DE102013200310A1

DE102013200310A1 - Kraftstoffidentifikation auf der Basis der Kurbelwellenbeschleunigung

Info

Publication number: DE102013200310A1
Application number: DE102013200310A
Authority: DE
Inventors: Robert Roy Jentz; John Eric Rollinger; Brandon M. Dawson; Michael Igor Kluzner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-07-18
Also published as: US8401764B2; CN103216340B; US20130213355A1; CN103216340A; RU2617645C2; US20120138017A1; US8639431B2; RU2013102311A

Abstract

Systeme und Verfahren zum Identifizieren eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs in einem Motor. Bei einem beispielhaften Ansatz umfasst ein Verfahren das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor auf der Basis eines anhand einer Kurbelwellenbeschleunigung identifizierten Kraftstoffalkoholgehalts. Beispielsweise kann die Kurbelwellenbeschleunigung durch Modulieren eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem gewählten Zylinder über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen hinweg generiert werden, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird.

Description

In Motoren können verschiedene Kraftstoffe verwendet werden. Beispielsweise können Benzin, Alkohol und/oder Benzin-Alkohol-Mischungen in einem Verbrennungsmotor verwendet werden, um Emissionen zu reduzieren oder Petroleumersatzkraftstoffe zu nutzen. Es sind Ansätze bekannt, um die Alkoholkonzentration in Kraftstoffen zu detektieren, so dass der Motorbetrieb entsprechend eingestellt werden kann, so dass z.B. die Kraftstoffeinspritzmenge eingestellt werden kann.
Es kann jedoch schwierig und/oder teuer sein, typische Ansätze zum Detektieren von Kraftstoffalkoholkonzentrationen (z.B. Ethanolkonzentrationen) mit einem Grad an Gewissheit und unter einem Bereich an Bedingungen durchzuführen. Beispielsweise kann bei einigen Ansätzen ein Ethanol-Direktsensor in dem Kraftstofftank oder in den Kraftstoffzuführleitungen verwendet werden, um den Ethanolgehalt des Kraftstoffs zu bestimmen. Solche Ansätze können jedoch wegen der verwendeten teuren Sensoren teuer sein. Zu anderen Ansätzen können Vergleiche der verwendeten Luft-Kraftstoff-Verhältnisse im eingeschwungenen Zustand zählen, damit ein Sauerstoffsensor die Stöchiometrie ablesen kann. Solche Ansätze können jedoch viele Rauschfaktoren aufweisen und können auf restriktiven Eintrittsbedingungen basieren, um einen eingeschwungenen Zustand zu erreichen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch erkannt, dass zum Identifizieren der Alkoholgehalts eines in einem Motor verwendeten Kraftstoffs Kurbelwellenbeschleunigungen verwendet werden können. Bei einem beispielhaften Ansatz umfasst ein Verfahren zum Verwenden der Kurbelwellenbeschleunigung zum Identifizieren des Alkoholgehalts von Kraftstoff das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor auf der Basis des anhand der Kurbelwellenbeschleunigung identifizierten Kraftstoffalkoholgehalts. Beispielsweise kann die Kurbelwellenbeschleunigung generiert werden durch Modulieren eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem gewählten Zylinder über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird. Der Kraftstoffalkoholgehalt kann dann auf der Basis einer Steigung eines Kennfelds der Kurbelwellenbeschleunigungen über den modulierten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen identifiziert werden, als Beispiel.
Es versteht sich, dass die obige kurze Darstellung vorgelegt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine wichtigen oder essenziellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich ausschließlich durch die Ansprüche, die auf die detaillierte Beschreibung folgen, identifiziert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die etwaige oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile lösen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Schemadiagramm eines beispielhaften Motors gemäß der Offenbarung.
2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Überwachen von Zylinder-Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichten gemäß der Offenbarung.
3 zeigt eine beispielhafte Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen, die zum Induzieren von Drehmomentbeschleunigungen in Motorzylindern verwendet werden.
4 zeigt beispielhafte Kennfelder der Kurbelwellenbeschleunigungen über Luft-Kraftstoff-Verhältnissen entsprechend Serien von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen.
5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Detektieren von Kraftstoffbedingungen auf der Basis von Kurbelwellenbeschleunigung und entsprechendem Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor.
6 zeigt eine beispielhafte Kurve des Drehmoments über dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und eine beispielhafte Kurve des Drehmoments über dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis für eine Ethanol-Benzin-Mischung.
7–8 zeigen beispielhafte Schnittstellen gemäß der Offenbarung.
9 zeigt einen beispielhaften Übergang von einer auf einem Vordergrundverbrennungsereigniszähler basierenden Tabelle zu einer auf einem Zylinderbank-Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierenden Tabelle.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Identifizieren eines Kraftstoffs auf der Basis von Kurbelwellenbeschleunigung und das entsprechende Einstellen des Motorbetriebs.
1 zeigt ein Schemadiagramm eines beispielhaften Verbrennungsmotors 10, in dem die offenbarten Systeme und Verfahren implementiert werden können. Der Motor 10 kann bei einem Beispiel ein Dieselmotor und bei einem anderen Beispiel ein Benzinmotor sein.
Der Motor 10 kann eine oder mehrere nicht gezeigte Motorzylinderbänke umfassen, von denen jeder mehrere Motorzylinder enthalten kann, wobei in 1 nur ein Zylinder davon gezeigt ist. Der Motor 10 kann eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten und mit einer Kurbelwelle 40 verbundenen Kolben 36 enthalten. Die Brennkammer 30 kann mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 kommunizieren. Der Motor 10 kann durch einen elektronischen Motorcontroller 12 gesteuert werden.
Der Motor 10 ist als ein Direkteinspritzmotor gezeigt, mit einer Einspritzdüse 66, die so angeordnet ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt. Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzdüse 66 über ein nicht gezeigtes Kraftstoffsystem zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und/oder ein Hochdruck-Common-Rail-System enthält. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW von dem Controller 12 zu. Sowohl die durch das Signal FPW gesteuerte Kraftstoffmenge als auch die Einspritzzeit können eingestellt werden. Der Motor 10 kann beispielsweise unter einigen Umständen Verdichtungszündungsverbrennung verwenden. Der Motor 10 kann Fremdzündung unter Verwendung einer Zündkerze 92 eines Zündsystems oder eine Kombination aus Verdichtungszündung und Fremdzündung verwenden.
Die Brennkammer 30 kann Einlassluft vom Einlasskrümmer 44 über eine Einlasspassage 42 empfangen und Verbrennungsgase über den Auslasskrümmer 48 und eine Auslasspassage 49 ausstoßen. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskrümmer 48 können über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
Ein oder mehrere Abgassensoren können im Auslasskrümmer 48 und/oder in der Auslasspassage 49 vorgesehen sein, um den Inhalt von Motorabgas zu erfassen. Bei den Abgassensoren kann es sich um einen beliebigen geeigneten Sensor zum Liefern einer Anzeige des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas handeln, wie etwa einen O₂-, NOx-, HC- oder CO-Sensor. Wie in 1 gezeigt, ist eine Breitbandsonde für Sauerstoff (UEGO – Universal Oxygen Sensor) 126 für den Auslasskrümmer 48 vorgesehen.
Ein Abgasrückführungssystem (AGR) zum Rückführen von Abluft zurück in den Einlass kann vorgesehen sein. Das AGR-System kann eine AGR-Passage 50 enthalten, die aus der Auslasspassage 49 zur Einlasspassage 42 ausgebildet ist, und ein in der AGR-Passage 51 zum Regeln des AGR-Stroms positioniertes AGR-Ventil 52.
Eine Abgasreinigungseinrichtung 70 ist entlang der Auslasspassage 49 hinter dem Abgassensor 126 angeordnet gezeigt. Bei der Einrichtung 70 kann es sich um einen Dreiwege-Katalysator (TWC – Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungseinrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
Ein Turbolader kann über den Einlass- und Auslasskrümmer an den Motor 10 gekoppelt sein. Der Turbolader kann einen Verdichter 85 im Einlass und eine Turbine 86 im Auslass enthalten, über eine Welle gekoppelt. Eine Drossel 62 mit einer Drosselplatte 164 kann entlang einer Einlasspassage des Motors vorgesehen sein, um die Strömungsrate und/oder den Druck der den Motorzylindern gelieferten Einlassluft zu variieren.
Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes enthält: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsports 104, einen Festwertspeicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Controller 12 ist so gezeigt, dass er zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, einschließlich: Motorkühlmitteltemperatur (ECT – Engine Coolant Temperature) von einem an eine Kühlmuffe 114 gekoppelten Temperatursensor 112; eine Messung des Krümmerdrucks (MAP – Manifold Pressure) von einem an den Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 116; eine Messung (AT) der Krümmertemperatur von einem Temperatursensor 117; ein Motordrehzahlsignal (RPM) von einem an die Kurbelwelle 40 gekoppelten Motordrehzahlsensor 118. Der Controller 12 kann auch eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC – Application Specific Integrated Circuit) 109 zum Implementieren einiger der Aktionen in den hierin beschriebenen Verfahren enthalten.
Wie der Fachmann versteht, können unten in den Flussidagrammen beschriebene spezifische Routinen eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgetrieben, interrupt-getrieben, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Als solches können verschiedene dargestellte Handlungen oder Funktionen in der dargestellten Sequenz oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile zu erhalten, wird aber zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung vorgelegt. Wenngleich nicht explizit dargestellt, können je nach der verwendeten jeweiligen Strategie eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden. Weiterhin können diese Figuren grafisch einen Code darstellen, der in das computerlesbare Speichermedium im Controller 12 programmiert werden soll.
2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 200 um Überwachen von Zylinder-Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichten. Wie unten ausführlicher beschrieben, kann eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in den Zylindern eines Motors verwendet werden, um Kurbelwellenbeschleunigungen zu generieren, während der Motor im wesentlichen auf Stöchiometrie gehalten wird.
Die in einem Zylinder generierte Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen kann wiederum Kurbelwellenbeschleunigungen (z.B. Drehmomentänderungen) entsprechend jeder fetten, mageren oder stöchiometrischen Bedingung in jedem Zylinder generieren. Ein potentielles Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht in einem Zylinder kann dann auf der Basis einer Steigung oder einer Gestalt eines Kennfelds der Kurbelwellenbeschleunigungen über Luft-Kraftstoff-Verhältnissen entsprechend jeder der Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in diesem Zylinder identifiziert werden.
Bei einigen Beispielen könnenn unter bestimmten Bedingungen eine oder mehrere Handlungen des Verfahrens 200 zusammen mit einer oder mehreren Handlungen aus dem unten unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Verfahren 500 durchgeführt werden. Insbesondere beinhaltet das Verfahren 200 das Verwenden von Kurbelwellenbeschleunigungen, um das Überwachen von Zylinder-Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichten zu unterstützen, und das Verfahren 500 beinhaltet das Verwenden von Kurbelwellenbeschleunigungen, um den Kraftstoffalkoholgehalt zu schätzen.
Bei 202 beinhaltet das Verfahren 200 das Bestimmen, ob Eintrittsbedingungen erfüllt sind. Verschiedene Eintrittsbedingungen zum Starten des Luft-Kraftstoff-Monitors können in 202 geprüft werden. Beispielsweise können die Eintrittsbedingungen Hintergrundabtastraten- (z.B. zeitbasierte Abtastung) Eintrittsbedingungen und/oder Vordergrundabtastraten- (z.B. kurbelwellendomänenbasierte Abtastung) Eintrittsbedingungen beinhalten. Beispielsweise können die Eintrittsbedingungen von globalen Bedingungen wie etwa einer Motortemperatur (der Motor muss aufgewärmt werden, um den Test durchzuführen), Umgebungstemperatur, Mangel an vorübergehenden Störungen oder Drehzahl- und Lastanforderungen abhängen. Bei einigen Beispielen können Eintrittsbedingungen von lokalen Bedingungen wie etwa einem Spülausmaß, einer Menge an Übergangskraftstoff, der durch die Überwachungsroutine toleriert werden kann, Regelkreiskompensationen wie etwa Leerlaufdrehzahlabweichungen, Kraftstoffregelkreisanforderungen und Zünd- oder Luftregelkreiskompensationen, als Beispiel, abhängen.
Als ein weiteres Beispiel können die Eintrittsbedingungen von der Motordrehzahl abhängen und/oder auf verschiedene Parametern basieren, um Luft-Kraftstoff-Übergangseffekte oder verschieden andere Bedingungen zu reduzieren. Beispielsweise kann die Überwachung des Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichts während niedriger Lastmotorbetriebsbedingungen implementiert werden oder kann zur Ausführung zu spezifischen Zeiten oder in spezifischen Intervallen geplant werden, z.B. nachdem eine bestimmte Anzahl an Meilen gefahren worden ist usw. Bei einigen Beispielen kann, falls bei 202 keine Eintrittsbedingungen erfüllt sind, eine Überwachungsroutine für das Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht deaktiviert und für eine spätere Zeit umgeplant werden, z.B. nachdem eine gewisse Anzahl an Meilen gefahren worden ist, nachdem eine gewisse Zeitperiode verstrichen ist, nach einem nächsten Motorstart usw.
Falls bei 202 Eintrittsbedingungen erfüllt sind, geht das Verfahren 200 weiter zu 204. Bei 204 beinhaltet das Verfahren 200 das Generieren oder Induzieren einer Serie von fetten, mageren und/oder stöchiometrischen Bedingungen in den Zylindern des Motors. Bei einigen Beispielen kann die Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in den Zylindern des Motors auf der Basis von vorbestimmten Mustern induziert werden, wie unten bezüglich 3 beschrieben. Bei einigen Beispielen jedoch kann es sich bei der Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder, anstatt dass sie in den Zylindern induziert werden, um zufällige Luft-Kraftstoff-Variationen in den Zylindern handeln. Beispielsweise können zufällige Luft-Kraftstoff-Variationen, die in den Zylindern während eines normalen Motorbetriebs auftreten, kleine Kurbelwellenbeschleunigungen generieren, mit denen individuelle Zylinder auf Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichte überwacht werden können, wie unten beschrieben.
Die in den Zylindern induzierten fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen können von der Zündfolge der Zylinder in dem Motor abhängen, so dass die mageren, fetten oder stöchiometrischen Bedingungen in Zylindern einander kompensieren, um den Motor und/oder die Zylinderbänke des Motors im Wesentlichen auf Stöchiometrie zu halten.
Diese induzierten mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen können so gewählt werden, dass die Zylinderbänke des Motors auf Stöchiometrie gehalten werden, während die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in den individuellen Zylindern variiert werden, um Kurbelwellenbeschleunigungen zu generieren. Weiterhin können die induzierten mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen randomisiert werden, so dass auf eine fette Bedingung in einem Motor an einer ersten Bank des Motors keine fette Bedingung in einem Zylinder in einer zweiten Bank des Motors für mindestens zwei aufeinanderfolgende Zündungen in dem Motor folgt.
Die Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in den Zylindern moduliert die Luft-Kraftstoffverhältnisse in den Zylindern über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen, die wiederum Kurbelwellenbeschleunigungen generieren. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem ausgewählten Zylinder kann nahe Stöchiometrie moduliert werden, um in dem gewählten Zylinder kleine Drehmomentvariationen zu induzieren. Wie unten ausführlicher beschrieben, können die Drehmomentvariationen überwacht und zum Identifizieren eines Vorzeichens (z.B. fett oder mager) von Ungleichgewichten des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verwendet werden und können das Detektieren einer Luft-Kraftstoff-Kausalität einer Fehlverteilung zusammen mit einem Korrekturausmaß zum Korrigieren von Emissionseffekten von individuellen Zylinderungleichgewichten unterstützen.
Die sich aus den Luft-Kraftstoff-Störungen ergebenden Kurbelwellenbeschleunigungen können beispielsweise vom Controller 12 überwacht und verarbeitet werden. Bei einigen Beispielen können, wie unten bezüglich 5 beschrieben, Kurbelwellenbeschleunigungen auch verwendet werden, um zusätzlich zu dem Überwachen von Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichten den Kraftstoffalkoholgehalt zu schätzen.
Unter Fortsetzung mit 2 beinhaltet das Verfahren 200 bei 206 das Bestimmen von Kurbelwellenbeschleunigungen, die mit der Serie von in dem Zylinder bei 204 generierten fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen assoziiert sind. Die Kurbelwellenbeschleunigungen können während des Arbeitshubs eines zündenden Zylinders geschätzt werden.
Bei einigen Beispielen kann das Bestimmen von Kurbelwellenbeschleunigungen das Berechnen normierter Drehmomentbeschleunigungen für jede Kurbelwellenbeschleunigung beinhalten, die durch eine in einem Zylinder induzierte magere, fette oder stöchiometrische Bedingung generiert wird. Die Kurbelwellenbeschleunigung kann auf eine Vielzahl von Weisen normiert werden. Beispielsweise kann die geschätzte Kurbelwellenbeschleunigung durch einen Wert des angegebenen Drehmoments minus einen Nebenverbraucher normiert werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Kurbelwellenbeschleunigung durch einen Abweichungswert zwischen Zündzeit und Frühzündung normiert werden.
Die normierten Beschleunigungswerte und korrelierten Luft-Kraftstoff-Verhältniswerte für jeden Zylinder und für jede in den Zylindern induzierte magere, fette und stöchiometrische Bedingung kann in einer Speicherkomponente des Controllers 12 zur weiteren Verarbeitung, wie unten beschrieben, gespeichert werden. Beispielsweise kann mit den normierten Drehmomentbeschleunigungen ein Kennfeld der Kurbelwellenbeschleunigungen über Luft-Kraftstoff-Verhältnissen entsprechend der in einem gewählten Zylinder induzierten Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen populiert werden, wie in der unten beschriebenen 4 gezeigt.
Bei 210 beinhaltet das Verfahren 200 für jeden Zylinder das Berechnen einer Kurvenanpassung an die Beschleunigung über der in dem Zylinder induzierten entsprechenden mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingung. Bei einigen Beispielen kann eine quadratische Kurvenanpassung oder irgendein anderer Kurvenanpassungsansatz verwendet werden. Beispielhafte Kurvenanpassungen an Daten der Beschleunigung über dem Luftkraftstoffverhältnis sind in der unten beschriebenen 4 gezeigt.
Bei 212 beinhaltet das Verfahren 200 auf der Basis der Kurvenanpassung an die Beschleunigung über der in dem Zylinder induzierten entsprechenden mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingung das Finden eines Luft-Kraftstoff-Verhältnispunkts auf einer vorkalibrierten Drehmomentkurve (z.B. einer idealen Drehmomentkurve), die der Kurvenanpassung entspricht. Die vorkalibrierte Drehmomentkurve kann eine vorkalibrierte Kurve von Kurbelwinkelbeschleunigungen über Luft-Kraftstoff-Verhältnissen des Zylinders sein und kann in einer Speicherkomponente im Controller 12 beispielsweise in einer Nachschlagetabelle gespeichert sein.
Der Luft-Kraftstoff-Verhältnispunkt auf der idealen Drehmomentkurve entsprechend einer Kurvenanpassung für einen Zylinder kann auf eine Vielzahl von Wegen gefunden werden. Beispielsweise können Anpassungsalgorithmen verwendet werden, um ein Gebiet der idealen Drehmomentkurve zu finden, zu dem die Kurvenanpassung passt. Beispielhafte Anpassungsalgorithmen können einen Flächenverhältnisansatz beinhalten, der verwendet wird, um eine Flächendifferenz zwischen der idealen Drehmomentkurve und der durch die Serie von mageren, fetten und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder generierten Kurvenanpassung zu minimieren. Als ein weiteres Beispiel kann ein Mittelpunktskurvenabweichungsansatz verwendet werden, um einen Luft-Kraftstoff-Verhältnispunkt auf einer der Kurvenanpassung entsprechenden idealen Kurve zu finden. Als noch ein weiteres Beispiel kann mit einer Steigung der Kurvenanpassung ein Punkt auf der idealen Drehmomentkurve mit einer im Wesentlichen passenden Steigung gefunden werden.
Bei 222 beinhaltet das Verfahren 200 das Berechnen einer Luft-Kraftstoff-Verhältnisabweichung auf der Basis des auf der der Kurvenanpassung entsprechenden idealen Kurve identifizierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Beispielsweise kann bei Anpassung an die ideal Drehmomentkurve eine Kurvenanpassung für einen Zylinder in einer fetten oder mageren Richtung verschoben sein, was in dem Zylinder ein fettes oder mageres Ungleichgewicht anzeigt, so dass das Ausmaß der Luft-Kraftstoff-Verschiebung der Größe der Luft-Kraftstoff-Abweichung entspricht.
Die Luft-Kraftstoff-Abweichung kann zum Bestimmen eines Korrekturfaktors verwendet werden, der einem Ausmaß und einer Richtung der Verschiebung beim Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stöchiometrischen Punkt für die Kurvenanpassung zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnispunkt an dem entsprechenden Punkt auf der idealen Drehmomentkurve entspricht. Wie unten beschrieben, können mit dem Korrekturfaktor ein Ausmaß und ein Vorzeichen der Kraftstoffkorrektur, die auf einem Zylinder angewendet werden soll, um ein Ungleichgewicht zu korrigieren, verwendet werden.
Bei 224 beinhaltet das Verfahren 200 das Bestimmen, ob die Abweichung ein vorkalibriertes Niveau übersteigt. Beispielsweise kann ein Schwellwertausmaß der Luft-Kraftstoff-Verhältnisabweichung in einer Speicherkomponente des Controllers 12 gespeichert werden. Das vorkalibrierte Niveau kann einem akzeptablen Ausmaß an Luft-Kraftstoff-Abweichung, das in einem Zylinder auftritt, entsprechen. Falls die Abweichung bei 224 das vorkalibrierte Niveau übersteigt, geht das Verfahren 200 weiter zu 226.
Bei 226 beinhaltet das Verfahren 200 das Anzeigen, dass ein Zylinderungleichgewicht detektiert ist. Beispielsweise können individuelle Zylinder mit Drehmomentfluktuationen außerhalb eines Schwellwertbereichs als potentielle Zylinder mit Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichten identifiziert werden. Insbesondere können die Kurbelwellenbeschleunigungen in einem Zylinder Drehmomentfluktuationen generieren, anhand derer ein potentielles Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht in dem Zylinder identifiziert werden kann. Falls beispielsweise Kraftstofffluktuationen in einem Zylinder außerhalb eines vorbestimmten Schwellwertbereichs liegen, dann kann dieser Zylinder als ein potentieller Zylinder mit einem Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht identifiziert werden. Nachdem ein Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht bestätigt worden ist, kann eine geeignete Anzeige einer Verschlechterung des bestätigten Zylinders durchgeführt werden und/oder Kraftstoffzufuhrkorrekturen können auf den bestätigten Zylinder bei einem Versuch angewendet werden, das Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht zu korrigieren, wie unten beschrieben.
Bei 228 beinhaltet das Verfahren 200 das Anwenden einer Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrektur auf einen oder mehrere Zylinder, die als im Ungleichgewicht befindlich angezeigt worden sind. Beispielsweise kann eine Luft-Kraftstoff-Korrektur auf einen identifizierten Zylinder auf der Basis der identifizierten Größe und Richtung des Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichts in dem identifizierten Zylinder angewendet werden. Beispielsweise kann der Controller 12 die Kraftstoffmenge einstellen, die den Zylindern zugeführt wird, die als potentiell im Ungleichgewicht befindlich identifiziert worden sind. Der Controller 12 kann dann weiter Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichte in einem Versuch überwachen, das Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht in den identifizierten Zylindern zu korrigieren. Bei einigen Beispielen kann diese Kraftstoffkorrektur an identifizierten Zylindern durchgeführt werden, bevor ein Ungleichgewicht in einem identifizierten Zylinder bestätigt wird.
Die Blöcke 204–218 können bei einigen Beispielen wiederholt werden. Falls beispielsweise eine Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrektur effizient angewendet wurde, dann kann die Luft-Kraftstoff-Verhältnisverschiebung kompensiert werden. Falls jedoch in einem Zylinder ein Ungleichgewicht andauert, steht der Fehler möglicherweise nicht mit dem Kraftstoff in Verbindung und ein Flag kann gesetzt werden, um einen nicht mit dem Kraftstoff in Verbindung stehende Verschlechterung des identifizierten Zylinders anzuzeigen, falls nach dem Anwenden der Luft-Kraftstoff-Korrektur ein Ungleichgewicht in dem Zylinder identifiziert ist. Weiterhin kann eine Anzeige an ein Borddiagnosesystem geschickt werden, die das Zylinderungleichgewicht anzeigt, so dass beispielsweise eine Wartung durchgeführt werden kann.
3 zeigt eine beispielhafte Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen, die zum Induzieren von Drehmomentbeschleunigungen in Motorzylindern eines beispielhaften V-6-Motors 302 verwendet werden. Der Motor 302 enthält eine erste Bank 304 (Bank 1) von Zylindern mit Zylinder 306 (Zylinder 1), Zylinder 308 (Zylinder 2) und Zylinder 310 (Zylinder 3). Der Motor 302 enthält auch eine zweite Bank 312 (Bank 2) von Zylindern mit Zylinder 314 (Zylinder 4), Zylinder 316 (Zylinder 5) und Zylinder 318 (Zylinder 6). Der Einlasskrümmer 320 und der Auslasskrümmer 322 sind an die Zylinder in der Bank 304 gekoppelt. Der Einlasskrümmer 324 und der Auslasskrümmer 326 sind an die Zylinder in der Bank 312 gekoppelt.
Beispielhafte Muster, die zum Generieren einer Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in den Motorzylindern verwendet werden, sind in Tabelle 328 gezeigt. In Tabelle 328 sind drei Beispielsätze von Mustern in drei Spalten gezeigt, wobei Spalte 330 einen ersten Mustersatz, Spalte 332 einen zweiten Mustersatz und Spalte 334 einen dritten Mustersatz zeigen. Jeder Eintrag in einer Spalte ist ein Kraftstoffmassenmultiplizierer, der auf Stöchiometrie (Lambda = 1) angewendet werden kann. Beispielsweise wird in Spalte 330 der Multiplizierer 0,88 auf den Zylinder 1 angewendet, wenn Zylinder 1 zündet, der Multiplizierer 1,07 wird auf den Zylinder 2 angewendet, wenn der Zylinder 2 zündet, 1,07 wird auf Zylinder 3 angewendet, wenn der Zylinder 3 zündet usw.
Diese Multiplizierer sind so gewählt, dass jede Bank des Motors bei Anwendung auf die Zylinder in einer spezifizierten Zündfolge im Durchschnitt auf Stöchiometrie bleibt. Die Spalten 332 und 334 zeigen weitere Beispielmuster, die die gleichen Multiplizierer wie in Spalte 330 zeigen, aber mit verschiedenen Werten für verschiedene Zylinder, die bei Anwendung immer noch den Motor auf Stöchiometrie halten.
Tabelle 336 in 3 zeigt ein Beispiel, wie der Mustersatz in Spalte 330 auf die Zylinder des V-6-Motors 302 angewendet werden kann, so dass der Motor während der Luft-Kraftstoff-Variationen im Wesentlichen auf Stöchiometrie gehalten wird. Bei diesem Beispiel lautet die Zündfolge der Zylinder 1-4-2-5-3-6, und die Muster in Spalte 330 in Tabelle 328 werden auf der Basis der Zündfolge während eines Motorzyklus auf den Zylinder angewendet. Beispielsweise wird ein Kraftstoffmassenmultiplizierer von 0,88 (eine fette Bedingung) während des Zündens in Zylinder 1 induziert, ein Kraftstoffmassenmultiplizierer von 1,16 (eine magere Bedingung) wird dann während des Zündens in Zylinder 4 induziert, ein Kraftstoffmassenmultiplizierer von 1,07 (eine magere Bedingung) wird dann während des Zündens in Zylinder 2 induziert, ein Kraftstoffmassenmultiplizierer von 0,94 (eine fette Bedingung) wird dann während des Zündens in Zylinder 5 induziert, ein Kraftstoffmassenmultiplizierer von 1,07 (eine magere Bedingung) wird dann während des Zündens in Zylinder 3 induziert und schließlich wird dann ein Kraftstoffmassenmultiplizierer von 0,94 (eine fette Bedingung) während des Zündens in Zylinder 6 induziert.
Für jede in einem Zylinder generierte fette, magere und stöchiometrische Bedingung, beispielsweise wie in 3 beschrieben, können jeder induzierten Bedingung entsprechende Drehmomentbeschleunigungen überwacht und in einem Kennfeld gespeichert werden, wie etwa in 4 beim Kennfeld 402 gezeigt.
Das Kennfeld 402 in 4 zeigt drei beispielhafte Möglichkeiten, die sich aus dem Anwenden einer Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder ergeben können. Die in einem Zylinder induzierte Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen moduliert das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen nahe Stöchiometrie. Beispielsweise können, wie in 3 gezeigt, die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in Zylinder 1 den der ersten Reihe von Tabelle 328 entsprechenden Zyklus von 0,88, 1,07 und 1,07 durchlaufen. Weiterhin können viele verschiedene Serien von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem gegebenen Zylinder über viele Motorzyklen induziert werden, um Daten einer Kurbelwellenbeschleunigung über dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den gegebenen Zylinder zu erhalten. Die Kurbelwellenbeschleunigungen über entsprechenden Luft-Kraftstoff-Verhältnissen können dann abgebildet werden, wie beispielsweise in Kennfeld 402 in 4 gezeigt.
Beispielsweise kann die in Kennfeld 402 gezeigte Kurve 404 eine Kurvenanpassung an Daten der Beschleunigung über dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (in 402 als Kästen gezeigt) für ein erstes beispielhaftes Szenario sein, wo eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem gewählten Zylinder generiert wird. Die Kurve 404 kann dann mit einer in Kennfeld 412 in 4 gezeigten idealen Drehmomentkurve 410 verglichen werden. Durch Vergleichen der Steigung oder Form der Kurve 404 kann ein Anpassungspunkt an die ideale Kurve 410 wie oben bezüglich der Handlung 214 in 2 beschrieben erhalten werden. Bei diesem Beispiel entspricht die Steigung der Kurve 404 dem stöchiometrischen Punkt auf der idealen Kurve 410, was zeigt, dass der gewählte Zylinder kein signifikantes Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht aufweist.
Ein zweites Beispielszenario ist mit Kurve 406 in Kennfeld 402 dargestellt. Die Kurve 406 ist eine beispielhafte Kurvenanpassung an Daten der Beschleunigung über dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (in Kennfeld 402 als Kreise gezeigt) für ein zweites Beispielszenario, wo eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem gewählten Zylinder generiert wird. Bei diesem Beispiel weist die Kurve 406 eine negative Steigung auf, und bei Vergleich mit der idealen Drehmomentkurve 410 im Kennfeld 412 entspricht die Kurve 406 einem Magerpunkt auf der idealen Kurve, der ein mageres Ungleichgewicht in dem gewählten Zylinder anzeigt.
Weiterhin kann durch Vergleichen der Kurve 406 mit der idealen Kurve 410 eine Abweichung 414 bestimmt werden. Bei diesem Beispiel entspricht die Abweichung 414 einem Ausmaß oder einer Größe der Magerverschiebung im Zylinder. Dieses Ausmaß an Magerverschiebung kann dann verwendet werden, um zum Verringern des Ungleichgewichts eine Korrektur auf dem gewählten Zylinder anzuwenden. Da beispielsweise der gewählte Zylinder in einer Magerrichtung im Ungleichgewicht ist, kann die in dem gewählten Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert werden, um das Ungleichgewicht zu kompensieren.
Ein drittes Beispielszenario ist mit Kurve 408 in Kennfeld 402 dargestellt. Die Kurve 408 ist eine beispielhafte Kurvenanpassung an Daten der Beschleunigung über dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (in Kennfeld 402 als Dreiecke gezeigt) für ein drittes Beispielszenario, wo eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem gewählten Zylinder generiert wird. In diesem Beispiel weist die Kurve 408 eine positive Steigung auf, und die Kurve 408 entspricht bei Vergleich mit der idealen Drehmomentkurve 410 in Kennfeld 412 einem Fettpunkt auf der idealen Kurve, der ein fettes Ungleichgewicht in dem gewählten Zylinder anzeigt.
Wie oben beschrieben kann durch Vergleichen der Kurve 408 mit der idealen Kurve 410 eine Abweichung 416 bestimmt werden. Bei diesem Beispiel entspricht die Abweichung 416 einem Ausmaß an Fettverschiebung in dem Zylinder. Dieses Ausmaß an Fettverschiebung kann dann zum Anwenden einer Korrektur auf dem gewählten Zylinder verwendet werden, um das Ungleichgewicht zu verringern. Da sich beispielsweise der gewählte Zylinder in einer Fettrichtung im Ungleichgewicht befindet, kann die in den gewählten Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge verringert werden, um das Ungleichgewicht zu kompensieren.
Wie oben angemerkt, können Kurbelwellenbeschleunigungsstörungen, wie etwa jene oben bezüglich der 2 und 3 beschriebenen, ebenfalls verwendet werden, um den Alkoholgehalt des in einem Motor verwendeten Kraftstoffs zu identifizieren. 5 zeigt ein Beispielverfahren 500 zum Bestimmen von Kraftstoffbedingungen auf der Basis von Kurbelwellenbeschleunigung und entsprechendes Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor.
Bei einigen Beispielen können unter bestimmten Bedingungen eine oder mehrere Handlungen des Verfahrens 500 zusammen oder in einer Sequenz mit einer oder mehreren Handlungen des Verfahrens 200 ausgeführt werden. Beispielsweise kann während eines ersten Motorbetriebsmodus das Verfahren 200 verwendet werden, um Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichte zu detektieren, wohingegen während eines zweiten Motorbetriebsmodus das Verfahren 800 implementiert werden kann.
Bei 502 beinhaltet das Verfahren 500 das Bestimmen, ob Kraftstoffdetektionsbedingungen erfüllt sind. Beispielsweise können Kraftstoffdetektionsbedingungen von der Motordrehzahl abhängen und/oder verschiedene Parameter zum Reduzieren von Luft-Kraftstoff-Übergangseffekten oder verschiedener anderer Bedingungen beinhalten. Als ein weiteres Beispiel können Kraftstoffdetektionsbedingungen von einem jüngsten Betankungsereignis abhängen, bei dem ein Kraftstoff mit einer unbekannten Alkoholkonzentration zur Verwendung im Motor zugesetzt worden ist.
Falls Kraftstoffdetektionsbedingungen bei 502 erfüllt sind, geht das Verfahren 500 weiter zu 504. Bei 504 beinhaltet das Verfahren 500 das Bestimmen, ob Nicht-Ungleichgewichts-Überwachungsbedingungen erfüllt sind. Bei einigen Beispielen kann das Schätzen des Kraftstoffalkoholgehalts aus der Kurbelwellenbeschleunigung nämlich möglicherweise nicht während Kurbelwellenbeschleunigungen durchgeführt werden, die beim Überwachen auf Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichte hin verwendet werden.
Falls bei 504 Nicht-Ungleichgewichts-Überwachungsbedingungen erfüllt sind, geht das Verfahren 500 weiter zu 506. Bei 506 beinhaltet das Verfahren 500 das Wählen von Zylindern zum Modulieren durch Kurbelwellenbeschleunigungen. Zylinder können auf der Basis einer Vielzahl von Faktoren gewählt werden. Beispielsweise kann ein Zylinder gewählt werden, von dem bestätigt wurde, dass er ein Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht aufweist. Als ein weiteres Beispiel kann ein Zylinder gewählt werden, bei dem nicht identifiziert wurde, dass er ein potentielles Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht aufweist. Weiterhin können mehrere Zylinder gewählt werden oder es kann nur ein Zylinder gewählt werden, und zwar beispielsweise je nach Sensororten und Motorbetriebsbedingungen.
Bei 508 beinhaltet das Verfahren 500 das Modulieren des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders in ausgewählten Zylindern bei einer gewählten Größe und Häufigkeit über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen. Beispielsweise kann in einem Zylinder eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen induziert werden, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird, wie oben beschrieben. Das Modulieren von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in einem Zylinder auf diese Weise kann Kurbelwellenbeschleunigungen generieren, die zum Beispiel durch den Controller 12 überwacht werden können, um sie in einem unten beschriebenen Drehmomentkennfeld zu verwenden.
Bei 510 beinhaltet das Verfahren 500 das Abbilden von auf Kurbelwellenbeschleunigungen zurückzuführende Drehmomentungleichgewichte auf eine Luft-Kraftstoff-Modulation, um eine Drehmomentkurve zu populieren. Durch Durchführen dieser befohlenen zylinderinternen Lambda-Ausschläge an einem gegebenen Zylinder von ausreichender Größe um ein Regelkreisziel herum und beobachten der Kurbelwellenbeschleunigungsdifferenz in dem Arbeitshub für diesen Zylinder kann die Gestalt einer Abweichung Drehmoment über Lambda abgebildet werden.
Bei 512 beinhaltet das Verfahren 500 das Schätzen der Kraftstoffalkoholkonzentration anhand des Kennfelds der Drehmomentkurve. Beispielsweise kann der Kraftstoffalkoholgehalt auf der Basis einer Steigung des Kennfelds zusammen mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnismesswert von einem Sensor (z.B. Sensor 126) zur Verwendung als Referenzpunkt bestimmt werden. Bei einem derartigen Beispiel kann ein erhöhter Kraftstoffalkoholgehalt als Reaktion auf eine größere Steigung des Kennfelds identifiziert werden.
Beispielsweise zeigt 6 eine beispielhafte Kurve Drehmoment über Luft-Kraftstoff-Verhältnis für Benzin bei 602 und eine beispielhafte Kurve Drehmoment über Luft-Kraftstoff-Verhältnis für eine Ethanol-Benzin-Mischung bei 604. 6 zeigt, wie sich eine Kurve Drehmoment über Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit zunehmendem Alkoholgehalt verschieben kann. Bei diesem Beispiel ist eine Steigung 606 bei Stöchiometrie auf der Kurve 604 Drehmoment über Luft-Kraftstoff-Verhältnis für eine Mischung aus Ethanol und Benzin und eine Steigung 608 bei Stöchiometrie auf der Kurve 602 Drehmoment über Luft-Kraftstoff-Verhältnis für und Benzin gezeigt. Insbesondere zeigt 6, wie die Stöchiometrie einer unbekannten Kraftstoffmischung auf der Basis der Steigung der Kurve Drehmoment über Luft-Kraftstoff-Verhältnis identifiziert werden kann. Beispielsweise würde das Schwingen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder um 14,6 herum eine erste Steigung für Benzin und eine zweite Steigung für eine Ethanol-Benzin-Mischung liefern, wobei die Größe der zweiten Steigung größer ist als die Größe der ersten Steigung.
Als ein weiteres Beispiel kann der Kraftstoffalkoholgehalt auf der Basis einer Musterübereinstimmung mit einem Kennfeld Drehmoment über Steuerkreis-Lambda bestimmt werden. Beispielsweise kann durch Hinzufügen der Kurbelwellenbeschleunigungsdifferenz in dem Arbeitshub für einen Zylinder zu einer bekannten mittleren Abweichung eines befohlenen Lambda-Werts für alle Zylinder, die zum Erreichen eines Regelkreisziels verwendet werden, der Ethanolgehalt von Kraftstoff approximiert werden, indem die Gestalt der Abweichung Drehmoment über Lambda-Wert mit der Gestalt der Kurve Drehmoment über Steuerkreis-Lambda verglichen wird. Bei einigen Beispielen können diese beiden Kennfelder zu einer einzelnen Korrelationsmetrik kombiniert werden, mit der der Alkoholgehalt des Kraftstoffs bestimmt werden kann. Außerdem kann bei einigen Beispielen eine Logik angewendet werden, z.B. über ASIC 109, die beinhaltet, zuerst ein angenommenes Steuerkreis-über-Regelkreis-Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzusehen und dann einen auf einem zweiten Muster basierenden aggressiven Monitor zu initiieren, um den Alkoholgehalt des Kraftstoffs zu bestätigen und genauer zu messen.
Bei 514 beinhaltet das Verfahren 500 das Justieren einer gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältniseinstellung in einem Luft-Kraftstoff-Regelkreis auf der Basis des identifizierten Kraftstoffalkoholgehalts. Beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzung in den Motor auf der Basis des identifizierten Alkoholgehalts des Kraftstoffs justiert werden. Die Kraftstoffeinspritzung kann von dem Controller 12 justiert werden, indem beispielsweise eine dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge erhöht oder reduziert wird. Durch Justieren von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen des Motors auf der Basis des Kraftstoffalkoholgehalts können eine erhöhte Luft-Kraftstoff-Steuerung, reduzierte Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichte und reduzierte Emissionen erzielt werden.
7 zeigt eine beispielhafte Schnittstelle 700 zwischen einem Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichtsmonitor 702 und Vordergrundkraftstoffschnittstellen gemäß der Offenbarung. Die in 7 gezeigten Kraftstoffschnittstellen beinhalten eine Lambda-Domänenschnittstelle 704, eine Kraftstoffmassendomänenschnittstelle 706 und eine Pulsbreitendomänenschnittstelle 708.
Eine Zylinderluftladung 710 wird in einen Massenkraftstoffrechner 712 in der Massendomänenschnittstelle 706 eingegeben. Der Massenkraftstoffrechner ist konfiguriert, auf der Basis einer Vielzahl von Parametern 713 eine in einen Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmasse zu bestimmen. Beispielsweise kann der Massenkraftstoffrechner beim Bestimmen der Kraftstoffmenge von der Wandbenetzung, Kraftstoff von dem Verdunstungsemissionssystem, Kraftstoff in Öl, Kraftstoff in einem Reservoir usw. abhängen. Bei einem Beispiel bestimmt die Routine jeden dieser Parameter 713 auf der Basis von Betriebsbedingungen, beispielsweise kann die Routine eine in den Zylinder eintretende Kraftstoffmenge anhand des Wandbenetzungsmodells bestimmen, eine Kraftstoffmenge anhand des Kraftstoffdampfspülsystems, eine durch das Motoröl beigetragene Kraftstoffmenge, Kraftstoff von dem Kurbelgehäuseentlüftungssystem (PCV – Positive Crankcase Ventilation System), aus dem Einlasskrümmer erneut aufgenommenen Kraftstoff, der von anderen Zylindern zurückgeschoben wurde (als Pushback-Kraftstoff bezeichnet), usw.
Weiterhin ist der Massenkraftstoffrechner mit der Lambda-Domänenschnittstelle 704 gekoppelt, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wie in der Lambda-Domäne 704 bestimmt, zu empfangen. Die Lambda-Domäne 704 bestimmt ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über einen Luftkraftstoff-Verhältnisrechner 714, der auf der Basis einer Vielzahl von Parametern 715 wie etwa verlorengegangenem Kraftstoff, Sollwerten und einer Steuerkreis-gegenüber-Regelkreiszufuhr ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt. Bei einigen Beispielen bestimmt die Routine Parameter 715 auf der Basis von Betriebsbedingungen, beispielsweise kann die Routine eine Menge verlorenen Kraftstoffs auf der Basis eines Verlorener-Kraftstoff-Modells und/oder aus Luft-Kraftstoff-Sensormesswerten, bestimmen, ein Lambda-Sollwert kann auf einer vorbestimmten oder gewünschten Motorleistungsanreicherung und/oder Motorkomponentenschutzparametern basieren, als Beispiel.
Der Massenkraftstoffrechner 712 ist auch mit einem Ungleichgewichtsmonitor 702 gekoppelt, um Massenmultiplizierer und Basiskraftstoffmultiplizierer zu empfangen, um Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichtsmuster zu implementieren, um Kurbelwellenbeschleunigungen in den Motorzylindern auf der Basis von vorbestimmten Mustern, wie oben beschrieben, zu induzieren. Beispielsweise kann ein Satz von Ungleichgewichtsmustern sequenziell auf die Massenkraftstoffberechnung angewendet werden, um geringfügige Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichte in den Zylindern für die oben beschriebenen Überwachungsroutinen zu implementieren.
Die Kraftstoffmasse wird dann zu der Pulsbreitendomäne 708 ausgegeben, die einen Pulsbreitenrechner 716 zum Berechnen einer Impulsbreite für die Einspritzung in einen Zylinder auf der Basis einer Vielzahl von Parametern 717 enthält. Beispielsweisee können die Parameter 717 auf Motorbetriebsbedingungen wie etwa gewünschter Einspritzsteigung und Offset, einem Einspritzmodus, Qualmgrenzen usw. basieren. Eine Kraftstoffpulsbreite 718 wird dann zu dem Motor ausgegeben.
8 zeigt Schnittstellen zwischen der Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichtslogik 802 und der Vordergrundkraftstofflogik 804. Zum Durchführen des Luft-Kraftstoff-Ungleichgewichtstests wie oben beschrieben fordert das System bei 803 die Erlaubnis von der Vordergrundkraftstofflogik 804 an. Falls bei 805 die Erlaubnis erteilt wird, wendet das System einen Satz von Multiplizierern 806 auf einen Basiskraftstoffterm auf der Basis eines Satzes von Mustern 808 an. Falls die Eintrittsbedingungen während eines Satzes von kontinuierlichen Mustern 808 deaktiviert werden, bricht das System ab und kehrt zum Beginn von Mustern zurück, die nicht fertiggestellt worden sind. Das Endergebnis der Logik sind berechnete Beschleunigungsterme 810 für einen gegebenen Zylinder und einen Musterindex entsprechend den Mustern 808.
9 zeigt einen Beispielübergang von einer auf einem Vordergrundverbrennungsereigniszähler basierenden Tabelle 902 (z.B. der von dem Kurbelwellendrehzahlsensor 118 generierten Rechteckwelle) zu einer auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Zylinderbank basierenden Tabelle 904. Die Figur zeigt die Schnittstellen zwischen den Anwendungen der Muster 906 und einem sogenannten "Binning"-Prozess. Das Musterdesign ist "orthogonal", um die ganze Bank durch die Musterwiederholung auf Stöchiometrie zu halten, wie oben beschrieben. Somit korreliert das System eine Zylinderzündfolge, Musterindex und Luft-Kraftstoff-Binning-Zellen, um die Berechnung des wiederholten Musters zu speichern. 9 zeigt beispielsweise eine Strategie, wo der Zylinderindex 0 mit Zylinder 6 korreliert wird und Index 1 bis 5 mit Zylinder 1 bis 5.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinne anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung beinhaltet alle neuartigen und nichtoffensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften. Beispielsweise kann es, nachdem die druckbasierte Messung verfügbar wird, möglich sein, das Modell auf der Basis eines Vergleichs der zuvor erhaltenen inkrementalen Rußlast adaptiv zu aktualisieren, während die druckbasierte Messung nicht zur Verfügung stand.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen, die als neuartig und nicht-offensichtlich angesehen werden, besonders hervor. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Integration eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten, wobei zwei oder mehr derartige Elemente weder erforderlich sind noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Ergänzung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, seien sie vom Schutzbereich her breiter, enger oder gleich oder unterschiedlich zu den ursprünglichen Ansprüchen, werden ebenfalls so angesehen, dass sie in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
Bezugszeichenliste
Fig. 7

714: LK-Berechnung
715: LK-Parameter
710: Luftladung
712: Kraftstoffmassenberechnung
713: Kraftstoffmassenparameter
702: LK-Monitor
716: Pulsbreitenberechnung
717: Pulsbreitenparameter
718: Kraftstoffpulsbreite

Claims

Verfahren für einen Motor, das Folgendes umfasst: Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor auf der Basis eines anhand einer Kurbelwellenbeschleunigung identifizierten Kraftstoffalkoholgehalts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch Modulieren eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem gewählten Zylinder über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen generiert wird und der Kraftstoffalkoholgehalt auf der Basis einer Steigung eines Kennfelds der Kurbelwellenbeschleunigungen über den modulierten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis um Stöchiometrie herum moduliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Identifizieren eines erhöhten Kraftstoffalkoholgehalts als Reaktion auf eine Erhöhung bei einer Größe der Steigung des Kennfelds.
Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin umfassend das Anwenden einer graduellen Kraftstoffkorrektur auf den identifizierten Zylinder auf der Basis der Größe der Steigung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch ein induziertes Luft-Kraftstoff-Ungleichgewicht in einem Zylinder generiert wird, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch eine Luft-Kraftstoff-Zufallsvariation in einem Zylinder generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder generiert wird, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird, und der Kraftstoffalkoholgehalt auf der Basis einer Steigung oder Gestalt eines Kennfelds der Kraftstoffbeschleunigungen über Luft-Kraftstoff-Verhältnissen entsprechend der Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in dem Zylinder auf der Basis von vorbestimmten Mustern in dem Zylinder induziert wird.
Verfahren für einen Motor, das Folgendes umfasst: Generieren von Kurbelwellenbeschleunigungen durch Modulieren eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird; Identifizieren eines Kraftstoffalkoholgehalts auf der Basis einer Steigung oder Gestalt eines Kennfelds der Kurbelwellenbeschleunigungen über den modulierten Kraftstoffverhältnissen.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin umfassend das Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor auf der Basis des identifizierten Kraftstoffalkoholgehalts.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis um die Stöchiometrie herum moduliert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin umfassend das Identifizieren eines erhöhten Kraftstoffalkoholgehalts als Reaktion auf eine Erhöhung bei einer Größe der Steigung des Kennfelds.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin umfassend das Anwenden einer graduellen Kraftstoffkorrektur auf den identifizierten Zylinder auf der Basis der Größe der Steigung.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder generiert wird, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird, und der Kraftstoffalkoholgehalt auf der Basis einer Steigung oder Gestalt eines Kennfelds der Kraftstoffbeschleunigungen über Luft-Kraftstoff-Verhältnissen entsprechend der Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in dem Zylinder auf der Basis von vorbestimmten Mustern in dem Zylinder induziert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch eine Luft-Kraftstoff-Zufallsvariation in einem Zylinder generiert wird.
System für einen Motor, das Folgendes umfasst: einen Controller, der konfiguriert ist zum: Einstellen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor auf der Basis eines anhand einer Kurbelwellenbeschleunigung identifizierten Kraftstoffalkoholgehalts.
System nach Anspruch 18, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch Modulieren eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem gewählten Zylinder über einen Bereich von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen generiert wird und der Kraftstoffalkoholgehalt auf der Basis einer Steigung eines Kennfelds der Kurbelwellenbeschleunigungen über den modulierten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen identifiziert wird.
System nach Anspruch 18, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung durch eine Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen in einem Zylinder generiert wird, während der Motor auf Stöchiometrie gehalten wird, und der Kraftstoffalkoholgehalt auf der Basis einer Steigung oder Gestalt eines Kennfelds der Kraftstoffbeschleunigungen über Luft-Kraftstoff-Verhältnissen entsprechend der Serie von fetten, mageren und stöchiometrischen Bedingungen identifiziert wird.