DE112013002524T5

DE112013002524T5 - Verfahren und System zur Motorsteuerung

Info

Publication number: DE112013002524T5
Application number: DE112013002524.8T
Authority: DE
Inventors: Leonardo da Mata Guimaraes; Ronald Gene Billig
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2015-02-26
Also published as: ZA201408711B; AU2013263279A1; CN104302900B; US20130311066A1; WO2013173069A1; CN104302900A; AU2013263279B2; BR112014027545A2

Abstract

Es sind Verfahren und Systeme für einen Fahrzeugmotor geschaffen. In einem Beispiel weist das Verfahren ein Zuführen eines ersten Kraftstoffs zu einem Motorzylinder wenigstens teilweise während eines Ansaugtaktes und Auslösen einer Verbrennung in dem Zylinder über eine Einspritzung eines zweiten Kraftstoffs in den Zylinder auf. Als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung von vorvermischtem ersten Kraftstoff und Luft, wobei die unkontrollierte Verbrennung durch die ausgelöste Verbrennung des zweiten Kraftstoffs begonnen wird, werden die Mengen des ersten Kraftstoffs relativ zu dem zweiten Kraftstoff in dem Zylinder angepasst.

Description

HINTERGRUND
Ausführungsformen des hierin offenbarten Gegenstands betreffen ein Verfahren und ein System zur Verringerung unkontrollierter Motorverbrennungsereignisse.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Fahrzeugmotoren können mit einem oder mehreren Kraftstoffen betrieben werden. Diese können alternative Kraftstoffe umfassen, die entwickelt wurden, um die steigenden Preise konventioneller Kraftstoffe zu verringern und um Abgasemissionen zu reduzieren. Beispielsweise kann ein Fahrzeugmotor eingerichtet sein, um mit einem durch Kompression entzündbaren Kraftstoff, wie z. B. Diesel, und einem anderen Kraftstoff, wie z. B. Erdgas, zu arbeiten. Während der Betrieb mit mehreren Kraftstoffen in dem Motorzylinder zusammen vielfältige Vorteile mit sich bringen kann, ist auch das Potential vorhanden, dass Leistungssteigerungen, Kraftstoffverbrauchsreduktionen und/oder Reduktionen der Ausstoßemissionen durch unkontrollierte Verbrennungsereignisse eingeschränkt werden können.
KURZBESCHREIBUNG
Es sind Verfahren und Systeme zur Verringerung unkontrollierter Verbrennung in einem Fahrzeugmotor geschaffen, der mit einem ersten Kraftstoff, wie z. B. einem gasförmigen Kraftstoff, und einem zweiten Kraftstoff, wie z. B. einem flüssigen Kraftstoff, arbeitet, wobei diese Kraftstoffe als nicht beschränkende Beispiele aufgeführt sind. Eine beispielhafte Ausführungsform weist ein Zuführen eines ersten Kraftstoffs zu einem Motorzylinder wenigstens teilweise während eines Ansaugtaktes, Auslösen einer Verbrennung in dem Zylinder mittels einer geschichteten Einspritzung eines zweiten Kraftstoffs in den Zylinder und Anpassen der Mengen des ersten Kraftstoffs relativ zu dem zweiten Kraftstoff in dem Zylinder als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung von vorvermischtem ersten Kraftstoff und Luft in dem Zylinder, wobei die unkontrollierte Verbrennung durch die ausgelöste Verbrennung des zweiten Kraftstoffs begonnen wird.
Wie hierin verwendet, weist eine unkontrollierte Verbrennung eine Selbstentzündung der Endgase in dem Zylinder auf, die eine Mischung aus dem ersten Kraftstoff und Luft aufweisen können. Eine Selbstentzündung kann durch eine durch Kompressionszündung bedingte Verbrennung des zweiten Kraftstoffs verursacht werden. Z. B. kann eine Kompressionszündungsverbrennung von geschichtetem Kraftstoff eine primäre Flammenfront erzeugen, die den Druck und die Temperatur der verbleibenden Endgase (einschließlich einer Mischung von Luft und dem ersten Kraftstoff) in dem Zylinder bis zum Selbstentzündungspunkt erhöht. Die sich daraus ergebende Flammenfront der Endgase stößt dann mit der primären Flammenfront zusammen und erzeugt Lärm und Vibration als auch ein reduziertes Motordrehmoment für eine gegebene Menge der Kraftstoffe. Durch die Anpassung der Mengen des ersten Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs als Reaktion auf das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung ist es möglich, die Selbstentzündung der Endgase zu reduzieren. Durch Abmagern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Endgasmischung wird eine unkontrollierte Verbrennung reduziert und die Gesamtmotorleistung verbessert, während gleichzeitig durch eine geeignete Erhöhung der Menge des zweiten Kraftstoffs, der eingespritzt wird, das Motordrehmoment und/oder die Leistung aufrechterhalten werden.
Diese Kurzbeschreibung ist zur Einführung einer Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form vorgesehen, die weitergehend in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Sie ist nicht dafür gedacht, Schlüsselmerkmale oder wichtige Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, noch ist sie dafür gedacht, dazu benutzt zu werden, den Schutzumfang des beanspruchten Erfindungsgegenstandes einzuschränken. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche der oder alle in irgendeinem Teil dieser Offenlegung angegebenen Nachteile lösen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugsystems, das ein erstes Fahrzeug, das einen Fahrzeugmotor aufnimmt, und ein zweites Kraftstoffspeicherfahrzeug aufweist, in dem ein gasförmiger Kraftstoff gespeichert ist.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motorsystems, das in dem Fahrzeugsystem aus 1 verwendet wird.
3–4 zeigen Flussdiagramme auf hoher Ebene eines Verfahrens zur Anpassung erster und zweiter Kraftstoffeinspritzmengen als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Zylinderverbrennung.
5 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Motorsystems, das in dem Fahrzeugsystem der 1 verwendet wird, einschließlich Geber- und Nicht-Geberzylindergruppen.
6 zeigt ein Flussdiagramm auf hoher Ebene eines Verfahrens zur unterschiedlichen Anpassung der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzmenge in Geber- und Nicht-Geberzylindergruppen als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Zylinderverbrennung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Verfahren und Systeme zur Verringerung unkontrollierter Zylinderverbrennung in einem Motor, der mit mehreren in dem Zylinder vorhandenen Kraftstoffen betrieben wird.
Beispielsweise können Fahrzeuge, wie das Schienenfahrzeug der 1, mit einem oder mehreren Kraftstoffen betrieben werden. Beispielsweise kann, wie in 2 und 5 gezeigt, das Fahrzeug mit einem Motorsystem eingerichtet sein, das mit sowohl einem ersten, gasförmigen Kraftstoff (wie z. B. verdichtetem Erdgas) als auch einem zweiten, flüssigen Kraftstoff (wie z. B. einem Dieselkraftstoff) betrieben werden kann. Wie in 3 gezeigt, kann ein Fahrzeugsteuerungssystem betreibbar sein, um eine Kraftstoffeinspritzung in einen Motorzylinder als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in dem Zylinder anzupassen. Insbesondere kann die Steuerungsvorrichtung als Reaktion auf eine unkontrollierte Verbrennung einer vorvermischten Luft-Kraftstoff-Mischung des ersten gasförmigen Kraftstoffes in dem Zylinder, die durch eine geschichtete Einspritzung des zweiten flüssigen Kraftstoffes begonnen wird, die Einspritzung des gasförmigen Kraftstoffs temporär reduzieren, wobei gleichzeitig die Einspritzung des flüssigen Kraftstoffs in den betreffenden Zylindern erhöht wird. Wie in 4 gezeigt, kann auf der Basis der Intensität des Anzeichens (bezüglich eines oder mehrerer Schwellenwerte) die Kraftstoffmengenanpassung mit Einspritzzeitpunktanpassungen als auch mit Anpassungen anderer Motorbetriebsparameter kombiniert werden. In Motorsystemen, die mit Geber- und Nicht-Geberzylindergruppen eingerichtet sind, wie z. B. dem Motorsystem in 5, können differentielle erste und zweite Kraftstoffeinspritzanpassungen basierend darauf durchgeführt werden, ob das Anzeichen der unkontrollierten Verbrennung in einer Geberzylindergruppe oder in einer Nicht-Geberzylindergruppe (6) vorliegt. Auf diese Weise kann unkontrollierte Zylinderverbrennung verringert werden, während gleichzeitig ermöglicht wird, Kraftstoffeffizienzvorteile durch die Verwendung mehrerer Kraftstoffe zu erzielen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich gasförmiger Kraftstoff auf einen Kraftstoff, der bei atmosphärischen Bedingungen und/oder nach der Einspritzung in den Motoreinlass oder den Motorzylinder gasförmig ist, aber welcher (bei einem Druck oberhalb des Sättigungsdrucks) in flüssiger Form gelagert und/oder zum Motor geleitet werden kann. Beispielsweise kann der gasförmige Kraftstoff in flüssiger Form gelagert, in flüssiger Form zu der Motorkraftstoffleitung zugeleitet werden, aber dann in gasförmiger Form in einen Motorzylinder eingespritzt (injiziert) werden.
1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugsystem, das hierin als ein Zug 100 gezeigt ist. Der Zug 100 weist ein erstes Fahrzeug 102 (das hierin als Schienenfahrzeug gezeigt ist, welches eine Lokomotive sein kann) und ein zweites Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 (das hierin als Reihen-Schienenfahrzeug gezeigt ist) auf. Der Zug 100 kann ein oder mehrere zusätzliche Wagons 106 (von denen einer in dem vorliegenden Beispiel gezeigt ist) aufweisen. Das erste Fahrzeug 102, das zweite Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 und der Wagon 106 sind eingerichtet, um auf dem Schienenstrang 110 zu fahren. In alternativen Ausführungsformen kann jede geeignete Anzahl von Lokomotiven und Wagons in dem Zug 100 enthalten sein.
Das erste Fahrzeug 102 ist für den Vortrieb angetrieben, während das zweite Fahrzeug 104 und der Wagon 106 nicht mit angetrieben sind. Ein Motorsystem 108 ist in dem ersten Fahrzeug 102 angeordnet, wobei das Motorsystem einen Motor mit mehreren Zylindern aufweist. Jeder Zylinder ist eingerichtet, um wenigstens eine Einlasskraftstoffeinspritzeinrichtung und wenigstens eine Direktkraftstoffeinspritzeinrichtung aufzuweisen. In dem gezeigten Beispiel ist das erste Fahrzeug 102 als eine von dem (in 2 näher gezeigten) Motorsystem 108 angetriebene Lokomotive eingerichtet, das mit verschiedenen Kraftstoffen, wie z. B. einem ersten Kraftstoff und einem zweiten Kraftstoff, arbeitet. Die Kraftstoffe können einen flüssigen Kraftstoff, wie z. B. einen Dieselkraftstoff, einen alternativen Kraftstoff und/oder einen gasförmigen Kraftstoff oder deren Kombination aufweisen. In einem Beispiel weist ein erster Kraftstoff einen gasförmigen Kraftstoff und ein zweiter Kraftstoff einen Dieselkraftstoff auf. Ferner kann der gasförmige Kraftstoff ein alternativer Kraftstoff, wie z. B. komprimiertes Erdgas (CNG), Flüssig-Erdgas (LNG) und/oder deren Kombination sein.
In einigen Ausführungsformen können das erste Fahrzeug 102 mittels alternativer Motorkonfigurationen, wie z. B. einem Benzinmotor, einem Biodieselmotor, einem Erdgasmotor oder einem am Wegrand (z. B. mittels einer Oberleitung oder einer dritten Schiene) versorgten Elektromotor, angetrieben werden. Während das Motorsystem 108 hierin in einer Ausführungsform als ein Mehr-Kraftstoff-Motor eingerichtet ist, der mit einem Dieselkraftstoff und CNG/LNG betrieben wird, kann in alternativen Beispielen das Motorsystem 108 vielfältige Kraftstoffkombinationen, andere als Diesel und CNG/LNG, verwenden.
Das erste Fahrzeug 102 Ist mechanisch mit dem zweiten Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 mittels einer Kopplungsvorrichtung 112 verbunden. In ähnlicher Weise ist das zweite Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 mechanisch mit dem Wagen 106 mittels einer Kopplungsvorrichtung 112 verbunden. Auf diese Weise bilden das erste Fahrzeug 102, das zweite Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 und der Wagon 106 einen Zugbestand.
Das zweite Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 weist ein Kraftstoffsystem 128 auf, das einen ersten Kraftstofftank 130 zur Lagerung des ersten (gasförmigen) Kraftstoffs aufweist. Das erste Fahrzeug 102 weist einen (nicht gezeigten) zweiten Kraftstofftank zur Lagerung des zweiten (flüssigen) Kraftstoffs auf. In einem Beispiel, bei dem das Fahrzeugsystem ein Zug ist, kann das zweite Kraftstoffspeicherfahrzeug ein Reihen-Wagon sein, der hinter einer führenden Lokomotive mechanisch angekoppelt ist. Wie nachstehend erläutert, weist der Zug 100 ferner eine Kraftstoffzufuhrleitung 136 auf, die das erste Fahrzeug 102 und das zweite Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 zur Übertragung des ersten, gasförmigen Kraftstoffs aus dem Kraftstoffspeicherfahrzeug zu dem ersten Fahrzeug verbindet.
Der erster Kraftstofftank 130 ist eingerichtet, um den ersten Kraftstoff entweder im flüssigen oder im gasförmigen Zustand zu lagern. Wie in 2 ausgeführt, kann der erste Kraftstoff ein gasförmiger Kraftstoff sein, der im ersten Kraftstofftank 130 beim Sättigungsdruck gelagert wird, und das Kraftstoffsystem 128 kann als Flüssigphasen-Einspritz(LPI)-System eingerichtet sein, wobei der gasförmige Kraftstoff zu einer Motorkraftstoffleitung bei einem bezüglich des atmosphärischen Drucks erhöhten Druck geleitet wird. In einem Beispiel kann der erste Kraftstoff komprimierter Erdgaskraftstoff (CNG Kraftstoff) oder flüssiger Propangaskraftstoff (LPG Kraftstoff) sein. Hierin kann in dem Beispiel eines Flüssigphaseneinspritzsystems, der Kraftstoff in flüssiger Form (z. B. als LNG) vorliegen, wenn er beim Sättigungsdruck im Kraftstofftank 130 gelagert wird, der von dem Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 getragen wird, und während der Kraftstoff entlang einer Kraftstoffleitung und einer Kraftstoffeinspritzleitung bei hohem Druck geleitet wird. Wenn er jedoch in den Motor bei niedrigerem Druck mittels der Einspritzvorrichtungen in den Zylinder eingespritzt wird (z. B. in einen Kraftstoffvorbereitungsbereich des Motors mit einem (im Vergleich mit dem Leitungsdruck) niedrigeren Druck), kann der Kraftstoff in eine gasförmige Form übergehen und somit in einem gasförmigen Zustand eingespritzt werden. Indem der Kraftstoff bei hohem Druck und in flüssiger Form während wenigstens eines Teils der Zufuhr entlang der Kraftstoffleitung und in die Kraftstoffeinspritzleitung hinein gehalten wird, wird die Kraftstoffdosierung erleichtert. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kraftstoffeinspritzleitung den Kraftstoff jedoch in einem gasförmigen Zustand führen.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird CNG oder LNG in dem zweiten einen Kraftstoffspeicherfahrzeug 104 (z. B. in einem Tenderwagon) auf einem Plattformsystem 131 gelagert. Das Plattformsystem 131 ist eingerichtet, um eine Temperatur und einen Druck des gasförmigen Kraftstoffs zu regeln und zu steuern. Vielfältige Filter, Ventile, Zwischenkühler und Steuerungssysteme (wie hierin ausgeführt) können in der Nähe des Kraftstofftanks (z. B. neben dem Kraftstofftank) in dem Plattformsystem montiert sein. Das Plattformsystem kann ferner mit der Lokomotive 102 verbunden sein. Das Plattformsystem kann z. B. die Kraftstoffzufuhrleitung aufweisen.
Vielfältige Kraftstoffsystemkomponenten, wie z. B. verschiedene Ventile, Druckregler, Filter und Sensoren können in dem Kraftstoffsystem 128 verbunden sein, einschließlich eines Tankabsperrventils 132, welches den Eintritt des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 130 in die Kraftstoffzufuhrleitung 136 steuert, und eines Druckreglers 134, welcher den Kraftstoffleitungsdruck des ersten gasförmigen Kraftstoffs regelt. Wie hierin ausgeführt, kann wenigstens teilweise auf der Basis einer Leistungsstufeneinstellung des Fahrzeugmotors eine ursprüngliche (nicht angepasste) Menge des ersten Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs, die dem Motor zugeführt werden, als auch ein ursprüngliches Verhältnis des ersten Kraftstoffs bezüglich eines zweiten Kraftstoffs bestimmt werden. Der hierin verwendete zweite Kraftstoff kann ein flüssiger Kraftstoff sein, wie z. B. Diesel. Die ursprünglichen, unangepassten Mengen des ersten und zweiten Kraftstoffs werden eingespritzt, bevor ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung empfangen wird. Dann kann/können als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in dem Zylinder die erste und/oder die zweite Kraftstoffmenge angepasst werden, um die unkontrollierte Verbrennung zu verringern.
Ein Fahrzeugsteuerungssystem oder die Steuerungsvorrichtung 12 kann eingerichtet sein, um von dem ersten Fahrzeug 102 und dem zweiten Fahrzeug 104 des Zugs 100 Informationen zu empfangen und zu ihnen Signale zu übertragen. Die Steuerungsvorrichtung 12 kann, wie hierin beschrieben, Signale von vielfältigen Sensoren auf dem Zug 100 im Hinblick auf Motor- und/oder Fahrzeugbetriebsbedingungen empfangen und kann den Fahrzeug- und Motorbetrieb entsprechend anpassen. Die Steuerungsvorrichtung 12 kann beispielsweise betreibbar, um eine Kraftstoffmenge zu bestimmen, die aus jeder der mehreren Kraftstoffquellen in jeden Motorzylinder eingespritzt werden soll. Die Steuerungsvorrichtung kann dann ferner die in die Motorzylinder eingespritzten Kraftstoffmengen als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung und/oder als Reaktion auf das in einem definierten Zustand gerade arbeitende (oder zu arbeiten beginnende) Fahrzeug anpassen. In einem Beispiel kann sich die Steuerungsvorrichtung 12 in einer lokalen Umgebung, wie z. B. an Bord des ersten Fahrzeugs 102, befinden. In alternativem Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung 12 jedoch an einem entfernten Ort, wie z. B. in einer Zugeinsatzzentrale sein.
Das Motorsystem erzeugt ein Drehmoment 108, das von einem (nicht gezeigten) Systemgenerator verwendet wird, um Elektrizität für darauffolgenden Antrieb des Zugs 100 zu erzeugen. (Nicht gezeigte) Fahrmotoren, die an einem Fahrgestell 135 unterhalb des ersten Fahrzeugs 102 montiert sind, stellen eine Zugkraft für den Antrieb bereit. In einem hierin gezeigten Beispiel können sechs Umrichter-Fahrmotorpaare für alle sechs Achsräderpaare 111 des ersten Fahrzeugs 102 vorgesehen sein. Die Fahrmotoren können auch eingerichtet sein, um als Generatoren zu agieren, die ein dynamisches Bremsen zum Abbremsen des ersten Fahrzeugs 102 erzielen. Insbesondere kann jeder Fahrmotor während des dynamischen Bremsens ein Drehmoment in eine Richtung liefern, die dem Drehmoment entgegen gerichtet ist, welches zum Antrieb des ersten Fahrzeugs in die Rollrichtung erforderlich ist, wodurch elektrischer Strom erzeugt wird. Wenigstens ein Teil des erzeugten elektrischen Stroms kann zu einer elektrischen Energiespeichervorrichtung des Systems, wie z. B. einer (nicht gezeigten) Batterie, geleitet werden. Druckluftbremsen 114, die verdichtete Luft verwenden, können ebenfalls von dem ersten Fahrzeug 102 für das Bremsen verwendet werden.
Die Bedienungsmannschaft und im Fahrzeugsteuerungs- und -managementsystem eingesetzte elektronische Komponenten, wie z. B. ein Borddiagnose(OBD)-System 116, können in dem Fahrerhaus 118 untergebracht sein. Das OBD-System 116 kann z. B. über eine (nicht gezeigte) drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation 180 mit der Steuerungsvorrichtung 12 in Verbindung stehen.
Ein Fahrzeugführer kann auch eine gewünschte Fahrzeugleistungsstufe anzeigen, indem er eine Leistungsstufeneinstellung des Fahrzeugmotors anpasst. In einem Beispiel kann der Fahrzeugführer eine Leistungsstufeneinstellung des Zugs 100 anpassen (wodurch er auch die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drehmomentanforderung steuert), indem er die Fahrpedal- und/oder Bremseinstellungen anpasst. Das erste Fahrzeug 102 kann beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Stufen- oder „gerasteten” Fahrpedal mit mehreren Fahrpedalpositionen oder „Einrastungen” eingerichtet sein, einschließlich einer Leerlaufeinrastung, die dem Leerlaufmotorbetrieb entspricht, und mehreren Leistungseinrastungen, die dem zunehmend leistungsstärkeren Motorbetrieb entsprechen, eingerichtet sein. Das Fahrpedal kann zusätzlich fortlaufende dynamische Bremseinrastungen für den zunehmend höheren Bremsbedarf aufweisen. Wenn er in einer Leerlaufleistungseinstellung (z. B. der Leerlaufeinrastposition) ist, kann das Motorsystem 108 eine reduzierte Menge am Gesamtkraftstoff aus den mehreren Kraftstoffquellen erhalten, wodurch es in die Lage versetzt wird, im Leerlauf bei niedrigen U/min zu laufen. Zusätzlich können die Fahrtmotoren nicht aktiviert sein. Um den Betrieb des ersten Fahrzeugs zu beginnen, kann der Fahrzeugführer eine Fahrtrichtung wählen, indem er die Position des Richtungsumkehrers 121 anpasst, der in eine Vorwärts-, Rückwärts- und Neutralposition gesetzt werden kann. Nachdem er den Umkehrer entweder in eine Vorwärts- oder eine Rückwärtsrichtung gesetzt hat, kann der Fahrzeugführer die Bremse 114 freigeben und das Fahrpedal zu einer ersten niedrigen Leistungsstufeneinstellung (z. B. zu einer ersten Leistungseinrastung) bewegen, um die Fahrmotoren zu aktivieren. Wenn die Leistungsstufeneinstellung erhöht wird (z. B. wenn das Fahrpedal zu den höheren Leistungseinrastungen bewegt wird), wird eine Kraftstoffrate und Gesamtkraftstoffmenge, die dem Motor zugeführt wird, erhöht, was zu einer entsprechenden Erhöhung der Ausgangsleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit führt.
Der Zug 100 kann verschiedene Sensoren zur Bestimmung der Fahrzeug- und Motorbetriebszustände und zu deren Kommunikation mit dem OBD-System 116 und/oder der Steuerungsvorrichtung 12 aufweisen. Die vielfältigen Sensoren können wenigstens einen Verbrennungssensor 140 und einen Kurbelwellensensor 142 aufweisen, die mit einem Körper des Fahrzeugmotors verbunden sind. Der Verbrennungssensor ist eingerichtet, um ein Anzeichen hinsichtlich Zylinderverbrennungsbedingungen, einschließlich eines Anzeichens einer unkontrollierten Verbrennung in einem Zylinder zu liefern. Der Kurbelwellendrehzahlsensor ist eingerichtet, um ein Anzeichen hinsichtlich der Kurbelwellendrehzahl zu liefern. Die Steuerungsvorrichtung 12 kann ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in einem gegebenen Zylinder auf der Basis der Ausgaben bestimmen, die sie sowohl von dem Verbrennungssensor 140 als auch von dem Kurbelwellendrehzahlsensor 142 erhält. Andere Sensoren an Bord des Zuges 100 weisen Schienensensoren (zur Lieferung eines Anzeichens hinsichtlich der Schienenstrangbedingungen, wie z. B. der Schienensteigung), Standortbestimmungssensoren (zur Lieferung eines Anzeichens hinsichtlich eines Ortes des Zugs und geographischer Marker, wie z. B. Tunnel und Brücken, an dem Standort des Zugs oder in seiner Nähe), vielfältige Temperatur- und Drucksensoren (zur Lieferung eines Anzeichens hinsichtlich der Fahrzeug-, Motor-, Kraftstofftank- und Umgebungstemperatur und Druckbedingungen), Feinstaubsensoren (zur Lieferung eines Anzeichens hinsichtlich eines Staub- oder Rußniveaus am Standort des Zugs), usw. aufweisen. Die Steuerungsvorrichtung 12 empfängt Eingangsdaten von den vielfältigen Sensoren, verarbeitet die Eingangsdaten und steuert als Reaktion auf die verarbeiteten Daten auf der Basis von darin programmierten Anweisungen oder Codes, die einer oder mehreren Routinen entsprechen, verschiedene Aktuatoren an. Die vielfältigen Aktuatoren können Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, Fahrpedale, vielfältige Ventile (wie etwa ein Tankabsperrventil 132), vielfältige Druckregler (wie z. B. den Druckregler 134), usw. aufweisen. Beispielhafte Steuerungsroutinen sind hierin unter Bezugnahme auf 3, 4 und 6 beschrieben.
In einem Beispiel ist das Steuerungssystem betreibbar, um eine Menge eines ersten, gasförmigen Kraftstoffs zu bestimmen, der von Einlasskraftstoffeinspritzeinrichtungen in mehrere Motorzylinder eingespritzt werden soll, und einer Menge eines zweiten, flüssigen Kraftstoffs, der durch Direktkraftstoffeinspritzeinrichtungen in die mehreren Motorzylinder wenigstens teilweise auf der Basis von Zylinderverbrennungsbedingungen, die durch wenigstens einen Verbrennungssensor angezeigt werden, und auf der Basis einer Leistungsstufeneinstellung eingespritzt werden soll. Das Steuerungssystem ist dann ferner betreibbar, um die Menge des ersten Kraftstoffs zu ändern, die in den wenigstens einen der mehreren Zylinder als Reaktion auf ein Anzeichen der Verbrennungsbedingung eingespritzt wird, wobei die Änderung eine Verringerung der Menge des durch die Einlasskraftstoffeinspritzeinrichtungen eingespritzten ersten Kraftstoffs und entsprechend eine Erhöhung der Menge des zweiten Kraftstoffs aufweist, der von den Direkteinspritzeinrichtungen eingespritzt wurde.
2 zeigt eine detaillierte Darstellung eines Motorsystems 200. In einem Beispiel ist das Motorsystem 200 in einem Fahrzeugsystem, wie z. B. dem Fahrzeugsystem der 1, untergebracht. Das Motorsystem 200 weist ein Steuerungssystem 214 und ein Kraftstoffsystem 218 auf. Das Motorsystem 200 kann einen Motor 210 aufweisen, der mehrere Zylinder 230 aufweist. Der Motor 210 weist einen Motoreinlass 223 und einen Motorauslass 225 auf. Der Motoreinlass 223 weist eine Drosselklappe 262 auf, die in Fluidverbindung mit dem Motoreinlasskrümmer 244 über einen Ansaugkanal 242 gekoppelt ist. Der Motorauslass 225 weist einen Abgaskrümmer 248 auf, der zu einem Auslassdurchgang 235 führt, der Abgas durch eine Emissionssteuerungsvorrichtung 270 in die Atmosphäre leitet. Man beachte, dass andere Komponenten, wie z. B. vielfältige Ventile und Sensoren in dem Motor untergebracht sein können.
Das Motorsystem 200 ist als ein geladener Verbrennungsmotor gezeigt, der einen Turbolader mit einem Verdichter 272 aufweist, der von einer Abgasturbine 274 angetrieben wird. Durch den Betrieb des Turboladers wird ein aufgeladener Motorbetrieb ermöglicht. In alternativen Ausführungsformen kann das Motorsystem 200 mit einem Superlader eingerichtet sein. Das Motorsystem ist auch mit einem Abgasrückführungssystem (EGR) zur Rückführung einer Abgasmenge aus dem Motorauslass zum Motoreinlass gezeigt. Insbesondere ist das Motorsystem 200 mit einem EGR-Kanal 295 gezeigt, der stromaufwärts von dem Verdichter 272 und stromabwärts von der Turbine 274 eingekoppelt ist. Durch die Anpassung einer Stellung eines EGR-Ventils 296 im EGR-Kanal 295 kann eine Menge an Niederdruck-EGR geliefert werden. In anderen Ausführungsformen kann auch eine Hochdruck-EGR ermöglicht werden, wobei der EGR-Kanal stromabwärts von dem Verdichter 272 und stromaufwärts von der Turbine 274 eingekoppelt ist.
Das Kraftstoffsystem 218 weist einen oder mehrere Kraftstofftanks auf. In dem gezeigten Beispiel ist das Kraftstoffsystem ein Mehr-Kraftstoff-System, das einen ersten Kraftstofftank 220a, der für die Zuführung eines ersten Kraftstoffs mit einer ersten chemischen und physikalischen Eigenschaft entlang einer ersten Kraftstoffleitung 252 eingerichtet ist, und einen zweiten Kraftstofftank 220b aufweist, der für die Zuführung eines zweiten Kraftstoffs mit einer anderen zweiten chemischen und physikalischen Eigenschaft entlang einer zweiten Kraftstoffleitung 254 eingerichtet ist. Vielfältige Kraftstoffsystemkomponenten, wie z. B. vielfältige Ventile, Druckregler, Filter und Sensoren, sind entlang jeder von der ersten Kraftstoffleitung 252 und der zweiten Kraftstoffleitung 254 eingekoppelt. Die Kraftstofftanks 220a, 220b halten mehrere Kraftstoffe oder Kraftstoffmischungen. Beispielsweise kann der erste Kraftstoff, der in dem ersten Kraftstofftank 220a gelagert ist, ein gasförmiger Kraftstoff, wie z. B. ein komprimiertes Erdgas (CNG) sein, während der zweite, in dem zweiten Kraftstofftank 220b gelagerte Kraftstoff ein zweiter, flüssiger Kraftstoff, wie z. B. Diesel, sein kann. In einem Beispiel, wie in 1 gezeigt, kann der Motor 210 auf einem ersten Fahrzeug eines Fahrzeugsystems untergebracht sein, während der erste Kraftstofftank 220a, der den ersten, gasförmigen Kraftstoff lagert, auf einem zweiten Fahrzeug eines Fahrzeugsystems untergebracht sein kann, wobei das zweite Fahrzeug mit dem ersten Fahrzeug mechanisch gekoppelt ist. Der zweite Kraftstofftank 220b, der den zweiten, flüssigen Kraftstoff lagert, kann mit dem Motor auf dem ersten Fahrzeug des Fahrzeugsystems untergebracht sein.
Jeder Kraftstofftank kann mit entsprechenden Kraftstoffpumpen zur Verdichtung von Kraftstoff, der den Einspritzeinrichtungen des Motors 210, wie z. B. den Einspritzeinrichtungen 266 und 268, zugeführt wird, gekoppelt sein. Während lediglich ein einziger Satz Einspritzeinrichtungen 266, 268 gezeigt ist, sind zusätzliche Sätze von Einspritzeinrichtungen für jeden Zylinder 230 vorgesehen. In dem gezeigten Beispiel wird der in dem ersten Kraftstofftank 220a gelagerte erste Kraftstoff zu einer ersten Einlasskraftstoffeinspritzeinrichtung 266 des Motorzylinders 230 über eine erste Kraftstoffleitung 223a zugeführt, während der zweite Kraftstoff in dem zweiten Kraftstofftank 220b zu einer zweiten Direkteinspritzeinrichtung 268 des Motorzylinders 230 mittels einer zweiten Kraftstoffleitung 223b zugeführt wird. In alternativen Beispielen kann jede der Einspritzeinrichtungen 266, 268 jedoch als Direkteinspritzeinrichtung eingerichtet sein, wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Kraftstoff dem Motorzylinder mittels einer Direktkraftstoffeinspritzeinrichtung zugeführt wird. Das Kraftstoffsystem kann ferner ein oder mehrere (nicht gezeigte) Ventile zur Regulierung der Zufuhr von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 220a zu der Einspritzeinrichtung 266 und aus dem Kraftstofftank 220b zu der Einspritzeinrichtung 268 aufweisen.
In dem gezeigten Beispiel sind die erste Kraftstoffleitung 252 und zugehörige Komponenten eingerichtet, um den ersten gasförmigen Kraftstoff zuzuführen. Entsprechend ist der erste Kraftstofftank 220a mit einem Druckregler 234 und einem Magnetventil 236 gekoppelt, um eine festgesetzte Niederdruckzufuhr des ersten Kraftstoffs zu ermöglichen, der der Einspritzeinrichtung 266 zugeführt werden soll. Ein Tankventil 232 (z. B. ein Rückschlagventil) ist zwischen dem ersten Kraftstofftank 220a und dem Druckregler 234 angeordnet, um eine korrekte Strömung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank sicherzustellen. Ein Tankausgangsleitungsdrucksensor 233 ist stromaufwärts von dem Druckregler 234 und stromabwärts von dem ersten Kraftstofftank 220a angeordnet, um eine Schätzung des Kraftstoffdrucks vor der Druckregulierung durch den Druckregler 234 zu liefern. Der Drucksensor 233 kann beispielsweise eine Schätzung des Kraftstoffeingangsdrucks auf die Hochdruckseite des Druckreglers 233 liefern. Ein Koaleszenzfilter 238 ist auf der Niederdruckseite des Druckreglers 234 angeordnet. Das Magnetventil 236, auf das als Absperrventil Bezug genommen wird, kann zwischen dem Druckregler 234 und eine Koaleszenzfilter 238 eingekoppelt sein.
In einem Beispiel speichert der erste Kraftstofftank 220a den gasförmigen Kraftstoff in einem Druckbereich von 10–220 Bar (z. B. 3000–6000 psi für einen CNG-Kraftstoff), während der Druckregler 234 den Kraftstoffleitungsdruck auf einen festen Bereich von 3–10 Bar (z. B. 2–10 Bar für einen CNG-Kraftstoff) regelt. Ein weiteres (nicht gezeigtes) Rückschlagventil kann stromabwärts von dem Druckregler 234 und stromaufwärts von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 266 gekoppelt sein. Das Kraftstoffsystem 218 an sich kann ein rückführungsloses Kraftstoffsystem, ein Kraftstoffsystem mit Rückführung oder verschiedene andere Typen eines Kraftstoffsystems sein. Man wird erkennen, dass, obwohl die Ausführungsform das Kraftstoffsystem 218 als ein Zweikraftstoff-System zeigt, das Kraftstoffsystem 218 in alternativen Ausführungsformen weitere zusätzliche Kraftstoffe aufweisen kann.
Das Motorsystem 200 enthält ferner ein Steuerungssystem 214. Das Steuersystem 214 ist gezeigt, wie es Informationen von mehreren Sensoren 216 (von denen verschiedene Beispiele hierin beschrieben werden) empfängt und Steuersignale zu mehreren Aktuatoren 281 (von denen verschiedene Beispiele hierin beschriebenen sind) sendet. Die Sensoren 216 können beispielsweise MAP- und MAF-Sensoren 284 und 285 in dem Einlass, ein Abgassensor 286 und Temperatursensor 227, die sich in dem Auslass befinden, Drucksensoren 202, 204, die mit der ersten bzw. zweiten Kraftstoffleitung gekoppelt und eingerichtet sind, um eine Schätzung der betreffenden Kraftstoffleitungsdrucke zu liefern, Drucksensoren 292, 294, die mit dem ersten bzw. zweiten Kraftstofftank gekoppelt und eingerichtet sind, um eine Schätzung der betreffenden Kraftstofftankdrücke zu liefern, usw. aufweisen. Andere Sensoren, wie z. B. Druck-, Temperatur-, Kraftstoffniveau-, Luft/Kraftstoff-Verhältnis- und -Zusammensetzungssensoren, können mit verschiedenen Orten in dem Motorsystem gekoppelt sein. Beispielsweise können ein Verbrennungssensor 228 und ein (nicht gezeigter) Kurbelwellendrehzahlsensor mit dem Motorblock verbunden sein, um ein Anzeichen von Zylinderverbrennungsbedingungen zu liefern. Beispielsweise kann der Verbrennungssensor 228 ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in einem Zylinder auf der Basis von Blockvibrationssignalen während vordefinierter Fenster des Kurbelwellenwinkels liefern. Als ein weiteres Beispiel können die Aktuatoren Kraftstoffpumpen (221a und 221b), Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 266, 268, ein Magnetventil 236, einen Druckregler 234 und eine Drosselklappe 262 aufweisen. Das Steuerungssystem 214 kann eine Steuerungsvorrichtung 212 aufweisen, die Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfängt, die Eingangsdaten verarbeitet und die Aktuatoren in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten ansteuert.
In einem Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung Informationen über Zylinderverbrennungsbedingungen mehrerer Zylinder eines Motors empfangen und über Einlasskanaleinspritzen betreffender erster Mengen eines ersten gasförmigen Kraftstoffs in den Zylinder während Ansaugtakte der Zylinder beim gleichzeitigen Direkteinspritzen betreffender zweiter Mengen eines zweiten flüssigen Kraftstoffs in die Zylinder. Die Steuerungsvorrichtung kann dann die ersten Mengen und die zweiten Mengen auf der Basis von Informationen über die Zylinderverbrennungsbedingungen, die empfangen werden, steuern.
Es wird nun 3 betrachtet, in der ein Beispiel einer Routine 300 zur Anpassung einer Menge eines ersten gasförmigen Kraftstoffs und/oder einer Menge eines zweiten flüssigen Kraftstoffs bereitgestellt ist, die zu einem Zylinder eines Fahrzeugmotors als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in dem Motorzylinder geliefert wird. Die Anpassung ermöglicht die Verringerung einer unkontrollierten Verbrennung einer relativ homogenen Mischung aus Luft und dem ersten Kraftstoffs in dem Zylinder, die durch die Verbrennung einer geschichteten Mischung aus Luft und dem zweiten Kraftstoff in dem Zylinder begonnen wird.
In 302 werden Motor- und Fahrzeugbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen. Diese weisen z. B. die Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motortemperatur, Abgaskatalysatortemperatur, Umgebungsbedingungen (z. B. Umgebungstemperatur, Umgebungsluftfeuchtigkeit, Umgebungsruß- oder -staubniveaus, barometrischer Druck, Höhe, usw.), Ladedruck, gewünschte Leistungsstufe, vom Fahrzeugführer vorgegebenen Drehmomentbedarf, usw. auf.
In 304 werden auf der Basis der geschätzten Betriebsbedingungen Einspritzmengen für einen ersten, gasförmigen Kraftstoff und einen zweiten, flüssigen Kraftstoff bestimmt. Beispielsweise kann ein Fahrzeugsteuerungssystem betreibbar sein, um eine erste Menge des ersten Kraftstoffs und eine zweite Menge des zweiten Kraftstoffs zu bestimmen. Das Steuerungssystem kann auch ein Verhältnis des ersten Kraftstoffs zu dem zweiten Kraftstoff in einer Gesamtkraftstoffmenge bestimmen.
Der erste Kraftstoff kann an sich ein erster, nicht durch Kompression entzündbarer Kraftstoff sein. Eine relativ homogene Mischung aus dem ersten Kraftstoffs und Luft in dem Zylinder kann beispielsweise durch Betätigen einer Zündkerze gezündet werden. Der erste Kraftstoff kann einen gasförmigen Kraftstoff, wie z. B. Erdgas (z. B. komprimiertes Erdgas (CNG), Flüssig-Erdgas (LNG), usw.) aufweisen. Wie hierin verwendet, bezieht sich ein gasförmiger Kraftstoff auf einen Kraftstoff, der bei atmosphärischen Bedingungen gasförmig ist, aber bei hohem Druck (insbesondere oberhalb des Sättigungsdrucks) in flüssiger Form in dem Kraftstoffsystem vorliegen kann. In anderen Worten wird der erste Kraftstoff in den Motor (bei niedrigerem Druck) in gasförmiger Form eingespritzt, wird aber (bei höherem Druck) in flüssiger Form gelagert und zugeführt. In einem Beispiel, wie es in 1 gezeigt ist, kann der Fahrzeugmotor innerhalb eines ersten Fahrzeugs angeordnet sein, und der erste Kraftstoff kann in einem zweiten Fahrzeug gelagert sein, das mit dem ersten Fahrzeug mechanisch gekoppelt ist. Im Vergleich dazu ist der zweite Kraftstoff ein zweiter, durch Kompression entzündbarer Kraftstoff. Beispielsweise wird eine geschichtete Ladungsmischung aus dem zweiten Kraftstoff und Luft in dem Zylinder zum oberen Punkt des Verdichtungshubs hin unter Verwendung der Hitze aus der Verdichtung in dem Zylinder gezündet. Der zweite Kraftstoff kann einen flüssigen Kraftstoff, wie z. B. Diesel, aufweisen.
Die erste und die zweite Kraftstoffmenge, die in die Motorzylinder eingespritzt werden sollen, können wenigstens teilweise auf der Leistungsstufeneinstellung des Motors basieren. Die Kraftstoffmengen können ebenfalls wenigstens teilweise auf Zylinderverbrennungsbedingungen basieren, die durch wenigstens einen Verbrennungssensor angezeigt werden. Wenn beispielsweise der Motor innerhalb eines Schienenfahrzeugs angeordnet ist, kann eine gewünschte Leistungsstufe (oder eine Betriebsdrehmomentanforderung) aus einer Leistungsstufeneinstellung, wie z. B. einer Rasteneinstellung eines gerasteten Fahrpedals des Schienenfahrzeugs, wie sie von einem Fahrzeugführer gesetzt wird, abgeleitet werden. Das Steuerungssystem kann ein anfängliches Kraftstoffeinspritzverhältnis mit angepassten Mengen des ersten, gasförmigen Kraftstoffs und des zweiten, flüssigen Kraftstoffs für die Einspritzung in einen Zylinder auf der Basis der Leistungsstufeneinstellung des Fahrzeugs, vor dem Empfang irgendeines Anzeichens einer unkontrollierten Verbrennung bestimmen.
In 306 weist die Routine ein Zuführen des ersten Kraftstoffs zu einem Motorzylinder wenigstens teilweise während eines Ansaugtaktes auf. Der erste Kraftstoff, der dem Motorzylinder zugeführt wird, kann einen gasförmigen Kraftstoff, wie z. B. CNG, aufweisen. Das Zuführen des ersten Kraftstoffs weist das Zuführen des ersten, gasförmigen Kraftstoffs auf. Das Zuführen des ersten Kraftstoffs zu dem Zylinder kann ferner eine Einlasskanaleinspritzung des ersten Kraftstoffs in den Zylinder aufweisen. Das Steuerungssystem kann die erste Menge des ersten, nicht durch Kompression entzündbaren (gasförmigen) Kraftstoffs in den Motorzylinder wenigstens teilweise während eines Ansaugtaktes (z. B. früher während eines Ansaugtaktes) einlasskanaleinspritzen, um eine relativ homogene Mischung (oder Ladung) aus dem ersten Kraftstoff und Luft in dem Zylinder bereitzustellen. Der erste, gasförmige Kraftstoff kann z. B. zusammen mit Luft wenigstens teilweise während des Ansaugtaktes eingespritzt werden. Beispielsweise können der erste Kraftstoff und Luft für ungefähr 10 Kurbelwellenwinkelgrade (CAD) vorvermischt werden, um eine relativ homogene Mischung zu schaffen. Während Vorstehendes eine Einlasskanaleinspritzung des ersten Kraftstoffs empfiehlt, wird man erkennen, dass die Zufuhr des ersten Kraftstoffs alternativ ein Direkteinspritzen des ersten, gasförmigen Kraftstoffs wenigstens teilweise während des Ansaugtaktes aufweisen kann.
Als nächstes weist die Routine bei 308 die Einleitung einer Verbrennung in dem Zylinder mittels einer geschichteten Einspritzung des zweiten (flüssigen) Kraftstoffs in den Zylinder auf. Der zweite Kraftstoff wird während eines Verdichtungstakts, wie z. B. im oberen Totpunkt (TDC), eingespritzt. Die Zufuhr des zweiten Kraftstoffs in den Zylinder weist eine Direkteinspritzung des zweiten Kraftstoffs in den Zylinder auf. Insbesondere kann das Steuerungssystem die zweite Menge des kompressionsentzündbaren zweiten (flüssigen) Kraftstoffs in den Zylinder direkteinspritzen, um in dem Zylinder eine geschichtete Mischung (oder Ladung) aus dem zweiten Kraftstoff und Luft zu schaffen. Wenn die Verbrennung des zweiten Kraftstoffs einmal mittels Kompressionszündung eingeleitet wurde, kann die eingeleitete Verbrennung der (aus dem zweiten Kraftstoff und Luft zusammengesetzten) geschichteten Zylinderladung dann eine Verbrennung der (aus dem ersten Kraftstoff und Luft zusammengesetzten) homogenen Ladung einleiten. Der zur Einleitung der Verbrennung in dem Zylinder eingespritzte zweite Kraftstoff kann einen flüssigen Kraftstoff, wie z. B. Diesel, aufweisen.
Während einiger Motorbetriebsbedingungen kann eine unkontrollierte Verbrennung der homogenen Zylinderladung durch die eingeleitete Verbrennung des zweiten Kraftstoffs begonnen werden. Die unkontrollierte Verbrennung weist eine Selbstentzündung der Endgase in dem Zylinder auf, die eine Mischung aus dem ersten Kraftstoff und Luft aufweisen können. Die Selbstentzündung wird durch Kompressionszündungs-Schichtverbrennung des zweiten Kraftstoffs verursacht. Beispielsweise kann die Kompressionszündungs-Schichtverbrennung des Flüssigkraftstoffs eine primäre Flammenfront erzeugen, die den Druck und die Temperatur der verbleibenden Endgase (die eine Mischung aus Luft und dem gasförmigen ersten Kraftstoff aufweist) in dem Zylinder bis zu dem Selbstentzündungspunkt erhöht. Die sich daraus ergebende Flammenfront der Endgase stößt dann mit der primären Flammenfront zusammen und erzeugt Lärm und Vibration sowie ein reduziertes Motordrehmoment für eine gegebene Menge der Kraftstoffe. Entsprechend bestimmt die Routine bei 310, ob es ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung der homogenen Mischung aus dem ersten Kraftstoffs und Luft in irgendeinem Zylinder gibt. In einem Beispiel können zur Anzeige von Zylinderverbrennungsbedingungen ein oder mehrere Sensoren (z. B. Verbrennungssensoren) mit einem Körper des Motors gekoppelt sein. Auf der Basis des einen oder der mehreren Sensoren bezüglich eines Schwellenwertes kann eine unkontrollierte Verbrennung bestimmt werden. Wenn z. B. die Ausgabe des einen oder der mehreren Sensoren höher als der Schwellenwert ist, kann eine unkontrollierte Verbrennung bestätigt werden. Zusätzlich kann basierend auf der Ausgabe eines Kurbelwellendrehzahlsensors (der an einen Motorblock gekoppelt ist) bezüglich der Zylinderverbrennungsanzeige aus dem einen oder den mehreren (Verbrennungs-)Sensoren die Identität eines Zylinders (oder der Zylinder), in dem (denen) die unkontrollierte Verbrennung stattgefunden hat, bestimmt werden.
Wenn kein Anzeichen für eine unkontrollierte Verbrennung empfangen wird, kann die Routine damit enden, dass das Steuerungssystem die bestimmten (unangepassten) Mengen des ersten und zweiten Kraftstoffs in den Motor einspritzt. Die unangepassten Mengen werden an sich eingespritzt, bevor ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung empfangen wird. Wenn eine unkontrollierte Verbrennung auf der Basis der Ausgabe von jedem von einem Verbrennungssensor und einem Kurbelwellensensor, die mit einem Motorblock des Fahrzeugs gekoppelt sind, angezeigt wird, weist die Routine dann in 312 eine Anpassung der Mengen des ersten, gasförmigen Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs in dem Zylinder auf. Die Kraftstoffeinspritzmengen werden als Reaktion auf ein erstes Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung einer Vormischung aus dem ersten, gasförmigen Kraftstoff und Luft in dem Zylinder angepasst, wobei die unkontrollierte Verbrennung durch die eingeleitete Verbrennung des zweiten Kraftstoffs (der mittels einer geschichteten Einspritzung eingespritzt wurde) begonnen wurde. Die Anpassung enthält eine Änderung der Menge des ersten eingespritzten Kraftstoffs und eine Änderung der Menge des in einen Zylinder eingespritzten zweiten Kraftstoffs als Reaktion auf das erste Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in dem gegebenen Zylinder, während das Zylinderabtriebdrehmoment aufrechterhalten wird und während auch ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders auf einem Niveau gehalten wird, bei dem es relativ mehr Luft (z. B. mehr an Gewicht, mehr an Volumen, usw.) gibt, als Gesamtkraftstoff vorhanden ist, um die Luft während der Verbrennung der gesamten Kraftstoffmenge zu verbrauchen. Beispielsweise kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders magerer als das stöchiometrische sein. Die Anpassung in 312 kann eine Verringerung einer Einspritzmenge des ersten gasförmigen Kraftstoffs in 313 und eine Erhöhung einer Einspritzmenge des zweiten, flüssigen Kraftstoffs in 314 in entsprechenden Mengen aufweisen. Die Größenordnung der Verringerung des ersten Kraftstoffs kann z. B. durch die Größenordnung der Erhöhung des zweiten Kraftstoffs ausgeglichen werden. Während die tatsächlichen Massenmengen der Verringerung des ersten Kraftstoffs und der Erhöhung des zweiten Kraftstoffs (aufgrund der verschiedenen stöchiometrischen Verbrennungsverhältnisse des ersten und zweiten Kraftstoffs) unterschiedlich sein können, können die Mengen ausgewählt werden, um das gesamte Verbrennungsdrehmomentniveau zu halten. Z. B. kann bei derzeitigen Betriebsbedingungen ein vorgespeichertes Verhältnis verwendet werden, das ein relativ konstantes Drehmomentniveau mit entsprechenden Verringerungen/Erhöhungen des jeweiligen ersten und zweiten Kraftstoffs ergibt.
In einem Beispiel weist die Verringerung einer Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs ein Beibehalten eines Einspritzbeginnzeitpunkts des ersten Kraftstoffs beim gleichzeitigen Vorverlegen eines Einspritzendzeitpunkts des ersten Kraftstoffs, um eine Gesamteinspritzdauer des ersten Kraftstoffs zu verkürzen. In ähnlicher Weise weist eine Erhöhung einer Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs das Beibehalten eines Beginns des Einspritzzeitpunkts des zweiten Kraftstoffs bei gleichzeitigen Verzögern eines Einspritzendzeitpunkts des zweiten Kraftstoffs, um eine Gesamteinspritzdauer des zweiten Kraftstoffs zu verlängern. In einigen Ausführungsformen kann jedoch auch der Einspritzzeitpunktbeginn des zweiten Kraftstoffs, wie in 4 weiter ausgeführt, angepasst werden. Die Erhöhung einer Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs kann darin ferner eine Anpassung eines Einspritzzeitpunkts der geschichteten Kraftstoffeinspritzung als Reaktion auf das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung derart aufweisen, dass dieser bezüglich einer Kurbelwellenposition später erfolgt. Der Einspritzzeitpunkt (z. B. der Beginn der Einspritzungszeit) des zweiten Kraftstoffs kann beispielsweise von einem früheren Zeitpunkt während des Verdichtungstakts zu einem späteren Zeitpunkt während des Verdichtungstakts oder von dem Verdichtungstakt zum Arbeitstakt verzögert werden.
In einer Ausführungsform wird das Steuern der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzmenge als Reaktion auf das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung selektiv Zylinder für Zylinder auf der Basis eines oder mehrerer Zylinder durchgeführt, in dem/denen eine unkontrollierte Verbrennung angezeigt wurde. Beispielsweise wird die Anpassung von Kraftstoffeinspritzmengen lediglich in denjenigen Zylindern durchgeführt, für die festgestellt wurde, dass sie von der unkontrollierten Verbrennung betroffen sind. Wenn das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung höher als ein oberer Schwellenwert ist, kann in alternativen Ausführungsformen die Anpassung jedoch auf alle Motorzylinder ausgedehnt werden, einschließlich jener, für die nicht bestimmt wurde, dass sie von der unkontrollierten Verbrennung betroffen sind, um so eine mögliche unkontrollierte Verbrennung in diesen Zylindern zu verringern (z. B. in Erwartung möglicher unkontrollierter Verbrennungsereignisse).
In einigen Ausführungsformen können die Kraftstoff einspritzmengen basierend darauf, dass das Fahrzeug in einem definierten Zustand betrieben wird, angepasst werden. Wenn das Fahrzeug anfängt, in dem definierten Zustand zu arbeiten (z. B. wenn das Fahrzeug gerade angefangen hat, in dem definierten Zustand zu arbeiten) oder kurz vor dem Anfang, in einem definierten Zustand zu arbeiten, steht (z. B. wenn das Fahrzeug einen Schwellenabstand oder eine Schwellenzeit von dem Betrieb in dem definierten Zustand entfernt ist), kann das Steuerungssystem die Menge des ersten Kraftstoffs und/oder des zweiten Kraftstoffs in Erwartung unkontrollierter Zylinderverbrennungsereignisse weiter verändern. Wenn dann die definierte Bedingung endet, können die ursprünglichen (d. h. unangepassten) Kraftstoffeinspritzmengen wiederaufgenommen werden. Beispielsweise können die Kraftstoffmengen als Reaktion auf eine Position des Fahrzeugs bezüglich eines Tunnels (z. B. wenn das Fahrzeug in einem Tunnel ist oder das Fahrzeug sich einem Tunnel nähert und weniger als eine Schwellenwertdistanz oder eine Schwellenzeitdauer von dem Eintreten in den Tunnel entfernt ist) angepasst werden. Die Anpassung kann eine weitere Verringerung der Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs und/oder eine weitere Erhöhung der Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs aufweisen. Wenn das Fahrzeug in einen Tunnel eintritt, kann die Menge an frischer Ansaugluft, die dem Motor zur Verfügung steht, schlichtweg begrenzt werden, und eine Menge von Abgasrückführung kann (aufgrund dessen, dass das Fahrzeugabgas in den Ansaugkanal des Motors eingezogen wird, wenn das Fahrzeug in dem Tunnel fährt) künstlich erhöht werden. Hierbei werden die Kraftstoffmengen in Erwartung potentieller unkontrollierter Verbrennungsereignisse, die von der temporären Erhöhung der externen Abgasrückführung und temporären Verringerung der Frischluftverfügbarkeit herrühren, verringert.
Als ein weiteres Beispiel kann die definierte Fahrzeugbetriebsbedingung, auf die mit einer Anpassung der Kraftstoffeinspritzmengen reagiert wird, eine Änderung der Höhe und/oder des barometrischen Drucks aufweisen. Wenn das Fahrzeug ein Steigungssegment oder ein Gefällesegment erreicht, können die Einspritzmengen geeignet angepasst werden, wobei die Richtung der Anpassung darauf basiert, ob das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt. Noch weitere definierte Fahrzeugbetriebsbedingungen, auf die mit einer Anpassung der Kraftstoffeinspritzmengen reagiert werden kann, umfassen Änderungen der Umgebungstemperatur (z. B. wenn das Fahrzeug in wärmeren oder kühleren Regionen betrieben wird), Änderungen der Umgebungsruß- oder -staubniveaus (z. B. wenn das Fahrzeug in staubigeren Regionen betrieben wird), usw.
Auf diese Weise kann durch die Steuerung der ersten und/oder der zweiten Kraftstoffeinspritzmenge beim gleichzeitigen Beibehalten des Zylinderabtriebdrehmoments als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung einer relativ homogenen Ladungsmischung (aus einem ersten, gasförmigen Kraftstoff und Luft), die durch eine Kompressionszündung einer geschichteten Mischung (aus einem zweiten, flüssigen Kraftstoff und Luft) angefangen wurde, eine unkontrollierte Verbrennung besser verringert werden, und die Motorleistung mit dem ersten, gasförmigen Kraftstoff wird verbessert.
Es wird nun 4 betrachtet, in der eine weitere beispielhafte Routine 400 zur Veränderung der Kraftstoffeinspritzanpassungen als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Zylinderverbrennung gezeigt ist, die auf einer Intensität (z. B. Größe) des Anzeichens basiert. Indem ein oder mehrere Motorbetriebsparameter zusätzlich zu den Zylinderkraftstoffeinspritzmengen angepasst werden, wenn das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung fortschreitend höhere Schwellen übersteigt, kann die unkontrollierte Verbrennung besser verringert werden. Zusätzlich kann die Wahrscheinlichkeit weiterer unkontrollierter Verbrennungsereignisse reduziert werden.
In 402 weist die Routine eine Bestätigung auf, dass ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung vorliegt. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 näher ausgeführt, können ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung sowie eine Identität der/des betroffenen Zylinder(s) auf der Basis sowohl einer Verbrennungssensorausgabe als auch einer Kurbelwellendrehzahlsensorausgabe bestimmt werden. Wenn eine unkontrollierte Verbrennung in einem Zylinder bestätigt wird, dann weist die Routine in 404 die Bestimmung auf, ob das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung höher als ein erster Schwellenwert (Schwellenwert1) ist. Beispielsweise wird eine absolute Größe des Anzeichens einer unkontrollierten Verbrennung (wie z. B. die Sensorausgabe) mit dem ersten Schwellenwert verglichen. Wenn das Anzeichen nicht höher als der erste Schwellenwert ist, dann weist die Routine in 406 eine Anpassung der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzmenge in dem betroffenen Zylinder auf. Wie bei 3 näher beschrieben, wird eine erste Kraftstoffmenge, die dem betroffenen Zylinder zugeführt wird, verringert, während eine zweite Kraftstoffmenge, die dem betroffenen Zylinder zugeführt wird, entsprechend erhöht wird, um beim gleichzeitigen Beibehalten eines Motorabtriebdrehmoments und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die unkontrollierte Verbrennung zu verringern. Dies beinhaltet ein Beibehalten eines Beginns der Einspritzzeit sowohl des ersten als auch des zweiten Kraftstoffs, aber ein Vorziehen eines Endes der Einspritzzeit des ersten Kraftstoffs (um eine Einspritzdauer des ersten Kraftstoffs zu verringern) bei gleichzeitigem Verzögern des Endes der Einspritzzeit des zweiten Kraftstoffs (um die Einspritzdauer des zweiten Kraftstoffs zu erhöhen).
Wenn das Anzeichen in 404 höher als der erste Schwellenwert ist, dann kann in 408 weiter bestimmt werden, ob das Anzeichen höher als ein zweiter Schwellenwert (Schwellenwert2) ist, wobei der zweite Schwellenwert höher als der erste Schwellenwert ist. Beispielsweise wird die absolute Größe des Anzeichens der unkontrollierten Verbrennung (wie z. B. der Sensorausgabe) mit dem zweiten Schwellenwert verglichen. Wenn das Anzeichen höher als der erste Schwellenwert aber nicht höher als der zweite Schwellenwert ist, dann weist die Routine (wie vorstehend in 406 erläutert) in 410 eine Anpassung der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge in dem betroffenen Zylinder beim gleichzeitigen Verzögern eines Einspritzzeitpunkts des zweiten Kraftstoffs, damit dieser bezüglich einer Kurbelwellenposition später erfolgt, auf. Beispielsweise wird zusätzlich zur Verringerung der Einspritzung des ersten Kraftstoffs und Erhöhung der Einspritzung des zweiten Kraftstoffs ein Einspritzzeitpunkt des zweiten Kraftstoffs von einem früheren Zeitpunkt während des Verdichtungstakts zu einem späteren Zeitpunkt während des Verdichtungstakts (oder in den Arbeitstakt hinein) verzögert. Insbesondere wird zusätzlich zu Anpassungen des Endes der Einspritzzeit jedes von dem ersten und zweiten Kraftstoffs (wie vorstehend bei 406 beschrieben) ein Beginn einer Einspritzzeit des zweiten Kraftstoffs verzögert, während der Beginn der Einspritzzeit des ersten Kraftstoffs beibehalten wird.
Wenn das Anzeichen höher ist als sowohl der erste als auch der zweite Schwellenwert, dann weist die Routine in 412 zusätzlich zur Anpassung der ersten und zweiten Einspritzmenge und der Verzögerung des Einspritzzeitpunkts des zweiten Kraftstoffs (wie vorstehend bei 410 beschrieben) eine Anpassung eines oder mehrerer Motorbetriebsparameter auf. Wenn beispielsweise der Motor mit Ladedruck betrieben wird, wird das Ladedruckniveau verringert. Als ein weiteres Beispiel wird dann, wenn der Motor mit Abgasrückführung (EGR) betrieben wird, das EGR-Niveau verringert. Dies kann eine Anpassung einer Ventilposition eines EGR-Ventils aufweisen, um die Menge des aus dem Motorauslass zu dem Motoreinlass über einen EGR-Kanal (wie z. B. das EGR-Ventil und den EGR-Kanal in 2) rückgeführten Abgases zu verringern.
Man wird erkennen, dass, während die Routine in 4 die Steuerung der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzmenge als Reaktion auf das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung zeigt, die selektiv Zylinder für Zylinder basierend auf dem/den betroffenen Zylinder(n) durchgeführt wird, bei dem/denen eine unkontrollierte Verbrennung angezeigt wurde, kann in einigen Ausführungsformen, wenn das Anzeichen der unkontrollierten Verbrennung höher als der erste Schwellenwert und/oder der zweite Schwellenwert ist, in Erwartung potentieller unkontrollierter Verbrennungsereignisse die Anpassung auf alle Motorzylinder ausgedehnt werden, einschließlich jener, für die nicht bestimmt wurde, dass sie von der unkontrollierten Verbrennung betroffen sind. In 410 und/oder 412 können beispielsweise die Kraftstoffeinspritzmengenanpassung und die Kraftstoffeinspritzzeitpunktanpassung auf die nicht betroffenen Zylinder ausgedehnt werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann die Anzahl der nicht betroffenen Zylinder, auf die die Anpassungen ausgedehnt werden, auf der Basis einer Differenz zwischen dem Anzeichen der unkontrollierter Verbrennung und dem ersten und/oder zweiten Schwellenwert angepasst werden. Wenn das Anzeichen der unkontrollierten Verbrennung den ersten und/oder den zweiten Schwellenwert übersteigt, kann somit die Anzahl nicht betroffener Zylinder, auf die die Anpassung ausgedehnt wird, erhöht werden.
In einem Beispiel weist ein Fahrzeugsystem (z. B. ein Zug) ein erstes Fahrzeug (z. B. eine Lokomotive) auf, das mechanisch mit einem zweiten Kraftstoffspeicherfahrzeug (Tandemwagon) gekoppelt ist. Das erste Fahrzeug nimmt einen Fahrzeugmotor auf, der mit einem ersten, gasförmigen Kraftstoff (z. B. einem komprimierten Erdgas (CNG)) sowie mit einem zweiten, flüssigen Kraftstoff (z. B. Diesel) betreibbar ist. Das zweite Fahrzeug nimmt einen Kraftstofftank auf, der den ersten, gasförmigen Kraftstoff unter erhöhtem Druck lagert, wobei der Kraftstoff bei niedrigerem Druck dem Motor zuführbar ist und in diesem verwendet wird. Auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen, einschließlich einer Leistungseinstellung (z. B. einer Rasteinstellung) des Motors schätzt eine Motorsteuerung eine erste Kraftstoffmenge des ersten, CNG-Kraftstoffs und eine zweite Kraftstoffmenge des zweiten, Dieselkraftstoffs für die Einspritzung in jeden Zylinder ab. Der CNG-Kraftstoff wird früher während eines Ansaugtakts einlasskanaleingespritzt, um eine ausreichende Luft-Kraftstoff-Durchmischung in dem Zylinder und die Erzeugung einer homogenen Luft-Ladungs-Mischung zu ermöglichen. Während des Verdichtungstakts wird dann der Dieselkraftstoff eingespritzt (z. B. wenn sich ein Zylinderkolben der OT-Position nähert), um eine geschichtete Luft-Ladungs-Mischung zu erzeugen. Eine Kompressionszündung der geschichteten Luft-Kraftstoff-Mischung leitet dann eine Verbrennung der vorvermischten homogenen Luft-Ladungs-Mischung ein.
Während ausgewählter Bedingungen kann die geschichtete Verbrennung des Dieselkraftstoffs zur unkontrollierten Verbrennung der homogenen Luft-Ladungs-Mischung (die den CNG-Kraftstoff aufweist) führen. Als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung, wie sie von Verbrennungssensoren, die an den Motorblock angekoppelt werden können, detektiert wird, passt eine Motorsteuerung sofort die erste und zweite Kraftstoffeinspritzmenge in dem/den Zylinder(n) an, der/die von der unkontrollierten Verbrennung betroffen ist/sind. Insbesondere wird die Menge des eingespritzten CNG-Kraftstoffs reduziert, und die Menge des Dieselkraftstoffs wird entsprechend erhöht. Die Anpassung der Kraftstoffeinspritzung wird fortgeführt, bis das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung nachgelassen hat.
Es wird nun 5 betrachtet, in der eine alternative Ausführungsform eines Motorsystems 502, das mit dem Fahrzeug 500 gekoppelt ist, gezeigt ist. Das Fahrzeug 500 kann als nicht einschränkende Beispiele eine Lokomotive, ein Schiff, ein Geländefahrzeug, usw. aufweisen. Das Motorsystem 502 weist mehrere Zylinder 504 auf. Die mehreren Zylinder 504 sind zu einer oder mehreren Geberzylindergruppen und einer oder mehreren Nicht-Geberzylindergruppen organisiert. Insbesondere weist das Motorsystem 502 eine erste Zylindergruppe 506 auf, die wenigstens einen ersten Zylinder enthält, und eine zweite Zylindergruppe 508 auf, die wenigstens einen zweiten Zylinder enthält. Man beachte, dass „erste” und „zweite” Bezeichnungen zur Bezeichnung der Zylinder der ersten bzw. zweiten Zylindergruppe sind.
Die erste Zylindergruppe 506 weist wenigstens einen Geberzylinder auf, der Abgas liefert, das zu einem Einlasskrümmer 510 des Motorsystems 502 geleitet wird. (Der Einlasskrümmer bezieht sich auf einen Durchgang oder Durchgänge, der bzw. die mit Zylindereingangskanälen verbunden ist bzw. sind, um Ansaugluft zu den Zylindern zu liefern.) Die zweite Zylindergruppe 508 weist wenigstens einen Nicht-Geberzylinder auf, der Abgas liefert, das zu einem Auslassrohr 514 geleitet wird. In der veranschaulichten Implementierung weist die erste Zylindergruppe 506 einen Geberzylinder auf, der lediglich Abgas zu dem Einlasskrümmer 510 liefert, und die zweite Zylindergruppe 508 weist drei Nicht-Geberzylinder auf, die lediglich Abgas zu dem Auslassrohr 514 liefern. Man wird erkennen, dass jede der Zylindergruppen jede geeignete Anzahl von Zylindern aufweisen kann. Ferner kann das Motorsystem jede geeignete Anzahl von Geberzylindergruppen und Nicht-Geberzylindergruppen aufweisen. In einigen Implementierungen kann eine Geberzylindergruppe durch Betätigung eines Ventils oder einer weiteren Steuerungsvorrichtung selektiv Abgas zu einem Einlasskrümmer und zu einem Auslassrohr liefern.
Der Einlasskrümmer 510 ist mit der ersten Zylindergruppe 506 und der zweiten Zylindergruppe 508 verbunden. Ein Ansaugkanal 512 liefert für die Verbrennung Frischluft zu dem Einlasskrümmer 510. Insbesondere tritt Luft in den Ansaugkanal 512 aus der Umgebung ein und strömt durch einen Verdichter 516 eines Turboladers 520 hindurch. In der veranschaulichten Implementierung weist das Motorsystem 502 keine Drosselklappe auf, die in dem Ansaugkanal 512 angeordnet ist. In einigen Implementierungen kann der Ansaugkanal 512 jedoch eine stromabwärts von dem Verdichter 516 angeordnete Drosselklappe aufweisen.
Der Turbolader 520 weist einen Verdichter 516 auf, der mit einer Turbine 518 verbunden ist. Die Turbine 518 ist in dem Auslassrohr angeordnet, so dass das von der zweiten Zylindergruppe 506 zugeführte Abgas die Turbine 518 zum Rotieren veranlasst. Die Rotation der Turbine 518 treibt den Verdichter 516 an, wobei durch den Ansaugkanal 512 hindurchströmende Luft verdichtet wird, um die Masse der in dem Einlasskrümmer 510 strömenden Luft zu erhöhen oder um den Druck in dem Einlasskrümmer 510 zu erhöhen.
Jeder der mehreren Zylinder 504 weist wenigstens eine Ansaugöffnung 522, die zum Empfangen von Verbrennungsluft aus dem Einlasskrümmer 510 betrieben werden kann, und wenigstens eine Auslassöffnung 524 auf, die zum Ausstoßen von Gas in einen Abgaskrümmer betrieben werden kann. Ein erster Abgaskrümmer 526 ist mit der ersten Zylindergruppe 506 gekoppelt, um Abgas aus der ersten Zylindergruppe 506 zu empfangen. Der erste Abgaskrümmer 526 ist nicht mit der zweiten Zylindergruppe 508 gekoppelt. Ein EGR-Kanal 530 ist zwischen dem ersten Abgaskrümmer 526 und dem Einlasskanal 512 eingekoppelt. Das EGR-Gas strömt durch den EGR-Kanal 530 in den Ansaugkanal 512 hinein, wo es sich mit der frischen Ansaugluft vermischt, und die vermischte Luft wird durch den Verdichter 516 verdichtet. Die Mischung aus EGR-Gas und Frischluft strömt durch den Einlasskrümmer 510 hindurch und wird zu der ersten Zylindergruppe 506 und der zweiten Zylindergruppe 508 geleitet. Der EGR-Kanal 530 ist nicht mit dem zweiten Abgaskrümmer 528 der zweiten Zylindergruppe 508 gekoppelt. In einigen Implementierungen ist ein EGR-Ventil in dem EGR-Kanal 530 angeordnet, um zusätzlich zu der Steuerung der EGR-Zusammensetzung durch aktive Kraftstoffsteuerung der Geberzylindergruppe den EGR-Massendurchsatz durch den EGR-Kanal zu steuern. In einigen Implementierungen weist der EGR-Kanal 530 kein EGR-Ventil oder keine andere Vorrichtung auf, um eine Strömungsrate des EGR-Gases zu variieren, das dem Einlasskrümmer 510 zugeführt wird.
Ein zweiter Abgaskrümmer 528 ist mit der zweiten Zylindergruppe 508 gekoppelt, um Abgas aus der zweiten Zylindergruppe 508 zu empfangen. Der zweite Abgaskrümmer 528 ist nicht mit der ersten Zylindergruppe 506 gekoppelt. Der zweite Abgaskrümmer 528 ist mit dem Auslassrohr 514 gekoppelt. Abgas, das von der zweiten Zylindergruppe 508 geliefert wird, strömt von dem zweiten Abgaskrümmer 528 durch die Turbine 518 des Turboladers 520 hindurch zu dem Auslassrohr 514. Verschiedene (nicht gezeigte) Nachbehandlungsvorrichtungen können in dem Auslassrohr 514 vor und nach der Turbine 518 vorgesehen sein, um das Abgas zu behandeln, bevor es in die Atmosphäre freigesetzt wird.
Ein erster Satz von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 532 ist als mit den mehreren Zylindern 504 direkt gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff direkt in diese proportional zu einer Pulsweite eines Signals von einer Steuerungsvorrichtung 534 einzuspritzen. Auf diese Weise schaffen die mehreren Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 532 etwas, das als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die mehreren Zylinder 504 bekannt ist. Zusätzlich ist ein zweiter Satz von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 533 gezeigt, der zur Einspritzung von Kraftstoff in die Einlassöffnung jedes Zylinders proportional zu einer Pulsweite eines Signals von einer Steuerungsvorrichtung 534 mit einer Einlassöffnung der mehreren Zylinder 504 gekoppelt gezeigt ist. Auf diese Weise schaffen die mehreren Kraftstoff einspritzeinrichtungen 533 etwas, das als Einlasseinspritzung von Kraftstoff in die mehreren Zylinder bekannt ist. Jede der mehreren Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 532, 533 ist unabhängig betreibbar, um Kraftstoff in einen der mehreren Zylinder 504 einzuspritzen. Jeder von einem ersten Kraftstoff, wie z. B. ein erster gasförmiger Kraftstoff, und einem zweiten Kraftstoff, wie z. B. ein zweiter, flüssiger Kraftstoff, kann zu dem Zylinder über mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 532, 533 von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffsystem geleitet werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung aufweist. In einem Beispiel, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben, kann die Steuerungsvorrichtung 534 in die Zylinder den ersten (gasförmigen) Kraftstoff einlasseinspritzen und den zweiten (flüssigen) Kraftstoff direkteinspritzen.
Die Steuerungsvorrichtung 534 empfängt verschiedene Signale von den Sensoren 540, die mit dem Motorsystem 502 gekoppelt sind. Die Steuerungsvorrichtung 534 kann eingerichtet sein, um wenigstens teilweise basierend auf den Signalen eine Abgasrückführung (EGR) zu steuern. Die Steuerungsvorrichtung 534 empfängt beispielsweise Sensorsignale, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die Motordrehzahl, die Motorlast, die Motortemperatur, die Umgebungstemperatur, die Einlasskrümmertemperatur, die Abgastemperatur, den Einlasskrümmerdruck (Ladedruck), den Abgasdruck, die Umgebungshöhe, die Sauerstoffkonzentration im Einlasskrümmer, eine unkontrollierte Verbrennung, usw. kennzeichnen. In der veranschaulichten Implementierung ist die Steuerungsvorrichtung 534 eine Computervorrichtung, wie z. B. ein Mikrocomputer, der eine Prozessoreinheit 536, eine nichtflüchtige Computer lesbare Speichermediumvorrichtung, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse, einen Datenbus, usw. aufweist. Die Computer lesbare Speichermediumvorrichtung 538 ist mit Computer lesbaren Daten programmierbar, die Anweisungen repräsentieren, die von der Prozessoreinheit zur Durchführung nachstehend beschriebener Verfahren als auch anderer erwarteter aber nicht speziell aufgelisteter Varianten der Verfahren ausgeführt werden.
Die Steuerungseinrichtung 534 ist betreibbar, um verschiedene Aktuatoren in dem Motorsystem 502 basierend auf verschiedenen Betriebsparametern, die empfangen oder aus verschiedenen Signalen abgeleitet wurden, die von den mehreren Sensoren 540 empfangen wurden, anzupassen. Beispielsweise ist die Steuerungsvorrichtung 534 betreibbar, um eine geplante Sauerstoffkonzentration in der Geberzylindergruppe zu bestimmen. Die geplante Sauerstoffkonzentration kann eine vorausgesagte oder eine Zielsauerstoffkonzentration sein, die durch einen Regelkreis erreicht wird. Die geplante Sauerstoffkonzentration kann auf jede geeignete Art bestimmt werden. Beispielsweise können verschiedene Betriebsbedingungen, die auf der Motordrehzahl, der Motorlast, der Motortemperatur, dem Ladedruck, usw. basieren, auf eine geplante Sauerstoffkonzentration (z. B. in einer Nachschlagstabelle) abgebildet werden, die allen Motorzylindern zugeführt wird. Ferner ist die Steuerungsvorrichtung 534 betreibbar, um während der Verbrennung eine tatsächliche Sauerstoffkonzentration in den Geberzylindern und/oder Nicht-Geberzylindern des Motors zu bestimmen. Die tatsächliche Sauerstoffkonzentration kann auf jede geeignete Art bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Sauerstoffsensor, der in dem Einlasskrümmer angeordnet ist, der Steuerungsvorrichtung 534 ein Sensorsignal liefern, das für die tatsächliche Sauerstoffkonzentration kennzeichnend ist. Als ein weiteres Beispiel kann die tatsächliche Sauerstoffkonzentration aus anderen Betriebsparametern abgeleitet werden.
Die Steuerungsvorrichtung 534 ist betreibbar, um eine Kraftstoffeinspritzmenge eines Geberzylinders anzupassen, um die tatsächliche Sauerstoffkonzentration zu der geplanten Sauerstoffkonzentration zu führen, und um eine Kraftstoffeinspritzmenge eines Nicht-Geberzylinders in Abhängigkeit von der Kraftstoffeinspritzungsanpassung der Geberzylinder anzupassen und um einen weiteren, zweiten Betriebsparameter aufrechtzuerhalten. In einem Beispiel ist die Steuerungsvorrichtung 534 betreibbar, um eine Kraftstoffeinspritzmenge der Nicht-Geberzylinder im Hinblick auf ein geplantes Abtriebsdrehmoment anzupassen, das von den Geberzylindern und den Nicht-Geberzylindern geliefert wird. In einem weiteren Beispiel ist die Steuerungsvorrichtung 534 betreibbar, um eine Kraftstoffeinspritzmenge der Nicht-Geberzylinder zur Erzielung oder zum Erhalten eines von den Nicht-Geberzylindern geschaffenen geplanten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses anzupassen. In einem weiteren Beispiel ist die Steuerungsvorrichtung 534 betreibbar, um die Kraftstoffeinspritzmenge der Nicht-Geberzylinder basierend auf einem geplanten Ladedruck anzupassen. Da die Turbine 518 des Turboladers 520 in dem Auslassrohr 514 angeordnet ist, das mit der Nicht-Geberzylindergruppe in Fluidverbindung steht, können das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Ladedruck Steuerungsziele für eine aktive Steuerung der Kraftstoffeinspritzmengen der Nicht-Geberzylinder sein.
In einigen Implementierungen ist die Steuerungsvorrichtung 534 betreibbar, um eine differentielle Kraftstoffzuführung zwischen den Geberzylindern und den Nicht-Geberzylindern zu ermöglichen. Die differentielle Kraftstoffzuführung stellt ein Verhältnis dar, das für eine Menge an Gesamtkraftstoff (die eine erste Menge des ersten Kraftstoffs und eine zweite Menge des zweiten Kraftstoffs umfasst), die einem einzelnen aktiven Geberzylinder zugeführt wird, und eine Kraftstoffmenge repräsentativ ist, die einem einzelnen Nicht-Geberzylinder zugeführt wird. Die differentielle Kraftstoffzuführung kann auf eine geplante Gesamtkraftstoffmenge angewandt werden, um zu bestimmen, wie viel von jedem Kraftstoff den Geberzylindern und den Nicht-Geberzylindern zugeführt wird. Man beachte, dass sich durch die Anpassung der differentiellen Kraftstoffmenge die Gesamtmenge des Nettokraftstoffs nicht ändern kann, stattdessen ändert sich die Verteilung der Gesamtkraftstoffmenge zwischen den Geberzylindern und Nicht-Geberzylindern. Wie unter Bezugnahme auf die Routine nach 6 ausgeführt, ist die Steuerungsvorrichtung 534 z. B. betreibbar, um als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung eine differentielle Gesamtkraftstoffeinspritzmenge zwischen einer Geberzylinder-Gesamtkraftstoffeinspritzmenge und einer Nicht-Geberzylinder-Gesamtkraftstoffeinspritzmenge anzupassen. Insbesondere ist die Steuerungsvorrichtung 534 betreibbar, um eine Menge des ersten Kraftstoffs und/oder des zweiten Kraftstoffs anzupassen, die in jeden von einem Nicht-Geberzylinder und einem Geberzylinder als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in einem Nicht-Geberzylinder eingespritzt wird, während gleichzeitig eine Menge des ersten Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs angepasst wird, die in einen Geberzylinder lediglich als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in dem Geberzylinder eingespritzt werden. Man wird erkennen, dass alle Kraftstoffeinspritzanpassungen (an den Geber- und Nicht-Geberzylindern) durchgeführt werden, um zu ermöglichen, dass ein Netto-Motorabtriebsdrehmoment aufrechterhalten wird.
Als Reaktion auf ein erstes Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in einem Zylinder der Geberzylindergruppe wird beispielsweise in dem betroffenen Geberzylinder eine Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs erhöht und eine Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs verringert. Gleichzeitig werden erste und zweite Kraftstoffeinspritzmengen in der Nicht-Geberzylindergruppe beibehalten, um das Abtriebsdrehmoment des Fahrzeugmotors aufrechtzuerhalten. Im Vergleich hierzu wird als Reaktion auf ein zweites Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in einem Zylinder der Nicht-Geberzylindergruppe eine Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs in dem betroffenen Geberzylinder verringert beim gleichzeitigen Beibehalten einer Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs in dem betroffenen Geberzylinder. Gleichzeitig wird in einem Zylinder der Geberzylindergruppe eine Einspritzmenge des ersten und/oder des zweiten Kraftstoffs entsprechend erhöht, um das Abtriebsdrehmoment des Fahrzeugmotors aufrechtzuerhalten.
Auf diese Weise wird durch eine differentielle Anpassung der Kraftstoffmengen eine unkontrollierte Verbrennung in den betroffenen Zylindern verringert. Zusätzlich kann durch eine aktive Steuerung der Kraftstoffeinspritzmengen die Steuerungsvorrichtung eine EGR-Gaszusammensetzung steuern, was wiederum auch bei der Verringerung einer unkontrollierten Verbrennung unterstützt. Die aktive Kraftstoffeinspritzanpassung ermöglicht hierin, dass die Abgasrückführung (EGR) variiert werden kann, ohne eine EGR-Strömungsrate durch einen EGR-Kanal durch Veränderung einer EGR-Ventilstellung zu steuern. In alternativen Ausführungsformen können EGR-Raten jedoch zusätzlich oder optional als Reaktion auf die unkontrollierte Verbrennung angepasst werden, indem eine Stellung des EGR-Ventils variiert wird. Beispielsweise kann als Reaktion auf eine unkontrollierte Verbrennung in einem Zylinder der Nicht-Geberzylindergruppe die Abgasrückführung über einen EGR-Kanal und ein EGR-Ventil erhöht werden.
Es wird nun 6 betrachtet, in der eine beispielhafte Routine 600 zur Anpassung einer ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzmenge in einen Zylinder des Motorsystems aus 5 als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung gezeigt ist. Wie darin gezeigt, kann die Kraftstoffeinspritzanpassung unterschiedlich sein, je nachdem ob der betroffene Zylinder ein Geberzylinder oder ein Nicht-Geberzylinder ist.
In 602 weist die Routine eine Bestimmung auf, ob es ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in einem Zylinder der Nicht-Geberzylindergruppe gibt. Wie unter Bezugnahme auf 3 ausgeführt, können ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung als auch eine Identität des/der betroffenen Zylinder(s) auf der Basis jeder von einer Verbrennungssensorausgabe und einer Kurbelwellendrehzahlsensorausgabe bestimmt werden. Wenn eine unkontrollierte Verbrennung in einem ersten, Nicht-Geberzylinder bestätigt wird, dann enthält die Routine in 604 eine Verringerung einer Einspritzmenge des ersten (gasförmigen) Kraftstoffs und das Beibehalten einer Einspritzmenge des zweiten (flüssigen) Kraftstoffs in dem Zylinder der ersten Nicht-Geberzylindergruppe bei gleichzeitiger Erhöhung einer Einspritzmenge des ersten und/oder zweiten Kraftstoffs in einem Zylinder der zweiten Geberzylindergruppe, um das Abtriebsdrehmoment des Fahrzeugmotors aufrechtzuhalten. Als Reaktion auf die unkontrollierte Verbrennung in dem Nicht-Geberzylinder werden die Kraftstoffeinspritzanpassungen hierin sowohl in dem Geberzylinder als auch in dem Nicht-Geberzylinder vorgenommen.
Wenn eine unkontrollierte Verbrennung in einem Zylinder der Nicht-Geberzylindergruppe nicht bestätigt wurde, dann kann in 606 eine unkontrollierte Verbrennung in einem Zylinder der Geberzylindergruppe auf der Basis jeder von der Verbrennungssensorausgabe und der Kurbelwellendrehzahlsensorausgabe bestätigt werden. Nach der Bestätigung enthält die Routine als Reaktion auf das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung in einem zweiten, Geberzylinder in 608 eine Erhöhung einer Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs und eine Verringerung einer Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs beim gleichzeitigen Aufrechterhalten eines Abtriebsdrehmoments des Fahrzeugmotors. Als Reaktion auf die unkontrollierte Verbrennung in dem Nicht-Geberzylinder werden Kraftstoffeinspritzanpassungen hierin lediglich in dem Geberzylinder vorgenommen, während die Kraftstoffeinspritzmengen in dem Nicht-Geberzylinder beibehalten werden.
Durch Erhöhung der Menge des zweiten Kraftstoffs, der in einen Motorzylinder eingespritzt wird, und/oder Reduktion der Menge des ersten Kraftstoffs, der in den Zylinder eingespritzt wird, kann auf diese Weise eine unkontrollierte Zylinderverbrennung einer Mischung aus Luft und nicht durch Kompression entzündbarem Kraftstoff, die durch die Verbrennung einer Mischung aus Luft und einem durch Kompression entzündbaren Kraftstoff begonnen wird, verringert werden, und die Motorleistung wird verbessert. Durch temporäre Reduktion des Verbrauchs des ersten gasförmigen Kraftstoffs beim gleichzeitigen Ermöglichen eines fortlaufenden Betriebs des Motors mit wenigstens einigem gasförmigen Kraftstoff werden Kraftstoffeffizienzvorteile durch die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs erreicht, während gleichzeitig die unkontrollierte Verbrennung reduziert wird.
So wie hierin verwendet, soll ein in der Singularform bezeichnetes Element oder Schritt und dem auch das Wort „ein”, oder „eine” vorangestellt ist, nicht als mehrere Elemente oder Schritte ausschließend betrachtet werden, soweit nicht ein derartiger Ausschluss explizit angegeben wird. Ferner sollen Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform” der vorliegenden Erfindung nicht weitere ebenfalls die angegebenen Merkmale enthaltende Ausführungsformen ausschließen, die ebenfalls die angegebenen Merkmale beinhalten. Ferner können, soweit nicht explizit gegenteilig angegeben, Ausführungsformen, die ein Element oder mehrere Elemente mit einer speziellen Eigenschaft „aufweisen”, „enthalten” oder „haben”, zusätzliche derartige Elemente beinhalten, die nicht diese Eigenschaft haben. Die Begriffe „enthaltend” und „in der/dem/denen” werden als die Äquivalente in einfacher Sprache für die entsprechenden Begriffe „aufweisend” und „worin” verwendet. Ferner werden die Begriffe „erste”, „zweite” und „dritte” usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen keine numerischen Anforderungen oder eine spezielle Positionsreihenfolge bezüglich ihrer Objekte vorgeben.
Diese schriftliche Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung, einschließlich ihrer besten Ausführungsart, zu offenbaren und um auch einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortsinn der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden zu dem Wortsinn der Ansprüche enthalten.

Claims

Verfahren für einen Fahrzeugmotor, das aufweist: Zuführen eines ersten Kraftstoffs zu einem Motorzylinder wenigstens teilweise während eines Ansaugtaktes; Auslösen einer Verbrennung in dem Zylinder über eine geschichtete Einspritzung eines zweiten Kraftstoffs in den Zylinder; und Anpassen der Mengen des ersten Kraftstoffs relativ zu dem zweiten Kraftstoff in dem Zylinder als Reaktion auf ein erstes Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung von vorvermischtem ersten Kraftstoff und Luft in dem Zylinder, wobei die unkontrollierte Verbrennung durch die ausgelöste Verbrennung des zweiten Kraftstoffs begonnen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anpassen der Mengen ein Erhöhen einer Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs und ein Verringern einer Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs aufweist, während das Abtriebsdrehmoment des Fahrzeugmotors aufrechterhalten wird, und wobei der erste Kraftstoff, der dem Motorzylinder zugeführt wird, einen gasförmigen Kraftstoff aufweist und der zweite Kraftstoff, der zum Auslösen einer Verbrennung in dem Zylinder eingespritzt wird, einen flüssigen Kraftstoff aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei während der Anpassung ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder auf einem Niveau gehalten wird, bei dem im Verhältnis mehr Luft als Gesamtkraftstoff vorhanden ist, um die Luft während einer Verbrennung des Gesamtkraftstoffs zu verbrauchen.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Erhöhen der Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs ein Anpassen eines Einspritzzeitpunkts der geschichteten Einspritzung auf einen späteren Zeitpunkt bezüglich einer Kurbelwellenposition einer Kurbelwelle des Motors als Reaktion auf das erste Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei sich der Fahrzeugmotor innerhalb eines ersten Fahrzeugs befindet und der erste Kraftstoff in einem zweiten Fahrzeug gelagert wird, das mechanisch mit dem ersten Fahrzeug verbunden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der gasförmige Kraftstoff verdichtetes Erdgas aufweist und der flüssige Kraftstoff einen Dieselkraftstoff aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Zuführen des ersten Kraftstoffs zu dem Zylinder eine Einlasskanaleinspritzung des ersten Kraftstoffs in den Zylinder und eine geschichtete Einspritzung des zweiten Kraftstoffs in den Zylinder aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei unangepasste Einspritzmengen des ersten Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs, die vor dem ersten Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung eingespritzt werden, auf einer Leistungsniveaueinstellung des Fahrzeugs basieren.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Mengen des ersten Kraftstoffs bezüglich des zweiten Kraftstoffs in dem Zylinder, die als Reaktion auf das erste Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung eingestellt werden, weiter als Reaktion auf eine Lage des Fahrzeugs bezüglich eines Tunnels angepasst werden, wobei die weitere Anpassung eine weitere Verringerung der Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs und/oder eine weitere Erhöhung der Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Fahrzeugmotor eine erste Nicht-Geberzylindergruppe und eine zweite Geberzylindergruppe aufweist und wobei das Anpassen der Mengen des ersten Kraftstoffs bezüglich des zweiten Kraftstoffs als Reaktion auf das erste Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung eine Erhöhung einer Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs und eine Verringerung einer Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Abtriebsdrehmoments des Fahrzeugmotors als Reaktion auf das erste Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung, die in einem Zylinder der zweiten Geberzylindergruppe stattfindet, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, das ferner als Reaktion auf ein zweites Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung, die in einem Zylinder der ersten Nicht-Geberzylindergruppe stattfindet, ein Verringern einer Einspritzmenge des ersten Kraftstoffs und ein Beibehalten einer Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs in dem Zylinder der ersten Nicht-Geberzylindergruppe aufweist, während gleichzeitig die Einspritzmenge des ersten Kraftstoff und/oder die Einspritzmenge des zweiten Kraftstoffs in dem Zylinder der zweiten Geberzylindergruppe erhöht wird/werden, um das Abtriebsdrehmoment des Fahrzeugmotors aufrechtzuerhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das erste und das zweite Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung auf Ausgaben von eine Verbrennungssensor und einem Kurbelwellendrehzahlsensor basieren, die mit einem Motorblock des Fahrzeugmotors verbunden sind.
Verfahren, das aufweist: Einlasskanaleinspritzen einer ersten Menge eines nicht durch Kompression entzündbaren ersten Kraftstoffs in einen Zylinder eines Motors während eines Ansaugtaktes, um in dem Zylinder eine relativ homogene Mischung aus dem ersten Kraftstoff und Luft zu schaffen; Direkteinspritzung einer zweiten Menge eines durch Kompression entzündbaren zweiten Kraftstoffs in den Zylinder, um in dem Zylinder eine geschichtete Mischung aus dem zweiten Kraftstoff und Luft zu schaffen; und Steuern der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge bei gleichzeitigem Aufrechterhalten des Zylinderabtriebdrehmoments als Reaktion auf ein Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung der relativ homogenen Mischung, die durch Kompressions zündung der geschichteten Mischung verursacht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die erste und die zweite eingespritzte Kraftstoffmenge wenigstens teilweise auf einer Leistungsniveaueinstellung des Motors basieren.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Steuern der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge ein Verringern der ersten Kraftstoffmenge beim gleichzeitigem Erhöhen der zweiten Kraftstoffmenge aufweist, während das Zylinderabtriebdrehmoment aufrechterhalten wird und während auch ein Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einem Niveau beibehalten wird, bei dem im Vergleich mehr Luft als Gesamtkraftstoff vorhanden ist, um die Luft während einer Verbrennung des gesamten Kraftstoffs zu verbrauchen.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Steuern der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge selektiv Zylinder für Zylinder auf der Basis eines oder mehrerer Zylinder, in dem bzw. denen unkontrollierte Verbrennung angezeigt wurde, durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Anzeichen einer unkontrollierten Verbrennung auf Ausgaben von einem Verbrennungssensor und einem Kurbelwellendrehzahlsensor basiert, die mit einem Körper des Motors verbunden sind.
Erstes Fahrzeug, das aufweist: ein Motorsystem, das in dem Fahrzeug angeordnet ist und das einen Motor mit mehreren Motorzylindern aufweist, wobei jeder Zylinder wenigstens eine Einlasskraftstoffeinspritzeinrichtung und wenigstens eine Direktkraftstoffeinspritzeinrichtung aufweist; wenigstens einen Sensor, der mit einem Körper des Motors verbindbar ist, um Zylinderverbrennungsbedingungen anzuzeigen; und ein Steuerungssystem, das betreibbar ist, um eine Menge eines ersten, gasförmigen Kraftstoffs, die durch die Einlasskraftstoffeinspritzeinrichtung in die Zylinder eingespritzt werden soll, und eine Menge eines zweiten, flüssigen Kraftstoffs, die durch die Direktkraftstoffeinspritzeinrichtung in die Zylinder eingespritzt werden soll, basierend wenigstens teilweise auf den Zylinderverbrennungsbedingungen, die von dem wenigstens einen Sensor angezeigt werden, zu bestimmen.
Fahrzeugsystem, das aufweist: ein erstes Fahrzeug, wie im Anspruch 18 angegeben; und ein Kraftstoffspeicherfahrzeug, das mit dem ersten Fahrzeug verbunden ist, wobei das Kraftstoffspeicherfahrzeug einen ersten Kraftstofftank zur Speicherung des ersten, gasförmigen Kraftstoffs aufweist und das erste Fahrzeug einen zweiten Tank zur Speicherung des zweiten, flüssigen Kraftstoffs aufweist und wobei das Fahrzeugsystem ferner eine Kraftstoffzufuhrleitung aufweist, die das erste Fahrzeug und das Kraftstoffspeicherfahrzeug zur Übertragung des ersten, gasförmigen Kraftstoffs von dem Kraftstoffspeicherfahrzeug zu dem ersten Fahrzeug verbindet.
Fahrzeugsystem gemäß Anspruch 19, wobei der erste Kraftstoff verdichtetes Erdgas ist und wobei der zweite Kraftstoff Diesel ist.
Fahrzeugsystem gemäß Anspruch 20, wobei das Steuerungssystem ferner betrieben werden kann, um die Menge des ersten Kraftstoffs, die in den wenigstens einen der mehreren Zylinder eingespritzt wird, als Reaktion auf die Verbrennungsbedingungen zu verändern, die durch den wenigstens einen Sensor angezeigt werden, wobei die Veränderung eine Verringerung der Menge des durch die Einlasskraftstoffeinspritzeinrichtungen eingespritzten ersten Kraftstoffs aufweist.
Fahrzeugsystem gemäß Anspruch 21, wobei das Steuerungssystem ferner betrieben werden kann, um, wenn das Fahrzeug anfängt oder kurz vor dem Anfang steht in einem definierten Zustand zu arbeiten, die Menge des ersten Kraftstoffs, die in wenigstens einen der mehreren Zylinder eingespritzt wird, in Erwartung unkontrollierter Zylinderverbrennungsereignisse weiter zu verändern; und wenn der definierte Zustand endet, die ursprünglichen Kraftstoffeinspritzmengen wiederaufzunehmen.
Fahrzeugsystem gemäß Anspruch 20, wobei das Steuerungssystem ferner betrieben werden kann, um die Menge des zweiten Kraftstoffs, die in den wenigstens einen der mehreren Zylinder eingespritzt wird, als Reaktion auf die Verbrennungsbedingungen zu verändern, die durch den wenigstens einen Sensor angezeigt werden, wobei die Veränderung eine Erhöhung der Menge des durch die Direkteinspritzeinrichtungen eingespritzten zweiten Kraftstoffs aufweist.
Fahrzeugsystem gemäß Anspruch 23, wobei die Erhöhung der Menge des zweiten Kraftstoffs ein Verzögern eines Kraftstoff einspritzzeitpunkts des zweiten Kraftstoffs in Richtung eines Arbeitstaktes aufweist.
Verfahren, das aufweist: Empfangen von Informationen über Zylinderverbrennungsbedingungen von mehreren Zylindern eines Motors; Einlasskanaleinspritzen jeweiliger erster Mengen eines ersten, gasförmigen Kraftstoffs in die Zylinder während der Ansaugtakte der Zylinder; Direkteinspritzen jeweiliger zweiter Mengen eines zweiten, flüssigen Kraftstoffs in die Zylinder; und Steuern der ersten Mengen und der zweiten Mengen auf der Basis der Informationen über die Zylinderverbrennungsbedingungen, die empfangen werden.