 2 beschrieben, teilt sich ein Paar von Zylindern (z. B. ein Zylinderpaar) zwei Zündspulen, die zusammen das Zünden von vier Zündkerzen betätigen. Wie durch eine Legende 501 angegeben betätigt die Spule A die Hauptkammerzündkerze des ersten und vierten Zylinders und betätigt Spule B die Vorkammerzündkerze des ersten und vierten Zylinders. Somit bilden der erste Zylinder (z. B. Zylinder 1) und der vierte Zylinder (z. B. Zylinder 4) ein Zylinderpaar. Gleichermal en betätigt die Spule C die Hauptkammerzündkerze des zweiten und dritten Zylinders und betätigt Spule D die Vorkammerzündkerze des zweiten und dritten Zylinders. Somit bilden der zweite Zylinder (z. B. Zylinder 2) und der dritte Zylinder (z. B. Zylinder 3) ein Zylinderpaar. In dem gezeigten Beispiel ist das Betätigungssignal für Spule A dasselbe wie das Betätigungssignal für Spule C (z. B. die zwei Zündspulen, die an die Hauptkammerzündkerzen gekoppelt sind), während das Betätigungssignal für Spule B dasselbe wie das Betätigungssignal für Spule D ist (z. B. die zwei Zündspulen, die an die Vorkammerzündkerzen gekoppelt sind). In anderen Beispielen können die Betätigungssignal für all vier Zündspulen jedoch identisch sein, während in noch anderen Beispielen das Betätigungssignal zwischen Zündspulen variieren kann.
Unter erster Bezugnahme auf die 5A und 5B ist ein erstes Zündmuster 500 gezeigt. Konkret zeigt 5A die Zündkerzenzündereignisse des ersten Zündmusters 500 und 5B zeigt die Zündspulenbetätigungssignale des ersten Zündmusters 500. Das erste Zündmuster 500 beinhaltet einen ersten Zündmodus, wobei nur die Hauptkammerzündkerze von jedem Zylinder verwendet wird, um die Verbrennung einzuleiten und einen Wasted Spark zu erzeugen. Somit werden nur Spule A und Spule C während des ersten beispielhaften Zündmusters 500 betätigt und Spule B und Spule D werden nicht während des ersten beispielhaften Zündmusters 500 betätigt.
Bei CAD1 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ausstol takt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Arbeitstakt. Da sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 2 angefordert. Dadurch wird bei CAD1 die Spule C (Verlauf 522) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 506) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 2 zu entzünden. Gleichzeitig zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) ebenfalls. Da Zylinder 3 bei CAD 1 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Verbrennung in Zylinder 3. Stattdessen erzeugt das Zünden der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spule C bei CAD1 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 2 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 3 über die Hauptkammer aus Zylinder 3 bereit.
Bei CAD2 befindet sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ansaugtakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ausstol takt. Da sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 1 angefordert. Dadurch wird bei CAD2 die Spule A (Verlauf 518) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 502) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 1 zu entzünden. Die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) zündet gleichzeitig mit der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 bei CAD2. Da Zylinder 4 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Verbrennung in Zylinder 4. Stattdessen erzeugt das Zünden der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spule A bei CAD2 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 1 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 4 über die Hauptkammer aus Zylinder 4 bereit.
Bei CAD3 befindet sich Zylinder 1 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ausstol takt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ansaugtakt. Da sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt befindet, ist Zündung für Zylinder 3 angefordert. Daher ist bei CAD3 Spule C (Verlauf 522) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 3 zu entzünden. Die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 506) zündet ebenfalls bei CAD3 da die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 ebenfalls durch Spule C betätigt ist. Da Zylinder 2 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Zündung in Zylinder 2. Stattdessen erzeugt das Zünden der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spule C bei CAD3 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 3 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 2 über die Hauptkammer aus Zylinder 2 bereit.
Bei CAD4 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ausstol takt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Arbeitstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt. Da sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 4 angefordert. Dadurch wird bei CAD4 die Spule A (Verlauf 518) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 4 zu entzünden. Die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) zündet gleichzeitig, entzündet jedoch kein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 1, da Zylinder 1 nicht mit Kraftstoff versorgt ist. Stattdessen zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 einen Wasted Spark des Ausstoßtakts. Somit stellt das Betätigen der Spule A bei CAD4 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 4 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 1 über die Hauptkammer aus Zylinder 1 bereit.
Als nächstes zeigen 6A und 6B ein zweites beispielhaftes Zündmuster 600. Konkret zeigt 6A die Zündkerzenzündereignisse des zweiten Zündmusters 600 und 6B zeigt die Zündspulenbetätigungssignale des zweiten Zündmusters 600. Das zweite Zündmuster 600 beinhaltet einen zweiten Zündmodus, wobei nur die Vorkammerzündkerze von jedem Zylinder verwendet wird, um die Verbrennung einzuleiten und einen Wasted Spark zu erzeugen. Somit werden nur Spule B und Spule D während des zweiten beispielhaften Zündmusters 600 betätigt und Spule A und Spule C werden nicht während des zweiten beispielhaften Zündmusters 600 betätigt.
Bei CAD1 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ausstol takt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Arbeitstakt. Da sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 2 angefordert. Deshalb wird bei CAD1 Spule D (Verlauf 524) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 508) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb von Zylinder 2 zu entzünden. Ferner wird Spule D mit einer Ausgangsenergie betätigt, die niedriger als ein Zündkabel ist, das an eine Hauptkammerzündkerze gekoppelt ist, wie etwa Spule B. Als solches ist das Betätigungssignal für Spule D (Verlauf 524) relativ zu dem Referenzbetätigungssignal für die Zündspule C (gestrichelte Linie 528) niedriger. Zum Beispiel, da Spule D nur an die Vorkammerzündkerzen gekoppelt ist, kann eine niedrigere Ausgangsenergie einen Zündfunken zum Entzünden des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb des Zylinders 2 erzeugen. Gleichzeitig zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) ebenfalls. Da Zylinder 3 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Verbrennung in Zylinder 3. Stattdessen erzeugt das Zünden der Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spule D bei CAD1 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 2 über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 3 über die Vorkammer aus Zylinder 3.
Bei CAD2 befindet sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ansaugtakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ausstol takt. Da sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 1 angefordert. Deshalb wird bei CAD2 Spule B (Verlauf 520) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb von Zylinder 1 zu entzünden. Ferner, ähnlich wie Spule D, betätigt Spule B mit einer niedrigeren Ausgangsenergie relativ zu einer Zündspule, die an die Hauptkammerzündkerzen gekoppelt ist. Als solches ist das Betätigungssignal von Spule B (Verlauf 520) geringer als das Referenzbetätigungssignal für die Zündspule A (gestrichelte Linie 526). Die Vorkammerzündkerze aus Zylinder 4 (Verlauf 516) zündet gleichzeitig mit der Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 bei CAD2. Da Zylinder 4 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Verbrennung in Zylinder 4. Stattdessen erzeugt das Zünden der Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spule B bei CAD2 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 1 über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 4 über die Vorkammer aus Zylinder 4 bereit.
Bei CAD3 befindet sich Zylinder 1 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ausstol takt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ansaugtakt. Da sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt befindet, ist Zündung für Zylinder 3 angefordert. Daher ist bei CAD3 Spule D (Verlauf 524) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 3 zu entzünden. Die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 508) zündet ebenfalls bei CAD3, da die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 ebenfalls durch Spule D betätigt ist. Da Zylinder 2 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Zündung in Zylinder 2. Stattdessen erzeugt das Zünden der Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spule D bei CAD3 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 3 über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 2 über die Vorkammer aus Zylinder 2 bereit.
Bei CAD4 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ausstol takt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Arbeitstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt. Da sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 4 angefordert. Dadurch wird bei CAD4 die Spule B (Verlauf 520) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 516) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 4 zu entzünden. Die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) zündet gleichzeitig, entzündet jedoch kein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 1, da Zylinder 1 nicht mit Kraftstoff versorgt ist. Stattdessen zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 einen Wasted Spark des Ausstoßtakts. Somit stellt das Betätigen der Spule B bei CAD4 einen Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 4 über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 und einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts von Zylinder 1 über die Vorkammer aus Zylinder 1 bereit.
Als nächstes zeigen 7A und 7B ein drittes beispielhaftes Zündmuster 700. Konkret zeigt 7A die Zündkerzenzündereignisse des dritten Zündmusters 700 und 7B zeigt die Zündspulenbetätigungssignale des dritten Zündmusters 700. Das dritte Zündmuster 700 beinhaltet einen dritten Zündmodus, wobei sowohl die Vorkammerzündkerze als auch die Hauptkammerzündkerze von jedem Zylinder verwendet werden, um die Verbrennung einzuleiten. Somit sind Spule A, Spule B, Spule C und Spule D alle während des dritten beispielhaften Zündmusters 700 betätigt.
Bei CAD1 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ausstol takt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Arbeitstakt. Da sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 2 angefordert. Daher werden bei CAD1 sowohl Spule C (Verlauf 522) als auch Spule D (Verlauf 524) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 508) und die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 506) dazu veranlassen, im Wesentlichen gleichzeitig zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 2 zu entzünden. Die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) zünden ebenfalls gleichzeitig aufgrund der Betätigung von Spule C (Verlauf 522) und Spule D (Verlauf 524) bei CAD 1. Da Zylinder 3 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Verbrennung in Zylinder 3. Stattdessen erzeugen die Hauptkammerzündkerze und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 jeweils einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spulen C und D bei CAD1 zwei Zündfunken zur Zündung in Zylinder 2 über die Hauptkammerzündkerze bzw. die Vorkammerzündkerze bereit. Betätigen der Spule C und D bei CAD1 erzeugt ebenfalls zwei Wasted Sparks in Zylinder 3 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 bzw. die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3. Ferner ist das Betätigungssignal für Spule C höher als das Betätigungssignal für Spule D, wie in 7B gezeigt. Zum Beispiel ist das Betätigungssignal für die Spule niedriger als das Referenzbetätigungssignal für die Spule C (gestrichelte Linie 528).
Bei CAD2 befindet sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ansaugtakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ausstol takt. Da sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 1 angefordert. Somit werden bei CAD2 sowohl Spule A (Verlauf 518) als auch Spule B (Verlauf 520) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 502) und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) dazu veranlasst, gleichzeitig zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 1 zu entzünden. Zusätzlich zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) im Wesentlichen gleichzeitig mit der Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 516) zündet im Wesentlichen gleichzeitig mit der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1. Da Zylinder 4 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Verbrennung in Zylinder 4. Stattdessen erzeugen die Hauptkammerzündkerze und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 jeweils einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spulen A und B bei CAD2 zwei Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 1 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 bzw. die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 bereit. Ferner erzeugt Betätigen der Spule A und B bei CAD2 zwei Wasted Sparks des Ausstoßtakts in Zylinder 4 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 bzw. die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4. Noch ferner, da die Spule D eine niedrigere Ausgangsenergie beinhaltet, kann das Betätigungssignal für Spule D relativ zu dem Referenzbetätigungssignal für Spule C (gestrichelte Linie 528) niedriger sein.
Bei CAD3 befindet sich Zylinder 1 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ausstol takt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ansaugtakt. Da sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 3 angefordert. Daher werden bei CAD3 sowohl Spule C (Verlauf 522) als auch Spule D (Verlauf 524) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) dazu veranlassen, gleichzeitig zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 3 zu entzünden. Die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 508) und die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 506) zünden ebenfalls aufgrund ihrer Verbindungen zu Spule D bzw. C bei CAD3. Da Zylinder 2 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Verbrennung in Zylinder 2. Stattdessen erzeugen die Vorkammer- und die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 jeweils einen Wasted Spark. Somit stellt das Betätigen der Spulen C und D bei CAD3 zwei Zündfunken zur Zündung in Zylinder 3 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 bzw. die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 bereit. Ferner erzeugt Betätigen der Spule C und D bei CAD3 ebenfalls zwei Wasted Sparks in Zylinder 2 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 bzw. die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2.
Bei CAD4 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ausstol takt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Arbeitstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt. Da sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 4 angefordert. Daher werden bei CAD4 sowohl Spule A (Verlauf 518) als auch Spule B (Verlauf 520) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 516) und die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) dazu veranlassen, im Wesentlichen gleichzeitig zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 4 zu entzünden. Die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 502) zündet ebenfalls aufgrund der Betätigung von Spule A und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) zündet ebenfalls aufgrund der Betätigung von Spule B, zündet jedoch weder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 1, da der Zylinder 1 nicht mit Kraftstoff versorgt ist. Stattdessen zünden die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 jeweils einen Wasted Spark des Ausstoßtakts. Somit stellt das Betätigen der Spulen A und B bei CAD4 zwei Zündfunken während des Verdichtungstakts von Zylinder 4 über sowohl jeweils die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 als auch die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 bereit. Ferner erzeugt Betätigen der Spule A und B bei CAD4 zwei Wasted Sparks des Ausstoßtakts in Zylinder 1 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 bzw. die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1.
Als nächstes zeigen 8A und 8B ein viertes beispielhaftes Zündmuster 800. Konkret zeigt 8A die Zündkerzenzündereignisse des vierten Zündmusters 800 und 8B zeigt die Zündspulenbetätigungssignale des vierten Zündmusters 800. Das vierte Zündmuster 800 beinhaltet ebenfalls Arbeiten in dem dritten Zündmodus. Jedoch werden unterschiedlich zu dem in 7A und 7B gezeigten dritten Zündmuster 700 die zwei Zündkerzen von jedem Zylinder nacheinander in dem vierten Zündmuster 800 gezündet, mit einer Verzögerung zwischen Betätigen der zwei Zündspulen eines bestimmten Zylinders. Somit zeigt das dritte Zündmuster 700 aus 7A und 7B den Betrieb in einem ersten Teilmodus des dritten Zündmodus, während das vierte Zündmuster 800 aus 8A und 8B den Betrieb in einem zweiten Teilmodus des dritten Zündmodus zeigt. Ferner sind Spule A, Spule B, Spule C und Spule D alle während des vierten beispielhaften Zündmusters 800 betätigt.
Bei CAD1 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ausstoßtakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Arbeitstakt. Da sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 2 angefordert. Dadurch wird bei CAD1 die Spule D (Verlauf 524) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 508) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 2 zu zünden. Gleichzeitig zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) ebenfalls. Da der Zylinder 3 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt die Verbrennung nicht in Zylinder 3. Somit erzeugt das Betätigen der Spule C bei CAD1 einen ersten Verdichtungstaktzündfunken über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 und einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts über die Vorkammerzündkerze aus Zylinder 3.
Bei CAD2, was eine relativ kurze Zeit nach CAD1 und während jeder Zylinder in demselben Takt wie bei CAD1 bleibt erfolgen kann, wird Spule C (Verlauf 522) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 506) und die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) dazu veranlasst, zu zünden. Somit stellt bei CAD2 die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 2 bereit, während die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 3 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule D vor der Spule C zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 vor der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen. Ferner kann das Betätigungssignal für Spule D relativ zu dem Betätigungssignal für Spule C, wie durch das Referenzbetätigungssignal für Spule C (gestrichelte Linie 528) gezeigt, niedriger sein.
Bei CAD3 befindet sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ansaugtakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ausstoßtakt. Da sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt befindet, ist Zündung für Zylinder 1 angefordert. Daher ist Spule B (Verlauf 520) bei CAD3 betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 1 zu entzünden. Gleichzeitig zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 512) ebenfalls während des Ausstoßtakts von Zylinder 4, was einen Wasted Spark erzeugt, der die Verbrennung in Zylinder 4 nicht einleitet. Somit erzeugt Betätigen von Spule B bei CAD3 einen ersten Verdichtungstaktzündfunken über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 und erzeugt einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4.
Bei CAD4, was eine relativ kurze Zeit nach CAD3 und während jeder Zylinder in demselben Takt wie bei CAD3 bleibt erfolgen kann, wird Spule A (Verlauf 518) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 502) und die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) dazu veranlasst, zu zünden. Somit stellt bei CAD4 die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 1 bereit, während die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 4 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule B vor der Spule A zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 vor der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen. Ferner kann das Betätigungssignal für Spule B relativ zu dem Betätigungssignal für Spule A, wie durch das Referenzbetätigungssignal für Spule A (gestrichelte Linie 526) gezeigt, niedriger sein.
Bei CAD5 befindet sich Zylinder 1 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ausstoßtakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ansaugtakt. Da sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt befindet, ist Zündung für Zylinder 3 angefordert. Daher ist bei CAD5 Spule D (Verlauf 524) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 3 zu entzünden. Die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 508) zündet ebenfalls bei CAD5 da die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 ebenfalls durch Spule D betätigt ist. Da Zylinder 2 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Zündung in Zylinder 2. Somit erzeugt das Betätigen der Spule D bei CAD5 einen ersten Verdichtungstaktzündfunken in Zylinder 3 über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 und erzeugt einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts in Zylinder 2 über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2.
Bei CAD6, was eine kurze Zeit nach CAD5 und während jeder Zylinder in demselben Takt bleibt, erfolgen kann, wird Spule C (Verlauf 522) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) dazu veranlassen kann, während des Verdichtungstakts von Zylinder 3 zu zünden, und den Hauptkammerzündfunken von Zylinder 2 (Verlauf 506) dazu veranlassen kann, während des Ausstoßtakts von Zylinder 2 zu zünden. Somit stellt die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 bei CAD6 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 3 bereit, während die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 2 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule D vor der Spule C zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 vor der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen.
Bei CAD7 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ausstoßtakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Arbeitstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt. Da sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 4 angefordert. Dadurch wird bei CAD7 die Spule B (Verlauf 518) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 516) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 4 zu entzünden. Die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) zündet im Wesentlichen gleichzeitig, was einen Wasted Spark in Zylinder 1 erzeugt, der keine Verbrennung einleitet. Somit erzeugt das Betätigen der Spule A bei CAD7 einen ersten Verdichtungstakt über die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 und erzeugt einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts über die Vorkammer aus Zylinder 1.
Bei CAD8, was erfolgt, wenn die Zylinder in denselben Takten wie bei CAD7 bleiben, wird Spule A (Verlauf 518) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) dazu veranlassen kann, während des Verdichtungstakts von Zylinder 4 zu zünden, und den Hauptkammerzündfunken von Zylinder 1 (Verlauf 502) dazu veranlassen kann, während des Ausstoßtakts von Zylinder 1 zu zünden. Somit stellt die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 bei CAD8 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 4 bereit, während die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 1 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule B vor der Spule A zündet die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 vor der Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen.
Als nächstes zeigen 9A und 9B ein fünftes beispielhaftes Zündmuster 900. Konkret zeigt 9A die Zündkerzenzündereignisse des fünften Zündmusters 900 und 9B zeigt die Zündspulenbetätigungssignale des fünften Zündmusters 900. Das fünfte Zündmuster 900 beinhaltet erneut Arbeiten in dem dritten Zündmodus. Ähnlich wie das in 8A und 8B gezeigte vierte Zündmuster 800 werden die zwei Zündkerzen von jedem Zylinder nacheinander gezündet, mit einer Verzögerung zwischen Betätigen der zwei Zündspulen eines bestimmten Zylinders. Jedoch ist die Betätigungsreihenfolge der Vorkammerzündkerze und der Hauptkammerzündkerze in dem fünften Zündmuster 900 das Gegenteil des vierten Zündmusters 800 der 8A und 8B. Somit zeigt das fünfte Zündmuster 900 den Betrieb in einem dritten Teilmodus des dritten Zündmodus. Ferner, wie in dem ersten Teilmodus und dem zweiten Teilmodus des dritten Zündmodus, werden Spule A, Spule B, Spule C und Spule D alle während des fünften beispielhaften Zündmusters 900 betätigt.
Bei CAD1 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ausstoßtakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Arbeitstakt. Da sich Zylinder 2 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 2 angefordert. Dadurch wird bei CAD1 die Spule C (Verlauf 522) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 506) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 2 zu entzünden. Gleichzeitig zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) ebenfalls. Da der Zylinder 3 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt die Verbrennung nicht in Zylinder 3. Somit erzeugt das Betätigen der Spule C bei CAD1 einen ersten Verdichtungstaktzündfunken über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 und einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts über die Hauptkammerzündkerze aus Zylinder 3.
Bei CAD2, was eine relativ kurze Zeit nach CAD1 und während jeder Zylinder in demselben Takt wie bei CAD1 bleibt erfolgen kann, wird Spule D (Verlauf 522) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 508) und die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) dazu veranlasst, zu zünden. Somit stellt bei CAD2 die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 2 bereit, während die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 3 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule C vor der Spule D zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 vor der Vorkammerzündkerze von Zylinder 2, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen. Zum Beispiel kann Spule C mit einer höheren Ausgangsenergie relativ zu Spule D betätigen, sodass das Betätigungssignal für Spule D (Verlauf 524) relativ zu dem Referenzbetätigungssignal für Spule C (gestrichelte Linie 528) niedriger ist.
Bei CAD3 befindet sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Ansaugtakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ausstoßtakt. Da sich Zylinder 1 in seinem Verdichtungstakt befindet, ist Zündung für Zylinder 1 angefordert. Daher ist Spule A (Verlauf 518) bei CAD3 betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 502) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 1 zu entzünden. Gleichzeitig zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) ebenfalls während des Ausstoßtakts von Zylinder 4, was einen Wasted Spark erzeugt, der die Verbrennung in Zylinder 4 nicht einleitet. Somit erzeugt Betätigen von Spule A bei CAD3 einen ersten Verdichtungstaktzündfunken über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 und erzeugt einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4.
Bei CAD4, was eine relativ kurze Zeit nach CAD3 und während jeder Zylinder in demselben Takt wie bei CAD3 bleibt erfolgen kann, wird Spule B (Verlauf 520) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 504) und die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 516) dazu veranlasst, zu zünden. Somit stellt bei CAD4 die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 1 bereit, während die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 4 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule A vor der Spule B zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 vor der Vorkammerzündkerze von Zylinder 1, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen. Zum Beispiel kann Spule A mit einer höheren Ausgangsenergie relativ zu Spule B betätigen, sodass das Betätigungssignal für Spule B (Verlauf 520) relativ zu dem Referenzbetätigungssignal für Spule A (gestrichelte Linie 526) niedriger ist.
Bei CAD5 befindet sich Zylinder 1 in seinem Arbeitstakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ausstoßtakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Ansaugtakt. Da sich Zylinder 3 in seinem Verdichtungstakt befindet, ist Zündung für Zylinder 3 angefordert. Daher ist bei CAD5 Spule C (Verlauf 522) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 510) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 3 zu entzünden. Die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 (Verlauf 506) zündet ebenfalls bei CAD5 da die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2 ebenfalls durch Spule C betätigt ist. Da Zylinder 2 nicht mit Kraftstoff versorgt ist, erfolgt keine Zündung in Zylinder 2. Somit erzeugt das Betätigen der Spule C bei CAD5 einen ersten Verdichtungstaktzündfunken in Zylinder 3 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 und erzeugt einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts in Zylinder 2 über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 2.
Bei CAD6, was eine kurze Zeit nach CAD5 und während jeder Zylinder in demselben Takt bleibt, erfolgen kann, wird Spule D (Verlauf 524) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 (Verlauf 512) dazu veranlassen kann, während des Verdichtungstakts von Zylinder 3 zu zünden, und den Vorkammerzündfunken von Zylinder 2 (Verlauf 506) dazu veranlassen kann, während des Ausstoßtakts von Zylinder 2 zu zünden. Somit stellt die Vorkammerzündkerze von Zylinder 3 bei CAD6 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 3 bereit, während die Vorkammerzündkerze von Zylinder 2 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 2 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule C vor der Spule D zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 3 vor der Vorkammerzündkerze von Zylinder 3, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen.
Bei CAD7 befindet sich Zylinder 1 in seinem Ausstoßtakt, befindet sich Zylinder 2 in seinem Ansaugtakt, befindet sich Zylinder 3 in seinem Arbeitstakt und befindet sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt. Da sich Zylinder 4 in seinem Verdichtungstakt befindet, wird Zündung für Zylinder 4 angefordert. Dadurch wird bei CAD7 die Spule A (Verlauf 518) betätigt, was die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 514) dazu veranlasst, zu zünden und ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb Zylinder 4 zu zünden. Die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 1 (Verlauf 502) zündet im Wesentlichen gleichzeitig, was einen Wasted Spark in Zylinder 1 erzeugt, der keine Verbrennung einleitet. Somit erzeugt das Betätigen der Spule A bei CAD7 einen ersten Verdichtungstaktzündfunken über die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 und erzeugt einen ersten Wasted Spark des Ausstoßtakts über die Hauptkammer aus Zylinder 1.
Bei CAD8, was erfolgt, wenn die Zylinder in denselben Takten wie bei CAD7 bleiben, wird Spule B (Verlauf 520) betätigt, was die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 (Verlauf 516) dazu veranlassen kann, während des Verdichtungstakts von Zylinder 4 zu zünden, und den Vorkammerzündfunken von Zylinder 1 (Verlauf 504) dazu veranlassen kann, während des Ausstoßtakts von Zylinder 1 zu zünden. Somit stellt die Vorkammerzündkerze von Zylinder 4 bei CAD8 einen zweiten Verdichtungstaktzündfunken an Zylinder 4 bereit, während die Vorkammerzündkerze von Zylinder 1 einen zweiten Wasted Spark des Ausstoßtakts an Zylinder 1 bereitstellt. Durch Betätigen der Spule A vor der Spule B zündet die Hauptkammerzündkerze von Zylinder 4 vor der Vorkammerzündkerze von Zylinder 4, um aufeinanderfolgende, gestaffelte Zündfunken zu erzeugen.
Auf diese Weise stellen die 5A-9B fünf beispielhafte Zündmuster bereit, die aus Wählen unterschiedlicher Zündmodi auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen erfolgen können, um gewünschte Verbrennungsmerkmale zu erzielen. Insbesondere beinhalten das erste Zündmuster 500 der 5A und 5B und das zweite Zündmuster 600 der 6A und 6B einen Zündfunken und einen Wasted Spark pro Zylinder pro Motorzyklus. Ferner stellt die Hauptkammerzündkerze den Zündfunken (und die Hauptkammerzündkerze stellt den Wasted Spark) an jeden Zylinder in dem ersten Zündmuster 500 bereit, was aus dem Betreiben in dem ersten Zündmodus hervorgeht, während die Vorkammerzündkerze den Zündfunken (und die Vorkammerzündkerze den Wasted Spark) an jeden Zylinder in dem zweiten Zündmuster 600 bereitstellt, was aus dem Betreiben in dem zweiten Zündmodus hervorgeht. Das dritte Zündmuster 700 der 7A und 7B, das vierte Zündmuster 800 der 8A und 8B und das fünfte Zündmuster 900 aus den 9A und 9B beinhalten jeweils zwei Zündfunken und zwei Wasted Sparks pro Zylinder pro Motorzyklus, was aus dem Betreiben in dem dritten Modus hervorgeht. Konkret beinhaltet das dritte Zündmuster 700 gleichzeitig Betätigen des Vorkammer- und der Hauptkammerzündfunkens, während der Vorkammer- und der Hauptkammerzündfunken nicht gleichzeitig im vierten Zündmuster 800 und fünften Zündmuster 900 sind. Ferner ist der Vorkammerzündfunken vor dem Hauptkammerzündfunken in dem vierten Zündmuster 800 bereitgestellt, während der Hauptkammerzündfunken vor dem Vorkammerzündfunken in dem fünften Zündmuster 900 bereitgestellt ist. Somit veranschaulichen das dritte Zündmuster 700, das vierte Zündmuster 800 und das fünfte Zündmuster 900 Zündmuster, die aus Variationen (oder Teilmodi) innerhalb des dritten Zündmodus hervorgehen.
Nun unter Bezugnahme auf 10 ist eine prophetische beispielhafte Zeitachse 1000 zum Wählen eines Zündmodus eines Motors mit einem gemultiplexten Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen gezeigt. Der Motor kann zum Beispiel Motor 10 aus 1 sein und kann eine Steuerung (z. B. Steuerung 12) beinhalten. Wie in 1 gezeigt beinhaltet jeder Zylinder des Motors eine Vorkammer (z. B. Vorkammer 138), einschließlich einer Vorkammerzündkerze (z. B. Vorkammerzündkerze 92) und einer Hauptkammerzündkerze (z. B. Hauptkammerzündkerze 93) und das Zündsignal, das dazu verwendet wird, jede Zündkerze zu betätigen, wird über eine gemeinsam genutzte Zündquelle gemultiplext. Das heißt, jede Vorkammerzündkerze teilt ein Zündsignal mit einer Hauptkammerzündkerze eines anderen Zylinders. Zum Beispiel können das gemultiplexte Vorkammer- und Hauptkammerzündsystem ein gemultiplextes Vorkammer- und Hauptkammerzündsystem 205 aus 2 sein. Ein gewählter Zündmodus ist in Verlauf 1002 gezeigt, eine Motorlast ist in Verlauf 1004 gezeigt, ein befohlenes Zylinder-LKV ist in Verlauf 1006 gezeigt und eine AGR-Ventilposition ist in Verlauf 1008 gezeigt. Ferner ist eine erste, höhere Schwellenwertmotorlast durch die gestrichelte Linie 1010 gezeigt, ist eine zweite, niedrigere Schwellenwertmotorlast durch die gestrichelte Linie 1012 gezeigt und ist eine Stöchiometrie durch die gestrichelte Linie 1014 gezeigt. Ein befohlenes Zylinder-LKV von weniger als Stöchiometrie ist fett (d. h. mehr Kraftstoff als Luft wird bereitgestellt statt zum Erzeugen einer vollständigen Verbrennungsreaktion), während ein befohlenes Zylinder-LKV von mehr als Stöchiometrie mager ist (z. B. mehr Luft als Kraftstoff wird zum Erzeugen einer vollständigen Verbrennungsreaktion bereitgestellt).
Für alles vorstehend Genannte stellt die horizontale Achse die Zeit dar, wobei die Zeit entlang der horizontalen Achse von links nach rechts zunimmt. Die vertikale Achse stellt jeden bezeichneten Parameter dar. Für jeden der Verläufe 1004 und 1006 erhöht sich eine Größe des Parameters entlang senkrechten Achse nach oben. Für Verlauf 1002 zeigt die vertikale Achse, ob der Motor in einem ersten Zündmodus („1“), einem zweiten Zündmodus („2“), einem ersten Teilmodus eines dritten Zündmodus („3.1“), einem zweiten Teilmodus des dritten Zündmodus („3.2“) oder einem dritten Teilmodus des dritten Zündmodus („3.3“) arbeitet. Wie vorstehend in Bezug auf 3 beschrieben, beinhaltet der erste Zündmodus Bereitstellen eines Zündfunkens nur über die Hauptkammerzündkerze und beinhaltet der zweite Zündmodus Bereitstellen eines Zündfunkens nur über die Vorkammerzündkerze. Der erste Teilmodus des dritten Zündmodus beinhaltet Bereitstellen von gleichzeitigen Zündfunken über sowohl die Hauptkammerzündkerze als auch die Vorkammerzündkerze. Der zweite Teilmodus des dritten Zündmodus beinhaltet Bereitstellen eines ersten, früheren Zündfunkens über die Vorkammerzündkerze und eines zweiten, späteren Zündfunkens über die Hauptkammerzündkerze und der dritte Teilmodus des dritten Zündmodus beinhaltet Bereitstellen eines ersten, früheren Zündfunkens über die Hauptkammerzündkerze und eines zweiten, späteren Zündfunkens über die Vorkammerzündkerze. Für den Verlauf 1008 zeigt die vertikale Achse die AGR-Ventilposition von vollständig geschlossen („geschlossen“) zu vollständig offen („offen“).
Bei Zeitpunkt t0 liegt die Motorlast (Verlauf 1004) unter der unteren Schwellenwertmotorlast (gestrichelte Linie 1012), ist das befohlene Zylinder-LKV (Verlauf 1006) relativ zu Stöchiometrie (gestrichelte Linie 1014) fett und ist die AGR-Ventilposition (Verlauf 1008) geschlossen. Auf Grundlage dieser Motorbetriebsbedingungen wählt die Steuerung den ersten Zündmodus (Verlauf 1002), was Zünden der Hauptkammerzündkerze jedes Zylinders während des Verdichtungstakts des Zylinders beinhaltet, um Zündung bereitzustellen. Dies führt ebenfalls dazu, dass jeder Zylinder in der Hauptkammerzündkerze einen Wasted Spark während des Ausstoßtakts des Zylinders aufgrund des gemultiplexten Signals zündet, wie etwa vorstehend in Bezug auf 5A und 5B ausgeführt. Der Motor arbeitet in dem ersten Zündmodus zwischen Zeitpunkt t0 und Zeitpunkt t1.
Bei Zeitpunkt t1 erhöht sich die Motorlast (Verlauf 1004) über die untere Schwellenwertmotorlast (gestrichelte Linie 1012), erhöht sich das befohlene Zylinder-LKV (Verlauf 1006) auf Stöchiometrie (gestrichelte Linie 1014) und ist das AGR-Ventil (Verlauf 1008) teilweise geöffnet. Auf Grundlage dieser Motorbetriebsbedingungen bei Zeitpunkt t1 wählt die Steuerung den zweiten Teilmodus des dritten Zündmodus (Verlauf 1002). Als ein Ergebnis, während des Verdichtungstakts eines bestimmten Zylinders, wird die Vorkammerzündkerze gezündet, um einen ersten Zündfunken bereitzustellen, gefolgt von der Hauptkammerzündkerze, um einen zweiten Zündfunken bereitzustellen, wie vorstehend in Bezug auf die 8A und 8B ausgeführt. Aufgrund des Zündsignalmultiplexens, während des Ausstoßtakts eines bestimmten Zylinders, zündet die Vorkammerzündkerze einen ersten Wasted Spark gefolgt von Zünden eines zweiten Wasted Spark durch die Hauptkammerzündkerze. Der Motor arbeitet in dem zweiten Teilmodus des dritten Zündmodus zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2.
Bei Zeitpunkt t2 erhöht sich die Motorlast (Verlauf 1004) über die höhere Schwellenwertmotorlast (gestrichelte Linie 1010), wird das befohlene Zylinder-LKV (Verlauf 1006) relativ zu Stöchiometrie mager (gestrichelte Linie 1014) und bleibt das AGR-Ventil teilweise offen (Verlauf 1008). Auf Grundlage dieser Motorbetriebsbedingungen bei Zeitpunkt t2 wählt die Steuerung den dritten Zündmodus. Daher wird die Vorkammerzündkerze von jedem Zylinder während des Verdichtungstakts des Zylinders gezündet, um den Zündfunken bereitzustellen und wird die Vorkammerzündkerze von jedem Zylinder während des Ausstoßtakts des Zylinders gezündet, was einen Wasted Spark bereitstellt, wie vorstehend in Bezug auf die 6A und 6B ausgeführt. Der Motor arbeitet in dem zweiten Zündmodus zwischen Zeitpunkt t2 und Zeitpunkt t3.
Bei Zeitpunkt t3 fällt die Motorlast (Verlauf 1004) unter die höhere Schwellenwertmotorlast (gestrichelte Linie 1010) und bleibt über der unteren Schwellenwertmotorlast (gestrichelte Linie 1012). Ferner ist das befohlene Zylinder-LKV (Verlauf 1006) stöchiometrisch (gestrichelte Linie 1014) und das AGR-Ventil ist ferner relativ zu der AGR-Ventilposition bei Zeitpunkt t2 geöffnet (Verlauf 1008). Auf Grundlage dieser Motorbetriebsbedingungen bei Zeitpunkt t3 wählt die Steuerung den ersten Teilmodus des dritten Zündmodus. Als ein Ergebnis, während des Verdichtungstakts eines bestimmten Zylinders, werden die Hauptkammerzündkerze und die Vorkammerzündkerze des Zylinders im Wesentlichen gleichzeitig gezündet, um zwei gleichzeitige Zündfunken bereitzustellen, wie vorstehend in Bezug auf die 7A und 7B ausgeführt. Da Zündsignale gemultiplext sind, werden gleichzeitig Wasted Sparks während des Ausstoßtakts von jedem Zylinder gezündet, einer durch die Hauptkammerzündkerze und einer durch die Vorkammerzündkerze. Der Zylinder arbeitet weiterhin in dem ersten Teilmodus des dritten Zündmodus zwischen Zeitpunkt t3 und Zeitpunkt t4.
Bei Zeitpunkt t4 fällt die Motorlast (Verlauf 1004) unter die höhere Schwellenwertmotorlast (gestrichelte Linie 1012), erhöht sich das befohlene Zylinder-LKV (Verlauf 1006) relativ zu Stöchiometrie und wird mager (gestrichelte Linie 1014) und bleibt das AGR-Ventil offen (Verlauf 1008). Auf Grundlage dieser Motorbetriebsbedingungen bei Zeitpunkt t4 wählt die Steuerung den dritten Teilmodus des dritten Zündmodus. Als solches, während des Verdichtungstakts von jedem Zylinder, wird ein erster Zündfunken bereitgestellt, gefolgt von der Hauptkammerzündkerze, gefolgt von einem zweiten Zündfunken von der Vorkammerzündkerze, wie etwa vorstehend in Bezug auf die 9A und 9B ausgeführt. Aufgrund des gemultiplexten Zündsignals, werden während des Ausstoßtakts jedes Zylinders zwei Wasted Sparks gezündet: ein erster Wasted Spark aus der Hauptkammerzündkerze gefolgt einem zweiten Wasted Spark aus der Vorkammerzündkerze. Der Motor arbeitet weiterhin in dem dritten Teilmodus des zweiten Zündmodus nach Zeitpunkt t4.
Auf diese Weise kann ein System, das ein gemultiplextes Vorkammer- und Hauptkammerzündungssystem beinhaltet, in einer Vielzahl von Modi auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen betrieben werden, um gewünschte Verbrennungseigenschaften für eine gewünschte Motorleistung bereitzustellen. Bereitstellen von Zündung über eine Hauptkammerzündkerze kann die Leistung während bestimmten Motorbetriebsbedingungen erhöhen, wie etwa Bedingungen niedriger Last, während Bereitstellen von Zündung über eine Vorkammerzündkerze Emissionen während Bedingungen höherer Lastbedingungen verringern kann. Durch Multiplexen einer Hauptkammerzündkerze eines ersten Zylinders zu einer Hauptkammerzündkerze eines zweiten Zylinders und Multiplexen einer Vorkammerzündkerze des ersten Zylinders zu einer Vorkammerzündkerze des zweiten Zylinders kann eine Gesamtzahl von Zündspulen, die in dem System beinhaltet sind, verringert werden, wodurch Kosten und Komplexität reduziert werden. Noch ferner, durch Koppeln der Niedrigspannungszündspulen an die Vorkammerzündkerzen des Motors können Fahrzeugkosten ferner reduziert werden. Ferner kann durch Einstellen der relativen Zündzeitsteuerungen der Vorkammerzündkerze und der Hauptkammerzündkerze auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen eine Zylinderverbrennungsrate erhöht werden, was eine Leistungsausgabe und eine Kraftstoffeffizienz des Motors erhöhen kann.
Die technische Wirkung des Multiplexens einer Vorkammerzündkerze eines ersten Zylinders mit einer Vorkammerzündkerze eines zweiten Zylinders und einer Hauptkammerzündkerze des ersten Zylinders mit einer Hauptkammerzündkerze des zweiten Zylinders ist, dass wirksame Zündung über einen breiten Bereich von Betriebsbedingungen erzielt werden kann, während eine Anzahl von Zündspulen verringert wird.
Als ein Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: Multiplexen von Zündsignalen zu einer ersten Zündkerze, einer zweiten Zündkerze, einer dritten Zündkerze und einer vierten Zündkerze, wobei die erste Zündkerze an eine Hauptkammer eines ersten Zylinders gekoppelt ist, die zweite Zündkerze an eine Hauptkammer eines zweiten Zylinders gekoppelt ist, die dritte Zündkerze an eine Vorkammer des ersten Zylinders gekoppelt ist und die vierte Zündkerze an eine Vorkammer des zweiten Zylinders gekoppelt ist. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet das Multiplexen der Zündsignale zu der ersten Zündkerze, der zweiten Zündkerze, der dritten Zündkerze und der vierten Zündkerze zusätzlich oder wahlweise Betätigen von sowohl der ersten Zündkerze als auch der zweiten Zündkerze über eine erste Zündspule und Betätigen von sowohl der dritten Zündkerze als auch der vierten Zündkerze über eine zweite Zündspule. In einem oder mehreren der vorhergehenden Beispiele ist eine Menge von Spannung, die über die zweite Zündkerze bereitgestellt ist, zusätzlich oder wahlweise relativ zu der Menge von Spannung, die über die erste Zündspule bereitgestellt ist, geringer. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder wahlweise ferner Folgendes: Wählen zwischen einem eines ersten Modus, eines zweiten Modus und eines dritten Modus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen; Betreiben im ersten Modus als Reaktion auf Wählen des ersten Modus; Betreiben im zweiten Modus als Reaktion auf Wählen des zweiten Modus; und Betreiben im dritten Modus als Reaktion auf Wählen des dritten Modus. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Wählen zwischen einem des ersten Modus, des zweiten Modus und des dritten Modus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen zusätzlich oder wahlweise Wählen des ersten Modus als Reaktion auf mindestens eine Motorlast unter einer Schwellenwertmotorlast und einer Motortemperatur unter einer Schwellenwertmotortemperatur, Wählen des zweiten Modus als Reaktion auf eine der Motorlast über dem Schwellenwertmotorlast und der Motortemperatur über der Schwellenwertmotortemperatur und Wählen des dritten Modus als Reaktion darauf, dass eine Menge von Abgasrückführung (AGR) eine Schwellenwertmenge von AGR überschreitet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Betreiben im ersten Modus zusätzlich oder wahlweise Folgendes: Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an einer ersten Motorposition, wobei die erste Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders liegt; und Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an einer zweiten Motorposition, wobei die zweite Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinders und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders liegt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Betreiben im zweiten Modus zusätzlich oder wahlweise Folgendes: Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an einer ersten Motorposition, wobei die erste Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders liegt; und Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an einer zweiten Motorposition, wobei die zweite Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinder und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders liegt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Arbeiten im dritten Modus zusätzlich oder wahlweise Folgendes: Wählen zwischen einem von einer Vielzahl von Teilmodi auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wobei die Vielzahl von Teilmodi einen ersten Teilmodus, einen zweiten Teilmodus und einen dritten Teilmodus beinhaltet; an einer ersten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an der ersten Motorposition; an einer zweiten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an der zweiten Motorposition; an einer dritten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an der dritten Motorposition; und an einer vierten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an der vierten Motorposition. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgen zusätzlich oder wahlweise sowohl die erste Motorposition als auch die zweite Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders, wobei eine Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition auf Grundlage des gewählten Teilmodus bestimmt ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgen zusätzlich oder wahlweise sowohl die dritte Motorposition als auch die vierte Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinders und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders, wobei eine Anzahl von Kurbelwinkelgraden zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition auf Grundlage des gewählten Teilmodus gewählt sind. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder wahlweise ferner Folgendes: als Reaktion auf das Wählen des ersten Teilmodus, Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition null ist und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition null ist; als Reaktion auf das Wählen des zweiten Teilmodus, Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition geringer als null ist, und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition geringer als null ist; und als Reaktion auf das Wählen des dritten Teilmodus, Bestimmen dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition größer als null ist, und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition größer als null ist.
Als ein weiteres Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: Bestimmen von Betätigungszeitsteuerung einer ersten Zündspule und einer zweiten Zündspule auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wobei die erste Zündspule an eine Hauptkammerzündkerze eines ersten Motorzylinders und eine Hauptkammerzündkerze eines zweiten Motorzylinders gekoppelt ist und die zweite Zündspule an eine Vorkammerzündkerze des ersten Motorzylinders und eine Vorkammerzündkerze eines zweiten Motorzylinders gekoppelt ist; Betätigen von mindestens einer der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule an der vorbestimmten Betätigungszeitsteuerung; und Einstellen einer Vorkammerkraftstoffmenge auf Grundlage der bestimmten Betätigungszeitsteuerungen. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet das Bestimmen der Betätigungszeitsteuerungen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen ferner Folgendes: als Reaktion auf mindestens eines einer Motorlast unter einer Schwellenwertmotorlast und einer Motortemperatur unter einer Schwellenwertmotortemperatur, Bestimmen einer ersten Betätigungszeitsteuerung der ersten Zündspule während des Verdichtungstakts des ersten Motorzylinders und Bestimmen einer zweiten Betätigungszeitsteuerung der ersten Zündspule während des Verdichtungstakts des zweiten Motorzylinders. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Bestimmen der Betätigungszeitsteuerungen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen ferner Folgendes: als Reaktion eine Motorlast über einer Schwellenwertmotorlast und einer Motortemperatur über einer Schwellenwertmotortemperatur, Bestimmen einer ersten Betätigungszeitsteuerung der zweiten Zündspule während des Verdichtungstakts des ersten Motorzylinders und Bestimmen einer zweiten Betätigungszeitsteuerung der zweiten Zündspule während des Verdichtungstakts des zweiten Motorzylinders. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Bestimmen der Betätigungszeitsteuerungen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen zusätzlich oder wahlweise ferner Folgendes: als Reaktion darauf, dass sich mindestens eines einer Abgasrückführungsrate (AGR-Rate) über eine Schwellenwert-AGR-Rate erhöht und sich ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) über ein gewünschtes Schwellenwert-LKV erhöht: Bestimmen einer ersten Betätigungszeitsteuerung der ersten Zündspule während des Verdichtungstakts des ersten Motorzylinders und Bestimmen einer zweiten Betätigungszeitsteuerung der ersten Zündspule während des Verdichtungstakts des zweiten Motorzylinders; und Bestimmen einer ersten Betätigungszeitsteuerung der zweiten Zündspule während des Verdichtungstakts des ersten Motorzylinders und Bestimmen einer zweiten Zeitsteuerung der zweiten Zündspule während des Verdichtungstakts des zweiten Motorzylinders.
Als noch ein weiteres Beispiel umfasst ein System Folgendes: einen Motor, der eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet, wobei jeder Zylinder eine Vorkammer beinhaltet, wobei die Vorkammer eine Vorkammerzündkerze beinhaltet, die direkt daran gekoppelt ist, und der ferner eine Hauptkammerzündkerze beinhaltet, die direkt an den Zylinder gekoppelt ist; ein Zündsystem, das eine Vielzahl von Zündspulen beinhaltet, wobei die Vielzahl von Zündspulen eine erste Zündspule, die elektrisch an die Hauptkammerzündkerze eines ersten Zylinders und an die Hauptkammer der Zündkerze eines zweiten Zylinders gekoppelt ist, und eine zweite Zündspule beinhaltet, die elektrisch an die Vorkammerzündkerze des zweiten Zylinders und die Vorkammerzündkerze des ersten Zylinders gekoppelt ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher speichert, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Wählen zwischen Betreiben in einem Zündmodus, einem zweiten Zündmodus und einem dritten Zündmodus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wobei der erste Zündmodus Bereitstellen von Zündung nur über die Hauptkammerzündkerze beinhaltet, der zweite Zündmodus Betreiben der Zündung nur über die Vorkammerzündkerze beinhaltet und der dritte Zündmodus Bereitstellen der Zündung über sowohl die Hauptkammerzündkerze als auch die Vorkammerzündkerze beinhaltet. In dem vorhergehenden Beispiel beinhalten die Motorbetriebsbedingungen zusätzlich oder wahlweise Motordrehzahl, Motorlast, eine Abgasrückführrate (AGR-Rate), ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) und eine Motortemperatur. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele speichert die Steuerung zusätzlich oder wahlweise zum Arbeiten im ersten Zündmodus zusätzlich oder wahlweise Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betätigen der ersten Zündspule während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders während der erste Zylinder mit Kraftstoff versorgt ist, der zweite Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt ist und die Vorkammer von jedem Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt ist; und Betätigen der ersten Zündspule während des Verdichtungstakts des zweiten Zylinders während der zweite Zylinder mit Kraftstoff versorgt ist, wobei der erste Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt ist und die Vorkammer von jedem Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele speichert die Steuerung zusätzlich oder wahlweise zum Arbeiten im zweiten Zündmodus zusätzlich oder wahlweise Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betätigen der zweiten Zündspule während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders während sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders mit Kraftstoff versorgt sind und sowohl der zweite Zylinder als auch die Vorkammer des zweiten Zylinders nicht mit Kraftstoff versorgt sind; und Betätigen der zweiten Zündspule während des Verdichtungstakts des zweiten Zylinders während sowohl der zweite Zylinder als auch die Vorkammer des zweiten Zylinders mit Kraftstoff versorgt sind und sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders mit Kraftstoff versorgt sind. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele speichert die Steuerung zusätzlich oder wahlweise zum Arbeiten im dritten Zündmodus zusätzlich oder wahlweise Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betätigen von sowohl der ersten Zündspule als auch der zweiten Zündspule während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders während sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders mit Kraftstoff versorgt sind und die Vorkammer des zweiten Zylinders nicht mit Kraftstoff versorgt ist; und Betätigen von sowohl der ersten Zündspule als auch der zweiten Zündspule während des Verdichtungstakts des zweiten Zylinders während sowohl der zweite Zylinder als auch die Vorkammer des zweiten Zylinders mit Kraftstoff versorgt sind und sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders mit Kraftstoff versorgt sind.
In einer weiteren Darstellung umfasst ein Verfahren Folgendes: während eines Motorzyklus, Einstellen einer Verzögerung zwischen Betätigen einer ersten Zündspule und einer zweiten Zündspule auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wobei die erste Zündspule einen ersten Zündfunken an einen ersten Zylinder über eine erste Zündkerze und einen Wasted Spark an einen zweiten Zylinder über eine zweite Zündkerze bereitstellt, wobei die zweite Zündspule einen zweiten Zündfunken an den ersten Zylinder über einen dritten Zündfunken und einen zweiten Wasted Spark an den zweiten Zylinder über eine vierte Zündkerze bereitstellt. In dem vorhergehenden Beispiel ist die erste Zündkerze zusätzlich oder wahlweise an eine Vorkammer des ersten Zylinders gekoppelt, ist die zweite Zündkerze an eine Vorkammer des zweiten Zylinders gekoppelt, ist die dritte Zündkerze direkt an den ersten Zylinder gekoppelt und ist die vierte Zündkerze direkt an den zweiten Zylinder gekoppelt. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele erfolgen der Verdichtungstakt des ersten Zylinders und ein Ausstoßtakt des zweiten Zylinders zusätzlich oder wahlweise an einer ersten Motorposition und erfolgen der Ausstoßtakt des ersten Zylinders und ein Verdichtungstakt des zweiten Zylinders an einer zweiten Motorposition. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Verzögerung zusätzlich oder wahlweise eine Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen Betätigen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhalten die Motorbetriebsbedingungen zusätzlich oder wahlweise Motordrehzahl, Motorlast, eine Abgasrückführrate (AGR-Rate), ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) und eine Motortemperatur. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen der Verzögerung zwischen Betätigen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen Einstellen der Verzögerung auf eine positive Zahl ungleich null, deren Ausmal geringer als die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition ist, als Reaktion darauf, dass ein Motorübergang von hoher Motorlast zu niedriger Motorlast einen Schwellenwertübergang von hoher Motorlast zu niedriger Motorlast überschreitet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen der Verzögerung zwischen Betätigen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen Einstellen der Verzögerung auf eine negative Zahl ungleich null, deren Ausmal geringer als die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition ist, als Reaktion darauf, dass sich die AGR-Rate über eine Schwellenwert-AGR-Rate erhöht. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen der Verzögerung zwischen Betätigen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen Einstellen der Verzögerung auf null als Reaktion darauf, dass die Motortemperatur eine Schwellenwerttemperatur überschreitet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen der Verzögerung zwischen Betätigen der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen nicht Betätigen einer der ersten Zündspule und der zweiten Zündspule.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit unterschiedlichen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschliel lich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Betätigungselemente und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermal en ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der auf nichttransitorischem Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen 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 Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen 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. Darüber hinaus sollen die Ausdrücke „erste(r/s)“, „zweite(r/s)“, „dritte(r/s)“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern werden lediglich als Bezeichnungen zur Unterscheidung von einem Element von einem anderen verwendet. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, ist der Ausdruck „etwa“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche 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 Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschliel en und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschliel en. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Multiplexen von Zündsignalen zu einer ersten Zündkerze, einer zweiten Zündkerze, einer dritten Zündkerze und einer vierten Zündkerze, wobei die erste Zündkerze an eine Hauptkammer eines ersten Zylinders gekoppelt ist, die zweite Zündkerze an eine Hauptkammer eines zweiten Zylinders gekoppelt ist, die dritte Zündkerze an eine Vorkammer des ersten Zylinders gekoppelt ist und die vierte Zündkerze an eine Vorkammer des zweiten Zylinders gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Multiplexen der Zündsignale zu der ersten Zündkerze, der zweiten Zündkerze, der dritten Zündkerze und der vierten Zündkerze Betätigen von sowohl der ersten Zündkerze als auch der zweiten Zündkerze über eine erste Zündspule und Betätigen von sowohl der dritten Zündkerze als auch der vierten Zündkerze über eine zweite Zündspule beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Menge von Spannung, die über die zweite Zündkerze bereitgestellt ist, relativ zu der Menge von Spannung, die über die erste Zündspule bereitgestellt ist, geringer ist.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner Folgendes umfasst: Wählen zwischen einem eines ersten Modus, eines zweiten Modus und eines dritten Modus auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen; Arbeiten in dem ersten Modus als Reaktion auf Wählen des ersten Modus; Arbeiten in dem zweiten Modus als Reaktion auf Wählen des zweiten Modus; und Arbeiten in dem dritten Modus als Reaktion auf Wählen des dritten Modus.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei Wählen zwischen einem des ersten Modus, des zweiten Modus und des dritten Modus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen Wählen des ersten Modus als Reaktion auf mindestens eine Motorlast unter einer Schwellenwertmotorlast und einer Motortemperatur unter einer Schwellenwertmotortemperatur, Wählen des zweiten Modus als Reaktion auf eine der Motorlast über dem Schwellenwertmotorlast und der Motortemperatur über der Schwellenwertmotortemperatur und Wählen des dritten Modus als Reaktion darauf, dass eine Menge von Abgasrückführung (AGR) eine Schwellenwertmenge von AGR überschreitet, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei Betreiben in dem ersten Modus Folgendes beinhaltet: Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an einer ersten Motorposition, wobei die erste Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders erfolgt; und Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an einer zweiten Motorposition, wobei die zweite Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinders und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei Betreiben in dem zweiten Modus Folgendes beinhaltet: Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an einer ersten Motorposition, wobei die erste Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders erfolgt; und Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an einer zweiten Motorposition, wobei die zweite Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinders und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei Betreiben in dem dritten Modus Folgendes beinhaltet: Wählen zwischen einem einer Vielzahl von Teilmodi auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wobei die Vielzahl von Teilmodi einen ersten Teilmodus, einen zweiten Teilmodus und einen dritten Teilmodus beinhaltet; an einer ersten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an der ersten Motorposition; an einer zweiten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den dritten Zylinder über die erste Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an der zweiten Motorposition; an einer dritten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die zweite Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die erste Zündkerze durch Betätigen der ersten Zündspule an der dritten Motorposition; und an einer vierten Motorposition, Bereitstellen eines Zündfunkens an den zweiten Zylinder über die vierte Zündkerze und Bereitstellen eines Wasted Spark an den ersten Zylinder über die dritte Zündkerze durch Betätigen der zweiten Zündspule an der vierten Motorposition.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei sowohl die erste Motorposition als auch die zweite Motorposition während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders und eines Ausstoßtakts des zweiten Zylinders erfolgen, wobei eine Anzahl von Kurbelwinkelgraden zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition auf Grundlage des gewählten Teilmodus gewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei sowohl die dritte Motorposition als auch die vierte Motorposition während eines Ausstoßtakts des ersten Zylinders und eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders erfolgen, wobei eine Anzahl von Kurbelwinkelgraden zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition auf Grundlage des gewählten Teilmodus gewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner Folgendes umfasst: als Reaktion auf Wählen des ersten Teilmodus, Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition null ist und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition null ist; als Reaktion auf Wählen des zweiten Teilmodus, Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition weniger als null ist und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition weniger als null ist; und als Reaktion auf Wählen des dritten Teilmodus, Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der ersten Motorposition und der zweiten Motorposition größer als null ist und Bestimmen, dass die Anzahl von Kurbelwinkelgrad zwischen der dritten Motorposition und der vierten Motorposition größer als null ist.
System, das Folgendes umfasst: einen Motor, der eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet, wobei jeder Zylinder eine Vorkammer beinhaltet und die Vorkammer eine Vorkammerdzündkerze beinhaltet, die direkt daran gekoppelt ist und ferner eine Hauptkammerzündkerze beinhaltet, die direkt an den Zylinder gekoppelt ist; ein Zündsystem, einschliel lich einer Vielzahl von Zündkerzen, wobei die Vielzahl von Zündspulen eine erste Zündspule, die elektrisch an die Hauptkammerzündkerze eines ersten Zylinders und an die Hauptkammerzündkerze eines zweiten Zylinders gekoppelt ist, und eine zweite Zündspule beinhaltet, die an die Vorkammerzündkerze des zweiten Zylinders und die Vorkammerzündkerze des ersten Zylinders gekoppelt ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Wählen zwischen Arbeiten in einem ersten Zündmodus, einem zweiten Zündmodus und einem dritten Zündmodus auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wobei der erste Zündmodus Bereitstellen einer Zündung nur über die Hauptkammerzündkerze beinhaltet, der zweite Zündmodus Bereitstellen von Zündung nur über die Vorkammerzündkerze beinhaltet und der dritte Zündmodus Bereitstellen von Zündung über sowohl die Hauptkammerzündkerze als auch die Vorkammerzündkerze beinhaltet.
System nach Anspruch 12, wobei die Motorbetriebsbedingungen eine Motordrehzahl, eine Motorlast, eine Abgasrückführrate (AGR-Rate), ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) und eine Motortemperatur beinhalten und wobei die Steuerung zum Arbeiten in dem ersten Zündmodus ferner Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher speichert, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betätigen der ersten Zündspule während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders während der erste Zylinder mit Kraftstoff versorgt wird, wobei der zweite Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt wird und die Vorkammer von jedem Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt wird; und Betätigen der ersten Zündspule während eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders während der zweite Zylinder mit Kraftstoff versorgt wird, wobei der erste Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt wird und die Vorkammer von jedem Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt wird.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung zum Arbeiten in dem zweiten Zündmodus weitere Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betätigen der zweiten Zündspule während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders während sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders mit Kraftstoff versorgt werden und sowohl der zweite Zylinder als auch die Vorkammer des zweiten Zylinders nicht mit Kraftstoff versorgt werden; und Betätigen der zweiten Zündspule während eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders während sowohl der zweite Zylinder als auch die Vorkammer des zweiten Zylinders mit Kraftstoff versorgt werden und sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders nicht mit Kraftstoff versorgt werden.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung zum Arbeiten in dem dritten Zündmodus weitere Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betätigen von sowohl der ersten Zündspule als auch der zweiten Zündspule während eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders während sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders mit Kraftstoff versorgt werden und die Vorkammer des zweiten Zylinders nicht mit Kraftstoff versorgt wird; und Betätigen von sowohl der ersten Zündspule als auch der zweiten Zündspule während eines Verdichtungstakts des zweiten Zylinders während sowohl der zweite Zylinder als auch die Vorkammer des zweiten Zylinders mit Kraftstoff versorgt werden und sowohl der erste Zylinder als auch die Vorkammer des ersten Zylinders nicht mit Kraftstoff versorgt werden.