DE102013213775B4

DE102013213775B4 - System zur abschwächung von stochastischen frühzündungen

Info

Publication number: DE102013213775B4
Application number: DE102013213775.3A
Authority: DE
Inventors: J. Michael Gwidt; Karen Margaret-Bell Gwidt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2033-07-16
Also published as: CN103573450A; US20140025278A1; DE102013213775A1; US9057339B2; CN103573450B

Abstract

Verfahren zur Abschwächung von stochastischen Frühzündungen (SPI), umfassend, dass:ein Frühzündungs-Ermittlungssignal (270) erzeugt wird, das eine Detektion eines SPI-Ereignisses in einem Zylinder (118) eines Motors (102) angibt;eine Last an dem Motor (102) ermittelt wird und ein Motorlastsignal (285) basierend auf der Last erzeugt wird; undbasierend auf dem Frühzündungs-Ermittlungssignal (270) und dem Motorlastsignal (285) ermittelt wird, ob in einem Einzelpulsmodus oder in einem Mehrfachpulsmodus gearbeitet werden soll, und ein Modussignal (287) erzeugt wird, um in einem ausgewählten von dem Einzelpulsmodus und dem Mehrfachpulsmodus zu arbeiten,wobei der Einzelpulsmodus umfasst, dass ein einzelner Kraftstoffpuls während eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders (118) in den Zylinder eingespritzt wird, und wobei der Mehrfachpulsmodus umfasst, dass mehrere Kraftstoffpulse während eines zweiten Verbrennungszyklus des Zylinders (118) in den Zylinder (118) eingespritzt werden,wobei das Modussignal (287) erzeugt wird für einen Betrieb in:einem Doppelpulsmodus, wenn die Motorlast kleiner als eine vorbestimmte Last oder gleich dieser ist; undeinem Dreifachpulsmodus, wenn die Motorlast größer als die vorbestimmte Last ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Motorsteuerverfahren und insbesondere Zündungssteuerverfahren.
HINTERGRUND
Ein Verbrennungsmotor (ICE) verbrennt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in einen ICE-Motor kann mittels einer Drossel und einer Einstellung einer Drosselfläche geregelt werden. Die Einstellung der Drosselfläche verändert die Luftströmung in den ICE. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in dem Motor zu. Eine Kraftstoffeinspritzungsrate wird zusätzlich zur Einstellung der Luftströmung eingestellt, um das Luft/Kraftstoff-Gemisch zu liefern. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die den Zylindern des ICE zugeführt werden, erhöht die Drehmomentausgabe des ICE. Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um eine Motordrehmomentausgabe zu steuern.
Eine Direkteinspritzung mit Funkenzündung (SIDI) bezieht sich auf eine Direkteinspritzung von Kraftstoff in Zylinder eines funkengezündeten Benzinmotors. SIDI ermöglicht eine verbesserte Steuerung des Kraftstoffeinspritzungszeitpunkts. In einem SIDI-Motor kann Kraftstoff zu verschiedenen Zeiten während eines Verbrennungszyklus eingespritzt werden. Dies ist anders als bei Motoren mit Einlasskanal-Einspritzung, bei denen Kraftstoff beispielsweise in einen Kanal und/oder einen Einlasskrümmer eines Motors und vor einem Einlasstakt eines entsprechenden Verbrennungszyklus eingespritzt wird. Die verbesserte Steuerung, die mit einem SIDI-Motor verbunden sein kann, liefert eine verbesserte Motorleistung, verringerte Emissionen und eine Klopfunterdrückung.
SIDI-Motoren mit Turbolader können stochastische Frühzündungsereignisse (SPI-Ereignisse) erfahren. SPI-Ereignisse treten aufgrund der erhöhten Drücke, der erhöhten Leistung und der erhöhten Drehmomentniveaus in Motoren mit Turbolader mit größerer Wahrscheinlichkeit in Motoren mit Turbolader als in Motoren ohne Turbolader (selbstsaugenden Motoren) auf. Ein SPI-Ereignis wird nicht durch einen Zündfunken von einer Zündkerze bei einer vorbestimmten Motorposition kontrolliert (z.B. bei einer Winkelposition einer Kurbelwelle des Motors 102). Ein SPI-Ereignis kann beispielsweise aufgrund dessen auftreten, das ein Luft/Kraftstoff-Gemisch mit hohem Druck mit einer stark aufgeheizten Komponente (z.B. einem Ventil oder einer Zündkerze) in einem Motorzylinder in Kontakt gerät. Dies kann bei einer hohen Motorlast (wenn die Motorlast größer als eine vorbestimmte Motorlast ist) und bei niedrigen Motordrehzahlen (wenn die Motordrehzahlen geringer als eine vorbestimmte Motordrehzahl sind) auftreten. Ein SPI-Ereignis nimmt aufgrund der frühen Zündung, die mit dem SPI-Ereignis verbunden ist, und aufgrund dessen progressiv ab, dass Komponenten in einem Motorzylinder mit jedem Motorzyklus während des SPI-Ereignisses zur Temperaturerhöhung neigen. Aus diesem Grund kann ein SPI-Ereignis als ein Auslauf-Frühzündungsereignis bezeichnet werden.
SPI-Ereignisse neigen dazu, zufällig und sporadisch aufzutreten, und sie können daher nicht voraussagbar sein. SPI-Ereignisse können die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder die Steuerung der Drehmomentausgabe eines Motors negativ beeinflussen. Wenn sie nicht minimiert und/oder verhindert werden, können SPI-Ereignisse mit der Zeit eine Beschädigung an Motorkomponenten bewirken.
In der US 2011 / 0 313 641 A1 ist ein Verfahren beschrieben, das zur Abschwächung von Frühzündungen während nicht-stationärer Betriebsbedingungen eines Motors vorgesehen ist. Wenn ein Frühzündungsereignis in einem Zylinder des Motors unter solchen Bedingungen detektiert wird, werden eine Anzahl von Einspritzungspulsen pro Verbrennungszyklus und deren Zeitpunkte festgelegt, um ein Fluid zur Unterdrückung von Frühzündungen in den Zylinder einzuspritzen, bei welchem es sich um Kraftstoff handeln kann.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem stochastische Frühzündungsereignisse derart minimiert und/oder verhindert werden, dass keine Beschädigung von Motorkomponenten auftritt.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 7 gelöst.
Das Verfahren zur Abschwächung von stochastischen Frühzündungen (SPI) umfasst, dass ein Frühzündungs-Ermittlungssignal erzeugt wird, das eine Detektion eines SPI-Ereignisses in einem Zylinder eines Motors angibt. Es wird eine Last an dem Motor ermittelt, und ein Motorlastsignal wird basierend auf der Last erzeugt. Das Verfahren umfasst ferner, dass basierend auf dem Frühzündungs-Ermittlungssignal und dem Motorlastsignal ermittelt wird, ob in einem Einzelpulsmodus oder in einem Mehrfachpulsmodus gearbeitet werden soll, und dass ein Modussignal erzeugt wird, um in einem ausgewählten von dem Einzelpulsmodus und dem Mehrfachpulsmodus zu arbeiten. Der Einzelpulsmodus umfasst, dass ein einzelner Kraftstoffpuls während eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders in den Zylinder eingespritzt wird. Der Mehrfachpulsmodus umfasst, dass mehrere Kraftstoffpulse während eines zweiten Verbrennungszyklus des Zylinders in den Zylinder eingespritzt werden.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich werden, wobei:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines Antriebsstrangsystems, das ein System zur Abschwächung von stochastischen Frühzündungen beinhaltet, gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm des Systems zur Abschwächung von stochastischen Frühzündungen gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
3 ein Verfahren zum Abschwächen von stochastischen Frühzündungen gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorstehende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, kann sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen elektronischen Schaltkreis; einen Schaltkreis der Schaltungslogik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen. Der Ausdruck Modul kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird.
Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzt, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code mehrerer Module durch einen einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Ausdruck Gruppe, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Ebenso bezieht sich der Ausdruck Verbrennungszyklus, wie er hierin verwendet wird, auf die wiederkehrenden Stufen eines Motorverbrennungsprozesses. Beispielsweise kann sich in einem Viertakt-Verbrennungsmotor ein einzelner Verbrennungszyklus auf einen Einlasstakt, einen Kompressionstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt beziehen und diese umfassen. Die vier Takte werden während des Betriebs des Motors wiederholt.
In 1 ist ein Antriebsstrangsystem 100 gezeigt, das ein System zur Abschwächung von stochastischen Frühzündungen (SPI-Abschwächungssystem) 101 umfasst. Das SPI-Abschwächungssystem 101 detektiert SPI-Ereignisse, löscht die SPI-Ereignisse aus und minimiert und/oder verhindert nachfolgende SPI-Ereignisse.
Obwohl das Antriebsstrangsystem 100 als ein Hybrid-Antriebsstrangsystem gezeigt ist, können die Implementierungen, die hierin offenbart sind, auf ein Nicht-Hybrid-Antriebsstrangsystem angewendet werden. Das Antriebsstrangsystem 100 kann für ein Hybrid-Elektrofahrzeug, ein Nicht-Hybridfahrzeug und/oder für einen SIDI-Motor ausgebildet sein. Das Antriebsstrangsystem 100 umfasst einen Motor 102, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Obwohl der Motor 102 als ein SIDI-Motor gezeigt ist, kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung, ein Motor mit homogener Funkenzündung, ein Motor mit geschichteter Funkenzündung und/oder ein Motor mit funkenunterstützter Kompressionszündung sein. Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Einlasskrümmer 110 angesaugt. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 weist ein Drossel-Aktuatormodul 116 an, das Öffnen des Drosselventils 112 zum Steuern der Luftmenge zu regeln, die in den Einlasskrümmer 110 angesaugt wird. Luft aus dem Auslasskrümmer 110 wird in den Zylinder bzw. in die Zylinder des Motors 102 angesaugt. Der Motor 102 kann eine beliebige Anzahl von Zylindern aufweisen (es ist ein einzelner Zylinder 118 gezeigt).
Das ECM 114 umfasst ein Kraftstoffsteuermodul 119, das die Kraftstoffmenge steuert, die durch ein Kraftstoffeinspritzungssystem 124 in den Zylinder 118 eingespritzt wird. Das Kraftstoffeinspritzungssystem 124 umfasst eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 125. Das Kraftstoffeinspritzungssystem 124 kann Kraftstoff direkt in den Zylinder 118 einspritzen, wie es gezeigt ist.
Das SPI-Abschwächungssystem 101 umfasst das Kraftstoffsteuermodul 119, das Kraftstoffeinspritzungssystem 124 sowie andere Module und Einrichtungen, die nachstehend beschrieben sind. Das SPI-Abschwächungssystem 101 arbeitet in verschiedenen Kraftstoffeinspritzungs-Pulsmodi. Ein erster Kraftstoffeinspritzungs-Pulsmodus, der als ein Einzelpulsmodus (SPM) bezeichnet wird, umfasst das Einspritzen eines einzelnen Kraftstoffpulses in eine Verbrennungskammer (d.h. in den Zylinder 118) während eines Verbrennungszyklus. Ein Verbrennungszyklus kann sich beispielsweise bei einem Viertaktmotor auf eine einzelne Abfolge der vier Takte beziehen (Einlass, Kompression, Zündung und Auslass). Der SPM umfasst einen einzelnen Kraftstoffeinspritzungspuls pro Verbrennungszyklus. Der einzelne Kraftstoffeinspritzungspuls kann vor einem Einlasstakt (d.h. während eines Auslasstakts) oder während eines Einlasstakts vorgesehen sein. Beispielsweise kann der einzelne Kraftstoffeinspritzungspuls mit einem Start der Einspritzung (SOI) bei 250° - 380° geliefert werden, bevor sich ein Kolben bei einer obersten Position oder einem oberen Totpunkt (TDC) befindet. Der SOI bezieht sich darauf, dass ein Kraftstoffeinspritzungspuls beginnt. Der Zeitpunkt des einzelnen Kraftstoffeinspritzungspulses kann als ein „normaler“ Zeitpunkt bezeichnet werden, und er kann bei einer ersten vorbestimmten Winkelposition der Kurbelwelle ausgeführt werden.
Ein zweiter Kraftstoffeinspritzungs-Pulsmodus und ein dritter Kraftstoffeinspritzungs-Pulsmodus, die als Mehrfachpulsmodi (MPMs) bezeichnet werden, umfassen, dass zwei oder mehr Kraftstoffpulse während eines Verbrennungszyklus in den Zylinder 118 eingespritzt werden. Während eines MPM kann ein erster Kraftstoffpuls während eines Verbrennungszyklus in einen Zylinder eingespritzt werden, gefolgt von einem oder mehreren weiteren Kraftstoffpulsen in demselben Verbrennungszyklus. Während des zweiten Kraftstoffeinspritzungs-Pulsmodus (oder Doppelpulsmodus) kann zusätzlich zu der ersten Einspritzung eine zweite Einspritzung früh in einem Kompressionstakt vorgesehen sein. Als ein Beispiel kann der zweite Kraftstoffeinspritzungspuls mit einem Ende der Einspritzung (EOI) bei 140° - 220° vor dem TDC geliefert werden. EOI bezieht sich darauf, dass ein Kraftstoffeinspritzungspuls endet. Während des dritten Kraftstoffeinspritzungs-Pulsmodus (oder Dreifachpulsmodus) kann zusätzlich zu der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung eine dritte Einspritzung spät in dem Kompressionstakt vorgesehen sein. Beispielsweise kann der dritte Kraftstoffeinspritzungspuls mit einem EOI bei 0° - 140° vor dem TDC geliefert werden.
Während der MPMs kann der erste Kraftstoffeinspritzungspuls in den Zylinder 118 20 - 90 % einer gesamten Kraftstoffladung für einen einzelnen Verbrennungszyklus (oder Motorzyklus) liefern. Der zweite Kraftstoffpuls oder der zweite und der dritte Kraftstoffpuls können jeweils 10 - 80 % der gesamten Kraftstoffladung für einen einzelnen Verbrennungszyklus liefern. Als ein Beispiel kann während des Doppelpulsmodus ein erster Kraftstoffpuls 60 % einer gesamten Kraftstoffladung für einen Verbrennungszyklus liefern und vor einem Einlasstakt oder während eines Einlasstakts erzeugt werden. Der zweite Kraftstoffpuls kann 40 % der gesamten Kraftstoffladung liefern und während des Kompressionstakts eingespritzt werden.
Als ein weiteres Beispiel kann während des Dreifachpulsmodus der erste Kraftstoffpuls 60 % einer gesamten Kraftstoffladung für einen Verbrennungszyklus liefern und vor einem Einlasstakt oder während eines Einlasstakts erzeugt werden. Der zweite Kraftstoffpuls und der dritte Kraftstoffpuls können jeweils 20 % einer gesamten Kraftstoffladung liefern. Es kann die gleiche Gesamtmenge an Kraftstoff an die Zylinder geliefert werden und/oder das gleiche gesamte Luft/KraftstoffVerhältnis in dem Zylinder während eines Verbrennungszyklus oder mehrerer Verbrennungszyklen vorgesehen sein, unabhängig davon, ob das Antriebsstrangsystem 100 in dem SPM oder in einem der MPMs arbeitet.
Obgleich der SPM und die MPMs jeweils magere, stöchiometrische und/oder fette gesamte Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in jedem der Zylinder 118 liefern können, liefern während der MPMs der zweite und der dritte Kraftstoffeinspritzungspuls ein fettes und/oder fetteres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (geringer als ein Luft/KraftstoffVerhältnis von 14,7:1) in der Nähe der Zündkerze(n) 128 in dem Zylinder bzw. den Zylindern 118. Der zweite und der dritte Kraftstoffeinspritzungspuls erhöhen die Bewegung von Luft/Kraftstoff-Partikeln im Innern des Zylinders bzw. der Zylinder 118 und liefern eine kleine fette Wolke bzw. kleine fette Wolken um die Zündkerze(n) 128 herum, was die Verbrennungsstabilität erhöht. Dieses fette Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Nähe der Zündkerze(n) 128 kann starke Zündungen bewirken, die zu einer vollständigeren Verbrennung führen. Die MPMs verringern die Wahrscheinlichkeit einer stochastischen Frühzündung, wodurch die Lebensdauer von Motorkomponenten erhöht wird.
Das Antriebsstrangsystem 100 und das SPI-Abschwächungssystem 101 sowie entsprechende Module können in einem oder mehreren der beschriebenen Modi arbeiten. Beispielsweise kann das Kraftstoffsteuermodul 119 in dem SPM oder in den MPMs arbeiten, wenn SPI-Ereignisse detektiert werden. Der Betrieb in den MPMs löscht die SPI-Ereignisse aus und verhindert für ausgedehnte Zeitdauern, dass weitere SPI-Ereignisse auftreten. Der Übergang in den SPM und in die MPMs sowie aus diesen wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 und 3 weiter beschrieben.
Im Betrieb wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 angesaugt. Der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzungssystem 124 eingespritzt wird, vermischt sich mit der Luft und erzeugt das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 komprimiert das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118, die das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Der Zündungszeitpunkt kann hierin als Zündfunkenzeitpunkt bezeichnet werden. Der Kraftstoffeinspritzungs- und der Zündfunkenzeitpunkt können relativ zu einer Winkelposition der Kurbelwelle des Motors 102 und relativ dazu spezifiziert werden, dass sich der Kolben am TDC befindet. Am TDC befindet sich das Luft/Kraftstoff-Gemisch in einem am meisten komprimierten Zustand.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs treibt den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle gedreht wird. Der Kolben beginnt anschließend, sich wieder aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen. Das Abgas tritt durch einen Katalysator 135 hindurch.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Ein ECM 114 kann die Position des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 regeln, um die Menge der angesaugten Luft und der reaktionsträgen Restgase zu regeln, die in dem Zylinder 118 zurückgehalten werden. Das ECM 114 kann auch den Betrieb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung(en) 125 einstellen, wie beispielsweise eine Einschaltzeit und/oder eine Größe von Öffnungen einer Einspritzeinrichtung, um die Kraftstoffmenge zu erhöhen, die in den Zylinder 118 eingespritzt wird. Das ECM 114 kann auch die zeitliche Einstellung der Auslassnockenwelle(n) entsprechend der Änderung des Luft/Kraftstoff-Gemischs anpassen.
Der Kurbelwellenwinkel, bei dem das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann bezogen auf den Kolben-TDC durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 variiert werden. Der Kurbelwellenwinkel, bei dem das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann bezogen auf den Kolben-TDC durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 steuert den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114.
Das Antriebsstrangsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung umfassen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader 160. Der Turbolader 160 wird durch Abgase angetrieben, die durch as Abgassystem 134 strömen, und er liefert eine komprimierte Luftladung an den Einlasskrümmer 110. Der Turbolader 160 kann die Luft komprimieren, bevor die Luft den Einlasskrümmer 110 erreicht.
Ein Ladedruck-Regelventil 164 kann ermöglichen, dass Abgas den Turbolader 160 umgeht, wodurch die Ausgabe des Turboladers (oder der Ladedruck) verringert wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader 160 mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 162. Das Ladedruck-Aktuatormodul 162 kann den Ladedruck des Turboladers 160 modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 164 gesteuert wird. Die komprimierte Luftladung wird durch den Turbolader 160 an den Einlasskrümmer 110 geliefert. Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der Wärme der komprimierten Luftladung dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird, und die auch durch die Nähe zu dem Abgassystem 134 vergrößert werden kann. Als eine Alternative und/oder als Zusatz zum Einbinden des Turboladers 160 in das Antriebsstrangsystem 100 kann das Antriebsstrangsystem 100 einen Turbokompressor (nicht gezeigt) umfassen. Der Turbokompressor kann komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern und durch die Kurbelwelle angetrieben werden.
Das Antriebsstrangsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 umfassen, das Abgas selektiv zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Bei verschiedenen Implementierungen kann das AGR-Ventil 170 hinter dem Turbolader 160 angeordnet sein. Das Antriebsstrangsystem 100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (RPM) unter Verwendung eines Motordrehzahlsensors 180 messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert wird, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, wobei der Motorunterdruck die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Die Masse der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Der MAF-Sensor 186 kann in einem Gehäuse angeordnet sein, welches das Drosselventil 112 umfasst.
Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in das Antriebsstrangsystem 100 angesaugt wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren 180, 182, 186, 190, 192 und von anderen Sensoren verwenden, die hierin offenbart sind, um Steuerentscheidungen für das Antriebsstrangsystem 100 zu treffen. Das Kraftstoffsteuermodul 119 kann Signale von den Sensoren 180, 182, 186, 190, 192 und von anderen Sensoren verwenden, die hierin offenbart sind, um Entscheidungen für das SPI-Abschwächungssystem 101 zu treffen. Dies kann umfassen, dass in den SPM und in die MPMs oder aus diesen gewechselt wird.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Drehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können das ECM 114, das Getriebesteuermodul 194 und das Hybridsteuermodul 196 in ein oder mehrere Module integriert sein.
Um abstrakt auf verschiedene Steuermechanismen des Motors 102 Bezug zu nehmen, kann jedes System, das einen Motorparameter variiert, als ein Aktuator bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul 116 die Blattposition und dadurch die Öffnungsfläche des Drosselventils 112 verändern. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann daher als ein Aktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als eine Aktuatorposition bezeichnet werden.
Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während die entsprechende Aktuatorposition ein Betrag einer Zündfunkenvorverstellung ist. Andere Aktuatoren können das Ladedruck-Aktuatormodul 162, das AGR-Ventil 170, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Kraftstoffeinspritzungssystem 124 und das Zylinder-Aktuatormodul 120 umfassen. Der Ausdruck Aktuatorposition bezogen auf diese Aktuatoren kann dem Ladedruck, der AGR-Ventilöffnung, dem Einlass- und dem Auslass-Nockenphasenwinkel, dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis bzw. der Anzahl von aktivierten Zylindern entsprechen.
Obgleich der Elektromotor 198 ein Drehmoment in Reihe und/oder parallel mit der Drehmomentausgabe des Motors 102 liefern kann, ist einzusehen, dass andere Konfigurationen derart in Betracht gezogen werden, dass sie innerhalb des Umfangs dieser Beschreibung liegen. Beispielsweise kann der Elektromotor 198 als ein oder mehrere Elektromotoren implementiert sein, die ein Drehmoment direkt an Räder 200 liefern, anstatt dass dieses durch eine Getriebe 202 hindurchgeführt wird.
Das kombinierte Drehmoment des Motors 102 und des Elektromotors 198 wird auf einen Eingang des Getriebes 202 angewendet. Das Getriebe 202 kann ein Automatikgetriebe sein, das Gänge gemäß einem Gangwechselbefehl von dem ECM 114 umschaltet. Eine Ausgangswelle des Getriebes 202 ist mit einem Eingang eines Differentials 204 gekoppelt. Das Differential 204 treibt Achsen und Räder 200 an. Raddrehzahlsensoren 206 erzeugen Signale, die eine Drehzahl ihrer entsprechenden Räder 200 angeben.
Das ECM 114 schätzt ein zu lieferndes Motorausgangsdrehmoment basierend auf empfangenen Sensorsignalen und anderen Parametern, die hierin beschrieben sind. Das ECM 114 kann die Position der Drossel, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, die zeitliche Einstellung von Ventilen, die Kraftstoffeinspritzung usw. einstellen, um das geschätzte Motorausgangsdrehmoment zu liefern. Basierend auf einem gewünschten Motorausgangsdrehmoment steuert das ECM 114 Motoreinrichtungen derart, dass eine gewünschte Luftströmung, eine gewünschte Kraftstoffeinspritzung und/oder ein gewünschter Zündfunkenzeitpunkt erreicht werden. Das gewünschte Motorausgangsdrehmoment kann auf einer Anforderung eines Fahrzeugbedieners (Fahrers) basieren und/oder controllerbasiert sein, wie beispielsweise eine Drehmomentausgabeanforderung von einem Tempomatsystem.
Die Sensorsignale, die durch das ECM 114 empfangen werden, können Sensorsignale umfassen von: dem MAP-Sensor 184, dem MAF-Sensor 186, dem Drosselpositionssensor 190, dem IAT-Sensor 192, einem Gaspedal-Positionssensor 195 oder anderen Sensoren, wie beispielsweise von dem Kühlmittel-Temperatursensor 182, dem Motordrehzahlsensor 180, einem Umgebungstemperatursensor 197, einem Öltemperatursensor 198, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 201 und einem Abgas- oder Katalysator-Temperatursensor 203.
Das ECM 114 steht mit dem Drossel-Aktuatormodul 116 in Verbindung. Das ECM 114 empfängt ein Drosselpositionssignal von dem Drosselpositionssensor 190 und stellt die Drosselposition basierend auf dem Drosselpositionssignal ein. Das ECM 114 kann die Drossel 112 unter Verwendung eines Drosselaktuators basierend auf einer Position eines Gaspedals 193 steuern. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann einen Motor oder einen Schrittmotor umfassen, der eine begrenzte und/oder grobe Steuerung der Drosselposition liefert.
Die Luftmasse, das Volumen und der Druck pro Zylinder können basierend auf Signalen von den Sensoren 184, 186 ermittelt und/oder geschätzt werden. Das ECM 114 kann eine Drosselfläche basierend auf einem gewünschten MAP und einer gewünschten MAF ermitteln, und es kann ein Steuersignal erzeugen, um die Drossel basierend auf der Drosselfläche zu steuern. Der gewünschte MAP und die gewünschte MAF können basierend auf Motordrehzahl- und Drehmomentanforderungssignalen ermittelt werden.
Das Antriebsstrangsystem 100 kann ferner einen Sensor 208 für den barometrischen Druck umfassen. Der Sensor 208 für den barometrischen Druck kann verwendet werden, um Umgebungsbedingungen zu ermitteln, die weiter verwendet werden können, um eine gewünschte Drosselfläche zu ermitteln. Die gewünschte Drosselfläche kann einer speziellen Drosselposition entsprechen.
Das Antriebsstrangsystem 100 und/oder das SPI-Abschwächungssystem 101 können auch verschiedene Tabellen 210 umfassen, die durch das Kraftstoffsteuermodul verwendet werden können, wenn der SPM und die MPMs ausgeführt werden. Die Tabellen 210 können SPM-Tabellen 212 und MPM-Tabellen 214 umfassen. Die Tabellen 210 können jeweils einem oder mehreren Verfahrensschritten zugeordnet sein, die bezogen auf das Verfahren von 3 beschrieben sind. Beispielhafte Module des Kraftstoffsteuermoduls 119 sind unter Bezugnahme auf 2 und 3 gezeigt und beschrieben.
Nun auch auf 2 Bezug nehmend, ist das SPI-Abschwächungssystem 101 gezeigt. Das SPI-Abschwächungssystem 101 umfasst das Kraftstoffsteuermodul 119, das Kraftstoffeinspritzungssystem 124 und Frühzündungssensoren 250. Das Kraftstoffsteuermodul 119 umfasst ein Frühzündungs-Detektionsmodul 252, ein Motorlastmodul 254, ein Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 und ein Aktuatorsteuermodul 258.
Das Frühzündungs-Detektionsmodul 252 detektiert SPI-Ereignisse basierend auf Sensorsignalen PRESENS (260) von den Frühzündungssensoren 250. Die Frühzündungssensoren 250 können einen Klopfsensor bzw. Klopfsensoren 262, einen Nockenwellensensor bzw. Nockenwellensensoren 264, einen Kurbelwellensensor bzw. Kurbelwellensensoren 266 oder andere geeignete Frühzündungssensoren 268 umfassen. Der Klopfsensor bzw. die Klopfsensoren 262 können auf Dehnungsmessstreifen basierte Sensoren und/oder piezoelektrische Sensoren umfassen, die verwendet werden können, um eine Frühzündung zu detektieren. Der Klopfsensor bzw. die Klopfsensoren 262 kann bzw. können verwendet werden, um Motorvibrationen zu detektieren, die durch SPI-Ereignisse hervorgerufen werden.
Die Nockenwellen- und die Kurbelwellensensoren 264, 266 können verwendet werden, um eine Frühzündung indirekt zu detektieren. Beispielsweise können die Nockenwellen- und/oder Kurbelwellensensoren 264, 266 verwendet werden, um eine Winkelposition und/oder eine Drehzahl einer Nockenwelle und/oder einer Kurbelwelle des Motors 102 zu detektieren, was durch das Frühzündungs-Detektionsmodul 252 überwacht werden kann. Das Frühzündungs-Detektionsmodul 252 kann Änderungen in der Beschleunigung des Motors 102 basierend auf Signalen von den Nockenwellen- und/oder Kurbelwellensensoren 264, 266 ermitteln. Das Frühzündungs-Detektionsmodul kann anschließend basierend auf der Änderung in der Beschleunigung und/oder einer Änderungsrate in der Beschleunigung ermitteln, ob ein SPI-Ereignis ausgelöst wurde und/oder aufgetreten ist. Die Frühzündungs-Detektionssensoren 250 können an dem Motor 102, dem Getriebe 202 oder an anderen geeigneten Orten angebracht sein.
Das Frühzündungs-Detektionsmodul 252 erzeugt ein Frühzündungs-Detektionssignal PREDET (270) und/oder ein Frühzündungs-Größensignal PREMAG (272) in Ansprechen auf das Detektieren eines SPI-Ereignisses. Das Frühzündungs-Detektionssignal PREDET kann angeben, dass ein SPI-Ereignis ausgelöst wurde und/oder aufgetreten ist, es kann die Zeit, zu welcher das SPI-Ereignis aufgetreten ist, die Startzeit des SPI-Ereignisses und/oder die Dauer des SPI-Ereignisses angeben. Das Frühzündungs-Größensignal PREMAG kann eine Größe eines SPI-Ereignisses angeben. Diese kann auf den Frühzündungs-Sensorsignalen PRESENS basieren. Beispielsweise kann ein Größe des SPI-Ereignisses erzeugt werden basierend auf: Größen von Signalen von den Klopfsensoren 262; Beschleunigungen, die basierend auf Signalen von den Nockenwellen- und/oder Kurbelwellensensoren 264, 266 ermittelt werden; und/oder Änderungen in Nockenwellen- und/oder Kurbelwellenbeschleunigungen und/oder einer Änderungsrate in den Nockenwellen- und/oder Kurbelwellenbeschleunigungen.
Das Motorlastmodul 254 ermittelt eine Motorlast. Das Motorlastmodul 254 kann die Motorlast basierend auf verschiedenen Parametern ermitteln. Die Parameter können basierend auf Parameter-Sensorsignalen von den vorstehend beschriebenen Sensoren von 1 ermittelt werden. Beispielsweise kann das Motorlastmodul 254 die Motorlast basierend auf einem Motordrehzahlsignal RPM (273), einem Drosselpositionssignal TPS (274), einem Luftmassenströmungssignal MAF (275), einem Einlassluft-Temperatursignal IAT (276), einem Umgebungstemperatursignal AMB (278), einem Öltemperatursignal OIL (279) einer Motorkühlmitteltemperatur ECT (280), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal VEH (281), einem Krümmerabsolutdrucksignal MAP (282), einem Kraftstoffeinspritzungs-Steuersignal FUEL (283) und/oder basierend auf anderen geeigneten Sensorsignalen ermitteln. Das Motorlastmodul 254 erzeugt basierend auf den Parameter-Sensorsignalen ein Motorlastsignal LOAD (285), das die Motorlast angibt.
Das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 wählt einen Kraftstoffeinspritzungsmodus basierend auf dem Frühzündungs-Detektionssignal PREDET, dem Frühzündungs-Größensignal PREMAG und/oder dem Motorlastsignal LOAD aus. Der Kraftstoffeinspritzungsmodus kann von dem SPM, dem Doppelpulsmodus, einem Dreifachpulsmodus, einem MPM und/oder einem anderen Kraftstoffeinspritzungsmodus ausgewählt werden. Das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 erzeugt ein Kraftstoffeinspritzungs-Modussignal INJMODE (287), das den Betriebsmodus der Kraftstoffeinspritzung angibt.
Das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 kann einen Timer 289 umfassen. Das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 kann basierend auf einem Wert des Timers 289 in einem MPM bleiben. Als ein Beispiel kann der Timer 289 auf eine vorbestimmte Zeitspanne (z.B. weniger als oder gleich 2 Sekunden (s)) gesetzt werden, wenn das SPI-Abschwächungssystem 101 in einen MPM-Modus übergeht. Die vorbestimmte Zeitspanne oder der vorbestimmte Wert des Timers 289 kann während des MPM-Modus verringert werden. Das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 kann von dem MPM in den SPM übergehen, wenn der Wert des Timers 289 Null und/oder einen vorbestimmten Wert erreicht. Als eine Alternative kann der Wert des Timers 289 bis zu einem vorbestimmten Wert erhöht werden, und das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 kann von einem der MPMs in den SPM übergehen, wenn der Wert des Timers 289 gleich dem vorbestimmten Wert ist.
Das Aktuatorsteuermodul 258 erzeugt das Kraftstoffeinspritzungs-Steuersignal FUEL basierend auf dem Kraftstoffeinspritzungs-Modussignal INJMODE. Obwohl dies in 2 nicht gezeigt ist, kann das Kraftstoffsteuermodul 119 das Kraftstoffeinspritzungs-Steuersignal FUEL basierend auf einem beliebigen der Sensorsignale erzeugen, die vorstehend beschrieben sind und die Signale RPM, TPS, MAF, IAT, AMB, OIL, ECT, VEH und MAP umfassen. Das Kraftstoffeinspritzungs-Steuersignal FUEL wird zu dem Kraftstoffeinspritzungssystem 124 übertragen und kann von einer oder mehreren der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen empfangen werden.
Das SPI-Abschwächungssystem 101 kann unter Verwendung zahlreicher Verfahren betrieben werden. Ein beispielhaftes Verfahren wird durch das Verfahren von 3 geschaffen. In 3 ist ein Verfahren zum Abschwächen einer stochastischen Frühzündung gezeigt. Obwohl die nachfolgenden Verfahrensschritte hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Implementierungen von 1 - 2 beschrieben sind, können die Verfahrensschritte leicht modifiziert werden, um für andere Implementierungen der vorliegenden Offenbarung zu gelten. Die Verfahrensschritte können iterativ ausgeführt werden. Das Verfahren kann bei 300 beginnen.
Bei 302 werden die Parameter-Sensorsignale erzeugt, die vorstehend beschrieben sind. Dies kann umfassen, dass die Frühzündungs-Sensorsignale PRESENS und die Sensorsignale RPM, TPS, MAF, IAT, AMB, OIL, ECT, VEH, MAP und FUEL erzeugt werden. Bei 304 ermittelt das Motorlastmodul 254 die Motorlast oder das Ausgangsdrehmoment des Motors 102 basierend auf den Parameter-Sensorsignalen, und es erzeugt das Motorlastsignal LOAD. Bei 306 ermittelt das Frühzündungs-Detektionsmodul 252, ob ein SPI-Ereignis aufgetreten ist. Dies kann auf den Frühzündungs-Sensorsignalen PRESENS basieren, die vorstehend beschrieben sind.
Bei 308 und 310 ermittelt das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 eine Heftigkeit des detektierten SPI-Ereignisses. Bei 308 kann das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 ermitteln, ob das Frühzündungs-Größensignal PREMAG größer als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist. Verfahrensschritt 312 kann ausgeführt werden, wenn das Frühzündungs-Größensignal größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert ist, ansonsten kann Verfahrensschritt 310 ausgeführt werden. Bei einer Implementierung wird Verfahrensschritt 308 nicht ausgeführt. Wenn der Verfahrensschritt 318 nicht ausgeführt wird, kann der Verfahrensschritt 310 dann, wenn ein SPI-Ereignis detektiert wird, und nach dem Verfahrensschritt 306 ausgeführt werden.
Bei 310 ermittelt das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256, ob die Motorlast oder das Ausgangsdrehmoment des Motors 102 größer als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert ist. Wenn die Motorlast oder das Ausgangsdrehmoment größer als der zweite vorbestimmte Schwellenwert ist, kann Verfahrensschritt 312 ausgeführt werden, ansonsten wird Verfahrensschritt 314 ausgeführt.
Bei 312 erzeugt das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 das Kraftstoffeinspritzungs-Modussignal INJMODE, um in dem Dreifachpulsmodus zu arbeiten. Wenn nicht bereits in dem Dreifachpulsmodus gearbeitet wird, kann das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 von dem SPM in den Dreifachpulsmodus übergehen. Bei 314 erzeugt das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 das Kraftstoffeinspritzungs-Modussignal INJMODE, um in dem Doppelpulsmodus zu arbeiten. Wenn nicht bereits in den Doppelpulsmodus gearbeitet wird, kann das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 von dem SPM in den Doppelpulsmodus übergehen. Bei 316 kann der Timer 289 gestartet werden, wenn er nicht bereits gestartet wurde, und/oder es kann ein Wert des Timers 289 verringert werden (oder erhöht werden), wenn der Timer 289 bereits gestartet ist.
Bei 318 ermittelt das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256, ob das SPI-Abschwächungssystem 101 für die vorbestimmte Zeitspanne in einem MPM gearbeitet hat (z.B., ob der Timer 289 abgelaufen ist oder auf Null verringert wurde). Dies stellt sicher, dass das SPI-Abschwächungssystem 101 nicht für mehr als die vorbestimmte Zeitspanne in einem MPM bleibt. Dies minimiert eine maximale Temperatur von Kraftstoffeinspritzungstreibern des ECM 114. Die Kraftstoffeinspritzungstreiber können sich in dem Aktuatorsteuermodul 258 befinden und verwendet werden, um das Kraftstoffeinspritzungs-Steuersignal FUEL zu erzeugen. Obwohl es in dem Kraftstoffsteuermodul 119 gezeigt ist, kann das Aktuatorsteuermodul 258 von dem ECM 114 getrennt sein und/oder mit diesem in Verbindung stehen.
Verfahrensschritt 320 kann ausgeführt werden, wenn das SPI-Abschwächungssystem 101 für mehr als die vorbestimmte Zeitspanne in dem MPM gearbeitet hat und/oder wenn der Wert des Timers 289 Null erreicht hat, ansonsten kann Verfahrensschritt 308 ausgeführt werden. Bei 320 kann das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 das Kraftstoffeinspritzungs-Modussignal INJMODE basierend auf dem Wert des Timers 289 erzeugen, um in dem SPM zu arbeiten. Das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 kann von dem Betrieb in einem der MPM-Modi zu einem Betrieb in dem SPM übergehen.
Bei 322 kann der Timer 289 auf die vorbestimmte Zeitspanne zurückgesetzt werden (z.B. auf eine kalibrierte Einstellzeit). Dies kann umfassen, dass der Timer 289 auf die vorbestimmte Zeitspanne gesetzt wird (z.B. auf weniger als oder gleich 2 s). Die vorbestimmte Zeitspanne kann durch das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 basierend auf der Anzahl von Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen in dem Motor 102 festgelegt und/oder eingestellt werden. Die Anzahl von Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen kann in dem ECM 114 gespeichert sein und/oder durch das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 ermittelt werden. Wenn die Anzahl von aktiven Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen erhöht wird und/oder wenn die Drehzahl des Motors 102 zunimmt, kann das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 die vorbestimmte Zeitspanne des Timers 289 verringern. Wenn umgekehrt die Anzahl der aktiven Zylinder und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen verringert wird und/oder wenn die Drehzahl des Motors 102 abnimmt, kann das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 die vorbestimmte Zeitspanne des Timers 289 erhöhen.
Als ein Beispiel kann eine erste vorbestimmte Zeitspanne für eine erste Anzahl von Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen vorgesehen sein. Eine zweite vorbestimmte Zeitspanne kann für eine zweite Anzahl von Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen vorgesehen sein. Wenn die zweite Anzahl von Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen größer als die erste Anzahl von Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen ist, dann kann die zweite vorbestimmte Zeitspanne kürzer als die erste vorbestimmte Zeitspanne sein. Die vorbestimmte Zeitspanne des Timers 289 kann basierend auf einer Anzahl von aktiven Zylindern und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen angepasst werden. Beispielsweise kann das ECM 114 einen oder mehrere Zylinder und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen deaktivieren. Während Zeitdauern, während derer ein oder mehrere Zylinder und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen deaktiviert sind, kann die vorbestimmte Zeitspanne relativ zu Zeitdauern erhöht werden, zu denen ein oder mehrere Zylinder und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen nicht deaktiviert sind.
Die vorbestimmte Zeitspanne des Timers 289 kann auch basierend auf der Drehzahl (RPM) des Motors 102 festgelegt und/oder eingestellt werden. Es können kürzere vorbestimmte Zeitspannen für höhere Motordrehzahlen festgelegt werden. Beispielsweise kann eine erste vorbestimmte Zeitspanne für eine erste Motordrehzahl festgelegt werden. Eine zweite vorbestimmte Zeitspanne kann für eine zweite Motordrehzahl festgelegt werden. Wenn die zweite Motordrehzahl größer als die erste Motordrehzahl ist, kann die zweite vorbestimmte Zeitspanne kürzer als die erste vorbestimmte Zeitspanne sein.
Bei einer Implementierung kann die vorbestimmte Zeitspanne des Timers 289 festgelegt werden, wenn ein SPI-Ereignis detektiert wird, und sie kann über das SPI-Ereignis bei einem konstanten Wert bleiben. Bei einer anderen Implementierung stellt das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 die vorbestimmte Zeitspanne des Timers 289 ein, wenn sich die Anzahl der aktivierten Zylinder und/oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen verändert, wenn sich die Drehzahl des Motors verändert und/oder wenn sich ein anderer Parameter des Motors 102 verändert. Das Frühzündungs-Evaluierungsmodul 256 kann die vorbestimmte Zeitspanne während eines einzelnen SPI-Ereignisses und/oder zwischen SPI-Ereignissen einstellen.
Bei 322 wird der Timer 289 nicht gestartet, wenn er zurückgesetzt wird. Das Verfahren kann nach Verfahrensschritt 322 enden, oder es kann zu Verfahrensschritt 302 zurückkehren, wie es gezeigt ist.
Die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte sind als veranschaulichende Beispiele gedacht; die Verfahrensschritte können sequentiell, synchron, gleichzeitig, kontinuierlich, während überlappender Zeitdauern oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, was von der Anwendung abhängt. Ebenso kann ein beliebiger der Verfahrensschritte nicht ausgeführt oder übersprungen werden, was von der Implementierung und/oder der Abfolge von Ereignissen abhängt.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.

Claims

Verfahren zur Abschwächung von stochastischen Frühzündungen (SPI), umfassend, dass: ein Frühzündungs-Ermittlungssignal (270) erzeugt wird, das eine Detektion eines SPI-Ereignisses in einem Zylinder (118) eines Motors (102) angibt; eine Last an dem Motor (102) ermittelt wird und ein Motorlastsignal (285) basierend auf der Last erzeugt wird; und basierend auf dem Frühzündungs-Ermittlungssignal (270) und dem Motorlastsignal (285) ermittelt wird, ob in einem Einzelpulsmodus oder in einem Mehrfachpulsmodus gearbeitet werden soll, und ein Modussignal (287) erzeugt wird, um in einem ausgewählten von dem Einzelpulsmodus und dem Mehrfachpulsmodus zu arbeiten, wobei der Einzelpulsmodus umfasst, dass ein einzelner Kraftstoffpuls während eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders (118) in den Zylinder eingespritzt wird, und wobei der Mehrfachpulsmodus umfasst, dass mehrere Kraftstoffpulse während eines zweiten Verbrennungszyklus des Zylinders (118) in den Zylinder (118) eingespritzt werden, wobei das Modussignal (287) erzeugt wird für einen Betrieb in: einem Doppelpulsmodus, wenn die Motorlast kleiner als eine vorbestimmte Last oder gleich dieser ist; und einem Dreifachpulsmodus, wenn die Motorlast größer als die vorbestimmte Last ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass das Frühzündungs-Ermittlungssignal (270) basierend auf Sensorsignalen (260) erzeugt wird, die von zumindest einem Frühzündungssensor (250) empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Sensorsignale (260) von einem Klopfsensor (262), einem Nockenwellensensor (264) und/oder einem Kurbelwellensensor (266) empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: ein Frühzündungs-Größensignal (272) erzeugt wird, das eine Größe des SPI-Ereignisses basierend auf Signalen (260) von zumindest einem Frühzündungssensor (250) angibt; und das Modussignal (287) basierend auf dem Frühzündungs-Größensignal (272) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass das Modussignal (287) erzeugt wird, um in dem Mehrfachpulsmodus zu arbeiten, wenn das SPI-Ereignis detektiert wird und die Motorlast größer als eine vorbestimmte Last ist.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, dass: ein Timer (289) gestartet wird, wenn das SPI-Ereignis detektiert wird und der Mehrfachpulsmodus ausgelöst wird; und basierend auf einem Wert des Timers (289) von dem Mehrfachpulsmodus in den Einzelpulsmodus übergegangen wird.
Verfahren zur Abschwächung von stochastischen Frühzündungen (SPI), umfassend, dass: ein Frühzündungs-Ermittlungssignal (270) erzeugt wird, das eine Detektion eines SPI-Ereignisses in einem Zylinder (118) eines Motors (102) angibt; eine Last an dem Motor (102) ermittelt wird und ein Motorlastsignal (285) basierend auf der Last erzeugt wird; basierend auf dem Frühzündungs-Ermittlungssignal (270) und dem Motorlastsignal (285) ermittelt wird, ob in einem Einzelpulsmodus oder in einem Mehrfachpulsmodus gearbeitet werden soll, und ein Modussignal (287) erzeugt wird, um in einem ausgewählten von dem Einzelpulsmodus und dem Mehrfachpulsmodus zu arbeiten, wobei der Einzelpulsmodus umfasst, dass ein einzelner Kraftstoffpuls während eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders (118) in den Zylinder (118) eingespritzt wird, und wobei der Mehrfachpulsmodus umfasst, dass mehrere Kraftstoffpulse während eines zweiten Verbrennungszyklus des Zylinders (118) in den Zylinder (118) eingespritzt werden; ein Frühzündungs-Größensignal (272) erzeugt wird, das eine Größe des SPI-Ereignisses basierend auf Signalen (260) von zumindest einem Frühzündungssensor (250) angibt; und das Modussignal (287) erzeugt wird, um in einem Doppelpulsmodus zu arbeiten, wenn das Lastsignal (285) kleiner als ein erster vorbestimmter Schwellenwert oder gleich diesem ist und das Frühzündungs-Größensignal (272) kleiner als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert oder gleich diesem ist; und das Modussignal (287) erzeugt wird, um in einem Dreifachpulsmodus zu arbeiten, wenn das Lastsignal größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert ist und das Frühzündungs-Größensignal (272) größer als der zweite vorbestimmte Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, dass das Modussignal (287) erzeugt wird, um in dem Dreifachpulsmodus zu arbeiten, wenn das Frühzündungs-Größensignal (272) kleiner als der zweite vorbestimmte Schwellenwert oder gleich diesem ist und das Motorlastsignal (285) größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, ferner umfassend, dass: ein Sensorsignal (260) erzeugt wird, das SPI-Ereignis basierend auf dem Sensorsignal (260) detektiert wird; ein Kraftstoffeinspritzungs-Steuersignal (283) basierend auf dem Modussignal (287) erzeugt wird; und Kraftstoff basierend auf dem Kraftstoffeinspritzungs-Steuersignal (283) in den Zylinder (118) eingespritzt wird.