DE112014007304B3 - Fehlzündungs-Detektionssystem - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Zündüberspringungs-Motorsteuerungssystem, wobei das Verfahren umfasst:Regeln des Zündüberspringungsbetriebs eines Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden;Zuweisen eines Zeitfensters zu einer Ziel-Zündgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer;Versuchen, die Ziel-Arbeitskammer bei der Ziel-Zündgelegenheit zu zünden;Messen einer Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster;Ermitteln, ob eine Zündgelegenheit vor der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist und ob eine Zündgelegenheit nach der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist; undErmitteln, zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung vor und nach der Ziel-Zündgelegenheit und der gemessenen Änderung des Motorparameters, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlgezündet hat.

Description

• GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft generell die Antriebsstrangdiagnose, die während einer Zündungsüberspringungssteuerung eines Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Fehlzündungs-Detektionssystem und Verfahren zum Abmildern der Auswirkung einer fehlzündenden Arbeitskammer.
• HINTERGRUND
• Eine Zündungsüberspringungs-Motorsteuerung bietet eine Anzahl von Vorteilen, einschließlich der Möglichkeit einer größeren Kraftstoffeinsparung. Generell wird bei der Zündungsüberspringungs-Motorsteuerung ein selektives Überspringen des Zündens bestimmter Zylinder bei ausgewählten Zündungsgelegenheiten in Betracht gezogen. Somit kann zum Beispiel ein bestimmter Zylinder bei einer Zündungsgelegenheit gezündet werden und kann dann bei der nächsten Zündungsgelegenheit übersprungen werden und dann bei der nächsten selektiv übersprungen oder gezündet werden. Dies steht im Gegensatz zu einem Betrieb eines bekannten Motors mit variablem Hubraum, bei dem ein fester Satz der Zylinder unter bestimmten Niedriglast-Betriebsbedingungen deaktiviert wird.
• Wenn ein Zylinder in einem Motor mit variablem Hubraum deaktiviert wird, werden seine Ventile nicht betätigt, und obwohl sich der Kolben typischerweise noch hin- und herbewegt, wird während des Arbeitstakts kein Kraftstoff verbrannt. Da die Zylinder, die „abgeschaltet“ sind, kein positives Nettodrehmoment liefern, wird die proportionale Last auf die verbleibenden Zylinder erhöht, wodurch ermöglicht wird, dass die verbleibenden Zylinder mit einem verbesserten thermodynamischen Wirkungsgrad arbeiten. Bei einer Zündungsüberspringungssteuerung sind Zylinder ebenfalls vorzugsweise bei Überspringungs-Arbeitszyklen deaktiviert in dem Sinn, dass keine Luft durch den Zylinder gepumpt wird und bei Überspringungs-Arbeitszyklen kein Kraftstoff geliefert und/oder verbrannt wird, wenn ein solcherVentildeaktivierungsmechanismus zur Verfügung steht. Häufig wird bei den Überspringungs-Arbeitszyklen keine Luft in die deaktivierten Zylinder eingeleitet, wodurch Pumpverluste verringert werden. Unter anderen Umständen kann es jedoch wünschenswert sein, Abgase in einem deaktivierten Zylinder einzufangen oder Luft in diesen einzuleiten, jedoch während ausgewählter Überspringungs-Arbeitszyklen nicht aus einem deaktivierten Zylinder freizusetzen. Unter solchen Umständen kann der übersprungene Zylinder auf effektive Weise als Gasfeder dienen. Obwohl ein Deaktivieren von übersprungenen Zylindern generell bevorzugt wird, sei darauf hingewiesen, dass es bei einigen Motoren oder bei einigen Arbeitszyklen es nicht möglich oder in einigen Situationen nicht wünschenswert sein kann, Zylinder tatsächlich zu deaktivieren. Wenn ein Zylinder übersprungen, jedoch nicht deaktiviert wird, werden Ansauggase, die aus dem Ansaugsammelrohr gesaugt werden, bei dem Überspringungs-Arbeitszyklus auf effektive Weise durch den Zylinder gepumpt.
• Obwohl das Konzept der Zündungsüberspringungssteuerung lange Zeit ein Thema war, wurde es bekannterweise nicht in handelsüblichen Motoren angewendet, so dass eine zusätzliche Herausforderung beim Implementieren der Zündungsüberspringungssteuerung das Sicherstellen ist, dass die anderen Motor-/Antriebsstrangsysteme des Motors während der Zündungsüberspringungssteuerung effektiv arbeiten. Ein solches System betrifft die Motordiagnose. Wie für Fachleute auf dem Sachgebiet offensichtlich ist, weisen moderne Fahrzeuge Motormanagementsysteme auf, die in-situ-Diagnosen an verschiedenen Antriebsstrang- und Motorkomponenten bei Fahrzeugbetrieb durchführen. Diese Diagnosesysteme werden häufig als „On-Board-Diagnose-“ (OBD-) Systeme bezeichnet, und es gibt eine Anzahl von Motordiagnoseprotokollen, die ausgeführt werden, während der Motor läuft. In modernen OBD-Systemen wird eine signifikante Menge an Informationen über den Betrieb und den Zustand von verschiedenen Fahrzeug-Teilsystemen, einschließlich des Antriebsstrangs, gespeichert und gemeldet. Zum Beispiel sind einige OBD-Systeme so angeordnet, dass sie eine Situation detektieren, in der ein Zylinder fehlzündet, d. h. wenn der Zylinder nicht zündet oder eine unvollständige Verbrennung in dem Zylinder stattfindet.
• Obwohl dem Stand der Technik entsprechende OBD-Systeme zum Detektieren einer Fehlzündung in einem bekannten Allzylindermotor-Steuerungssystem gut geeignet sind, sind sie generell zur Verwendung bei einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem nicht gut geeignet. Ferner schränkt die Unfähigkeit zum Deaktivieren eines Zylinders in einem auf bekannte Weise gesteuerten Motor mögliche Abmilderungsverfahren ein. Zum Beispiel ist ein dem Stand der Technik entsprechendes Abmilderungsverfahren bei einem auf bekannte Weise gesteuerten Motor das Stoppen der Kraftstoffversorgung des fehlzündenden Zylinders. Dadurch wird das Fehlzündungsproblem eliminiert (ein nicht mit Kraftstoff versorgter Zylinder kann nicht fehlzünden), der fehlzündende Zylinder pumpt jedoch Luft in den Katalysator, wodurch dessen Fähigkeit zum Entfernen von unerwünschtem NOx aus den Abgasen verringert wird. Bei der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Anordnungen, Verfahren und Techniken zum Detektieren von Fehlzündung in einem Motor, der im Zündungsüberspringungsbetrieb arbeitet, in Betracht gezogen.
• DE 10 2006 050 597 A1 betrifft die Detektion einer Motorfehlzündung und insbesondere die Detektion einer Motorfehlzündung in einem Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum (DOD von displacement on demand). Ferner zeigt es ein Zylinderfehlzündungs-Steuerungssytem für einen Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum, bei welchem einzelne Zylinder bedarfsabhängig deaktiviert werden können.
• US 2012 / 0 143 471 A1 bezieht sich allgemein auf Zündüberspringungs-Motorsteuerungen und insbesondere auf verbesserte Rückkopplungsansätze zur Verwendung in solchen Steuerungen. Ferner ist die Detektion von Aussetzern basierend auf Drehzahländerungen gezeigt, welche deaktivierten Zylindern zugeordnet sind.
• In keinem dieser Dokumente wird ein Zündüberspringungsverfahren beschrieben, bei dem mittels Zündsequenzen verschiedene Sätze von Zylindern während aufeinander folgender Motorzyklen gezündet werden.
• KURZFASSUNG
• Es wird eine Vielzahl von Verfahren und Anordnungen zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem beschrieben. Bei einem Aspekt wird ein Zeitfenster einer Ziel-Zündungsgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer zugewiesen. Bei verschiedenen Ausführungsformen bezieht sich das Zeitfenster auf die Drehung der Kurbelwelle. Eine Veränderung eines Motorparameters (z. B. Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung oder ein anderer kurbelwellenbezogener Parameter) wird in dem Zeitfenster gemessen. Es erfolgt eine Ermittlung, ob eine Zündungsgelegenheit vor der Ziel-Zündungsgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist und/oder ob eine Zündungsgelegenheit nach der Ziel-Zündungsgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist. Zumindest teilweise auf der Basis dieser Überspringungs-/Zündungsermittlung und der Motorparametermessung erfolgt eine Ermittlung, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlgezündet hat. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird dann, wenn die Ziel-Arbeitskammer als dauerhaft fehlzündend identifiziert wird, die Zündfolge so modifiziert, dass die Ziel-Arbeitskammer deaktiviert und aus der Zündfrequenz ausgeschlossen wird.
• Das Fehlzündungs-Detektionsverfahren kann in Abhängigkeit von den Anforderungen einer bestimmten Anwendung in großem Maße variieren. Bei einigen Ausführungsformen umfasst zum Beispiel die vorgenannte Überspringungs-/Zündungsermittlung auch die Ermittlung, ob eine Zündungsgelegenheit, die der gegenüberliegenden Arbeitskammer (d. h. der Arbeitskammer, die in dem Zeitfenster der Ziel-Arbeitskammer gegenüberliegt) zugeordnet ist, eine Überspringung oder eine Zündung ist. Bei noch weiteren Ausführungsformen werden bei dem Fehlzündungs-Detektionsverfahren zusätzliche oder unterschiedliche Zündungsgelegenheiten für andere Arbeitskammern berücksichtigt.
• Bei einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Fehlzündung unter Anwendung eines Drehmomentmodells beschrieben. Ein Zeitfenster ist einer Ziel-Zündungsgelegenheit zugewiesen. Es erfolgt eine Ermittlung, ob verschiedene Zündungsgelegenheiten Überspringungen oder Zündungen sind. Jede Zündungsgelegenheit ist einer unterschiedlichen der zur Verfügung stehenden Arbeitskammern zugeordnet. Ein Drehmomentmodell ist vorgesehen, das hilft, ein erwartetes Drehmoment anzuzeigen, welches von den Arbeitskammern erzeugt wird. Das Drehmomentmodell basiert zumindest teilweise auf der oben dargelegten Überspringungs-/Zündungsermittlung. Ein Motorparameter (z. B. Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung) wird in dem Zeitfenster gemessen. Es erfolgt eine Ermittlung auf der Basis des gemessenen Motorparameters und des Drehmomentmodells, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden weitere Motorprobleme, wie z. B. ein Fehler bei der Einstellung der Frühzündung, zusätzlich zu oder anstelle der Fehlzündung detektiert.
• Figurenliste
• Die Erfindung und deren Vorteile werden am besten bei Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich, in denen:
• 1 ein Ablaufdiagramm mit Darstellung eines Verfahrens zum Detektieren einer Fehlzündung bei einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
• 2 ein Blockschaltbild eines Fehlzündungs-Detektionssystems gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
• 3 ein Blockschaltbild von Zündungsgelegenheiten und diesen zugeordneten Winkel-Zeitfenstersegmenten gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
• 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren einer Fehlzündung oder anderer Fehler unter Verwendung eines Drehmomentmodells gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
• In den Zeichnungen werden manchmal gleiche Bezugszeichen zum Bezeichnen gleicher struktureller Elemente verwendet. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die Beschreibungen in den Figuren nur schematisch und nicht maßstabgetreu sind.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlzündungs-Detektionssystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung verschiedene Techniken und Anordnungen zum Detektieren einer Fehlzündung bei Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystemen und Verfahren zum Abmildern der Auswirkung einer fehlzündenden Arbeitskammer.
• Wie im Hintergrund dargelegt worden ist, sind dem Stand der Technik entsprechende Fehlzündungs-Detektionssysteme generell nicht zum Detektieren einer Fehlzündung bei einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem geeignet. Zum Beispiel detektieren verschiedene dem Stand der Technik entsprechende Fehlzündungs-Detektionssysteme unerwartete Veränderungen der Drehzahl der Kurbelwelle und verwenden diese zum Ermitteln, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Dies funktioniert gut bei einem bekannten Allzylindermotorbetrieb, da erwartet wird, dass die Kurbelwellenbeschleunigung generell konstant bleibt. Obwohl es von einer Zündung zur nächsten einige Variationen bei der Kurbelwellenbeschleunigung gibt, bleiben die Kurbelwellenbeschleunigungsspitzen und -profile in der Größe und Form generell konstant, und zwar zum großen Teil aufgrund der Tatsache, dass jeder Zylinder gezündet wird. Somit kann dann, wenn eine signifikante Abweichung bei der Kurbelwellenbeschleunigung relativ zu der Zündung eines bestimmten Zylinders detektiert wird, das Fehlzündungs-Detektionssystem ermitteln, dass der Zylinder fehlgezündet hat.
• Bei einem Zündungsüberspringungs-Motorbetrieb kann jedoch jede Arbeitskammer oder jeder Arbeitszyklus übersprungen werden. Das heißt, dass eine bestimmte Arbeitskammer bei einem Arbeitszyklus zünden kann, beim nächsten übersprungen wird und beim nächsten zündet oder übersprungen wird. Folglich können sich die Kurbelwellenbeschleunigungsspitzen und -profile abrupt verändern, wenn sich die Zündfrequenz verändert, obwohl sämtliche Arbeitskammern korrekt zünden, d. h. nicht fehlzünden. Anders als bei dem Stand der Technik entsprechenden Fehlzündungs-Detektionssystemen kann nicht davon ausgegangen werden, dass jeder substanzielle Abfall der Kurbelwellenbeschleunigung eine Fehlzündung anzeigt, da bei einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem ausgewählte Arbeitszyklen zu nahezu jeder Zeit übersprungen werden können, was jeweils auch zu einem Abfall der Kurbelwellenbeschleunigung führen kann.
• Bei bekannten Fehlzündungs-Ermittlungssystemen wird ferner die Wirkung, die das Zünden oder Überspringen von verschiedenen Arbeitskammern auf eine Messung der Kurbelwellenbeschleunigung bei einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem hat, nicht korrekt berücksichtigt. Zur Darstellung dieses Punkts wird ein Beispiel betrachtet, bei dem ein bezeichneter Zylinder auf eine mögliche Fehlzündung untersucht wird. Die Verbrennung findet in einem zugewiesenen Zeitfenster (z. B. zumindest während eines Teils des Verbrennungstakts für diesen bezeichneten Zylinder) in dem bezeichneten Zylinder statt. Die Kurbelwellenbeschleunigung wird in diesem Zeitfenster gemessen. Falls die Kurbelwellenbeschleunigung unter einen vorbestimmten Schwellwert fällt, wird ermittelt, dass eine Fehlzündung in dem bezeichneten Zylinder aufgetreten ist.
• Bei einem Zündungsüberspringungs-Motorbetrieb wird die Genauigkeit der Fehlzündungsermittlung verbessert, wenn bei dem Fehlzündungs-Ermittlungssystem und/oder dem Fehlzündungsschwellwert der Auswirkung des Überspringens oder Zündens von anderen Zylindern auf die gemessene Kurbelwellenbeschleunigung berücksichtigt wird. Das heißt, dass das System die Zündungsbefehle (d. h. Überspringen oder Zünden) für andere Zylinder, die vor dem Zeitfenster ausgeführt worden sind oder nach dem Zeitfenster ausgeführt werden, berücksichtigen sollte. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar das Zünden des bezeichneten Zylinders den größten Beitrag zu der Kurbelwellenbeschleunigung in dem Zeitfenster leisten kann, es jedoch eine Anzahl von weiteren Faktoren gibt, die das Kurbelwellendrehmoment beeinflussen. Zum Beispiel wird Energie zum Komprimieren der Ansaugluft während des Komprimierungstakts benötigt, und diese Energie kommt von der Kurbelwelle, wodurch sie als negatives Drehmoment auf die Kurbelwelle wirkt. Motoren mit mehreren Zylindern sind generell so ausgelegt, dass ihre Arbeitszyklen in konstanten Intervallen relativ zueinander phasenversetzt sind, so dass die Komprimierung in einem Zylinder erfolgt, während die Verbrennung in einem anderen Zylinder stattfindet. Bei einem normalen Allzylinderbetrieb neigen das Drehmoment, das bei jeder Zündung erzeugt wird, das Drehmoment, das für jeden Komprimierungstakt benötigt wird, und andere motorerzeugte Drehmomente dazu, bei einem stabilen Betrieb relativ konstant zu sein. Daher führt die gleichmäßige Beabstandung der Zylinderphasen tendenziell dazu, dass jeder Zylinder auf im Wesentlichen gleiche Weise von Ereignissen beeinflusst wird, die in den anderen Zylindern auftreten, was zu der Konstanz zwischen den Spitzen und Profilen, die jeder Zündungsgelegenheit zugeordnet sind, bei normalem Allzylinderbetrieb beizutragen hilft.
• Bei einem Zündungsüberspringungsbetrieb ist die Wirkung der anderen Zylinder nicht immer so konstant. Zum Beispiel können bei einigen Implementierungen die Ventile auf eine Weise arbeiten, bei der die Einlass- und Auslassventile in der normalen Sequenz bei „Zünd-“ Arbeitszyklen geöffnet werden und beide bei Überspringungs-Arbeitszyklen geschlossen gehalten werden. Dies führt dazu, dass die Kräfte, die bei jedem Takt des Arbeitszyklus auf die Kurbelwelle aufgebracht werden, bei einem Überspringungs-Arbeitszyklus andere sind als bei einem Zündungs-Arbeitszyklus. Besonders bemerkenswert ist, dass bei einem Überspringungs-Arbeitszyklus, bei dem ein Niederdruckabgas-Einfangen angewendet wird, nur eine kleine Menge von Restabgasen in dem Zylinder verbleibt und sich daher das Drehmoment, das während des Komprimierungstakts bei einem Überspringungs-Arbeitszyklus aufgebracht wird, stark von dem Drehmoment unterscheidet, das bei aktiven (Zündungs-) Arbeitszyklen aufgebracht wird, da die relativ großen negativen Drehmomente, die für die Komprimierung der Ansauggase benötigt werden, bei Überspringungs-Arbeitszyklen nicht vorhanden sind. Da sich der Komprimierungstakt, der einem Zylinder zugeordnet ist, typischerweise mit dem Verbrennungstakt eines anderen überlappt, wird das Nettodrehmoment, das die Kurbelwelle bei einem bestimmten Verbrennungsereignis erfährt, von den Zündungsentscheidungen der anderen Zylinder beeinflusst. Obwohl der Komprimierungstakt dazu neigt, den größten Einfluss auszuüben, können die Differenzdrehmomente, die während der Einlass- und Auslasstakte erfahren werden, ebenfalls signifikant unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann dadurch, dass das Einlassventil beim Überspringungs-Arbeitszyklus geschlossen gehalten wird, bewirkt werden, dass während des Ansaugens ein sehr niedriger Druck in dem Zylinder entwickelt wird, wodurch während des Ansaugtakts eines Überspringungs-Arbeitszyklus ein größeres negatives Drehmoment aufgebracht wird als bei der Ansaugung bei einem aktiven (Zündungs-) Arbeitszyklus auftreten würde.
• Ferner können unterschiedliche Zündungsüberspringungs-Steuerungseinrichtungen unterschiedliche Ventilbetätigungskonzepte aufweisen und/oder können eine Kombination aus unterschiedlichen Ventilbetätigungskonzepten verwenden, und solche Ventilbetätigungskonzepte können ferner die Drehmomentschwankungen, die die Kurbelwelle erfährt, beeinflussen. Zum Beispiel kann, falls ein Auslassventil nach einem Verbrennungsereignis nicht geöffnet wird, eine „Hochdruck-Abgasfeder“ von den Verbrennungsgasen effektiv in der Zylinder-Verbrennungskammer erzeugt werden, und die Zeitsteuerung des Öffnens des Auslassventils kann von unmittelbar nach dem Verbrennungsereignis bis zu einem späteren Arbeitszyklus verzögert werden. Eine solche Hochdruckfeder hat einen signifikanten Einfluss auf das Drehmoment, das bei allen anderen Takten aufgebracht wird. Bei einem weiteren Beispiel, das insbesondere für Direkteinspritzmotoren relevant ist, kann ein Einlassventil bei einem Arbeitszyklus geöffnet werden, bei dem keine Kraftstoffversorgung oder -verbrennung erfolgt, so dass eine Luftladung bei einem Überspringungs-Arbeitszyklus in der Verbrennungskammer eingefangen wird. Solche Ereignisse beeinflussen das Nettodrehmoment noch auf andere Weise. Unter noch anderen Umständen, die manchmal als „Wieder-Auslassen“ bezeichnet werden, kann es wünschenswert sein, das Auslassventil im normalen Verlauf nach dem Zünden eines Zylinders zu öffnen und dann das Auslassventil in einem nachfolgenden Überspringungs-Arbeitszyklus erneut zu öffnen, wie z. B. der eine, der einem aktiven (Zündungs-) Arbeitszyklus unmittelbar vorhergeht, was zu einem zusätzlichen Abgasventil-Öffnungsereignis führt. Bei noch weiteren Implementierungen kann das Wieder-Auslassen am Ende jedes Überspringungs-Arbeitszyklus angewendet werden. Selbstverständlich kann eine Vielzahl von anderen Ventilbetätigungskonzepten ebenfalls angewendet werden, und es sei darauf hingewiesen, dass die Zeitsteuerung und Größe der Kräfte, die auf die Kurbelwelle aufgebracht werden, von dem Zustand sämtlicher Zylinder abhängig sind.
• Bei der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Techniken zum Berücksichtigen von zumindest einigen der oben genannten Faktoren bei einer Fehlzündungsermittlung bei einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem in Betracht gezogen. Bei einer bestimmten Ausführungsform wird ein Fehlzündungs-Detektionssystem in Betracht gezogen, das Fehlzündungen auf der Basis einer Untersuchung von mindestens drei Zündungsgelegenheiten detektiert. Das heißt, dass zum Ermitteln, ob eine Ziel-Arbeitskammer bei einer Ziel-Zündungsgelegenheit fehlgezündet hat, das Fehlzündungs-Detektionssystem ermittelt, ob die Zündungsgelegenheiten vor und nach der Ziel-Zündungsgelegenheit Überspringungen oder Zündungen waren. Bei einigen Ausführungsformen werden zusätzliche oder andere Zündungsgelegenheiten berücksichtigt (z. B. ob die gegenüberliegende Arbeitskammer übersprungen oder gezündet wird). In Abhängigkeit von dieser Überspringungs-/Zündungsermittlung werden unterschiedliche Kriterien zum Prüfen angewendet, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Diese Vorgehensweise ermöglicht es dem Fehlzündungs-Detektionssystem, falsch positive Ergebnisse zu verringern und genauer zu ermitteln, wann eine Fehlzündung stattgefunden hat.
• Anhand von 1 und 2 wird zunächst ein Verfahren für ein Fehlzündungs-Detektionssystem gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Ablaufdiagramm mit Darstellung eines Verfahrens 100 zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem. Das Verfahren wird in dem in 2 dargestellten Fehlzündungs-Detektionssystem 200 implementiert. Das Fehlzündungs-Detektionssystem 200 umfasst ein Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul 202, eine Zündungssteuerungseinheit 204, ein Motorparameter-Messmodul 206, ein Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 und einen Motor 250. 2 zeigt einen Motor 250 mit acht Zylindern, die mit 1 bis 8 bezeichnet sind, als Arbeitskammern. Obwohl der Motor 250 mit 8 Zylindern gezeigt ist, die in zwei Reihen angeordnet sind, können auch Motoren mit einer anderen Anzahl von Zylindern, die in anderen Konfigurationen angeordnet sind, verwendet werden. Ferner ist zwar eine Vielzahl von diskreten Modulen in 2 dargestellt, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass bei verschiedenen Ausführungsformen die Module kombiniert werden können und/oder Operationen eines Moduls auch von einem anderen Modul gehandhabt werden können.
• Anfangs erhalten in Schritt 102 von 1 das Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul 202 und/oder die Zündungssteuerungseinheit 204 Zündungsinformationen. Die Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungseinheit 204 ist so angeordnet, dass sie eine Sequenz von Zündungsbefehlen ausgibt, die verwendet werden, um den Motor 250 in einem Zündungsüberspringungsbetrieb zu betreiben und ein gewünschtes Drehmoment und/oder einen Zündungsanteil zu liefern. Die Zündungsüberspringungs-Zündungssequenz kann auf eine Vielzahl von Arten ermittelt werden. Zum Beispiel kann die Zündungssequenz unter Verwendung eines Sigma-Delta-Konverters oder eines geeigneten Steuerungsalgorithmus erzeugt werden. Bei einigen Ausführungsformen wird die Zündungssequenz aus einer Bibliothek von vordefinierten Zündungssequenzen ausgewählt. Die Sequenz der Zündungsbefehle wird zu der Zündungssteuerungseinheit 204 übertragen.
• Die Zündungssteuerungseinheit 204 ist so angeordnet, dass sie die Zündungen der Arbeitskammern des Motors 250 unter Verwendung der empfangenen Zündungsfrequenz orchestriert. Die Zündungssteuerungseinheit 204 empfängt Daten, die geeignete Arbeitskammern aus jeder geeigneten Quelle (z. B. dem Motor 250) identifizieren, und bringt eine ausgewählte Arbeitskammer mit jedem Zündungsbefehl in Übereinstimmung. Es wird ein einfaches Beispiel in Betracht gezogen, bei dem die Zündungssteuerungseinheit eine kurze Zündungsfrequenz von 0-1-0-0 aus der Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungseinheit empfängt, die jeweils Überspringung, Zündung Überspringung und Überspringung anzeigt. Bei diesem Beispiel kann der Motor so ausgeführt sein, dass die Zylinder-Zündungsgelegenheiten in einer sich wiederholenden Sequenz von 1-8-7-2-6-5-4-3 angeordnet sind. Das heißt, dass der erste Zylinder, bei dem eine Zündungsgelegenheit besteht, Zylinder 1 sein kann, gefolgt von Zylinder 8 und dann Zylinder 7 etc. Die Zündungssteuerungseinheit 204 ermittelt, welche Zylinder mit jedem Zündungsbefehl in Übereinstimmung gebracht werden sollten (z. B. kann sie ermitteln, dass die Zylinder 1, 8, 7 und 2 gemäß der Sequenz jeweils übersprungen, gezündet, übersprungen und übersprungen werden sollten). Bei der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung solcher Zündungsinformationen in Betracht gezogen (d. h. die Zündungssequenz und die Identitäten oder Nummern der entsprechenden Arbeitskammern), um das Detektieren von Fehlzündungen zu unterstützen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zündungs-/Überspringungsinformationen typischerweise vor der Ausführung eines Zündungs-/Überspringungsbefehls zur Verfügung stehen, da Zeit zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff und Aktivieren/Deaktivieren der Ventile benötigt wird.
• Bei Schritt 104 von 1 weist das Motorparameter-Messmodul 206 jeder Zündungsgelegenheit Zeitfenster zu. Das Zeitfenster kann jede geeignete Zeitperiode oder -intervall sein, die/das einer Ziel-Zündungsgelegenheit einer Ziel-Arbeitskammer entspricht. Ein bestimmter Motorparameter wird später über das Zeitfenster gemessen, um das Ermitteln zu unterstützen, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Die Charakteristiken des Zeitfensters können sich in Abhängigkeit von dem Typ der Motorparametermessung unterscheiden.
• Bei einer Ausführungsform ist der zu messende Motorparameter zum Beispiel eine Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung. Die Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung neigt dazu, sich zu erhöhen, wenn eine Verbrennung in der Ziel-Arbeitskammer erfolgt. Folglich kann ein geeignetes Zeitfenster eines sein, das zumindest einen Teil des Arbeitstakts für die Ziel-Arbeitskammer abdeckt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Summe der erwarteten einzelnen Zylinderdrehmomente mit einer erwarteten Kurbelwellenbeschleunigung oder einem anderen Motorparameter korreliert werden, um Schwellwerte bereitzustellen, die verwendet werden, um in Schritt 110 von 1 zu ermitteln, ob die Ziel-Zündungsgelegenheit eine Fehlzündung ist.
• Bei einer weiteren Ausführungsform ist der zu messende Motorparameter das Abgas. Das heißt, dass ein oder mehrere Sensoren in dem Abgassystem Pegel an Sauerstoff oder anderen Komponenten in einem Abgas „puls" detektieren, der bei der Zündungsgelegenheit erzeugt wird. Diese Analyse wird zum Unterstützen des Ermittelns angewendet, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Diese Messung kann über ein anderes Zeitfenster erfolgen. Da Abgase involviert sind, kann das geeignete Zeitfenster zumindest einen Teil des Auslasstakts der Ziel-Arbeitskammer abdecken oder diesem entsprechen. Des Weiteren kann das Zeitfenster auch einen Offset integrieren, der die Zeit berücksichtigt, die der entsprechende Abgas „puls" benötigt, um von dem Auslassventil zu dem Abgassensor zu laufen. Generell kann das Zeitfenster in Abhängigkeit von den Charakteristiken des Fehlzündungs-Detektionssystems 200 in großem Maße variieren. Das Abgassensor-Verfahren zum Erfassen von Fehlzündungen kann mit dem Kurbelwellenbeschleunigungsverfahren und anderen möglichen Mitteln zur Fehlzündungsdetektion kombiniert werden.
• Ein Beispiel für einen Zusammenhang zwischen Zeitfenstern und Zündungsgelegenheiten für eine entsprechende Arbeitskammer ist in 3 dargestellt. Bei diesem Beispiel ist eine Gesamt-270°-Drehung der Kurbelwelle eines Achtzylinder-Viertakt-Motors gezeigt. Bei der Drehung gibt es drei Zündungsgelegenheiten, die dem Zünden oder Überspringen der Arbeitskammern 1, 8 und 7 entsprechen. Ein Zeitfenster ist jeder der Zündungsgelegenheiten und Arbeitskammern zugewiesen. Jedes Zeitfenster ist ein Winkel-Zeitfenstersegment, das einer 90°-Drehung der Kurbelwelle entspricht. 3 zeigt ein beispielhaftes Winkel-Zeitfenstersegment 302, das einer Zündungsgelegenheit für die Arbeitskammer 8 entspricht. Das Winkel-Zeitfenstersegment 302 beginnt zu oder ungefähr zu der Zeit, zu der der Kolben für die entsprechende Arbeitskammer den oberen Totpunkt (top dead center- TDC) erreicht (z. B. zu Beginn eines Arbeitstakts bei einem Viertaktmotor). Es sei darauf hingewiesen, dass das vorstehende Beispiel nur zu veranschaulichenden Zwecken dient und dass die Charakteristiken der Zeitfenster und die Art, in der sie zugewiesen werden, bei verschiedenen Anwendungen variieren können. Zum Beispiel sei darauf hingewiesen, dass Zeitfenster, die länger oder kürzer sind als eine 90°-Drehung der Kurbelwellendrehung, verwendet werden können. Die Länge des Zeitfensters kann mit der Anzahl von Zylindern in dem Motor variieren. Zum Beispiel können längere Zeitfenster in Motoren mit weniger Zylindern verwendet werden, da es weniger Zündungsgelegenheiten pro Motordrehung gibt. Ferner können sich die Zeitfenster, die jedem Zylinder zugeordnet sind, überlappen.
• Gemäß dem Ablaufdiagramm von 1 misst das Motorparameter-Messmodul 206 eine Veränderung eines Motorparameters in dem entsprechenden Zeitfenster (Schritt 106 von 1). Dieser Messwert kann zum Beispiel unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren (z. B. eines Kurbelwellenpositionssensors, eines Abgassensors etc.) erhalten werden. Das Motorparameter-Messmodul 206 empfängt einen Eingang oder Motorparameter, der benötigt wird, um die Messung durchzuführen, z. B. Motordrehzahldaten, Zylinderidentitätsinformationen, Zündungsinformationen aus dem Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul 202/Zündungssteuerungseinheit 204 etc. Eine Vielzahl von unterschiedlichen Motorparametern kann in dem Zeitfenster gemessen werden. Bei einigen Ausführungsformen wird zum Beispiel ein kurbelwellenbezogener Parameter oder eine Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung gemessen.
• Nachstehend ist eine beispielhafte Formel zum Berechnen der Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung für das Winkel-Zeitfenstersegment 302 der Arbeitskammer 8, das in 3 gezeigt ist, aufgeführt. In 3 ist das Winkel-Zeitfenstersegment 302 in zwei Teilsegmente unterteilt, und zwar ein früheres Teilsegment 305b und ein späteres Teilsegment 305a. Die beispielhafte Formel lautet wie folgt: $$Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung=\frac{Durchschn.Drehzahl\left(305a\right)-Durchschn.Drehzahl\left(305b\right)}{\Delta Zeit\left(305ab\right)}$$

  

  wobei die Durchschn.Drehzahl (305a) und Durchschn.Drehzahl (306b) die durchschnittlichen Geschwindigkeiten der Kurbelwelle über die Teilsegmente 305a bzw. 305b sind und sich ΔZeit (305ab) auf die Zeit bezieht, die die Kurbelwelle benötigt, um sich von dem Mittelpunkt des Teilsegments 305b zu dem Mittelpunkt des Teilsegments 305a zu drehen. Obwohl die Teilsegmente 305a und 305b mit einer gleichen Dauer gezeigt sind, muss dies nicht der Fall sein. Ferner brauchen die Teilsegmente 305a und 305b nicht durchgehend zu sein, d. h. es kann eine Lücke zwischen den Segmenten geben. Die Zeitsteuerung der Teilsegmente relativ zu der Kurbelwellendrehung kann in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen und dem Fehlzündungs-Detektionsalgorithmus eingestellt werden. In einigen Fällen können mehr als zwei Teilsegmente verwendet werden. Die Dauer und Zeitsteuerung der Teilsegmente kann in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen variieren. Die durchschnittliche Motordrehzahl kann durch Messen der abgelaufenen Zeit zwischen Referenzmarkierungen auf der Kurbelwelle, die einen festen Referenzpunkt durchläuft, ermittelt werden. Die Referenzmarkierungen der Kurbelwelle können ungefähr in 6-Grad-Abständen gleichmäßig um die Kurbelwelle herum verteilt sein. Das Rohsignal aus der Kurbel kann verarbeitet werden, um die durchschnittliche Drehzahl in einem Teilsegment, Beschleunigung zwischen Teilsegmenten und den Sprung (Veränderung der Beschleunigung zwischen Paaren von Teilsegmenten) zu berechnen. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist bei der Messung des Sprungs die Verwendung von mindestens drei Teilsegmenten erforderlich, um eine Veränderung der Beschleunigung zu messen. Zeitableitungen höherer Ordnung der Beschleunigung können ebenfalls bei der Fehlzündungsermittlung verwendet werden, bei einer gleichzeitigen Erhöhung der Anzahl von Teilsegmenten. Verschiedene Filteralgorithmen können an das Kurbelsignal angelegt werden, um die Genauigkeit aller dieser Messungen zu verbessern. Generell wird die Berechnung der Motorparameter für mehrere Zündungsereignisse für jede Arbeitskammer durchgeführt. Somit erstellt das Motorparameter-Messmodul einen Verlauf von Zündungsereignissen für jede Arbeitskammer sowie entsprechenden Motorparameterveränderungen (z. B. Kurbelwellen-Winkelbeschleunigungsdaten) für die Arbeitskammer. Diese Daten werden später zur Unterstützung der Ermittlung verwendet, ob eine bestimmte Arbeitskammer fehlzündet oder nicht.
• Eine Vielzahl von Motorparametern kann in Schritt 106 gemessen werden. Bei einigen Ausführungsformen, die oben dargelegt worden sind, kann ein kurbelwellenbezogener Parameter, wie z. B. die Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung oder ihre Ableitung (Sprung), gemessen werden. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst die Motorparametermessung eine Analyse von Abgasen. Zum Beispiel umfassen, wie oben diskutiert worden ist, verschiedene Auslegungen eine Messung einer Veränderung der Menge an Sauerstoff in dem Abgas des Motors über ein entsprechendes Zeitfenster oder eine Zeitperiode. Diese Veränderung wird einer bestimmten Ziel-Zündungsgelegenheit einer Ziel-Arbeitskammer zugeordnet. Solche Veränderungen können einen Einblick bieten, ob die Ziel-Arbeitskammerfehlgezündet hat.
• Das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 empfängt die Zündungsinformationen aus der Zündungssteuerungseinheit 204 und/oder dem Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul 202 und die oben genannten Motorparameter-Messdaten aus dem Motorparameter-Messmodul 206. Das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 verwendet Informationen bezüglich der Motorparameter, wie z. B. Drehzahl (UpM), Sammelrohr-Absolutdruck (manifold absolute pressure - MAP), Nockenposition, Zündzeitsteuerung etc., um das Ermitteln von Schwellwerten für die Fehlzündungsdetektion zu unterstützen. Das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 verwendet ferner die Zündungsinformationen zum Ermitteln für jede Zündungsgelegenheit, ob die Zündungsgelegenheiten, die den Ziel-Zündungsgelegenheiten vorhergehen oder folgen, Überspringungen oder Zündungen sind (Schritt 108). Diese Vorgang wird hier als Überspringungs-/Zündungsermittlung bezeichnet.
• Die Überspringungs-/Zündungsermittlung umfasst eine Untersuchung mindestens einer Zündungsgelegenheit, die der Ziel-Zündungsgelegenheit vorhergeht, und mindestens einer Zündungsgelegenheit, die der Ziel-Zündungsgelegenheit folgt. Die Anzahl und Identitäten von Zündungsgelegenheiten und Arbeitskammern, die untersucht werden, können in Abhängigkeit von den Anforderungen einer bestimmten Anwendung in großem Maße variieren. Bei verschiedenen Implementierungen werden zum Beispiel die Zündungsgelegenheiten, die der Ziel-Zündungsgelegenheit unmittelbar vorhergehen und unmittelbar folgen, untersucht, um zu ermitteln, ob Überspringungen oder Zündungen erfolgt sind.
• Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Überspringungs-/Zündungsermittlung das Durchführen einer Ermittlung, ob die gegenüberliegende Arbeitskammer eine Überspringung oder eine Zündung umfasst (Schritt 109). Die gegenüberliegende Arbeitskammer kann wie folgt beschrieben werden. Es wird zum Beispiel ein Viertaktmotor betrachtet, bei dem bei jedem Motortakt die zwei Motorumdrehungen erfolgen. Bei einer solchen Auslegung gibt es dann, wenn eine Ziel-Zündungsgelegenheit bei einer Ziel-Arbeitskammer vorhanden ist (z. B. wenn sich der Kolben für die Ziel-Arbeitskammer zu Beginn eines Arbeitstakts am TDC befindet), eine andere Arbeitskammer, deren Kolben sich generell in der gleichen Position befindet (z. B. befindet sich der Kolben für die andere Arbeitskammer ebenfalls am TDC). Diese andere Arbeitskammer kann als die gegenüberliegende Arbeitskammer bezeichnet werden, d. h. die Arbeitskammer, die in dem zugewiesenen Zeitfenster der Ziel-Arbeitskammer gegenüberliegt. Bei diesem Beispiel, das einen Viertaktmotor umfasst, ist die gegenüberliegende Arbeitskammer eine Umdrehung oder 360 Grad von der Ziel-Arbeitskammer entfernt und befindet sich am Beginn eines Ansaugtakts.
• Bei verschiedenen Ausführungsformen ist es wünschenswert zu berücksichtigen, ob die Zündungsgelegenheit für die gegenüberliegende Arbeitskammer eine Überspringung oder eine Zündung ist. Die Überspringung oder Zündung der gegenüberliegenden Arbeitskammer kann die Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung oder einen anderen in Schritt 106 gemessenen Motorparameter wesentlich beeinflussen. Beispielsweise saugt bei dem oben beschriebenen Beispiel dann, wenn die der gegenüberliegenden Arbeitskammer zugeordnete Zündungsgelegenheit eine Zündung ist, die gegenüberliegende Arbeitskammer beim Ansaugtakt Luft an, während eine Verbrennung in der Ziel-Arbeitskammer stattfindet. Falls jedoch die der gegenüberliegenden Arbeitskammer zugeordnete Zündungsgelegenheit eine Überspringung ist, kann das Einlassventil abgesperrt werden. Somit zieht bei dem Ansaugtakt der Kolben der gegenüberliegenden Arbeitskammer gegen ein Vakuum, wodurch tendenziell Drehmoment von der Kurbelwelle abgezogen wird und die Verringerung der Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung unterstützt wird. Bei einigen Ausführungsformen wird in Betracht gezogen, dies zu berücksichtigen, wenn ermittelt wird, ob eine Fehlzündung in der Ziel-Arbeitskammer erfolgt ist.
• Bei noch weiteren Implementierungen können sämtliche Zündungsgelegenheiten über einen kompletten Motorzyklus, d. h. 720° Kurbelwellendrehung, sowohl vor als auch nach der Ziel-Zündungsgelegenheit zum Festlegen der Fehlzündungsschwellwerte verwendet werden. Anders ausgedrückt kann unter der Annahme, dass die Fehlzündungsermittlung für eine Ziel-Arbeitskammer auf einer Messung eines Motorparameters (z. B. Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung) in einem zugewiesenen Zeitfenster basiert, die Fehlzündungsermittlung und/oder der Fehlzündungsschwellwert zumindest teilweise auf den Zündungsbefehlen für sämtliche Arbeitskammern basieren, von denen jeder vor oder nach dem Zeitfenster ausgeführt wird. Dieser Typ von Steuerung kann für Motoren mit einer geringeren Anzahl von Zylindern, wie z. B. 3- und 4-Zylindermotoren, besser geeignet sein. In anderen Fällen können die berücksichtigten Zündungsgelegenheiten zeitlich getrennt sein. Zum Beispiel kann die Zündungsgelegenheit unmittelbar vor, unmittelbar nach und 360° nach verwendet werden, um die Fehlzündungsschwellwerte zu ermitteln. Diese Typen von Mustern können sinnvoll sein, da bei dem Arbeitstakt des Zylinders, der der Ziel-Zündungsgelegenheit zugeordnet ist, andere Zylinder Drehmoment zu der Kurbelwelle hinzufügen oder von dieser abziehen und sich somit auf die gemessene Kurbelwellenbeschleunigung auswirken können.
• Die Überspringungs-/Zündungsermittlung kann in Abhängigkeit von den Anforderungen einer bestimmten Anwendung auf eine Vielzahl von Arten durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen wird zum Beispiel jedes Zündungsereignis auf der Basis der Überspringungs-/Zündungsermittlung kategorisiert. Einige beispielhafte Gruppierungen sind nachstehend in Aufstellung A aufgeführt: Aufstellung A

  Gruppennummer	Gruppenbeschreibung
  1	Zündung vor Ziel-Zündungsereignis, Zündung nach
  2	Zündung vor Ziel-Zündungsereignis, Überspringung nach
  3	Überspringung vor Ziel-Zündungsereignis, Zündung nach
  4	Überspringung sowohl vor als auch nach Ziel-Zündungsereignis

• Das heißt, dass bei diesem Beispiel jedes Zündungsereignis einer der vorstehenden Gruppen zugeordnet ist, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Zündungsgelegenheiten, die dem Zündungsereignis unmittelbar vorhergehen oder folgen, Überspringungen oder Zündungen waren.
• Zeitlich angrenzende Überspringungen und Zündungen können eine wesentliche Wirkung auf die gemessene Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung für ein bestimmtes Zündungsereignis haben. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird somit dieses Überspringungs-/Zündungsmuster bei der Ermittlung berücksichtigt, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Es wird das Beispiel in 3 betrachtet, das drei Zündungsgelegenheiten für die Arbeitskammern 1, 8 und 7 darstellt. Die Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung wird entlang eines Winkel-Zeitfenstersegments 302 gemessen, das 90 Grad der Drehung der Kurbelwelle abdeckt, und zwar beginnend dann, wenn sich der Kolben der Arbeitskammer 8 am oberen Totpunkt (TDC) befindet. Somit entspricht das Winkel-Zeitfenstersegment 302 einem Teil des Arbeitstakts der Arbeitskammer 8.
• Die Drehung der Kurbelwelle in dem Winkel-Zeitfenstersegment 302 kann in Abhängigkeit davon, wie die Arbeitskammer 1 arbeitet, weiter beschleunigt werden. Die Zündungsgelegenheit der Arbeitskammer 1 kommt unmittelbar vor derjenigen der Arbeitskammer 8. Unter der Annahme, dass ein Viertakt-Achtzylinder-Motor verwendet wird, befindet sich die Arbeitskammer 1 immer noch in der zweiten Hälfte ihres Arbeitstakts in dem Winkel-Zeitfenstersegment 302, das die erste Hälfte des Arbeitstakts der Arbeitskammer 8 abdeckt. Falls die Arbeitskammer 1 gezündet statt übersprungen worden ist, neigt die Verbrennung dazu, die Drehung der Kurbelwelle in dem Winkel-Zeitfenstersegment 302 zu beschleunigen.
• Der Betrieb der Arbeitskammer 7, deren Zündungsgelegenheit unmittelbar nach derjenigen der Arbeitskammer 8 kommt, kann ebenfalls die gemessene Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung beeinflussen. In dem Winkel-Zeitfenstersegment 302 befindet sich die Arbeitskammer 7 in ihrem Komprimierungstakt. Falls zum Beispiel die Arbeitskammer 7 zu zünden ist, wird ein Einlassventil geöffnet, damit Luft in die Arbeitskammer strömen kann. Bei dem Komprimierungstakt komprimiert der Kolben die Luft, wodurch in dem Winkel-Zeitfenstersegment 302 Drehmoment von der Kurbelwelle weggenommen werden kann. Andererseits sind, falls die Arbeitskammer 7 stattdessen übersprungen, deaktiviert und abgesperrt wird, solche Wirkungen weitgehend nicht vorhanden.
• Die Erfinder haben mehrere Experimente durchgeführt, die das Aufzeigen der Wirkung unterstützen, welche zeitlich angrenzende Überspringungs-/Zündungsmuster auf die Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung, die einem bestimmten Zündungsereignis zugeordnet ist, haben können. Die Ergebnisse eines Experiments, bei dem die oben genannten Gruppen Nr. 1-4 verwendet werden, sind nachstehend in Aufstellung B dargelegt: Aufstellung B

  Gruppennummer	Untere mittlere Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung (Grad/s/s)	Obere mittlere Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung (Grad/s/s)
  1	-14.010	12.824
  2	-6.409	35.874
  3	2000	26.836
  4	18.828	70.139

• Die Aufstellung B zeigt mehrere Kurbelwellen-Winkelbeschleunigungs-Messungen für mehrere Zündungsgelegenheiten bei fester UpM, bestimmter Luft/Kraftstoff-Ladung, Luft/KraftstoffVerhältnis und Zündzeitsteuerung. Generell variieren die Beschleunigungswerte auf der Basis dieser Parameter. Diese Zündungsereignisse werden auf der Basis ihrer jeweiligen Überspringungs-/Zündungsermittlungen, d. h. der umgebenden Überspringungs-/Zündungsmuster, eingestuft. Eine Analyse der Ergebnisse der Experimente hat mittlere Werte für die Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung ergeben, die einer Zylinderzündung und einer vollständigen Fehlzündung zugeordnet sind. Das heißt, dass sich die Untere-Mittlere-Spalte in der Aufstellung auf die durchschnittliche Beschleunigung in einem Fall bezieht, in dem das Ziel-Zündungsereignis eine vollständige Fehlzündung umfasst, d. h. nur eine geringe oder gar keine Verbrennung stattgefunden hat.
• Die Obere-Mittlere-Spalte bezieht sich auf die durchschnittliche Beschleunigung in einem Fall, in dem das Ziel-Zündungsereignis eine „vollständige“ Zündung umfasst, d. h. in dem eine vollständige Verbrennung stattgefunden hat. Die vorstehende Aufstellung zeigt an, wie diese Werte in Abhängigkeit davon, ob Überspringungen oder Zündungen der Ziel-Zündungsgelegenheit vorhergehen oder folgen, stark variieren können. Falls zum Beispiel der Ziel-Zündungsgelegenheit eine Zündung vorhergeht und eine Zündung folgt (Gruppe 1), kann eine Fehlzündung mit einer geringen oder gar keinen Verbrennung eine Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung von -14.010 Grad/s/s umfassen. Falls jedoch dem Ziel-Zündungsereignis eine Überspringung vorhergeht und eine Überspringung folgt (Gruppe 4), kann eine Fehlzündung mit einer geringen oder gar keinen Verbrennung eine hohe Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung von 18.828 Grad/s/s umfassen. Generell weisen Fällen, in denen dem Ziel-Zeitfenster eine Überspringung folgt, höhere Beschleunigungswerte auf, da keine Luft/Kraftstoff-Mischung in Vorbereitung auf einen Arbeitstakt komprimiert wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Schwellwert oderAuslösepunktwert zum Ermitteln einer Fehlzündung (die sowohl eine unvollständige Verbrennung als auch gar keine Verbrennung umfassen kann) irgendwo zwischen der oberen und der unteren Grenze liegen. Die Aufstellung verdeutlicht, dass dieser Fehlzündungsschwellwert in Abhängigkeit von dem Überspringungs-/Zündungsmuster, das das Ziel-Zündungsereignis umgibt, variiert. Selbstverständlich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehende Aufstellung B nur vorläufige Ergebnisse eines einzelnen Experiments bereitstellt und die Anzahl, Schwellwerte und Gruppierungen einer weiteren Einstellung und Anpassung an unterschiedliche Motoreinstellungen, wie z. B. UpM, Luft/Kraftstoff-Verhältnis, Ladung, Zündzeitsteuerung und Motorauslegungen, unterzogen werden können.
• In den Aufstellungen A und B wird davon ausgegangen, dass die Zündungsgelegenheiten, die bei einer Überspringungs-/Zündungsermittlung in Betracht zu ziehen sind (Schritt 108 von 1), die Zündungsgelegenheiten sind, die zeitlich an die Ziel-Zündungsgelegenheit angrenzen (d. h. die Zündungsgelegenheiten, die der Ziel-Zündungsgelegenheit unmittelbar vorhergehen und folgen). Bei der Überspringungs-/Zündungsermittlung kann jedoch ein anderer Satz von relevanten Zündungsgelegenheiten berücksichtigt werden. Wie vorstehend diskutiert worden ist, umfasst bei einigen Ausführungsformen dieser Satz zum Beispiel ferner die Zündungsgelegenheit für die Arbeitskammer, die der Ziel-Arbeitskammer gegenüberliegt. Bei noch weiteren Ausführungsformen umfasst dieser Satz die Zündungsgelegenheiten einiger oder sämtlicher der anderen Arbeitskammern. Die Aufstellungen A und B können für jeden geeigneten Satz von relevanten Zündungsgelegenheiten angepasst werden. Das heißt, dass bei verschiedenen Ausführungsformen eine geeignete Anzahl von Gruppen erstellt wird (wie z. B. in Aufstellung A), um sämtliche möglichen Kombinationen von Überspringungen und Zündungen für den relevanten Satz von Zündungsgelegenheiten abzudecken. Fehlzündungsschwellwerte werden für jede Gruppe ermittelt (wie z. B. in Aufstellung B). Eine Überspringungs-/Zündungsermittlung (z. B. Schritt 108 und 109 von 1) erfolgt für eine bestimmte Ziel-Zündungsgelegenheit, bei der ermittelt wird, ob jede Zündungsgelegenheit in dem relevanten Satz eine Überspringung oder eine Zündung ist.
• Sobald das relevante Überspringungs-/Zündungsmuster für jede Ziel-Zündungsgelegenheit bekannt ist, werden das Muster und die Motorparameter-Messdaten zum Ermitteln verwendet, ob eine Ziel-Arbeitskammer bei einem Ziel-Arbeitszyklus fehlgezündet hat (Schritt 110 von 1). Diese Ermittlung kann auf eine Vielzahl von Arten durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen werden zum Beispiel mehrere unterschiedliche Fehlzündungsschwellwerte erhalten oder bereitgestellt (wie z. B. oben in der Aufstellung B zu sehen ist). Generell kann jeder Fehlzündungsschwellwert in Abhängigkeit von der Überspringungs-/Zündungsermittlung unterschiedlich sein (z. B. kann es vier oder mehr unterschiedliche Fehlzündungsschwellwerte geben, und zwar einen für jede der oben genannten Gruppen). Die Überspringungs-/Zündungsermittlung für die Ziel-Zündungsgelegenheit wird zum Auswählen oder Erhalten einer dieser Fehlzündungsschwellwerte verwendet. Wie vorstehend dargelegt worden ist, ist jeder Ziel-Zündungsgelegenheit ein Zeitfenster zugeordnet. Falls die Veränderung des gemessenen Motorparameters in dem zugeordneten Zeitfenster den ausgewählten Fehlzündungsschwellwert übersteigt, wird ermittelt, dass eine Fehlzündung stattgefunden hat oder haben kann.
• Der Fehlzündungsschwellwert kann auf eine Vielzahl von Arten ermittelt werden. Bei einer Implementierung finden sich zum Beispiel vorbestimmte Fehlzündungsschwellwerte in einer oder mehreren Lookup-Tabellen. Das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 wählt einen geeigneten Fehlzündungsschwellwert für ein Ziel-Zündungsereignis auf der Basis des umgebenden Überspringungs-/Zündungsmusters aus. Die Ermittlung des Fehlzündungsschwellwerts kann auch auf einer Vielzahl von anderen Motorparametern basieren, einschließlich zusätzlicher Überspringungs-/Zündungsereignisse, eines Zündungsanteils, eines Zündungsverlaufs für die Arbeitskammer, Luftladung, Motordrehzahl und anderer Motoreinstellungen.
• Bei einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Fehlzündungsschwellwert eine Auswirkung durch eine Vibration berücksichtigt. Das heißt, dass bei bestimmten Motordrehzahlen, Zylinderlasten und/oder Zündungsanteilen ein Zündungsüberspringungs-Motorsystem eine unerwünschte Vibration erzeugen kann. In einigen Fällen kann eine solche Vibration die Messung des Motorparameters beeinflussen (z. B. Schritt 106 von 1), der zum Ermitteln angewendet wird, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Bei einigen Implementierungen wird das Einstellen jedes Fehlzündungsschwellwerts auf der Basis eines Vibrationsauswirkungsmodells in Betracht gezogen, bei dem Motordrehzahl, Zylinderlast, Zündungsüberspringung, Zündungsanteil und/oder jeder andere geeignete Parameter, der sich auf die Motorvibration bezieht oder diese beeinflusst, berücksichtigt wird.
• Bei noch weiteren Ausführungsformen wird der Fehlzündungsschwellwert dynamisch ermittelt. Mit anderen Worten ist das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 so angeordnet, dass es erwartete Veränderungen eines Motorparameters (z. B. Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung) für jedes Zündungsereignis und/oder für jeden Typ von umgebendem Überspringungs-/Zündungsmuster (wie z. B. die oben beschriebenen Gruppen 1, 2, 3 und 4) berechnet. Diese erwarteten Werte können in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren, wie z. B. Motordrehzahl, Kraftstoffveränderung, Massenluftladung, Zündungssequenz, Frühzündung und anderen Parametern, von Zeit zu Zeit variieren. Auf der Basis der erwarteten Werte führt das Fehlzündungs-Detektionsmodul auch eine dynamische Berechnung von Fehlzündungsschwellwerten für jedes Zündungsereignis und/oder jeden umgebenden Überspringungs-/Zündungsmustertyp durch.
• Sobald ein geeigneter Fehlzündungsschwellwert für ein Ziel-Zündungsereignis bekannt ist, erfolgt eine Ermittlung, ob die Motorparameterveränderung (z. B. Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung) für das Ziel-Zündungsereignis den Fehlzündungsschwellwert übersteigt. (Es sei darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „übersteigt“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, „hinausgehen über“ bedeutet und einen Wert umfassen kann, der in Abhängigkeit von der Metrik höher oder niedriger ist als der Schwellwert.) Das Erreichen des Schwellwerts zeigt an oder unterstützt das Anzeigen, dass die Arbeitskammer fehlgezündet hat.
• Generell werden mehrere Zündungsereignisse überwacht, um zu bestätigen, dass eine Arbeitskammer fehlgezündet hat. Bei einigen Ausführungsformen werden zum Beispiel die oben dargelegten Fehlzündungs-Detektionstechniken für viele, nahezu sämtliche oder sämtliche Zündungsereignisse ausgeführt. Das heißt, dass jedes Zündungsereignis und dessen entsprechende Überspringungs-/Zündungsermittlung (d. h. umgebendes Überspringungs-/Zündungsmuster) analysiert und/oder gespeichert werden. Des Weiteren werden die Motorparameterveränderungen für jedes Zündungsereignis ebenfalls gemessen und/oder gespeichert. Diese Informationen werden zum Erstellen einer Datenbank für Zündungsereignisse verwendet, in der jedem Zündungsereignis eine bestimmte Arbeitskammer, eine Motorparameter-Veränderungsmessung, eine bestimmte Überspringungs-/Zündungsermittlung, ein entsprechender Fehlzündungsschwellwert und/oder eine Kennzeichnung zugeordnet wird, die anzeigen, ob ein entsprechender Fehlzündungsschwellwert überschritten worden ist. Somit speichert das Fehlzündungs-Detektionssystem 200 einen Verlauf für jede Arbeitskammer, der die Anzahl von Zündungsereignissen anzeigt, bei denen der Fehlzündungsschwellwert überschritten worden ist. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt, falls einer bestimmten Arbeitskammer mehrere Zündungsereignisse zugeordnet sind, von denen ein vorbestimmter Prozentsatz oder Anzahl das Übersteigen eines Fehlzündungsschwellwerts umfasst, eine Ermittlung, dass die Arbeitskammer fehlzündet und das entsprechende Fehlersignal über das OBD-System, typischerweise eine Fehlfunktions-Anzeigelampe am Armaturenbrett des Fahrzeugs, zu dem Fahrzeugführer übertragen wird. Ein entsprechender Fehlercode kann zwecks anschließender diagnostischer Bewertung ebenfalls zu der OBD-Schnittstelle gesendet werden.
• Die oben dargelegten Techniken können für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das dargestellte Fehlzündungs-Steuerungssystem in einer Motorsteuerungseinheit eines Fahrzeugs gespeichert und/oder ist Teil eines On-Board-Diagnosesystems. Bei weiteren Ausführungsformen kann es in einer externen Diagnosevorrichtung gespeichert sein, die zum Untersuchen der Leistung eines Motors verwendet wird. Jedes der vorgenannten Module, Systeme und Operationen kann in Form von Hardware, Software oder Beidem gespeichert werden.
• Bei der vorliegenden Erfindung werden ferner Operationen in Betracht gezogen, die auf das Auffinden einer Fehlzündung ansprechen und auf diesem basieren. Bei einigen Ausführungsformen ist zum Beispiel, falls ermittelt wird, dass eine Arbeitskammer fehlzündet, die Zündungssteuerungseinheit 204 so angeordnet, dass sie die Arbeitskammer überspringt und/oder deaktiviert. Ein Grund dafür ist, dass eine fehlzündende Arbeitskammer unverbrannte Kohlenwasserstoffe erzeugt, die in einen Katalysator eintreten und diesen beschädigen können. Bei einigen Ausführungsformen wird nach einer vorbestimmten Zeitperiode die Arbeitskammer wieder aktiviert und gelegentlich gezündet, um zu sehen, ob sie weiterhin fehlzündet. Nach der Wiederaufnahme des Betriebs der fehlzündenden Arbeitskammer werden die vorgenannten Techniken wieder angewendet, um zu ermitteln, ob die Arbeitskammer den Normalbetrieb wieder aufgenommen hat oder noch fehlzündet. Bei noch weiteren Ausführungsformen wird dann, wenn ermittelt wird, dass eine Arbeitskammer fehlzündet, eine Warnung an einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angezeigt, so dass dem Fahrer das Problem bewusst wird.
• Obwohl fehlzündende Arbeitskammern übersprungen werden können, um eine Beschädigung des Katalysators zu verhindern, besteht jedoch ein anderes Problem darin, dass, falls die Arbeitskammer regelmäßig übersprungen wird, die Zündungen in den verbleibenden Arbeitskammern nicht gleichmäßig beabstandet sein können, was bedeutet, dass sich NVH (noise, vibration and harshness - Geräusch, Vibration und Rauheit) verschlechtern kann. Dies kann insbesondere bei Motorsteuerungssystemen ein Problem sein, bei denen ein Algorithmus zum dynamischen Erzeugen von Zündungssequenzen (z. B. unter Verwendung eines Sigma-Delta-Konverters) verwendet wird, bei dem die Möglichkeit einer Fehlzündung nicht berücksichtigt wird.
• Bei einer Vorgehensweise wird eine feste Zündungsfrequenz angewendet, wenn eine Fehlzündung detektiert wird und die entsprechende Arbeitskammer deaktiviert oder übersprungen wird. Das heißt, dass eine oder mehrere Lookup-Tabellen verwendet werden, die mehrere vordefinierte Zündungssequenzen aufweisen. Jede der Zündungssequenzen, bei denen ermittelt worden ist, dass sie akzeptable NVH-Charakteristiken aufweisen, wird einem bestimmten Zündungsanteil und/oder Motordrehzahl zugeordnet. Wenn ein Übergang zu einem festen Zündungsmuster erfolgt, wählt das Zündungsanteil-Ermittlungsmodul 202 eine der Zündungssequenzen auf der Basis der Identität der fehlgezündeten Arbeitskammer, eines gewünschten Zündungsanteils (der ein gewünschtes Drehmoment widerspiegelt), Gangs, Motordrehzahl, Sammelrohr-Absolutdrucks (MAP), Zylinder-Massenluftladung, Nockeneinstellung, Zündzeitsteuerung und/oder anderer Motoreinstellungen aus. Mit anderen Worten wird eine geeignete vorbestimmte Zündungssequenz gewählt, bei der die fehlerhafte Arbeitskammer übersprungen wird, das erforderliche Motordrehmoment geliefert wird (unter der Annahme, dass die gewünschte Ausgangsleistung nicht die maximale Motorausgangsleistung bei einer deaktivierten Arbeitskammer übersteigt) und akzeptable Pegel an NVH erzeugt werden. Das NVH kann schlecht sein, die Alternative ist jedoch das Nichtliefern des erforderlichen Drehmoments, was generell weniger wünschenswert ist als ein schlechtes NVH. Die Zündungssteuerungseinheit 204 betreibt dann den Motor in einem Zündungsüberspringungsbetrieb unter Anwendung der Zündungssequenz. Es sei darauf hingewiesen, dass Drehmomenterfordernisse nahe Betrieb bei voller Leistung nicht erfüllt werden, da der Motor das Erfordernis nicht erfüllen kann, wenn nicht sämtliche Zylinder arbeiten.
• Die oben dargelegte Vorgehensweise kann auf eine Vielzahl von Arten implementiert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann zum Beispiel ein Algorithmus zum Navigieren in einer Tabelle zum Finden eines geeigneten Ziel-Zündungsanteils verwendet werden. Eine beispielhafte Tabelle ist nachstehend gezeigt:

  Zündungsanteil	Zündungssequenz	Überspringen, falls fehlzündender Zylinder	MotorDrehzahl (UpM)
  1/8	1000-0000	1	1600
  1/8	etc.	etc.
  1/8	0000-1000	6	1600
  	1000 0010 0000
  1/6	1000 0010 0000	1,4,6,7	1500
  	0100 0001 0000
  1/6	0100 0001 0000	8,3,5,2	1500
  1/4	1000-1000	1,6	1100
  1/4	0100-0100	8,5	1100
  3/8	1001-0010	1,2,4	1500
  3/8	0100-1001	8,6,3	1500
  1/2	1010-1010	1,7,6,4	900
  1/2	0101-0101	8,2,5,3	900
  5/8	1011-0110	1,7,2,5,4	1500
  5/8	0101-1011	8,2,6,4,3	1500
  5/8	1010-1101	1,7,6,5,3	1500
  3/4	1110-1110	1,8,7,6,5,4	900
  3/4	1101-1101	1,8,2,6,5,3	900
  3/4	1011-1011	1,7,2,6,5,3	900
  3/4	0111-0111	8,7,2,5,4,3	900
  7/8	0111-1111	8,7,2,6,5,4,3	900
  7/8	etc.	etc.	900

• Die vorstehende Tabelle beschreibt eine Vielzahl von geeigneten vorbestimmten Zündungssequenzen und Zündungsanteilen mit entsprechenden Motordrehzahlbegrenzungen. Es wird angenommen, dass die Zylinder in der Reihenfolge 1-8-7-2-6-5-4-3 gezündet werden. Die Tabelle zeigt ferner, dass in Abhängigkeit davon, welcher Zylinder fehlzündet, einige Zündungsanteile und - sequenzen nicht verwendet werden können. Bei diesem Beispiel wird dann, wenn ermittelt wird, dass ein bestimmter Zylinder fehlzündet, wie folgt in der vorstehenden Tabelle navigiert:
• 1) Start in der oberen Reihe.
• 2) Bewegen zu der nächsten Reihe, bis der Wert in der ersten Spalte ("Zündungsanteil) größer ist als der gewünschte Zündungsanteil, der auf der Basis eines gewünschten Drehmoments ermittelt wird.
• 3) In dieser Reihe siehe die dritte Spalte („Überspringen, falls fehlzündender Zylinder“). Falls der fehlzündende Zylinder genannt wird, Wiederholen von Schritt 2. Andernfalls Weitergehen zu Schritt 4.
• 4) Falls der Wert in der vierten Spalte („Motordrehzahl“) größer ist als die aktuelle Motordrehzahl, Bewegen zu der nächsten Reihe und Wiederholen von Schritt 2. Optional kann eine andere Spalte pro Gang verwendet werden.
• 5) Falls der Wert in der vierten Spalte („Motordrehzahl“) nicht größer ist als die aktuelle Motordrehzahl, ist der Wert in der ersten Spalte („Zündungsanteil“) der Ziel-Zündungsanteil und ist der Wert in der zweiten Spalte („Zündungssequenz“) die Ziel-Zündungssequenz. Der Ziel-Zündungsanteil und die Ziel-Zündungssequenz werden dann zum Betreiben der Arbeitskammern des Motors in einem Zündungsüberspringungsbetrieb verwendet.
• Es sei darauf hingewiesen, dass der vorstehende Algorithmus und die vorstehende Tabelle nur zu veranschaulichenden Zwecken gezeigt sind und wie zweckmäßig an unterschiedliche Motorauslegungen und -anwendung angepasst werden können. Zum Beispiel kann das Leerlaufen bei einer verringerten Anzahl von Zylindern, d. h. 4 von 8, im Fall einer Zylinderfehlzündung angewendet werden, ohne dass auf die Tabelle Bezug genommen wird.
• Bei einer alternativen Vorgehensweise kann bei einer Sigma-Delta-basierten Zündungssteuerung die fehlzündende Arbeitskammer gekennzeichnet werden, so dass diese übersprungen wird. Die Rückführung zu der Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung zeigt an, dass die Arbeitskammer übersprungen worden ist und somit der Sigma-Delta-Integrator der Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung weiterhin akkumuliert. Bei der nächsten oder nachfolgenden Zündungsgelegenheit führt der Sigma-Delta-Integrator einen Zündungsbefehl aus, wodurch der in dem Integrator festgehaltene Wert verringert wird. Bei nachfolgenden Zündungsgelegenheiten arbeitet die Sigma-Delta-Steuerung normal. Auf diese Weise kann sich die Sigma-Delta-Steuerung leicht an das Erzeugen von Zündungsmustern anpassen, bei denen vermieden wird, dass eine bestimmte Arbeitskammer zündet, und trotzdem die gewünschte Motorausgangsleitung geliefert wird (unter der Annahme, dass die gewünschte Ausgangsleistung nicht die maximale Motorausgangsleistung bei einer deaktivierten Arbeitskammer übersteigt). Das Überspringen eines fehlzündenden Zylinders kann ferner dadurch erfolgen, dass Sigma-Delta zum Zeitpunkt der Fehlzündung nicht betrieben wird und immer eine Überspringung befohlen wird. Dies ist äquivalent zu der Handhabung des Motors so, als hätte er einen Zylinder weniger und könnte mit einer geringfügigen Neuskalierung der Eingänge in den Sigma-Delta-Konverter implementiert werden. Die Sigma-Delta-Steuerung kann ferner bei Übergängen zwischen festen Zündungssequenzen zum Verbessern des NVH verwendet werden.
• Mit Bezug auf 4 wird als Nächstes ein Verfahren 400 zum Detektieren eines Motorfehlers (z. B. Fehlzündung) gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der dargestellten Ausführungsform wird bei dem Verfahren 400 ein Drehmomentmodell zum Ermitteln verwendet, ob eine Fehlzündung in einer Ziel-Arbeitskammer stattgefunden hat, obwohl die gleichen Techniken zum Diagnostizieren eines geeigneten motor- oder verbrennungsbezogenen Problems (z. B. Fehler bei der Einstellung der Frühzündung) angewendet werden können. Obwohl die dargestellten Schritte eine bestimmte Reihenfolge von Operation impliziert, sei darauf hingewiesen, dass bei verschiedenen Implementierungen die Schritte in einer anderen Reihenfolge stattfinden können.
• Bei Schritt 402 werden Zündungsinformationen erhalten (Schritt 402). Bei Schritt 404 wird ein Zeitfenster einer Ziel-Zündungsgelegenheit zugewiesen, die einer Ziel-Arbeitskammer zugeordnet ist. Die Schritte 402 und 404 können den Schritten 102 und 104 von 1 im Wesentlichen gleich oder mit diesen identisch sein.
• Bei Schritt 406 erfolgt eine Ermittlung, ob die Zündungsgelegenheiten der anderen Arbeitskammern Überspringungen oder Zündungen sind. Jede geeignete Anzahl von Zündungsgelegenheiten und Arbeitskammern kann bei diesem Schritt untersucht werden. Bei einigen Ausführungsformen ist zum Beispiel die Ziel-Zündungsgelegenheit eine eines Satzes von aufeinanderfolgenden Zündungsgelegenheiten, die einige oder sämtliche der zur Verfügung stehenden Arbeitskammern umfassen (z. B. die Zündungsgelegenheiten, die in der Reihenfolge 1-8-7-2-6-5-4-3 auftreten). Es erfolgt eine Ermittlung, ob jede der anderen Zündungsgelegenheiten in dem Satz eine Überspringung oder eine Zündung ist. Bei noch weiteren Ausführungsformen werden ferner weitere Charakteristiken jeder Zündungsgelegenheit und/oder jedes Betriebs der zugeordneten Arbeitskammern ermittelt, z. B. ob eine Überspringung eingeplant ist, ob eine Hoch- oder Niederdruckfeder vorgesehen ist, der Zündungsverlauf jeder Arbeitskammer, der Betrieb oder Takt, in den/die jede Arbeitskammer in dem zugewiesenen Zeitfenster involviert ist etc.
• Bei Schritt 408 liefert oder erzeugt das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 ein Drehmomentmodell auf der Basis der in den Schritten 402 und 406 erhaltenen Informationen. Das Drehmomentmodell unterstützt das Vorhersagen oder Anzeigen eines erwarteten Drehmoments, das von den Arbeitskammern in dem zugewiesenen Zeitfenster erzeugt wird. Dieses Drehmomentmodul basiert zumindest teilweise auf der in Schritt 406 erfolgten Überspringungs-/Zündungsermittlung. Bei dem Drehmomentmodell kann in Abhängigkeit von den Erfordernissen einer bestimmten Anwendung ferner eine große Vielzahl von anderen Betriebsparametern berücksichtigt werden. Generell kann jeder Parameter, der die Drehmomenterzeugung beeinflussen kann, in dem Drehmomentmodell enthalten sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen basiert das Drehmomentmodell zum Beispiel auf Nockenzeitsteuerung, Motordrehzahl, Massenluftladung, Zylinderlast, Sammelrohr-Absolutdruck, Zündzeitsteuerung und jedem anderen geeigneten Motorparameter. Bei noch weiteren Ausführungsformen basiert das Drehmomentmodell auf einer Rückführung von vorherigen Messungen von Veränderungen eines Motorparameters, wie z. B. einer Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung, wie z. B. in Schritt 410 angezeigt ist. Bei einigen Drehmomentmodell-Implementierungen wird der Status von übersprungenen Arbeitskammern berücksichtigt (z. B. ob die übersprungene Arbeitskammer eine Hochdruckfeder, eine Niederdruckfeder umfasst, die Position des Kolbens, der Takt, in dem sich der Kolben befindet, etc.).
• Eine beispielhafte Implementierung eines Drehmomentmodells wird unter Verwendung der nachstehenden Aufstellung beschrieben. (Es sei darauf hingewiesen, dass die Aufstellung nur beispielhaft ist und dass verschiedene Implementierungen wesentlich von dem abweichen können, was nachstehend gezeigt ist.) Aufstellung C

  Zylindernummer	Status des Zylinders	Erwartetes Drehmoment, das von dem Zylinder erzeugt wird (N-m)
  1	Überspringung (Niederdruckfeder, erste Hälfte des Komprimierungstakts)	18,98
  8	Zündung (zweite Hälfte des Ansaugtakts)	-9,49
  7	Überspringung (Hochdruckfeder, erste Hälfte des Ansaugtakts)	341,67
  2	Zündung (zweite Hälfte des Auslasstakts)	-9,49
  6	Überspringung (Niederdruckfeder, erste Hälfte des Auslasstakts)	-18,98
  5	Überspringung (Niederdruckfeder, zweite Hälfte des Arbeitstakts)	18,98
  4	Zündung (erste Hälfte des Arbeitstakts)	578,93
  3	Überspringung (Niederdruckfeder, zweite Hälfte des Komprimierungstakts)	-18,98

• Die vorstehende Aufstellung zeigt hypothetische Ergebnisse an, die von dem Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 für einen Viertakt-Achtzylinder-Motor erzeugt werden. Die Aufstellung bezieht sich auf den Betrieb der Arbeitskammern in dem zugewiesenen Zeitfenster, wobei die Arbeitskammern den aufeinanderfolgenden Zündungsgelegenheiten entsprechen (d. h. gezündet in der Reihenfolge 1, 8, 7, 2, 6, 5, 4, 3). Bei diesem Beispiel ist die Ziel-Zündungsgelegenheit der Zylinder 4 und ist das zugewiesene Zeitfenster eine Zeitperiode, in der sich der Zylinder 4 in der ersten Hälfte eines Arbeitstakts befindet (Schritt 404). Wie in der „Status" spalte anzeigt ist, ermittelt das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 den Betrieb sämtlicher anderen Arbeitskammern in dem Zeitfenster und ermittelt ferner, ob die entsprechende Zündungsgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist.
• Bei diesem beispielhaften Drehmomentmodell wird der Status jeder Arbeitskammer bei der Schätzung eines erwarteten Drehmoments, das von jeder Arbeitskammer erzeugt wird, berücksichtigt. Wie in der Aufstellung angezeigt ist, kann das erwartete Drehmoment für jede Arbeitskammer in Abhängigkeit davon, wie die Arbeitskammer in dem Zeitfenster betrieben wird, in großem Maße variieren. Zum Beispiel wird eine übersprungene Arbeitskammer in Betracht gezogen, die deaktiviert oder abgesperrt werden kann, damit eine Hochdruckfeder oder eine Niederdruckfeder gebildet wird. Eine Hochdruckfeder umfasst generell das Schließen eines Auslassventils zum Einfangen von Hochdruckabgasen in der Arbeitskammer. Bei einer Niederdruckfeder wird das Einlassventil generell abgesperrt, nachdem das Abgas aus der Arbeitskammer freigesetzt worden ist, wodurch ein Niederdruck/Vakuum in der Arbeitskammer gebildet wird. Bei einem Ansaugtakt zieht, falls eine Niederdruckfeder verwendet wird, der Kolben gegen dieses Vakuum und legt somit einen anderen Betrag an Drehmoment an die Kurbelwelle an als bei Verwendung einer Hochdruckfeder. Bei einigen Implementierungen werden, sobald die erwarteten Drehmomente für jede Arbeitskammer ermittelt worden sind, die einzelnen Drehmomente summiert, um ein erwartetes Motordrehmoment zu ermitteln, das von sämtlichen Arbeitskammern erzeugt wird. Zum Beispiel beträgt bei der vorstehenden Aufstellung die Summe der einzelnen Zylinderdrehmomentschätzungen 863.66 N·m.
• Bei Schritt 410 wird eine Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster gemessen. Bei diesem bestimmten Beispiel ist der gemessene Motorparameter eine Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung, obwohl jeder geeignete Motorparameter gemessen werden kann, wie vorstehend in Zusammenhang mit Schritt 106 von 1 diskutiert worden ist.
• Bei Schritt 412 ermittelt das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 dann, ob die Ziel-Zündungsgelegenheit eine Fehlzündung umfasst. Diese Ermittlung erfolgt auf verschiedene Arten. Bei einigen Vorgehensweisen schätzt zum Beispiel das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 ein tatsächliches Motordrehmoment auf der Basis des in Schritt 410 gemessenen Motorparameters. Das tatsächliche Motordrehmoment wird dann mit einem erwarteten Motordrehmoment verglichen, das auf dem in Schritt 408 bereitgestellten Drehmomentmodell (z. B. der oben diskutieren Summe des Drehmomentausgangs) basiert. Auf der Basis dieses Vergleichs ermittelt das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208, ob die Ziel-Zündungsgelegenheit eine Fehlzündung war. Falls zum Beispiel das tatsächliche Motordrehmoment nicht in ausreichendem Maße dem erwarteten Motordrehmoment im Wesentlichen gleich ist oder einen vorbestimmten Fehlzündungsschwellwert übersteigt, kann das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 ermitteln, dass die Ziel-Zündungsgelegenheit eine Fehlzündung war.
• Bei weiteren Vorgehensweisen schätzt das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 eine erwartete Veränderung des Motorparameters auf der Basis des Drehmomentmodells. Diese erwartete Veränderung des Motorparameters wird dann mit der in Schritt 406 gemessenen tatsächlichen Veränderung verglichen. Auf der Basis dieses Vergleichs ermittelt das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208, ob eine Fehlzündung stattgefunden hat. Jeder geeignete Motorparameter kann bei den vorstehenden Berechnungen verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung oder eine andere Metrik, die sich auf die Kurbelwellendrehung bezieht.
• Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird das Drehmomentmodell zum Ermitteln verwendet, ob eine Fehlzündung erfolgt ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die oben genannten Schritte zum Diagnostizieren jedes geeigneten Typs von Verbrennung, Ventiltrieb und/oder Motorfehler angewendet werden können. Bei einigen Ausführungsformen verwendet das Fehlzündungs-Detektionsmodul 208 zum Beispiel das Drehmomentmodell, um anstelle oder zusätzlich zu der Ermittlung, ob die Ziel-Zündungsgelegenheit eine Fehlzündung ist, zu ermitteln, ob ein zündbezogener Fehler aufgetreten ist (z. B. in Schritt 412).
• Die beschriebenen Fehlzündungs-Detektionsmerkmale können in jedes geeignete Zündungsüberspringungs-Motorsteuerungssystem integriert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das beschriebene Fehlzündungs-Detektionssystem 200 weitere Komponenten, Merkmale oder Module aufweisen kann, die in 2 nicht gezeigt sind. Zum Beispiel können die Zündungssequenzen, die von dem Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul 202 erzeugt werden, auf einem Zündungsanteil basieren. Bei einigen Ausführungsformen weist das Fehlzündungs-Detektionssystem 200 eine Zündungsanteil-Berechnungseinrichtung auf, die diesen Zündungsanteil auf der Basis eines gewünschten Drehmoments ermittelt. Eine große Vielzahl von Zündungsanteil-Berechnungseinrichtungen, Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodulen, Antriebsstrangparameter-Einstellmodulen, ECUs, Motorsteuerungseinrichtungen und anderen Modulen sind in den US-Patenten Nr. US 7 954 474 B2 ; US 7 886 715 B2 ; US 7 849 835 B2 ; US 7 577 511 B1 ; US 8 099 224 ; US 8 131 445 B2 und US 8 131 447 B2 beschrieben.
• Jegliche der oben beschriebenen Komponenten können so angeordnet sein, dass sie ihre Ermittlungen/Berechnungen sehr schnell aktualisieren. Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen werden diese Ermittlungen/Berechnungen auf einer Zündungsgelegenheit-für-Zündungsgelegenheit-Basis aktualisiert, obwohl dies nicht erforderlich ist. Bei einigen Ausführungsformen werden zum Beispiel die beschriebenen Motorparameter-Veränderungsmessungen, die Ermittlungen der umgebenden Zündungsüberspringungsmuster und die Fehlzündungsermittlungen auf einer Zündungsgelegenheit-für-Zündungsgelegenheit-Basis durchgeführt. Ein Vorteil des Zündungsgelegenheit-für-Zündungsgelegenheit-Betriebs der verschiedenen Komponenten besteht darin, dass die Steuerungseinrichtung sehr gut auf veränderte Eingänge und/oder Bedingungen anspricht. Obwohl der Zündungsgelegenheit-für-Zündungsgelegenheit-Betrieb sehr effektiv ist, sei darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Komponenten langsamer aktualisiert werden können, wobei sie immer noch eine gute Steuerung bieten (z. B. können die Ermittlungen/Berechnungen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, jedem einen oder mehreren Arbeitszyklen etc. durchgeführt werden).
• Der Erfindung ist primär im Kontext des Detektierens einer Fehlzündung beim Zündungsüberspringungsbetrieb von 4-Takt-Kolbenmotoren, die zur Verwendung in Motorfahrzeugen geeignet sind, beschrieben worden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Vorgehensweisen zur Fehlzündungsdetektion auch sehr gut zur Anwendung bei einer großen Vielzahl von Verbrennungsmotoren geeignet sind. Diese umfassen Motoren für praktisch jeden Typ von Fahrzeug - einschließlich Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Boote, Flugzeuge, Motorräder, Roller etc.; und praktisch jede andere Anwendung, die das Zünden von Arbeitskammern umfasst und bei der ein Verbrennungsmotor verwendet wird. Die verschiedenen beschriebenen Vorgehensweisen funktionieren bei Motoren, die in einer Vielzahl von unterschiedlichen thermodynamischen Zyklen arbeiten - einschließlich praktisch jeden Typs von Zweitakt-Kolbenmotoren, Dieselmotoren, Ottomotoren, Doppeltaktmotoren, Müllermotoren, Atkisonmotoren, Wankelmotoren und anderen Typen von Rotationskolbenmotoren, Mischtaktmotoren (wie z. B. Doppel-Otto- und Dieselmotoren), Hybridmotoren, Sternmotoren etc. Es wird ferner angenommen, dass die beschriebenen Vorgehensweisen bei neu entwickelten Verbrennungsmotoren gut funktionieren, und zwar unabhängig davon, ob diese unter Anwendung von aktuell bekannten oder später zu entwickelnden thermodynamischen Zyklen arbeiten.
• Bei einigen Ausführungsformen wendet das Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul eine Sigma-Delta-Konvertierungzum Erzeugen einer Zündungsüberspringungs-Zündungssequenz an. Obwohl davon ausgegangen wird, dass Sigma-Delta-Konverter sehr gut zur Verwendung bei dieser Anwendung geeignet sind, sei darauf hingewiesen, dass bei den Modulen eine Vielzahl von Modulationskonzepten angewendet kann. Zum Beispiel können Impulsbreitenmodulation, Impulshöhenmodulation, Codemultiplex-Vielfachzugriff- (code division multiple access - CDMA) orientierte Modulation oder andere Modulationskonzepte zum Liefern des Ansteuerungsimpulssignals angewendet werden. Bei anderen Ausführungsformen können jedoch Konverter höherer Ordnung verwendet werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen, die in einigen der oben genannten Patentschriften beschrieben sind, wird eine Zündungssequenz aus einer Bibliothek von vordefinierten Zündungssequenzen ausgewählt.
• Es sei ferner darauf hingewiesen, dass jede hier beschriebene Operation auf einem geeigneten computerlesbaren Medium in Form eines ausführbaren Computercodes gespeichert werden kann. Die Operationen werden durchgeführt, wenn ein Prozessor den Computercode ausführt. Solche Operationen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, jegliche Operationen, die von dem Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul 202, der Zündungssteuerungseinheit 204, dem Motorparameter-Messmodul 206, dem Fehlzündungs-Detektionsmodul 208, dem Fehlzündungs-Detektionssystem 200 oder jedem anderen Modul, Komponente oder Steuerungseinrichtung, die in dieser Anmeldung beschrieben worden sind, durchgeführt werden.
• Die beschriebenen Ausführungsformen funktionieren gut bei Zündungsüberspringungs-Motorbetrieb. Bei einigen Implementierungen werden die Arbeitskammern bei nahezu optimalen Bedingungen gezündet. Das heißt, dass die Drossel im Wesentlichen offen gehalten und/oder in einer im Wesentlichen festen Position gehalten werden kann und der gewünschte Drehmomentausgang durch Variieren der Zündungsfrequenz erreicht wird. Bei einigen Ausführungsformen wird bei Zünden der Arbeitskammern die Drossel so positioniert, dass ein Sammelrohr-Absolutdruck von mehr als 70, 80, 90 oder 95 kPa aufrechterhalten wird.
• Bei einigen Ausführungsformen wird bei den oben beschriebenen Techniken der tatsächliche Zündungsverlauf der Zylinder genutzt, so dass nur die gezündeten Zylinder tatsächlich von dem Fehlzündungs-Detektionssystem in Betracht gezogen werden. Das heißt, dass dann, wenn ein Zylinder übersprungen wird, nicht versucht wird, ein Fehlzündungsereignis mit Bezug auf diesen spezifischen Zylinder zu detektieren (z. B. wird das Verfahren von 1 so angewendet, dass die Ziel-Zündungsgelegenheit immer eine Ziel-Arbeitskammer umfasst, die so angeordnet war, dass diese in dem zugewiesenen Zeitfenster gezündet und nicht übersprungen worden ist). Auf diese Weise wird das Nichtvorhandensein der Beschleunigungsspitzen in den Zeitschlitzen, die den fehlerhaft verlaufenden Zündungsgelegenheiten zugeordnet sind, nicht als Fehlzündungen der entsprechenden Zylinder interpretiert.
• Obwohl nur einige wenige Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben worden sind, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung in vielen anderen Formen implementiert werden kann, ohne dass dadurch vom Wesen oder Umfang der Erfindung abgewichen wird. 1 zeigt zum Beispiel eine Anzahl von Schritten bei einem Verfahren zum Detektieren einer Fehlzündung. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Operationen nicht in der dargestellten Reihenfolge stattzufinden brauchen und dass ein oder mehr Schritte modifiziert, neu geordnet, entfernt oder ersetzt werden können. Zum Beispiel kann Schritt 108 vor oder nach Schritt 106 erfolgen, da Überspringungs-/Zündungsermittlungen/-befehle bekannt sind, bevor sie ausgeführt werden. Des Weiteren wird in der Anmeldung manchmal auf eine „Überspringungs-/Zündungsermittlung“ Bezug genommen. Diese kann mit dem Ausdruck „umgebendes Überspringungs-/Zündungsmuster“ austauschbar sein. Beide Ausdrücke beziehen sich auf eine Ermittlung des Betriebs einer oder mehrerer Arbeitskammern bei ihren entsprechenden Zündungsgelegenheiten. Ein Beispiel für eine Überspringungs-/Zündungsermittlung umfasst das Ermitteln, ob mindestens eine Zündungsgelegenheit, die einer Ziel-Zündungsgelegenheit vorhergeht, eine Überspringung oder eine Zündung ist, und das Ermitteln, ob mindestens eine Zündungsgelegenheit, die der Ziel-Zündungsgelegenheit folgt, eine Überspringung oder eine Zündung ist. Bei der Überspringungs-/Zündungsermittlung können unterschiedliche oder weitere Zündungsgelegenheiten berücksichtigt werden (z. B. umfasst bei verschiedenen Ausführungsformen eine Überspringungs-/Zündungsermittlung das Ermitteln, ob eine Zündungsgelegenheit, die der gegenüberliegenden Arbeitskammer zugeordnet ist, eine Überspringung oder eine Zündung ist). Ein weiteres Beispiel einer Überspringungs-/Zündungsermittlung umfasst das Klassifizieren eines bestimmten Zündungsereignisses auf der Basis einer der oben genannten Gruppennummern (wie z. B. in der Aufstellung Azu sehen ist), die sich auf ein Überspringungs-/Zündungsmuster beziehen, das das Zündungsereignis umgibt (z. B. Überspringung vor, Überspringung nach; Zündung vor, Überspringung nach etc.). In der Anmeldung werden verschiedene Arten diskutiert, in denen das Überspringungs-/Zündungsmuster, das eine bestimmte Ziel-Zündungsgelegenheit umgibt, die Motorparametermessung für diese Zündungsgelegenheit beeinflussen kann. Es sei darauf hingewiesen, dass diese beschriebenen Wirkungen bestimmte beispielhafte Implementierungen kennzeichnen und nicht erforderlich sind. Das heißt, dass sich die Wirkungen von verschiedenen Überspringungs-/Zündungsermittlungen bei unterschiedlichen Motorauslegungen, Motoreinstellungen und Anwendungen unterscheiden können. Daher dürfen die vorliegenden Ausführungsformen nur als veranschaulichend und nicht als einschränkend verstanden werden, und die Erfindung ist nicht auf die hier angegebenen Details beschränkt.

Claims (28)

1. Verfahren zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Zündüberspringungs-Motorsteuerungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Regeln des Zündüberspringungsbetriebs eines Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden; Zuweisen eines Zeitfensters zu einer Ziel-Zündgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer; Versuchen, die Ziel-Arbeitskammer bei der Ziel-Zündgelegenheit zu zünden; Messen einer Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster; Ermitteln, ob eine Zündgelegenheit vor der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist und ob eine Zündgelegenheit nach der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist; und Ermitteln, zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung vor und nach der Ziel-Zündgelegenheit und der gemessenen Änderung des Motorparameters, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlgezündet hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ermitteln, ob eine Zündgelegenheit für eine Arbeitskammer, die der Ziel-Arbeitskammer gegenüberliegt, eine Überspringung oder eine Zündung ist, wobei die Fehlzündungsermittlung ferner zumindest teilweise auf der Ermittlung der Überspringung oder Zündung für die gegenüberliegende Arbeitskammer basiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ermittlung, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlgezündet hat, ferner auf einem Vibrationsauswirkungsmodell basiert, wobei das Vibrationsauswirkungsmodell mindestens einen aus der Gruppe bestehend aus Zündanteil, Zylinderlast und Motordrehzahlbeinhaltet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Zeitfenster auf einem vorbestimmten Betrag des Drehwinkels einer Kurbelwelle basiert; und die gemessene Veränderung des Motorparameters auf einer Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung basiert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Fehlzündermittlung das Ermitteln umfasst, ob die Motorparameterveränderung einen vorbestimmten Fehlzündschwellwert übersteigt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Fehlzündungsschwellwert unterschiedlich ist in Abhängigkeit davon 1) ob eine Zündgelegenheit, die der Ziel-Zündgelegenheit unmittelbar vorhergeht, eine Überspringung oder eine Zündung ist, und 2) ob eine Zündgelegenheit, die der Ziel-Zündgelegenheit unmittelbar folgt, eine Überspringung oder eine Zündung ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Fehlzündschwellwert unterschiedlich ist in Abhängigkeit davon, ob jede Zündgelegenheit bei einem Motorzyklus eine Überspringung oder eine Zündung ist.
8. Verfahren zum Detektieren von Fehlzündungen in einem Zündüberspringungs-Motorsteuerungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Regeln des Zündüberspringungsbetriebs eines Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden; Zuweisen eines Zeitfensters zu einer Ziel-Zündgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer; Versuchen, die Ziel-Arbeitskammer bei der Ziel-Zündgelegenheit zu zünden; Messen einer Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster; Ermitteln, ob eine Zündgelegenheit vor der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist und ob eine Zündgelegenheit nach der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist; und Ermitteln, zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlgezündet hat, wobei die Fehlzündermittlung das Ermitteln umfasst, ob die Motorparameterveränderung einen vorbestimmten Fehlzündungsschwellwert übersteigt, und wobei die Fehlzündungsermittlung ferner das Auswählen eines Fehlzündungsschwellwerts aus einem Satz von mindestens vier unterschiedlichen vorbestimmten Fehlzündungsschwellwerten umfasst, wobei jeder der vier vorbestimmten Fehlzündungsschwellwerte einer unterschiedlichen Kombination aus Überspringungen und Zündungen für die Zündgelegenheiten vor und nach der Ziel-Zündgelegenheit entspricht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, wobei der Fehlzündungsschwellwert auf der Basis eines Vibrationsauswirkungsmodells eingestellt wird, wobei das Vibrationsauswirkungsmodell mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zündanteil, Zylinderlast und Motordrehzahl umfasst.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das Messen der Veränderung des Motorparameters das Detektieren von Veränderungen des Gehalts von Abgas aus der Ziel-Arbeitskammer umfasst.
11. Verfahren zum Detektieren von Fehlzündungen in einem Zündüberspringungs-Motorsteuerungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Regeln des Zündüberspringungsbetriebs eines Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden; Zuweisen eines Zeitfensters zu einer Ziel-Zündgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer; Versuchen, die Ziel-Arbeitskammer bei der Ziel-Zündgelegenheit zu zünden; Messen einer Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster; Ermitteln, ob eine Zündgelegenheit vor der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist und ob eine Zündgelegenheit nach der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung ist; Ermitteln, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlzündet, zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung; und Ermitteln einer Zündfrequenz, wobei die fehlzündende Arbeitskammer berücksichtigt wird, wobei die Ermittlung der Zündüberspringungs-Zündsequenz das Auswählen einer aus einer Vielzahl von vorbestimmten Zündsequenzen umfasst und wobei die Auswahl auf einer Identität der fehlzündenden Arbeitskammer und mindestens einem ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gang, Motordrehzahl und Zündanteil basiert.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, das ferner umfasst: Ermitteln, dass die Ziel-Arbeitskammer fehlzündet; Kennzeichnen der fehlzündenden Arbeitskammer, so dass diese übersprungen werden kann; und Rückführen eines Signals zu einer Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung, das anzeigt, dass die fehlzündende Arbeitskammer übersprungen worden ist, wobei die Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung einen Sigma-Delta-Integrator aufweist, wobei das Rückführsignal zu der Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung bewirkt, dass der Sigma-Delta-Integrator weiterhin akkumuliert.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, das ferner umfasst: mehrmaliges Versuchen, die Ziel-Arbeitskammer zu zünden; Wiederholen der Ermittlung der Überspringung oder Zündung für die Ziel-Arbeitskammer für jeden der Zündversuche; Ermitteln, für jeden der Zündversuche, ob ein vorbestimmter Fehlzündungsschwellwert überschritten worden ist, wobei der vorbestimmte Fehlzündungsschwellwert für jeden Zündversuch von der jeweiligen Ermittlung der Überspringung oder Zündung abhängig ist; und Ermitteln, ob die Ziel-Arbeitskammerfehlgezündet hat, unter Verwendung der unterschiedlichen Fehlzündungsschwellwerte, die auf den unterschiedlichen Ermittlungen der Überspringung oder Zündung basieren.
14. Fehlzündungs-Detektionssystem (200) zum Ermitteln, ob eine bestimmte Arbeitskammer fehlgezündet hat, wobei das Fehlzündungs-Detektionssystem in einem Motor verwendet wird, der in einem Zündüberspringungsbetrieb betrieben wird, wobei das Fehlzündungs-Detektionssystem umfasst: ein Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul (202), das so eingerichtet ist, dass es: den Zündüberspringungsbetrieb des Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, zu regeln, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden; ein Motorparameter-Messmodul (206), das so eingerichtet ist, dass es: ein Zeitfenster einer Ziel-Zündgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer zuweist; und eine Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster misst; und ein Fehlzündungs-Detektionsmodul (208), das so eingerichtet ist, dass es: ermittelt, ob eine Zündgelegenheit vor der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung umfasst und ob eine Zündgelegenheit nach der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung umfasst; und zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung von vor und nach der Ziel-Zündgelegenheit und der gemessenen Änderung in dem Motorparameter ermittelt, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlgezündet hat.
15. Fehlzündungs-Detektionssystem nach Anspruch 14, wobei: das Fehlzündungs-Detektionsmodul ferner so eingerichtet ist, dass es ermittelt, ob eine Zündgelegenheit für eine Arbeitskammer, die der Ziel-Arbeitskammer gegenüberliegt, eine Überspringung oder eine Zündung ist, wobei die Fehlzündungsermittlung ferner zumindest teilweise auf der Ermittlung der Überspringung oder Zündung für die gegenüberliegende Arbeitskammer basiert.
16. Fehlzündungs-Detektionssystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei: das Zeitfenster auf einem vorbestimmten Betrag des Drehwinkels einer Kurbelwelle basiert; die gemessene Veränderung des Motorparameters die Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung ist.
17. Fehlzündungs-Detektionssystem nach einem der Ansprüche 14-16, wobei die Fehlzündungsermittlung das Ermitteln umfasst, ob die Motorparameterveränderung einen vorbestimmten Fehlzündschwellwert übersteigt.
18. Fehlzündungs-Detektionssystem nach Anspruch 17, wobei der Fehlzündungsschwellwert unterschiedlich ist in Abhängigkeit davon 1) ob eine Zündgelegenheit, die der Ziel-Zündgelegenheit unmittelbar vorhergeht, eine Überspringung oder eine Zündung ist, und 2) ob eine Zündgelegenheit, die der Ziel-Zündgelegenheit unmittelbar folgt, eine Überspringung oder eine Zündung ist.
19. Fehlzündungs-Detektionssystem (200) zum Ermitteln, ob eine bestimmte Arbeitskammer fehlgezündet hat, wobei das Fehlzündungs-Detektionssystem in einem Motor verwendet wird, der in einem Zündüberspringungsbetrieb betrieben wird, wobei das Fehlzündungs-Detektionssystem umfasst: Ein Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul (202), das so eingerichtet ist, dass es: den Zündüberspringungsbetrieb des Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, zu regeln, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden; ein Motorparameter-Messmodul (206), das eingerichtet ist, dass es: ein Zeitfenster einer Ziel-Zündgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer zuweist; und eine Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster misst; und ein Fehlzündungs-Detektionsmodul (208), das so eingerichtet ist, dass es: ermittelt, ob eine Zündgelegenheit vor der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung umfasst und ob eine Zündgelegenheit nach der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung umfasst; und zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung ermittelt, ob die Ziel-Arbeitskammerfehlgezündet hat; wobei die Fehlzündungsermittlung das Ermitteln umfasst, ob die Motorparameterverän-derung einen vorbestimmten Fehlzündungsschwellwert übersteigt; und wobei die Fehlzündungsermittlung ferner das Auswählen eines Fehlzündungsschwellwerts aus einem Satz von mindestens vier unterschiedlichen vorbestimmten Fehlzündungsschwellwerten umfasst, wobei jeder der mindestens vier vorbestimmten Fehlzündungsschwellwerte einer unterschiedlichen Kombination aus Überspringungen und Zündungen für die Zündgelegenheiten vor und nach der Ziel-Zündgelegenheit entspricht.
20. Fehlzündungs-Detektionssystem nach einem der Ansprüche 14-19, wobei das Messen der Veränderung des Motorparameters das Detektieren von Veränderungen des Gehalts von Abgas aus der Ziel-Arbeitskammer umfasst.
21. Fehlzündungs-Detektionssystem nach einem der Ansprüche 14-20, das ferner umfasst: eine Zündsteuerungseinheit (204), die so eingerichtet ist, dass sie den Motor in einem Zündüberspringungsbetrieb betreibt, wobei der Motor eine Vielzahl von Arbeitskammern aufweist, die die Ziel-Arbeitskammer umfasst, wobei, falls das Fehlzündungs-Detektionsmodul ermittelt, dass die Ziel-Arbeitskammer fehlzündet, die Zündsteuerungseinheit so eingerichtet ist, dass sie die fehlzündende Arbeitskammer deaktiviert, wobei sie die anderen Arbeitskammern in einem Zündüberspringungsbetrieb betreibt.
22. Fehlzündungs-Detektionssystem (200) zum Ermitteln, ob eine bestimmte Arbeitskammer fehlgezündet hat, wobei das Fehlzündungs-Detektionssystem in einem Motor verwendet wird, der in einem Zündüberspringungsbetrieb betrieben wird, wobei das Fehlzündungs-Detektionssystem umfasst: ein Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul (202), das so eingerichtet ist, dass es: den Zündüberspringungsbetrieb des Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, zu regeln, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden; ein Motorparameter-Messmodul (206), das so eingerichtet ist, dass es: ein Zeitfenster einer Ziel-Zündgelegenheit für eine Ziel-Arbeitskammer zuweist; und eine Veränderung eines Motorparameters in dem Zeitfenster misst; und ein Fehlzündungs-Detektionsmodul (208), das so eingerichtet ist, dass es: ermittelt, ob eine Zündgelegenheit vor der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung umfasst und ob eine Zündgelegenheit nach der Ziel-Zündgelegenheit eine Überspringung oder eine Zündung umfasst; zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung ermittelt, ob die Ziel-Arbeitskammerfehlgezündet hat; eine Zündsteuerungseinheit (204), die so eingerichtet ist, dass sie den Motor in einem Zündüberspringungsbetrieb betreibt, wobei der Motor eine Vielzahl von Arbeitskammern aufweist, die die Ziel-Arbeitskammer umfasst, wobei, falls das Fehlzündungs-Detektionsmodul ermittelt, dass die Ziel-Arbeitskammer fehlzündet, die Zündsteuerungseinheit so eingerichtet ist, dass sie die fehlzündende Arbeitskammer deaktiviert, wobei sie die anderen Arbeitskammern in einem Zündüberspringungsbetrieb betreibt; ein Zündungszeitsteuerungs-Ermittlungsmodul, das so eingerichtet ist, dass es eine Zündsequenz erzeugt, die von der Zündsteuerungseinheit verwendet wird, um die Arbeitskammern des Motors in einem Zündüberspringungsbetrieb zu betreiben, wobei: das Zündzeitsteuerungs-Ermittlungsmodul so eingerichtet ist, dass es eine einer Vielzahl von vorbestimmten Zündsequenzen auswählt, wenn das Fehlzündungs-Detektionsmodul ermittelt, dass die Ziel-Arbeitskammer fehlzündet; und die Auswahl der vorbestimmten Zündsequenz zumindest teilweise auf einer Identität der fehlzündenden Arbeitskammer und mindestens einem ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Gang, Motordrehzahl und Zündanteil basiert.
23. Fehlzündungs-Detektionssystem nach einem der Ansprüche 14-22, wobei die Ermittlung, ob die Ziel-Arbeitskammer fehlgezündet hat, ferner auf einem Vibrationsauswirkungsmodell basiert, wobei das Vibrationsauswirkungsmodell mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zündanteil, Zylinderlast und Motordrehzahl umfasst.
24. Fehlzündungs-Detektionssystem nach einem der Ansprüche 14-23, das ferner eine Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung umfasst, die einen Sigma-Delta-Integrator aufweist, wobei die Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung so eingerichtet ist, dass sie das Erzeugen einer Zündsequenz unterstützt, die zum Betreiben von Arbeitskammern des Motors in einem Zündüberspringungsbetrieb verwendet wird, wobei das Fehlzündungs-Detektionsmodul ferner so eingerichtet ist, dass es: ermittelt, dass die Ziel-Arbeitskammer fehlzündet; die fehlzündende Arbeitskammer kennzeichnet, so dass die fehlzündende Arbeitskammer übersprungen werden kann; und ein Signal zu der Sigma-Delta-Steuerungseinrichtung zurückführt, das anzeigt, dass die fehlzündende Arbeitskammer übersprungen worden ist, wodurch bewirkt wird, dass der Sigma-Delta-Integrator weiterhin akkumuliert.
25. Fehlzündungs-Detektionssystem nach einem der Ansprüche 14-24, das ferner eine Zündsteuerungseinrichtung umfasst, die so eingerichtet ist, dass sie mehrmals versucht, die Ziel-Arbeitskammer zu zünden, wobei das Fehlzündungs-Detektionsmodul ferner so eingerichtet ist, dass es: die Ermittlung der Überspringung oder Zündung für die Ziel-Arbeitskammer für jeden der Zündversuche wiederholt; für jeden der Zündversuche ermittelt, ob ein vorbestimmter Fehlzündungsschwellwert überschritten wurde, wobei der vorbestimmte Fehlzündungsschwellwert für jeden Zündversuch von der jeweiligen Ermittlung der Überspringung oder Zündung abhängig ist; und ermittelt, ob die Ziel-Arbeitskammerfehlgezündet hat, unter Verwendung der unterschiedlichen Fehlzündungsschwellwerte, die auf den unterschiedlichen Ermittlungen der Überspringung oder Zündung basieren.
26. Verfahren zum Ermitteln eines Motorfehlers in einem Zündüberspringungs-Motorsteuerungssystem, wobei das Zündüberspringungs-Motorsteuerungssystem einen Motor mit einer Vielzahl von Arbeitskammern umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Regeln des Zündüberspringungsbetriebs eines Motors, der eine Vielzahl von Zylindern aufweist, wobei während des Zündüberspringungsbetriebs des Motors verschiedene Sätze der Zylinder während aufeinanderfolgender Motorzyklen gezündet werden;Zuweisen eines Zeitfensters zu einer Ziel-Zündgelegenheit; Ermitteln, ob jede einer Vielzahl von Zündgelegenheiten, einschließlich der Gelegenheiten vor und nach der Ziel-Zündgelegenheit, Überspringungen oder Zündungen sind, wobei jede Zündgelegenheit einer unterschiedlichen der Arbeitskammern zugeordnet ist; Bereitstellen eines Drehmomentmodells, das das Anzeigen eines erwarteten Motordrehmoments unterstützt, welches von den Arbeitskammern in dem Zeitfenster erzeugt wird, wobei das Drehmomentmodell zumindest teilweise auf der Ermittlung der Überspringung oder Zündung basiert; Messen eines Motorparameters in dem Zeitfenster; und Ermitteln, auf der Basis des gemessenen Motorparameters und des Drehmomentmodells, das zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung der Überspringung oder Zündung vor und nach der Ziel-Zündgelegenheit basiert ist, ob ein Motorfehler aufgetreten ist.
27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Drehmomentmodell ferner auf mindestens einem ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Frühzündung, Nockenzeitsteuerung, Motordrehzahl, Massenluftladung, Zylinderlast, absolutem Sammelrohrdruck, Kolbenhub, einer Kurbelwellen-Winkelbeschleunigungs-Messung und Unterscheidung zwischen der Verwendung einer Hoch- oder einer Niederdruckfeder in einer der Arbeitskammern basiert.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei: der gemessene Motorparameter eine Kurbelwellen-Winkelbeschleunigung ist; und die Ermittlung des Motorfehlers das Ermitteln umfasst, ob die Ziel-Zündgelegenheit eine Fehlzündung ist.

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