DE102014217373A1 - Motorsteuerung für einen mit flüssiggas angetriebenen motor - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren für einen Motor, umfassend: während eines ersten Zustands, der eine hohe Motortemperatur umfasst, Einspritzen einer ersten Menge von Flüssiggas in einen ersten Motorzylinder zu einem ersten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer zweiten Menge von Flüssiggas in den ersten Motorzylinder zu einem zweiten Zeitpunkt während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub. Auf diese Weise können Verbrennungsklopfen und Zylinder-Frühzündung gemindert werden, ohne die Fremdzündung zu verzögern und/oder die Motorlast einzuschränken, wodurch eine maximale Motorleistung ermöglicht wird.

Description

  • Fremdzündungsmotoren können unter hohen Lasten für Verbrennungsklopfen anfällig sein. Im Anschluss an die Fremdzündung können sich Bereiche unverbrannten Luft/Kraftstoff-Gemischs selbst entzünden, was eine große Druckwelle auslöst, die den Motorblock in Resonanz versetzt. Erhöhte Luftbelastungstemperaturen, erhöhte Kompressionsverhältnisse und geringe Kraftstoff-Oktanwerte können das Problem verschlimmern. Ein typisches Verfahren zum Mindern von Motorklopfen umfasst das Verzögern des Fremdzündungszeitpunkts, wodurch die Verbrennungsrate verlangsamt wird. Dies hat allerdings auch den Effekt, dass bei Vollgasbedingungen der Kraftstoffverbrauch steigt und die Motorleistung sich verschlechtert.
  • Auf ähnliche Weise können aufgeladene Motoren für Zylinder-Frühzündung anfällig sein, wenn sie bei hoher Last und relativ niedriger Motordrehzahl betrieben werden. Zylinder-Frühzündung kann sich durch ein „Mega-Klopfen“ äußern, das Hochdruckspitzen verursacht, die Motorbauteile beschädigen können. Zylinder-Frühzündung wird typischerweise durch ein Verringern der Motorlast behoben. Dadurch wird jedoch auch die Motorleistung verringert.
  • Benzinmotoren mit spätem Einspritzzeitpunkt können besonders anfällig für Verbrennungsklopfen und Zylinder-Frühzündung sein. Spätes Einspritzen von Benzin kann Ablagerungen von Ruß und/oder Schwebstoffteilchen im Zylinder verursachen, was wiederum Öl freisetzen kann, das als Entzündungsquelle für Verbrennungsklopfen oder Zylinder-Frühzündung agieren kann.
  • Die Erfinder haben festgestellt, dass die erwähnten Fragen teilweise durch eines oder mehrere Verfahren behoben werden können. In einem Beispiel, umfasst ein Verfahren für einen Motor Folgendes: während eines ersten Zustands, der eine hohe Motortemperatur umfasst, Einspritzen einer ersten Menge von Flüssiggas in einen ersten Motorzylinder zu einem ersten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer zweiten Menge von Flüssiggas in den ersten Motorzylinder zu einem zweiten Zeitpunkt während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub. Auf diese Weise können Verbrennungsklopfen und Zylinder-Frühzündung gemindert werden, ohne die Fremdzündung zu verzögern und/oder die Motorlast einzuschränken, wodurch eine maximale Motorleistung ermöglicht wird.
  • In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren des Minderns von Verbrennungsklopfen in einem mit Flüssiggas gefüllten Motor: als Antwort auf das Detektieren eines Verbrennungsklopfens in einem ersten Motorzylinder, Einlasskanaleinspritzung einer ersten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des ersten Motorzylinders geöffnet ist; Direkteinspritzung einer zweiten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des ersten Motorzylinders geschlossen ist; Einlasskanaleinspritzung einer dritten Menge von Kraftstoff in einen zweiten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des zweiten Motorzylinders offen ist; und Direkteinspritzung einer vierten Menge von Kraftstoff in den zweiten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des zweiten Motorzylinders geschlossen ist. Auf diese Weise kann Verbrennungsklopfen ohne Verzögerung der Fremdzündung gegenüber der günstigsten Mindestzeit gemindert werden, oder durch Verringern des Ausmaßes der Fremdzündungsverzögerung gegenüber der günstigsten Mindestzeit, wodurch eine maximale Kraftstoffeinsparung und maximale Motorleistung während Vollgasbedingungen ermöglicht wird.
  • In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren des Minderns einer Zylinder-Frühzündung in einem mit Flüssiggas angetriebenen Motor: als Antwort auf das Detektieren einer Zylinder-Frühzündung in einem ersten Motorzylinder, Einlasskanaleinspritzung einer ersten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des ersten Motorzylinders geöffnet ist; Direkteinspritzung einer zweiten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des ersten Motorzylinders geschlossen ist; Einlasskanaleinspritzung einer dritten Menge von Kraftstoff in einen zweiten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des zweiten Motorzylinders offen ist; und Direkteinspritzung einer vierten Menge von Kraftstoff in den zweiten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des zweiten Motorzylinders geschlossen ist. Auf diese Weise kann eine Zylinder-Frühzündung gemindert werden, ohne die Motorlast einzuschränken, oder durch Verringern des Ausmaßes der Motorlasteinschränkung, wodurch maximale Motorleistung ermöglicht wird.
  • Die genannten Vorteile und sonstige Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung leicht ersichtlich sein, entweder für sich stehend oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die obige Zusammenfassung dazu dient, auf vereinfachte Weise eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie soll keine wichtigen oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzumfang allein durch die Ansprüche definiert ist, die auf die detaillierte Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen eingeschränkt, die die oben und in anderen Teilen der Offenbarung genannten Nachteile beseitigen.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Zylinders eines Verbrennungsmotors.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Mehrfachzylindermotors.
  • 3 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm für das Mindern von Verbrennungsklopfen in einem mit Flüssiggas angetriebenen Motor.
  • 4A ist eine grafische Darstellung einer beispielhaften Zeitlachse für den Fahrzeugbetrieb und den Betrieb eines Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • 4B ist eine grafische Darstellung einer beispielhaften Zeitachse für den Fahrzeugbetrieb und den Betrieb eines Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm zum Mindern von Zylinder-Frühzündung in einem mit Flüssiggas angetriebenen Motor.
  • 6A ist eine grafische Darstellung einer beispielhaften Zeitachse für den Fahrzeugbetrieb und den Betrieb eines Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • 6B ist eine grafische Darstellung einer beispielhaften Zeitachse für den Fahrzeugbetrieb und den Betrieb eines Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Beheben von Verbrennungsklopfen und Zylinder-Frühzündung in LPG-angetriebenen Motoren, wie die in 1 und 2 schematisch gezeigten Motoren. Die Systeme können einen LPG-Kraftstofftank umfassen, der mit einem Direkteinspritzaggregat verbunden ist. Eine Steuereinheit kann programmiert sein, um die Rate und den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung durch eine Steuerroutine zu steuern, etwa die in 3 und 5 beschriebenen Routinen. Im Fall von Verbrennungsklopfen kann die Steuereinheit auch programmiert sein, um den Funkenzeitpunkt zu steuern. Bei Zylinder-Frühzündung kann die Steuereinheit auch programmiert sein, um die Motorlast zu steuern. Der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung kann eingestellt sein, um mit Ereignissen während des Verbrennungszyklus eines Motorzylinders übereinzustimmen, wie in 4A, 4B, 6A, 6B gezeigt.
  • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Verbrennungskammer oder eines Zylinders eines Verbrennungsmotors 10. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuereinheit 12 umfasst, und durch eine Eingabe einer Fahrzeug-Bedienperson 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Beschleunigungspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Ein Zylinder (d.h. Verbrennungskammer) 14 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 136 mit einem darin angeordneten Kolben 138 umfassen. Der Kolben 138 kann mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass die Auf- und Abbewegung des Kolbens in Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Übertragungssystem mit zumindest einem Antriebsrad des Personenfahrzeugs verbunden sein. Darüber hinaus kann ein Anlassmotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 verbunden sein, um einen Startantrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Reihe von Einlassluftdurchlässen 142, 144 und 146 aufnehmen. Ein Einlassluftdurchlass 146 kann mit anderen Zylindern des Motors 10 zusätzlich zum Zylinder 14 kommunizieren. In manchen Ausführungsformen kann einer oder mehrerer der Einlassdurchlässe eine Ladevorrichtung wie einen Turbolader oder Superlader umfassen. Zum Beispiel zeigt 1 einen Motor 10, der mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen Kompressor 174, der zwischen Einlassdurchlässen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang eines Abgasdurchlasses 146 angeordnet ist, umfasst. Der Kompressor 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 174 angetrieben werden, wenn die Ladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen jedoch, etwa wenn der Motor 10 mit einem Superlader bereitgestellt ist, kann die Abgasturbine 176 optional weggelassen werden, wenn der Kompressor 174 durch Antriebsleistung von einer Kraftmaschine oder dem Motor angetrieben wird. Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 umfasst, kann entlang eines Einlassdurchlasses des Motors bereitgestellt sein, um die Durchflussrate und/oder den Druck der für die Motorzylinder bereitgestellten Einlassluft zu verändern. Die Drossel 162 kann zum Beispiel stromabwärts des Kompressors 174, wie in 1 gezeigt, oder alternativ dazu stromaufwärts des Kompressors 174 angeordnet sein.
  • Der Abgasdurchlass 148 kann Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 zusätzlich zum Zylinder 14 aufnehmen. Ein Abgassensor 128 ist als mit dem Abgasdurchlass 148 stromaufwärts einer Emissionssteuervorrichtung 178 gezeigt. Ein Sensor 128 kann irgendein geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von Abgasen bereitzustellen, etwa ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(Universal- oder Breitband-Abgassauerstoff), ein Zwei-Zustands-Sauerstoffsensor oder EGO-(wie gezeigt), ein HEGO-(erhitzter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionssteuervorrichtung 178 kann ein Dreiwegkatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene sonstige Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Abgasventile umfassen. Zum Beispiel umfasst der gezeigte Zylinder 14 zumindest ein Einlassringventil 150 und zumindest ein Abgasringventil 156, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind. In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, zumindest zwei Einlassringventile und zumindest zwei Abgasringventile umfassen, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
  • Das Einlassventil 150 kann über ein Betätigungselement 152 durch eine Steuereinheit 12 gesteuert werden. Auf ähnliche Weise kann ein Abgasventil 156 über ein Betätigungselement 154 durch eine Steuereinheit 12 gesteuert werden. Während mancher Zustände kann die Steuereinheit 12 die Signale, die den Betätigungselementen 152 und 152 bereitgestellt werden, verändern, um das Öffnen und Schließen der entsprechenden Einlass- und Abgasventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 150 und des Abgasventils 156 kann durch entsprechende Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt sein. Die Ventilbetätigungselemente können vom elektrischen Ventilbetätigungstyp oder Nockenbetätigungstyp oder eine Kombination davon sein. Die Zeitsteuerung der Einlass- und Abgasventile kann gleichzeitig gesteuert oder es kann eine beliebige Möglichkeit von variabler Einlassnockentaktung, variabler Abgasnockentaktung, dual-unabhängig variable Nockentaktung oder fixe Nockentaktung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann eine oder mehrere Nocken umfassen und eines oder mehrere von Nockenprofilumschalt-(CPS), variablen Nockentaktungs-(VCT), variablen Ventiltaktungs-(VVT) und/oder variablen Ventilhub-(VVL) Systemen verwenden, die durch die Steuereinheit 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu verändern. Der Zylinder 14 kann alternativ dazu zum Beispiel ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Abgasventil, das über Nockenbetätigung, darunter CPS und/oder VCT), umfassen. In weiteren Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilbetätigungselement oder Betätigungssystem oder ein Ventilbetätigungselement oder Betätigungssystem mit variabler Taktung gesteuert werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Kompressionsverhältnis aufweisen, das das Volumenverhältnis ist, wenn ein Kolben 138 sich in der Mitte unten bis in der Mitte oben befindet. Herkömmlicherweise liegt ein Kompressionsverhältnis im Bereich von 9:10 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen verschiedene Kraftstoffe verwendet werden, kann das Kompressionsverhältnis jedoch höher sein. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Kompressionsverhältnis kann außerdem erhöht sein, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, und zwar aufgrund ihres Effekts auf das Verbrennungsklopfen.
  • In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Initiieren des Verbrennungsvorgangs umfassen. In ausgewählten Betriebsmodi kann ein Zündsystem 190 als Antwort auf ein Frühzündungssignal SA von der Steuereinheit 12 über eine Zündkerze 192 einen Zündfunken für die Verbrennungskammer 14 bereitstellen. In manchen Ausführungsformen kann eine Zündkerze 192 auch weggelassen werden, etwa wenn der Motor 10 den Verbrennungsvorgang durch Selbstzündung oder durch Kraftstoffeinspritzung initiiert, wie es bei einigen Dieselmotoren der Fall ist.
  • In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzaggregaten konfiguriert sein, um Kraftstoff für den Motor bereitzustellen. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 14 mit zwei Kraftstoffeinspritzaggregaten 166 und 170 gezeigt. Das Kraftstoffaggregat 166 ist als direkt mit dem Zylinder 14 verbunden gezeigt, um im Verhältnis zur Impulsbreite des Signals FPW1, empfangen von der Steuereinheit 12 über einen elektronischen Treiber 168, direkt Kraftstoff darin einzuspritzen. Auf diese Weise stellt das Kraftstoffaggregat 166 das bereit, was als Direkteinspritzung (nachstehend als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Obwohl 1 das Einspritzaggregat 166 als Seiteneinspritzaggregat zeigt, kann dieses auch oberhalb des Kolbens angeordnet sein, etwa nahe der Position der Zündkerze 192. Durch eine solche Position kann sich das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem Alkohol-basierten Kraftstoff aufgrund der geringeren Flüchtigkeit einiger Alkohol-basierter Kraftstoffe betrieben wird. Alternativ dazu kann das Einspritzaggregat über und nahe dem Ventil angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzaggregat 166 vom Hochdruckkraftstoffsystem 172 geliefert werden, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen, einen Kraftstoffzuteiler und einen Treiber 168 umfasst. Alternativ dazu kann Kraftstoff durch eine Einstufen-Kraftstoffpumpe bei niedrigem Druck zugeführt werden. In diesem Fall kann der Zeitpunkt der Direktkraftstoffeinspritzung aufgrund des Kompressionshubs begrenzter sein als in Fällen, in denen ein Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet wird. Obwohl nicht gezeigt, kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal für die Steuereinheit 12 bereitstellt.
  • Das Kraftstoffeinspritzaggregat 170 ist als im Einlassdurchlass 146 anstatt im Zylinder 14 angeordnet gezeigt, und zwar in einer Konfiguration, die als Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff (nachstehend als „PFI“ bezeichnet) in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 14 bekannt ist. Das Kraftstoffeinspritzaggregat 170 kann Kraftstoff im Verhältnis zur Impulsbreite des Signals FPW-2, empfangen von der Steuereinheit 12 über einen elektronischen Treiber 171, einspritzen. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzaggregat 170 durch ein Kraftstoffsystem 172 zugeführt werden.
  • Kraftstoff kann durch beide Einspritzaggregate dem Zylinder während eines einzigen Zylinderlaufs zugeführt werden. Zum Beispiel kann jedes Einspritzaggregat einen Teil einer Gesamtkraftstoffeinspritzung zuführen, die im Zylinder 14 verbrannt wird. Ferner kann die Verteilung und/oder die relative Menge an Kraftstoff, der von jedem Einspritzaggregat zugeführt wird, je nach Betriebsbedingungen variieren, wie nachstehend beschrieben. Die relative Verteilung des insgesamt von den Einspritzaggregaten 166 und 170 eingespritzten Kraftstoffs kann als erstes Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Ein Beispiel eines höheren ersten Verhältnisses von Einlasskanaleinspritzung zu Direkteinspritzung könnte das Einspritzen einer größeren Menge Kraftstoff für ein Verbrennungsereignis über das (Einlasskanal-)Einspritzaggregat 170 sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass diese nur Beispiele verschiedener Einspritzverhältnisse sind und verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Außerdem ist anzumerken, dass Einlasskanal-eingespritzter Kraftstoff während eines Offenes-Einlassventil-Ereignisses, eines Geschlossenes-Einlassventil-Ereignisses (z.B. im Wesentlichen vor einem Saughub, etwa während eines Auslasshubs) sowie sowohl während des offenen und geschlossenen Einlassventilbetriebs zugeführt werden kann. Auf ähnliche Weise kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Saughubs, teilweise während eines vorangegangenen Auslasshubs, während des Einlasshubs und teilweise während des Kompressionshubs zugeführt werden. Ferner kann der direkt eingespritzte Kraftstoff als einzelne Einspritzung oder als mehrere Einspritzungen zugeführt werden. Diese können mehrere Einspritzungen während des Kompressionshubs, mehrere Einspritzungen während des Saughubs oder eine Kombination von einigen Direkteinspritzungen während des Kompressionshubs und einigen während des Saughubs umfassen. Wenn mehrere Direkteinspritzungen durchgeführt werden, kann die relative Verteilung des insgesamt geleiteten eingespritzten Kraftstoffs zwischen einer Saughub(-direkt-)einspritzung und einer Kompressionshub(-direkt-)einspritzung als zweites Einspritzungsverhältnis bezeichnet werden. Das Einspritzen einer größeren Menge des direkt eingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Saughubs kann ein Beispiel eines größeren zweiten Verhältnisses der Saughubdirekteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Kompressionshubs ein Beispiel eines niedrigeren zweiten Verhältnisses der Saughubdirekteinspritzung sein kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass diese nur Beispiele verschiedener Einspritzverhältnisse sind und verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können.
  • Selbst für ein einzelnes Verbrennungsereignis kann eingespritzter Kraftstoff zu verschiedenen Zeitpunkten von einem Einlassanschluss- und Direkteinspritzaggregat eingespritzt werden. Für ein einzelnes Verbrennungsereignis können mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während eines Kompressionshubs, eines Saughubs oder eine geeignete Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehr-Zylinder-Motors. Als solcher muss jeder Zylinder gleichermaßen seine eigene Gruppe von Einlass/Abgasventilen, Kraftstoffeinspritzaggregat(en), Zündkerze usw. umfassen.
  • Die Kraftstoffeinspritzaggregate 166 und 170 können verschiedene Eigenschaften aufweisen. Diese umfassen Größenunterschiede, zum Beispiel kann ein Einspritzaggregat eine größere Einspritzöffnung aufweisen als das andere. Andere Unterschiede umfassen, sind jedoch nicht eingeschränkt auf verschiedene Sprühwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedene Ausrichtungen, verschiedene Einspritzzeitpunkte, verschiedene Sprüheigenschaften, verschiedene Stellen usw. Außerdem können je nach Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzaggregaten 170 und 166 verschiedene Effekte erzielt werden.
  • Das Kraftstoffsystem 172 kann einen Kraftstofftank oder mehrere Kraftstofftanks umfassen. In Ausführungsformen, in denen das Kraftstoffsystem 172 mehrere Kraftstofftanks umfasst, können die Kraftstofftanks Kraftstoff mit denselben Kraftstoffeigenschaften enthalten oder auch Kraftstoff mit verschiedenen Kraftstoffeigenschaften, wie z.B. verschiedene Kraftstoffzusammensetzungen. Diese Unterschiede können verschiedenen Alkoholgehalt, verschiedene Oktanzahl, verschiedene Verdampfungshitze, verschiedene Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon usw. umfassen. In einem Beispiel können Kraftstoffe mit verschiedenem Alkoholgehalt Benzin, Ethanol, Methanol oder Alkoholmischungen wie E82 (entspricht ungefähr 85 % Ethanol und 15 % Benzin) oder M85 (entspricht ungefähr 85 % Methanol und 15 % Benzin) umfassen. Sonstige Alkohol-haltige Kraftstoffe können ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. umfassen. In manchen Beispielen können Kraftstoffsysteme 172 einen Kraftstofftank, der einen flüssigen Kraftstoff wie Benzin umfasst, und auch einen Kraftstofftank umfassen, der einen gasförmigen Kraftstoff aufnimmt, wie etwa CNG. Die Kraftstoffeinspritzaggregate 166 und 170 können konfiguriert sein, um von demselben Kraftstofftank, von verschiedenen Kraftstofftanks, von einer Vielzahl desselben Kraftstofftanks oder von einer überlappenden Gruppe von Kraftstofftanks Kraftstoff einzuspritzen.
  • Die Steuereinheit 12 ist in 1 als Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem Beispiel als Festwertspeicherchip 110 gezeigt ist, einen Direktzugriffsspeicher 112, einen Hilfsspeicher 114 und einen Datenbus umfasst. Die Steuereinheit 12 kann zusätzlich zu den erwähnten verschiedene Signale von mit dem Motor 10 verbundenen Sensoren empfangen, darunter Messungen von eingeleitetem Luftmassenstrom (MAF) von einem Luftmassenstromsensor 122; Stromkühlungstemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 116, der mit einer Kühlmanschette 118 verbunden ist; ein Profilzündungsabnehmersignal (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder sonstigen Typs), der mit der Kurbelwelle 140 verbunden ist; eine Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor; und ein Absoluter-Ladedruck-Signal (MAP) von einem Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann durch eine Steuereinheit 12 vom PIP-Signal erzeugt werden. Das Ladedrucksignal MAP von einem Ladedrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige von Vakuum oder Druck im Ansaugrohr bereitzustellen.
  • Ein Speichermedium-Festwertspeicher 110 kann mit Computer-lesbaren Daten programmiert werden, die Anweisungen darstellen, die durch den Prozessor 106 durchführbar sind, um die weiter unten beschriebenen Verfahren sowie weitere Varianten, die vorhersehbar, aber nicht spezifisch aufgeführt sind, durchzuführen. Eine Beispielroutine, die durch die Steuereinheit durchgeführt werden kann, ist in 3 beschrieben.
  • 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Mehrzylindermotors 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Verbrennungsmotor 100 Zylinder 14, die mit dem Einlassdurchlass 144 und dem Abgasdurchlass 148 verbunden sind. Der Einlassdurchlass 144 kann eine Drossel 162 umfassen. Ein Abgasdurchlass 148 kann eine Emissionssteuerungsvorrichtung 178 umfassen.
  • Die Zylinder 14 können als Teil eines Zylinderkopfs 201 konfiguriert sein. In 2 ist ein Zylinderkopf 201 mit 4 Zylindern in einer reihenförmigen Anordnung gezeigt. In manchen Beispielen kann ein Zylinderkopf 201 mehr oder weniger Zylinder aufweisen, zum Beispiel sechs Zylinder. In manchen Beispielen können die Zylinder in einer V-Anordnung oder einer sonstigen geeigneten Konfiguration angeordnet sein.
  • Der Zylinderkopf 201 ist als mit dem Kraftstoffsystem 172 verbunden gezeigt. Der Zylinder 14 ist als mit den Kraftstoffeinspritzaggregaten 166 und 170 gezeigt. Obwohl nur ein Zylinder als mit Kraftstoffeinspritzaggregaten verbunden gezeigt ist, ist darauf hinzuweisen, dass alle Zylinder 14, die im Zylinderkopf 201 enthalten sind, auch mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzaggregaten verbunden sein können. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzaggregat 166 als Direktkraftstoffeinspritzaggregat dargestellt, und das Kraftstoffeinspritzaggregat ist als Einlasskanaleinspritzaggregat gezeigt. Jedes Kraftstoffaggregat kann konfiguriert sein, um eine spezifische Menge Kraftstoff zu einem spezifischen Zeitpunkt im Motorzyklus als Antwort auf Befehle von der Steuereinheit 12 zuzuführen. Es können ein oder beide Kraftstoffeinspritzaggregate verwendet werden, um dem Zylinder 14 während jedes Verbrennungszyklus verbrennbaren Kraftstoff zuzuführen. Das Steuern der Zeitsteuerung und Menge der Kraftstoffeinspritzung wird nachstehend und unter Bezugnahme auf 3 bis 6 erläutert werden.
  • Das Kraftstoffeinspritzaggregat 170 ist als mit einem Kraftstoffzuteiler 206 verbunden gezeigt. Der Kraftstoffzuteiler 206 kann mit einer Kraftstoffzuleitung 221 verbunden sein. Eine Kraftstoffzuleitung 221 kann mit einem Kraftstofftank 240 verbunden sein. Eine Kraftstoffpumpe 241 kann mit dem Kraftstofftank 240 und der Kraftstoffzuleitung 221 verbunden sein. Der Kraftstoffzuteiler 206 kann eine Vielzahl von Sensoren umfassen, darunter ein Temperatursensor und einen Drucksensor. Auf ähnliche Weise können eine Kraftstoffleitung 221 und der Kraftstofftank 240 eine Vielzahl von Sensoren umfassen, darunter Temperatur- und Drucksensoren. Der Kraftstofftank 240 kann auch einen Befüllstutzen umfassen.
  • In manchen Ausführungsformen kann der Kraftstofftank 240 einen gasförmigen Kraftstoff, wie z.B. CNG, Methan, LPG, Wasserstoffgas usw. umfassen. In Ausführungsformen, in denen der Kraftstofftank 240 einen gasförmigen Kraftstoff enthält, kann das Tankventil 242 mit der Kraftstoffleitung 221 stromaufwärts der Kraftstoffpumpe 241 verbunden sein. Ein Leitungsventil kann mit einer Kraftstoffleitung 221 stromaufwärts des Tankventils verbunden sein. Ein Druckregler kann mit der Kraftstoffleitung 221 stromaufwärts des Leitungsventils verbunden sein. Die Kraftstoffleitung 221 kann auch mit einem Koaleszenzfilter verbunden sein und außerdem ein Druckminderungsventil stromaufwärts des Kraftstoffzuteilers 206 umfassen.
  • Das Kraftstoffeinspritzaggregat 166 ist als mit einem Kraftstoffzuteiler 205 verbunden gezeigt. Der Kraftstoffzuteiler 205 kann mit einer Kraftstoffleitung 220 verbunden sein. Die Kraftstoffleitung 220 kann mit dem Kraftstofftank 250 verbunden sein. Die Kraftstoffpumpe 251 kann mit dem Kraftstofftank 250 und der Kraftstoffleitung 220 verbunden sein. Der Kraftstoffzuteiler 205 kann eine Vielzahl von Sensoren umfassen, darunter einen Temperatursensor und einen Drucksensor. Auf ähnliche Weise können die Kraftstoffleitung 220 und der Kraftstofftank 250 eine Vielzahl von Sensoren umfassen, darunter Temperatur- und Drucksensoren. Der Kraftstofftank 250 kann auch einen Befüllstutzen umfassen. In Ausführungsformen, in denen der Kraftstofftank 250 einen gasförmigen Kraftstoff umfasst, kann das Tankventil 252 mit der Kraftstoffleitung 220 stromaufwärts der Kraftstoffpumpe 251 verbunden sein. Ein Leitungsventil kann mit der Kraftstoffleitung 220 stromaufwärts des Tankventils verbunden sein. Ein Druckregler kann mit der Kraftstoffleitung 220 stromaufwärts des Leitungsventils verbunden sein. Die Kraftstoffleitung 220 kann auch mit einem Koaleszenzfilter verbunden sein und außerdem ein Druckminderungsventil stromaufwärts des Kraftstoffzuteilers 205 umfassen.
  • In manchen Ausführungsformen kann der Kraftstoffzuteiler 205 als Kraftstoffzuteiler mit höherem Druck konfiguriert sein, und der Kraftstoffzuteiler 206 kann als Kraftstoffzuteiler mit niedrigerem Druck konfiguriert sein. Die Kraftstoffeinspritzaggregate 170 und 166 können über die Kraftstoffleitungen 221 und 220 jeweils mit demselben Kraftstofftank verbunden sein.
  • Ein Steuersystem 14 umfasst eine Steuereinheit 12, die Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 empfangen und Steuersignale an einer Vielzahl von Betätigungselementen 8 senden kann, wie hier und in Bezug auf 1 beschrieben. Ein Motorsystem 100 kann ferner einen (wie gezeigt) oder mehrere Klopfsensoren 90 umfassen, die entlang eines Zylinderkopfes 201 angeordnet sind. Wenn enthalten, kann die Vielzahl von Klopfsensoren symmetrisch oder asymmetrisch entlang des Motorblocks angeordnet sein. Der Klopfsensor 90 kann ein Beschleunigungsmesser, ein Drucksensor oder ein Ionisationssensor sein.
  • Eine Motorsteuereinheit kann konfiguriert sein, um abnormale Verbrennungsereignisse aufgrund von Verbrennungsklopfen zu detektieren und basierend auf den Ausgaben (z.B. Signalzeitsteuerung, Amplitude, Intensität, Frequenz usw.) von den Anzeichen für Zylinder-Frühzündung zu unterscheiden. Verbrennungsklopfen, wie hier verwendet, bezieht sich auf die Selbstzündung von Luft/Kraftstoff in einem Zylinder nach der Fremdzündung. Zylinder-Frühzündung bezieht sich auf die Selbstzündung von Luft/Kraftstoff in einem Zylinder vor der Fremdzündung und wird typischerweise als Ereignis von größerem Ausmaß als Verbrennungsklopfen charakterisiert. In einem Beispiel kann ein Zylinder-Frühzündungsereignis basierend auf einem Verbrennungsklopfsignal bestimmt werden, das in einem ersten, früheren Fenster, das größer ist als eine zweite, höhere Schwelle, geschätzt wird, während ein Verbrennungsklopfereignis basierend auf einem Verbrennungsklopfsignal bestimmt wird, das in einem zweiten, späteren Fenster, das größer ist als eine zweite, niedrigere Schwelle, geschätzt wird. In einem Beispiel können die Fenster, in denen die Klopfsignale geschätzt werden, Kurbelwinkelfenster sein. Die Fenster können teilweise überlappend oder völlig getrennt sein. In manchen Ausführungsformen kann das Motorsystem bestimmte Frühzündungssensoren zusätzlich zu Klopfsensoren 90 umfassen.
  • Minderungsvorgänge der Motorsteuereinheit, um Klopfen zu beheben, können sich von denen unterscheiden, die die Steuereinheit einleitet, um eine Frühzündung zu beheben. Beispiele von Minderungsvorgängen sind hier und in Bezug auf 3 bis 6 beschrieben.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes höhergeordnetes Verfahren 300 zum Steuern von Verbrennungsklopfen in einem mit LPG angetriebenen, direkt eingespritzten Verbrennungsmotor. Das Verfahren 300 kann als Computer-Anweisungen konfiguriert sein, die durch ein Steuersystem gespeichert und eine Steuereinheit umgesetzt werden, zum Beispiel einer Steuereinheit 12, wie in 1 und 2 gezeigt. 3 wird in Bezug auf Bauteile und Merkmale des in 1 und 2 näher ausgeführten beispielhaften Motors beschrieben, doch ist darauf hinzuweisen, dass das Verfahren 300 oder andere äquivalente Verfahren in Bezug auf eine Vielzahl von Motorkonfigurationen durchgeführt werden kann, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 300 kann im Zuge des Motorbetriebs wiederholt durchlaufen werden.
  • Das Verfahren kann bei 305 begonnen werden, indem Motorbetriebsbedingungen (EOC) gemessen oder geschätzt werden. Als nicht einschränkende Beispiele können die Betriebsbedingungen Raumtemperatur und -druck, Pedalposition (PP), Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Ladeluftstrom (MAF), Ladeluftdruck (MAP), Ladeladungstemperatur (MCT) usw. umfassen. Bei 310 kann das Verfahren 300 das Einstellen eines Kraftstoffeinspritzprofils basierend auf den EOC umfassen. Das Profileinspritzprofil kann eine einzige Einspritzung oder mehrere Einspritzungen umfassen. Das Einspritzprofil kann Einlasskanalkraftstoffeinspritzungen (PFI), Direktkraftstoffeinspritzungen (DI) oder eine Kombination davon umfassen.
  • Weiter bei 315 kann das Verfahren 300 das Bestimmen der Frage umfassen, ob Verbrennungsklopfen zu antizipieren ist. Das Bestimmen der Frage, ob Verbrennungsklopfen zu antizipieren ist, kann das Bewerten von gegenwärtigen und antizipierten Motorbetriebsbedingungen wie Motortemperatur und Motorlast und ferner das Bestimmen umfassen, ob, und wenn ja, welche Zylinder für Verbrennungsklopfen anfällig sind, basierend auf den gegenwärtigen oder antizipierten Motorbetriebsbedingungen.
  • Bei 320 kann das Verfahren 300 das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren Zylindern umfassen, wenn Klopfen antizipiert wird. Einstellen des Einspritzprofils kann das Einspritzen einer ersten Menge LPG während des Saughubs, gefolgt von Einspritzen einer zweiten Menge LPG während des Kompressionshubs umfassen. Die zweite Menge LPG kann größer sein als die erste Menge LPG. In Motorsystemen, die nur mit DI betrieben werden, kann das Direkteinspritzungsaggregat beide Kraftstoffeinspritzungen (hier als getrennte Einspritzung bezeichnet) vornehmen. In einem Motorsystem, da sowohl mit PFI- als auch mit DI-Einspritzaggregaten konfiguriert ist, kann die erste Menge LPG durch ein PFI-Einspritzaggregat und die zweite Menge LPG durch ein DI-Einspritzaggregat eingespritzt werden. Auf diese Weise kann ein Verbrennungsklopfen durch Vorsteuerung gemindert werden. Das Einspritzen von LPG während des Kompressionshubs kann aufgrund der Flüssigkeitswärme der Verdampfung einen Kühlungseffekt auf den Motorzylinder haben. Das Verhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge (hier als „Teilungsverhältnis“ bezeichnet) kann vorbestimmt sein oder auf gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen basieren. Das Teilungsverhältnis kann eingestellt sein, um maximale Zylinderkühlung bereitzustellen, während Kraftstoff, der für die Teilnahme an der Verbrennungsklopfverbrennung verfügbar ist, minimiert wird. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 320 ferner das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren betroffenen Zylindern, bei denen Klopfen antizipiert wird, ohne Einspritzzeitpunkt und/oder Einspritzmengen von anderen, nicht betroffenen Zylindern, weiter zu verändern. Zusätzlich dazu kann das Verfahren das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren betroffenen Zylindern umfassen, bei denen Klopfen antizipiert wird, ohne den Zündungszeitpunkt von anderen, nicht betroffenen Zylindern zu verändern.
  • Weiter bei 330 kann das Verfahren 300 das Bestimmen der Frage umfassen, ob Verbrennungsklopfen zu detektieren ist. Verbrennungsklopfen kann von einem oder mehreren Klopfsensoren detektiert werden, wie etwa einem Klopfsensor 90, wie hier erörtert und in 2 gezeigt. Verbrennungsklopfen kann in einem oder mehreren einzelnen Zylindern oder zu einer oder mehreren Gruppen von Zylindern lokalisiert werden. Wenn das Einspritzprofil auf einen oder mehrere Zylinder, in denen Klopfen zu antizipieren ist, eingestellt wurde, wie bei 320 gezeigt, kann die Verbrennungsklopfdetektion bereits einen Verbrennungszyklus nach der Einstellung des Einspritzprofils erfolgen. In einigen Beispielen kann eine feste Anzahl von Verbrennungszyklen möglich sein, um zu bestimmen, ob die Einspritzprofileinstellung bei 320 den betroffenen Zylinder ausreichend gekühlt hat, bevor auf die Klopfdetektion reagiert wird. Wenn kein Verbrennungsklopfen zu detektieren ist, kann das Verfahren 300 zu 325 übergehen und das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils umfassen. Wird Motorklopfen detektiert, kann das Verfahren 300 zu 335 übergehen.
  • Bei 335 kann das Verfahren 300 das Einstellen des Einspritzprofils der betroffenen Zylinder umfassen, bei denen ein Klopfen detektiert wurde. Wenn Verbrennungsklopfen in einem oder mehreren einzelnen Zylindern lokalisiert wird, kann das Einspritzprofil der einzelnen Zylinder eingestellt werden. In Fällen, in denen Verbrennungsklopfen in einer oder mehreren Gruppen von Zylindern lokalisiert wird, kann das Einspritzprofil von einem oder mehreren Zylindern aus der betroffenen Gruppe von Zylindern eingestellt werden. Das Einstellen des Einspritzprofils der betroffenen Zylinder kann ein Variieren des Einspritzzeitpunkts und des Teilungsverhältnisses umfassen. Das/die Einspritzprofil(e) kann/können in variierenden Zeitfenster eingestellt werden und für verschiedene Zylinder unterschiedlich sein, wenn mehr als ein Zylinder betroffen ist. Der Einspritzzeitpunkt und die Teilungsverhältnisse können auf anpassende Weise eingestellt sein, wobei Teilungsverhältnis für spezifische Motorbetriebsbedingungen gelernt und auf anschließende Verbrennungsereignisse angewandt werden. Ein Beispiel des Einstellens des Einspritzzeitpunkt und der Teilungsverhältnisse auf diese Weise ist hier beschrieben und in 4B gezeigt. Zum Beispiel kann die Menge der ersten Einspritzung (während des Saughubs) erhöht werden, um zusätzliche Kühlung für den Zylinder bereitzustellen. In manchen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 335 ferner das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren betroffenen Zylindern, bei denen Motorklopfen detektiert wurde, ohne den Zündzeitpunkt des einen oder der mehreren betroffenen Zylinder weiter zu verändern, und/oder ohne den Einspritzzeitpunkt und/oder Einspritzmengen von anderen, nicht betroffenen Zylindern weiter zu verändern. Außerdem kann das Verfahren das Einstellen des Einspritzprofils oder eines oder mehrerer betroffener Zylinder, bei denen Klopfen antizipiert wird, umfassen, ohne den Zündzeitpunkt von anderen, nicht betroffenen Zylindern zu verändern.
  • Weiter bei 340 kann das Verfahren 300 das Bestimmen der Frage umfassen, ob Verbrennungsklopfen auch nach dem Einstellen der Einspritzprofile in betroffenen Zylindern noch zu detektieren ist. Wenn das Einspritzprofil für einen oder mehrere Zylinder, in denen Klopfen detektiert wurde, eingestellt wurde, wie bei 335 gezeigt, kann eine anhaltende Detektion von Verbrennungsklopfen bereits einen Verbrennzyklus nach dem Einstellen des Einspritzprofils erfolgen. In einigen Beispielen kann eine feste Anzahl von Verbrennungszyklen möglich sein, um zu bestimmen, ob die Einspritzprofileinstellung bei 335 den betroffenen Zylinder ausreichend gekühlt hat, bevor auf die Klopfdetektion reagiert wird. Wenn kein Verbrennungsklopfen zu detektieren ist, kann das Verfahren 300 zu 325 übergehen und das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils umfassen. Wird Motorklopfen detektiert, kann das Verfahren 300 zu 345 übergehen.
  • Bei 345 kann das Verfahren 300 das Einstellen des Einspritzprofils aller Zylinder oder einer Untergruppe von Zylindern umfassen, die Zylinder umfasst, deren Einspritzprofile nicht eingestellt wurden, selbst wenn für diese Zylinder kein Verbrennungsklopfen antizipiert oder detektiert wurde. Das Einstellen des Einspritzprofils kann ein Variieren des Einspritzzeitpunkts und/oder des Verteilungsverhältnisses für jeden Zylinder umfassen, wie bei 320 und 335 beschrieben. Die Einspritzprofile können auf vorbestimmte oder gelernte Einspritzprofile eingestellt werden und auf gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen basiert sein. In manchen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 345 das Einstellen des Einspritzprofils von allen Zylinder oder einer Untergruppe von Zylindern, die Zylinder umfasst, deren Einspritzprofile nicht eingestellt wurden, selbst wenn für diese Zylinder kein Verbrennungsklopfen antizipiert oder detektiert wurde, ohne den Zündzeitpunkt für diese Zylinder weiter zu verändern.
  • Weiter bei 350 kann das Verfahren 300 das Bestimmen der Frage umfassen, ob Verbrennungsklopfen auch nach dem Einstellen der Einspritzprofile von Motorzylindern bei 345 noch zu detektieren ist. Eine anhaltende Detektion von Verbrennungsklopfen kann bereits einen Verbrennzyklus nach dem Einstellen des Einspritzprofils/der Einspritzprofile erfolgen. In einigen Beispielen kann eine feste Anzahl von Verbrennungszyklen möglich sein, um zu bestimmen, ob die Einspritzprofileinstellung bei 345 den/die betroffenen Zylinder ausreichend gekühlt hat, bevor auf die Klopfdetektion reagiert wird. Wenn kein Verbrennungsklopfen zu detektieren ist, kann das Verfahren 300 zu 325 übergehen und das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils umfassen. Wird Motorklopfen detektiert, kann das Verfahren 300 zu 355 übergehen.
  • Bei 355 kann das Verfahren 300 das Einstellen des Zündzeitpunkts von einem oder mehreren Zylindern umfassen. Zylinder, bei denen Klopfen detektiert oder antizipiert wird, können Einstellungen des Zündzeitpunkts unterliegen. In einigen Fällen können nicht betroffene Zylinder ebenfalls Einstellungen des Zündzeitpunkts unterliegen. Einstellungen der Zündzeitsteuerung können ein Verzögern der Zündzeitsteuerung von der günstigsten Mindestzeit umfassen. Das Verfahren 300 kann dann enden. In manchen Ausführungsformen, bei 355, umfasst das Verfahren ferner ein Einstellen des Zündzeitpunkts eines oder mehrerer Zylinder bei Beibehaltung der gegenwärtigen Einspritzungszeitsteuerung. Für Zylinder, bei denen er Einspritzzeitpunkt eingestellt wurde, wie in 320, 335 und/oder 345 gezeigt, kann der Zündzeitpunkt eingestellt werden, ohne die Einspritzzeitsteuerung weiter zu verändern, während der eingestellte Einspritzzeitpunkt beibehalten wird.
  • Die hier beschriebenen und in 1 und 2 gezeigten Motorsysteme und das hier beschriebene und in 3 gezeigte Verfahren 300 können eines oder mehrere Verfahren ermöglichen, zum Beispiel ein Verfahren zum Mindern von Verbrennungsklopfen in einem mit Flüssiggas angetriebenen Motor als Antwort auf das Detektieren eines Verbrennungsklopfens in einem ersten Motorzylinder, Einlasskanaleinspritzung einer ersten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des ersten Motorzylinders geöffnet ist; Direkteinspritzung einer zweiten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des ersten Motorzylinders geschlossen ist; Einlasskanaleinspritzung einer dritten Menge von Kraftstoff in einen zweiten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des zweiten Motorzylinders offen ist; und Direkteinspritzung einer vierten Menge von Kraftstoff in den zweiten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des zweiten Motorzylinders geschlossen ist. Das Verfahren kann ferner folgendes umfassen: als Antwort auf anhaltendes Detektieren von Verbrennungsklopfen im ersten Motorzylinder, Erhöhen der ersten Menge von Kraftstoff; und Verzögern eines Fremdzündungszeitpunkts des ersten Motorzylinders relativ zu einem vorangegangenen Fremdzündungszeitpunkt. Das technische Ergebnis der Umsetzung dieses Verfahrens ist eine Verringerung von Verbrennungsklopfereignissen durch Kühlen des Motorzylinders mit LPG-Einspritzung. Auf diese Weise kann der Zündzeitpunkt so lang wie möglich bei günstigster Mindestzeit gehalten oder näher bei der günstigsten Mindestzeit liegen als es sonst möglich wäre, wodurch die Kraftstoffeinsparung verbessert und die Motorleistung maximiert wird, während Verbrennungsklopfen gemindert wird.
  • 4A zeigt ein beispielhaftes Zeitsteuerdiagramm 400 zum Steuern von Verbrennungsklopfen in einem Verbrennungsmotor, der LPG als Kraftstoff verwendet, und ein Ausführungsverfahren 300, wie hier beschrieben und in 3 gezeigt. Das Diagramm 405 stellt die Kolbenposition für einen ersten Zylinder (Zylinder 1) dar, der einen Motorviertakthub durchläuft, der Saug-, Kompressions-, Arbeits- und Zündungshübe, die jeweils als I, C, P und E bezeichnet sind, umfasst. Dieses Diagramm ist als Schleife von unbestimmter Dauer anzusehen.
  • Das Diagramm 410 stellt ein Verbrennungsklopfen dar, das im ersten Zylinder lokalisiert ist. Zur Vereinfachung stellt dieses Diagramm für jeden Verbrennungszyklus dar, ob Verbrennungsklopfen antizipiert, detektiert, oder nicht antizipiert oder detektiert (null) wird. In der Praxis können spezifische Verbrennungsklopfereignisse zum Beispiel durch einen Klopfsensor 90 detektiert werden, wie hier beschrieben und in 2 gezeigt.
  • Das Diagramm 415 stellt Kraftstoffeinspritzungsereignisse in den ersten Zylinder dar. Diese können Direkteinspritzungsereignisse und/oder Einlasskanaleinspritzungsereignisse umfassen. Die relative Kraftstoffmenge ist durch den Bereich jeder Säule dargestellt. Die Breite jeder Säule stellt die Länge des Einspritzungsereignisses relativ zum im Diagramm 405 gezeigten Verbrennungszyklus dar.
  • Das Diagramm 420 stellt den Funkenzündzeitpunkt im ersten Zylinder dar. Als Standardposition ist die Fremdzündung für die Motorbetriebsbedingungen auf die günstigste Mindestzeit (MBT) eingestellt, um das Motorabtriebsdrehmoment und die Kraftstoffeinsparung zu maximieren. In den meisten Fällen umfasst dies Fremdzündung ein paar Grad bevor der Kolben den oberen Totpunkt (TDC) des Kompressionshubs erreicht. Der Zeitpunkt der Fremdzündung kann von dieser Position vorverlegt oder verzögert werden, je nachdem, was die Motorbetriebsbedingungen vorgeben.
  • Die Diagramme 425, 430, 435, 440 stellen die Kolbenposition, Verbrennungsklopfen, Kraftstoffeinspritzungsprofil und Funkenzündzeitpunkt dar, jeweils für einen zweiten Zylinder (Zylinder 2), der in demselben Motor wie der erste Zylinder arbeitet. Die Parameter sind jeweils dieselben wie für die Diagramme 405, 410, 415 und 420. Der Verbrennungszyklus für den zweiten Zylinder ist vom Verbrennungszyklus des ersten Zylinders um zwei Hübe versetzt, z.B. wenn der erste Zylinder sich im Auslasshub befindet, befindet sich der zweite Zylinder im Kompressionshub.
  • Zum Zeitpunkt t0 beginnt Zylinder 1 einen Saughub und Zylinder 2 beginnt einen Leistungshub, wie in den Diagrammen 405 und 425 jeweils gezeigt. Verbrennungsklopfen wird für keinen der Zylinder antizipiert oder detektiert, wie in den Diagrammen 410 und 430 gezeigt. Beide Zylinder benötigen die günstigste Mindestzeit für den Funkenzündzeitpunkt, wie in den Diagrammen 420 und 440 gezeigt. Somit nutzen beide Zylinder eine einzige, direkte Einspritzung von LPG während des Kompressionshubs.
  • Zum Zeitpunkt t1 ist im Zylinder 1 basierend auf Motorbetriebsbedingungen Verbrennungsklopfen zu antizipieren. Wie bei 315 und 320 in 3 gezeigt, kann auf Erwarten von Verbrennungsklopfen ein Einstellen des Einspritzprofils des/der betroffenen Zylinders folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie in Diagramm 415 gezeigt. In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils das Aufteilen der Kraftstoffeinspritzung in zwei separate Einspritzereignisse: eine erste Einspritzung während des Saughubs und eine zweite Einspritzung während des Kompressionshubs. Die erste Einspritzung kann durch ein Einlasskanalkraftstoffeinspritzaggregat durchgeführt werden, wenn der Motor entsprechend ausgestattet ist. Wenn der Motor konfiguriert ist, nur ein Direktkraftstoffeinspritzaggregat zu umfassen, können beide Einspritzungen durch das Direktkraftstoffeinspritzaggregat vorgenommen werden. Die erste Einspritzung kann erfolgen, wenn das Einlassventil offen ist (hier als Offenes-Ventil-Einspritzung oder OVI bezeichnet). Der Zündzeitpunkt des Zylinders 1 wird nicht eingestellt, wie von Diagramm 420 gezeigt. Zusätzlich dazu werden das Einspritzprofil und der Zündzeitpunkt von Zylinder 2 beibehalten, wie in den Diagrammen 435 und 440 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t2 wird in Zylinder 1 Verbrennungsklopfen detektiert. Wie bei 330 und 335 in 3 gezeigt, kann auf die Detektion von Verbrennungsklopfen ein Einstellen des Einspritzprofils des/der betroffenen Zylinder folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie im Diagramm 415 gezeigt. In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils ein Erhöhen der Menge an Kraftstoff, der während des Saughubs eingespritzt wird. In diesem Beispiel wird die Menge an während einer zweiten Einspritzung eingespritztem Kraftstoff beibehalten, doch kann diese in anderen Fällen verringert werden. Auf ähnliche Weise wird der Einspritzzeitpunkt der ersten und der zweiten Einspritzung beibehalten, doch kann der Zeitpunkt der Einspritzungen in anderen Fällen eingestellt werden. Der Zündzeitpunkt des Zylinders 1 wird nicht eingestellt, wie von Diagramm 420 gezeigt. Zusätzlich dazu werden das Einspritzprofil und der Zündzeitpunkt von Zylinder 2 beibehalten, wie in den Diagrammen 435 und 440 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t3 wird Verbrennungsklopfen weder in Zylinder 1 noch in Zylinder 2 detektiert oder antizipiert. Wie bei 340 und 325 von 3 gezeigt, hat dies das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils für Zylinder 1 zur Folge. Der Zündzeitpunkt des Zylinders 1 wird nicht eingestellt, wie von Diagramm 420 gezeigt. Zusätzlich dazu werden das Einspritzprofil und der Zündzeitpunkt von Zylinder 2 beibehalten, wie in den Diagrammen 435 und 440 gezeigt.
  • 4B zeigt ein beispielhaftes Zeitsteuerungsdiagramm 450 zum Steuern von Verbrennungsklopfen in einem Verbrennungsmotor, der LPG als Kraftstoff verwendet, und einem Ausführungsverfahren 300, wie hier beschrieben und in 3 gezeigt. Das Diagramm 455 stellt die Kolbenposition für einen ersten Zylinder (Zylinder 1) dar, der einen Motorviertakthub durchläuft, der Saug-, Kompressions-, Arbeits- und Zündungshübe, die jeweils als I, C, P und E bezeichnet werden, umfasst. Dieses Diagramm ist als Schleife von unbestimmter Dauer anzusehen.
  • Das Diagramm 460 stellt ein Verbrennungsklopfen dar, das im ersten Zylinder lokalisiert ist. Zur Vereinfachung stellt dieses Diagramm für jeden Verbrennungszyklus dar, ob Verbrennungsklopfen antizipiert, detektiert, oder nicht antizipiert oder detektiert (null) wird. In der Praxis können spezifische Verbrennungsklopfereignisse zum Beispiel durch einen Klopfsensor 90 detektiert werden, wie hier beschrieben und in 2 gezeigt.
  • Das Diagramm 465 stellt Kraftstoffeinspritzungsereignisse in den ersten Zylinder dar. Diese können Direkteinspritzungsereignisse und/oder Einlasskanaleinspritzungsereignisse umfassen. Die relative Kraftstoffmenge ist durch den Bereich jeder Säule dargestellt. Die Breite jeder Säule stellt die Länge des Einspritzungsereignisses relativ zum im Diagramm 455 gezeigten Verbrennungszyklus dar.
  • Das Diagramm 470 stellt den Funkenzündzeitpunkt im ersten Zylinder dar. Als Standardposition ist die Fremdzündung für die Motorbetriebsbedingungen auf die günstigste Mindestzeit (MBT) eingestellt, um das Motorabtriebsdrehmoment und die Kraftstoffeinsparung zu maximieren. In den meisten Fällen umfasst dies Fremdzündung ein paar Grad bevor der Kolben den oberen Totpunkt (TDC) des Kompressionshubs erreicht. Der Zeitpunkt der Fremdzündung kann von dieser Position vorverlegt oder verzögert werden, je nachdem, was die Motorbetriebsbedingungen vorgeben.
  • Die Diagramme 475, 480, 485, 490 stellen die Kolbenposition, Verbrennungsklopfen, Kraftstoffeinspritzungsprofil und Funkenzündzeitpunkt dar, jeweils für einen zweiten Zylinder (Zylinder 2), der in demselben Motor wie der erste Zylinder arbeitet. Die Parameter sind jeweils dieselben wie für die Diagramme 455, 460, 465 und 470. Der Verbrennungszyklus für den zweiten Zylinder ist vom Verbrennungszyklus des ersten Zylinders um zwei Hübe versetzt, z.B. wenn der erste Zylinder sich im Auslasshub befindet, befindet sich der zweite Zylinder im Kompressionshub.
  • Zum Zeitpunkt t0 beginnt Zylinder 1 einen Saughub und Zylinder 2 beginnt einen Leistungshub, wie in den Diagrammen 455 und 475 jeweils gezeigt. Verbrennungsklopfen wird für keinen der Zylinder antizipiert oder detektiert, wie in den Diagrammen 460 und 480 gezeigt. Beide Zylinder nutzen anfangs einen leicht verspäteten Funkenzündzeitpunkt, wie in den Diagrammen 470 und 490 gezeigt. Somit nutzen beide Zylinder eine einzige, direkte Einspritzung von LPG während des Kompressionshubs.
  • Zum Zeitpunkt t1 wird im Zylinder 1 Verbrennungsklopfen detektiert. Wie bei 335 und 330 in 3 gezeigt, kann auf die Detektion von Verbrennungsklopfen ein Einstellen des Einspritzprofils des/der betroffenen Zylinders folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie in Diagramm 465 gezeigt. In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils das Aufteilen der Kraftstoffeinspritzung in zwei separate Einspritzereignisse: eine erste Einspritzung während des Saughubs und eine zweite Einspritzung während des Kompressionshubs. Die erste Einspritzung kann durch ein Einlasskanaleinspritzaggregat durchgeführt werden, wenn der Motor entsprechend ausgestattet ist. Wenn der Motor konfiguriert ist, nur ein Direktkraftstoffeinspritzaggregat zu umfassen, können beide Einspritzungen durch das Direktkraftstoffeinspritzaggregat vorgenommen werden. In diesem Beispiel umfasst die zweite Einspritzung eine größere Menge LPG als die erste Einspritzung. Die erste Einspritzung kann erfolgen, wenn das Einlassventil offen ist (hier als Offenes-Ventil-Einspritzung oder OVI bezeichnet). Der Zündzeitpunkt des Zylinders 1 wird nicht eingestellt, wie von Diagramm 470 gezeigt. Zusätzlich dazu werden das Einspritzprofil und der Zündzeitpunkt von Zylinder 2 auf die günstigste Mindestzeit vorverlegt, wie in den Diagrammen 485 und 490 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t2 wird in Zylinder 1 noch immer Verbrennungsklopfen detektiert. Wie bei 340 und 345 in 3 gezeigt, kann auf die anhaltende Detektion von Verbrennungsklopfen ein Einstellen des Einspritzprofils aller Zylinder folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie im Diagramm 465 gezeigt, und das Einspritzprofil von Zylinder 2 wird wie im Diagramm 485 gezeigt eingestellt.
  • In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils ein Erhöhen der Menge an Kraftstoff, der während des Saughubs eingespritzt wird. In diesem Beispiel wird die Menge an während einer zweiten Einspritzung eingespritztem Kraftstoff beibehalten, doch kann diese in anderen Fällen verringert werden. Auf ähnliche Weise wird der Einspritzzeitpunkt der ersten und der zweiten Einspritzung beibehalten, doch kann der Zeitpunkt der Einspritzungen in anderen Fällen eingestellt werden.
  • In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils von Zylinder 2 ein Aufteilen der Kraftstoffeinspritzung in zwei separate Einspritzereignisse: eine erste Einspritzung während des Saughubs und eine zweite Einspritzung während des Kompressionshubs. IN diesem Beispiel umfasst die zweite Einspritzung eine größere Menge LPG als die erste Einspritzung. Die erste Einspritzung kann erfolgen, wenn das Einlassventil offen ist (OVI). Der jeweilige Zündzeitpunkt des Zylinders 1 und des Zylinders 2 ist nicht eingestellt, wie in den Diagrammen 470 und 490 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t3 wird in Zylinder 1 noch immer Verbrennungsklopfen detektiert. Wie bei 350 und 355 von 3 gezeigt, kann auf die anhaltende Detektion von Verbrennungsklopfen ein Einstellen des Zündzeitpunktsprofils der betroffenen Zylinder folgen. Der Funkenzündzeitpunkt von Zylinder 1 wird gegenüber der günstigsten Mindestzeit (MBT) verzögert, wie im Diagramm 470 gezeigt. Das jeweilige Einspritzprofil des Zylinders 1 und des Zylinders 2 werden bei ihrem vorherigen Profil belassen, wie in den Diagrammen 465 und 485 gezeigt. Der Zündzeitpunkt von Zylinder 2 wird nicht eingestellt, wie im Diagramm 490 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t3 wird Verbrennungsklopfen weder in Zylinder 1 noch in Zylinder 2 detektiert oder antizipiert. Wie bei 340 und 325 von 3 gezeigt, hat dies das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils für Zylinder 1 zur Folge. In anderen Fällen können die Einspritzprofile eingestellt werden. In diesem Fall wird der Zündzeitpunkt von Zylinder 1 auf die günstigste Mindestzeit zurückgesetzt, wie im Diagramm 470 gezeigt. In anderen Fällen kann der Zündzeitpunkt von Zylinder 1 verzögert bleiben oder basierend auf Motorbetriebsbedingungen weiter eingestellt werden. Der Zündzeitpunkt von Zylinder 2 wird nicht eingestellt, wie im Diagramm 490 gezeigt.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes höhergeordnetes Verfahren 500 zum Steuern von Zylinderfrühzündung in einem mit LPG angetriebenen, direkt eingespritzten Verbrennungsmotor. Das Verfahren 500 kann als Computer-Anweisungen konfiguriert sein, die durch ein Steuersystem gespeichert und eine Steuereinheit umgesetzt werden, zum Beispiel einer Steuereinheit 12, wie in 1 und 2 gezeigt. 5 wird in Bezug auf Bauteile und Merkmale des in 1 und 2 näher ausgeführten beispielhaften Motors beschrieben, doch ist darauf hinzuweisen, dass das Verfahren 500 oder andere äquivalente Verfahren in Bezug auf eine Vielzahl von Motorkonfigurationen durchgeführt werden kann, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 500 kann im Zuge des Motorbetriebs wiederholt durchlaufen werden. Das Verfahren 500 kann in Verbindung mit Verfahren 300 oder sonstigen Verfahren zum Steuern von Verbrennungsklopfen durchlaufen werden.
  • Das Verfahren 500 kann bei 505 begonnen werden, indem Motorbetriebsbedingungen (EOC) gemessen oder geschätzt werden. Als nicht einschränkende Beispiele können die Betriebsbedingungen Raumtemperatur und -druck, Pedalposition (PP), Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Ladeluftstrom (MAF), Ladeluftdruck (MAP), Ladeladungstemperatur (MCT) usw. umfassen. Bei 510 kann das Verfahren 500 das Einstellen eines Kraftstoffeinspritzprofils basierend auf den EOC umfassen. Das Profileinspritzprofil kann eine einzige Einspritzung oder mehrere Einspritzungen umfassen. Das Einspritzprofil kann Einlasskanalkraftstoffeinspritzungen (PFI), Direktkraftstoffeinspritzungen (DI) oder eine Kombination davon umfassen.
  • Weiter bei 515 kann das Verfahren 500 das Bestimmen der Frage umfassen, ob eine Motorfrühzündung zu antizipieren ist. Das Bestimmen der Frage, ob eine Motorfrühzündung zu antizipieren ist, kann das Bewerten von gegenwärtigen und antizipierten Motorbetriebsbedingungen wie Motortemperatur und Motorlast und ferner das Bestimmen umfassen, ob, und wenn ja, welche Zylinder für eine Motorfrühzündung anfällig sind, basierend auf den gegenwärtigen oder antizipierten Motorbetriebsbedingungen. Wenn keine Zylinderfrühzündung zu antizipieren ist, kann das verfahren 500 zu 525 übergehen. Bei 525 kann das Verfahren 500 das Beibehalten des gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzprofils umfassen. Ist eine Zylinderfrühzündung zu antizipieren, kann das Verfahren 500 zu 520 übergehen.
  • Bei 520 kann das Verfahren 500 das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren betroffenen Zylindern umfassen, wenn eine Frühzündung antizipiert wird. Ein Einstellen des Einspritzprofils kann das Einspritzen einer ersten Menge LPG während des Saughubs, gefolgt vom Einspritzen einer zweiten Menge LPG während des Kompressionshubs umfassen. Die zweite Menge LPG kann größer sein als die erste Menge LPG. In Motorsystemen, die nur mit DI betrieben werden, kann das Direkteinspritzungsaggregat beide Kraftstoffeinspritzungen (hier als getrennte Einspritzung bezeichnet) vornehmen. In einem Motorsystem, das sowohl mit PFI- als auch mit DI-Einspritzaggregaten konfiguriert ist, kann die erste Menge LPG durch ein PFI-Einspritzaggregat und die zweite Menge LPG durch ein DI-Einspritzaggregat eingespritzt werden. Auf diese Weise kann eine Zylinderfrühzündung durch Vorsteuerung gemindert werden. Das Einspritzen von LPG während des Kompressionshubs kann aufgrund der Flüssigkeitswärme der Verdampfung einen Kühlungseffekt auf den Motorzylinder haben. Das Verhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge (hier als „Teilungsverhältnis“ bezeichnet) kann vorbestimmt sein oder auf gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen basieren. Das Teilungsverhältnis kann eingestellt sein, um maximale Zylinderkühlung bereitzustellen, während Kraftstoff, der für Zylinderfrühzündungs-Verbrennung verfügbar ist, minimiert wird. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 520 ferner das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren betroffenen Zylindern umfassen, bei denen eine Frühzündung antizipiert wird, ohne die Motorlast zu verändern und/oder ohne Einspritzzeitpunkt und/oder Einspritzmengen von anderen, nicht betroffenen Zylindern, weiter zu verändern. Zusätzlich dazu kann das Verfahren das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren betroffenen Zylindern umfassen, bei denen eine Frühzündung antizipiert wird, ohne die Motorlast zu verändern.
  • Weiter bei 530 kann das Verfahren 300 das Bestimmen der Frage umfassen, ob eine Zylinderfrühzündung zu detektieren ist. Eine Zylinderfrühzündung kann von einem oder mehreren Klopfsensoren detektiert werden, wie etwa einem Klopfsensor 90, wie hier erörtert und in 2 gezeigt. Ein Zylinderfrühzündungsereignis kann basierend auf den Ausgaben eines Klopfsensors von Motorklopfen unterschieden werden. Zum Beispiel kann als Antwort auf eine Klopfsignalausgabe durch den Klopfsensor, die größer ist als eine höhere Schwelle in einem früheren Kurbelwinkelfenster, Frühzündung bestimmt werden. Die Detektion einer Frühzündung kann ferner das Zählen der Anzahl von Frühzündungsereignissen umfassen, die über einen Zeitraum oder eine Anzahl von Verbrennungszyklen eintreten. Eine Zylinderfrühzündung kann in einem oder mehreren einzelnen Zylindern oder zu einer oder mehreren Gruppen von Zylindern lokalisiert werden. Wenn das Einspritzprofil für einen oder mehrere Zylinder, in denen eine Frühzündung zu antizipieren ist, eingestellt wurde, wie bei 520 gezeigt, kann die Zylinderfrühzündung bereits einen Verbrennungszyklus nach der Einstellung des Einspritzprofils erfolgen. In einigen Beispielen kann eine feste Anzahl von Verbrennungszyklen möglich sein, um zu bestimmen, ob die Einspritzprofileinstellung bei 520 den betroffenen Zylinder ausreichend gekühlt hat, bevor auf die Frühzündungsdetektion reagiert wird. Wenn keine Zylinderfrühzündung zu detektieren ist, kann das Verfahren 500 zu 525 übergehen und das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils umfassen. Wird Motorklopfen detektiert, kann das Verfahren 500 zu 535 übergehen.
  • Bei 535 kann das Verfahren 500 das Einstellen des Einspritzprofils der betroffenen Zylinder umfassen, bei denen eine Frühzündung detektiert wurde. Wenn eine Zylinderfrühzündung in einem oder mehreren einzelnen Zylindern lokalisiert wird, kann das Einspritzprofil der einzelnen Zylinder eingestellt werden. In Fällen, in denen eine Zylinderfrühzündung in einer oder mehreren Gruppen von Zylindern lokalisiert wird, kann das Einspritzprofil von einem oder mehreren Zylindern aus der betroffenen Gruppe von Zylindern eingestellt werden. Das Einstellen des Einspritzprofils der betroffenen Zylinder kann ein Variieren des Einspritzzeitpunkts und des Teilungsverhältnisses umfassen. Das/die Einspritzprofil(e) kann/können in variierenden Zeitfenster eingestellt werden und für verschiedene Zylinder unterschiedlich sein, wenn mehr als ein Zylinder betroffen ist. Der Einspritzzeitpunkt und die Teilungsverhältnisse können auf anpassende Weise eingestellt sein, wobei Teilungsverhältnisse für spezifische Motorbetriebsbedingungen gelernt und auf anschließende Verbrennungsereignisse angewandt werden. Ein Beispiel des Einstellens des Einspritzzeitpunkt und der Teilungsverhältnisse auf diese Weise ist hier beschrieben und in 6A–6B gezeigt. Zum Beispiel kann die Menge der ersten Einspritzung (während des Saughubs) erhöht werden, um zusätzliche Kühlung für den Zylinder bereitzustellen. Auch kann der Zeitpunkt der zweiten Einspritzung verzögert werden, um näher an der Fremdzündung zu liegen. Auf diese Weise steht weniger Kraftstoff für potenzielle Frühzündungsverbrennungsereignisse zur Verfügung. Außerdem kann durch diese Strategie auch Frühzündungsbersten infolge eines anfänglichen Frühzündungsereignisses verhindert werden. Während ein spätes Einspritzen von Benzin restliche Schwebstoffteilchen oder Ruß in einem Verbrennungszylinder zur Folge haben kann, kann LPG vor der Fremdzündung selbst bei einem späten Zündungszeitpunkt vollständig verdampfen. In manchen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 535 ferner das Einstellen des Einspritzprofils von einem oder mehreren betroffenen Zylindern, bei denen Frühzündung detektiert wurde, ohne die Motorlast weiter zu verändern und/oder ohne den Zündzeitpunkt und/oder die Einspritzmengen von anderen, nicht betroffenen Zylinder weiter zu verändern. Außerdem kann das Verfahren das Einstellen des Einspritzprofils oder eines oder mehrerer betroffener Zylinder, bei denen Frühzündung antizipiert wird, umfassen, ohne den die Motorlast zu verändern.
  • Weiter bei 540 kann das Verfahren 500 das Bestimmen der Frage umfassen, ob eine Zylinderfrühzündung auch nach dem Einstellen der Einspritzprofile in betroffenen Zylindern noch zu detektieren ist. Wenn das Einspritzprofil für einen oder mehrere Zylinder, in denen Zylinderfrühzündung detektiert wurde, eingestellt wurde, wie bei 535 gezeigt, kann eine anhaltende Detektion von Zylinderfrühzündung bereits einen Verbrennzyklus nach dem Einstellen des Einspritzprofils erfolgen. In einigen Beispielen kann eine feste Anzahl von Verbrennungszyklen möglich sein, um zu bestimmen, ob die Einspritzprofileinstellung bei 535 den/die betroffenen Zylinder ausreichend gekühlt hat, bevor auf die Frühzündungsdetektion reagiert wird. Wenn keine Zylinderfrühzündung zu detektieren ist, kann das Verfahren 500 zu 525 übergehen und das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils umfassen. Wird eine Zylinderfrühzündung detektiert, kann das Verfahren 500 zu 545 übergehen.
  • Bei 545 kann das Verfahren 500 das Einstellen des Einspritzprofils aller Zylinder oder einer Untergruppe von Zylindern umfassen, die Zylinder umfasst, deren Einspritzprofile nicht eingestellt wurden, selbst wenn für diese Zylinder keine Zylinderfrühzündung antizipiert oder detektiert wurde. Das Einstellen des Einspritzprofils kann ein Variieren des Einspritzzeitpunkts, des Verteilungsverhältnisses und/oder die erste und die zweite Einspritzmenge für jeden Zylinder umfassen, wie bei 520 und 535 beschrieben. Die Einspritzprofile können auf vorbestimmte oder gelernte Einspritzprofile eingestellt werden und auf gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen basiert sein. Die Einspritzprofile können basierend auf der Anzahl von Frühzündungsereignissen eingestellt werden, die über einen Zeitraum oder eine Anzahl von Verbrennungszyklen detektiert wurden. In manchen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 545 das Einstellen des Einspritzprofils von allen Zylindern oder einer Untergruppe von Zylindern, die Zylinder umfasst, deren Einspritzprofile nicht eingestellt wurden, selbst wenn für diese Zylinder kein Verbrennungsklopfen antizipiert oder detektiert wurde, ohne die Motorlast weiter zu verändern.
  • Weiter bei 550 kann das Verfahren 500 das Bestimmen der Frage umfassen, ob eine Zylinderfrühzündung auch nach dem Einstellen der Einspritzprofile von Motorzylindern bei 545 noch zu detektieren ist. Eine anhaltende Detektion von Zylinderfrühzündung kann bereits einen Verbrennzyklus nach dem Einstellen des Einspritzprofils/der Einspritzprofile erfolgen. In einigen Beispielen kann eine feste Anzahl von Verbrennungszyklen möglich sein, um zu bestimmen, ob die Einspritzprofileinstellung bei 545 den/die betroffenen Zylinder ausreichend gekühlt hat, bevor auf die Frühzündungsdetektion reagiert wird. Wenn kein Verbrennungsklopfen zu detektieren ist, kann das Verfahren 500 zu 525 übergehen und das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils umfassen. Wird Motorklopfen detektiert, kann das Verfahren 500 zu 555 übergehen.
  • Bei 555 kann das Verfahren 500 das Anreichern des Einspritzprofils von einem oder mehreren Zylindern umfassen. Das Anreichern des Einspritzprofils eines oder mehrerer Zylinder kann ein Erhöhen der ersten Menge des in einen oder mehrere Zylinder eingespritzten Kraftstoffs und/oder das Verringern der zweiten Menge des in einen oder mehrere Zylinder eingespritzten Kraftstoffs umfassen. Das Anreichern des Einspritzprofils von einem oder mehreren Zylindern kann das Erhöhen der Menge des in einen oder mehrere Zylinder eingespritzten Kraftstoffs umfassen, ohne die Last des Motors einzuschränken. Zum Beispiel können die erste und die zweite Menge des in einen oder mehrere betroffene Zylinder eingespritzten Kraftstoffs erhöht werden. Ein Anreichern des Einspritzprofils eines oder mehrerer Zylinder kann ferner das Erhöhen der Menge des in einen oder mehrere nicht betroffene Zylinder eingespritzten Kraftstoffs umfassen. Das Verfahren kann ferner ein Anreichern des Einspritzprofils aller Zylinder oder einer Untergruppe von Zylindern umfassen. Der Vorgang kann iterativ sein oder auf einer vorbestimmten Sequenz von Einspritzprofilen basieren. Das verfahren 500 kann dann zu 560 übergehen.
  • Weiter bei 560 kann das Verfahren 500 das Bestimmen der Frage umfassen, ob eine Zylinderfrühzündung auch nach dem Anreichern des Einspritzprofils von einem oder mehreren Motorzylindern bei 555 noch zu detektieren ist. Eine anhaltende Detektion von Zylinderfrühzündung kann bereits einen Verbrennzyklus nach dem Einstellen des Einspritzprofils/der Einspritzprofile erfolgen. In einigen Beispielen kann eine feste Anzahl von Verbrennungszyklen möglich sein, um zu bestimmen, ob die Einspritzprofilanreicherung bei 555 den/die betroffenen Zylinder ausreichend gekühlt hat, bevor auf die Frühzündungsdetektion reagiert wird. Wenn kein Verbrennungsklopfen zu detektieren ist, kann das Verfahren 500 zu 525 übergehen und das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils umfassen. Wird eine Motorfrühzündung detektiert, kann das Verfahren 500 zu 565 übergehen.
  • Bei 565 kann das Verfahren 500 das Beschränken der Motorbelastung umfassen. Das Beschränken der Motorlast kann eines oder mehrere von Verkleinern einer Öffnung einer Einlassdrossel, Vergrößern einer Öffnung eines Turbolader-Nebenschlussventils, Einstellen einer Zylinderventilzeitsteuerung zum Verringern einer Einlassluftbelastung und Erhöhen einer Menge von Abgasrückführung. Zum Beispiel kann die Menge von Einlassluftbelastung, die in den Motor geleitet wird, um eine erste Menge reduziert werden, zum Beispiel bis die Motorlast bis unter eine erste Schwelle verringert ist. Lastbeschränkungsroutinen können durch die Motorbetriebsbedingungen und eine Anzahl detektierter Frühzündungsereignisse bestimmt sein. Das Verfahren 500 kann dann enden. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 555 ferner das Beschränken der Motorlast bei gleichzeitigem Beibehalten der gegenwärtigen Einspritzzeitsteuerung. Für Zylinder, bei denen die Einspritzzeitsteuerung wie bei 320, 335 und/oder 345 gezeigt, eingestellt wurde, kann die Motorlast ohne weiteres Verändern der Einspritzzeitsteuerung und bei gleichzeitigem Beibehalten der eingestellten Einspritzzeitsteuerung beschränkt sein.
  • Die hier beschriebenen und in 1 und 2 gezeigten Motorsysteme sowie das hier beschriebene und in 5 gezeigte Verfahren 500 können eines oder mehrere Verfahren ermöglichen. Zum Beispiel ein Verfahren des Minderns einer Zylinder-Frühzündung in einem mit Flüssiggas angetriebenen Motor, umfassend: als Antwort auf das Detektieren einer Zylinder-Frühzündung in einem ersten Motorzylinder, Einlasskanaleinspritzung einer ersten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des ersten Motorzylinders geöffnet ist; Direkteinspritzung einer zweiten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des ersten Motorzylinders geschlossen ist; Einlasskanaleinspritzung einer dritten Menge von Kraftstoff in einen zweiten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des zweiten Motorzylinders offen ist; und Direkteinspritzung einer vierten Menge von Kraftstoff in den zweiten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des zweiten Motorzylinders geschlossen ist. Das Verfahren kann ferner umfassen: als Antwort auf anhaltendes Detektieren einer Zylinder-Frühzündung im ersten Motorzylinder, Erhöhen der ersten Menge von Kraftstoff; Erhöhen der zweiten Menge von Kraftstoff; und Verringern einer Last des mit Flüssiggas angetrieben Motors. Das technische Ergebnis der Umsetzung dieses Verfahrens ist eine Verringerung von Zylinderfrühzündungsereignissen durch Kühlen des Motorzylinders mit LPG-Einspritzung. Auf diese Weise kann die Motorbelastung so lange wie möglich auf gewünschten Werten gehalten werden, wodurch die Motorleistung maximiert wird, während eine Zylinderfrühzündung gemindert wird.
  • 6A zeigt ein beispielhaftes Zeitpunktdiagramm 600 zum Steuern von Verbrennungsklopfen in einem Verbrennungsmotor, der LPG als Kraftstoff verwendet, und ein ausführendes Verfahren 500, wie hier beschrieben und in 5 gezeigt. Das Diagramm 605 stellt die Kolbenposition für einen ersten Zylinder (Zylinder 1) dar, die einen Viertakthub durchläuft, der Saug-, Kompressions-, Arbeits- und Zündungshübe, die jeweils als I, C, P und E bezeichnet werden, umfasst. Dieses Diagramm ist als Schleife von unbestimmter Dauer anzusehen.
  • Das Diagramm 610 stellt eine Zylinderfrühzündung dar, die im ersten Zylinder lokalisiert ist. Zur Vereinfachung stellt dieses Diagramm für jeden Verbrennungszyklus dar, ob eine Zylinderfrühzündung antizipiert, detektiert, oder nicht antizipiert oder detektiert (null) wird. In der Praxis können spezifische Zylinderfrühzündungsereignisse zum Beispiel durch einen Klopfsensor 90 detektiert werden, wie hier beschrieben und in 2 gezeigt.
  • Das Diagramm 615 stellt Kraftstoffeinspritzungsereignisse in den ersten Zylinder dar. Diese können Direkteinspritzungsereignisse und/oder Einlasskanaleinspritzungsereignisse umfassen. Die relative Kraftstoffmenge ist durch den Bereich jeder Säule dargestellt. Die Breite jeder Säule stellt die Länge des Einspritzungsereignisses relativ zum im Diagramm 605 gezeigten Verbrennungszyklus dar.
  • Die Diagramme 620, 625 und 630 stellen jeweils für Kolbenposition, Zylinderfrühzündung und Kraftstoffeinspritzprofil für einen zweiten Zylinder (Zylinder 2), der in demselben Motor wie der erste Zylinder arbeitet. Die Parameter sind jeweils dieselben wie für die Diagramme 605, 610, und 615. Der Verbrennungszyklus für den zweiten Zylinder ist vom Verbrennungszyklus des ersten Zylinders um zwei Hübe versetzt, z.B. wenn der erste Zylinder sich im Auslasshub befindet, befindet sich der zweite Zylinder im Kompressionshub. Das Diagramm 635 stellt die Motorlast für den Motor dar, der die Zylinder 1 und 2 umfasst.
  • Zum Zeitpunkt t0 beginnt Zylinder 1 einen Saughub und Zylinder 2 beginnt einen Leistungshub, wie in den Diagrammen 605 und 620 jeweils gezeigt. Zylinderfrühzündung wird für keinen der Zylinder antizipiert oder detektiert, wie in den Diagrammen 610 und 625 gezeigt. Beide Zylinder benötigen die günstigste Mindestzeit für den Funkenzündzeitpunkt. Somit nutzen beide Zylinder eine einzige, direkte Einspritzung von LPG während des Kompressionshubs.
  • Zum Zeitpunkt t1 ist im Zylinder 1 basierend auf Motorbetriebsbedingungen Zylinderfrühzündung zu antizipieren. Wie bei 515 und 520 in 5 gezeigt, kann auf Erwarten von Verbrennungsklopfen ein Einstellen des Einspritzprofils des/der betroffenen Zylinder(s) folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie in Diagramm 615 gezeigt. In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils das Aufteilen der Kraftstoffeinspritzung in zwei separate Einspritzereignisse: eine erste Einspritzung während des Saughubs und eine zweite Einspritzung während des Kompressionshubs. Die erste Einspritzung kann durch ein Einlasskanalkraftstoffeinspritzaggregat durchgeführt werden, wenn der Motor entsprechend ausgestattet ist. Wenn der Motor konfiguriert ist, nur ein Direktkraftstoffeinspritzaggregat zu umfassen, können beide Einspritzungen durch das Direktkraftstoffeinspritzaggregat vorgenommen werden. In diesem Beispiel umfasst die zweite Einspritzung eine größere Menge LPG als die erste Einspritzung. Die erste Einspritzung kann erfolgen, wenn das Einlassventil offen ist (OVI). Es wird keine Einstellung des Einspritzprofils des Zylinders 2 vorgenommen, wie durch das Diagramm 630 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t2 wird in Zylinder 1 eine Zylinderfrühzündung detektiert. Wie bei 530 und 535 in 5 gezeigt, kann auf die Detektion von Zylinderfrühzündung ein Einstellen des Einspritzprofils des/der betroffenen Zylinder(s) folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie im Diagramm 615 gezeigt. In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils ein Erhöhen der Menge an Kraftstoff, der während des Saughubs eingespritzt wird, ein Erhöhen der Menge an Kraftstoff, der während des Kompressionshubs eingespritzt wird, und ein Verzögern des Zeitpunkts der zweiten Kraftstoffeinspritzung, wodurch die zweite Kraftstoffeinspritzung näher an die Fremdzündung liegt. Das Einspritzprofil von Zylinder 2 wird beibehalten, wie im Diagramm 630 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t3 wird weder in Zylinder 1 noch in Zylinder 2 eine Zylinderfrühzündung detektiert oder antizipiert. Wie bei 540 und 525 von 5 gezeigt, hat dies das Beibehalten des gegenwärtigen Einspritzprofils für Zylinder 1 zur Folge. Zusätzlich dazu wird das Einspritzprofil von Zylinder 2 beibehalten, wie im Diagramm 630 gezeigt.
  • 6B zeigt ein beispielhaftes Zeitpunktdiagramm 650 zum Steuern von Verbrennungsklopfen in einem Verbrennungsmotor, der LPG als Kraftstoff verwendet, und ein Ausführungsverfahren 500, wie hier beschrieben und in 5 gezeigt. Das Diagramm 655 stellt die Kolbenposition für einen ersten Zylinder (Zylinder 1) dar, der einen Motorviertakthub durchläuft, der Saug-, Kompressions-, Arbeits- und Zündungshübe, die jeweils als I, C, P und E bezeichnet werden, umfasst. Dieses Diagramm ist als Schleife von unbestimmter Dauer anzusehen.
  • Das Diagramm 660 stellt ein Verbrennungsklopfen dar, das im ersten Zylinder lokalisiert ist. Zur Vereinfachung stellt dieses Diagramm für jeden Verbrennungszyklus dar, ob Frühzündungsklopfen antizipiert, detektiert, oder nicht antizipiert oder detektiert (null) wird. In der Praxis können spezifische Frühzündungsereignisse zum Beispiel durch einen Klopfsensor 90 detektiert werden, wie hier beschrieben und in 2 gezeigt.
  • Das Diagramm 665 stellt Kraftstoffeinspritzungsereignisse in den ersten Zylinder dar. Diese können Direkteinspritzungsereignisse und/oder Einlasskanaleinspritzungsereignisse umfassen. Die relative Kraftstoffmenge ist durch den Bereich jeder Säule dargestellt. Die Breite jeder Säule stellt die Länge des Einspritzungsereignisses relativ zum im Diagramm 655 gezeigten Verbrennungszyklus dar.
  • Die Diagramme 670, 675 und 680 stellen jeweils die Kolbenposition, Verbrennungsklopfen, Kraftstoffeinspritzungsprofil und Funkenzündzeitpunkt für einen zweiten Zylinder (Zylinder 2) dar, der in demselben Motor wie der erste Zylinder arbeitet. Die Parameter sind jeweils dieselben wie für die Diagramme 655, 660, 665. Der Verbrennungszyklus für den zweiten Zylinder ist vom Verbrennungszyklus des ersten Zylinders um zwei Hübe versetzt, z.B. wenn der erste Zylinder sich im Auslasshub befindet, befindet sich der zweite Zylinder im Kompressionshub. Das Diagramm 685 stellt die Motorlast für den Motor dar, der die Zylinder 1 und 2 umfasst.
  • Zum Zeitpunkt t0 beginnt Zylinder 1 einen Saughub und Zylinder 2 beginnt einen Leistungshub, wie in den Diagrammen 605 und 620 jeweils gezeigt. Zylinderfrühzündung wird für keinen der Zylinder antizipiert oder detektiert, wie in den Diagrammen 610 und 625 gezeigt. Beide Zylinder benötigen die günstigste Mindestzeit für den Funkenzündzeitpunkt. Somit nutzen beide Zylinder eine einzige, direkte Einspritzung von LPG während des Kompressionshubs.
  • Zum Zeitpunkt t1 wird im Zylinder 1 eine Frühzündung detektiert. Wie bei 530 und 535 in 5 gezeigt, kann auf die Detektion von Verbrennungsklopfen ein Einstellen des Einspritzprofils des/der betroffenen Zylinder(s) folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie in Diagramm 665 gezeigt. In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils das Aufteilen der Kraftstoffeinspritzung in zwei separate Einspritzereignisse: eine erste Einspritzung während des Saughubs und eine zweite Einspritzung während des Kompressionshubs. Die erste Einspritzung kann durch ein Einlasskanalkraftstoffeinspritzaggregat durchgeführt werden, wenn der Motor entsprechend ausgestattet ist. Wenn der Motor konfiguriert ist, nur ein Direktkraftstoffeinspritzaggregat zu umfassen, können beide Einspritzungen durch das Direktkraftstoffeinspritzaggregat vorgenommen werden. In diesem Beispiel umfasst die zweite Einspritzung eine größere Menge LPG als die erste Einspritzung. Die erste Einspritzung kann erfolgen, wenn das Einlassventil offen ist (OVI). Das Einspritzprofil von Zylinder 2 wird beibehalten, wie im Diagramm 680 gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt t2 wird in Zylinder 1 noch immer Zylinderfrühzündung detektiert. Wie bei 540 und 545 in 3 gezeigt, kann auf die anhaltende Detektion von Zylinderfrühzündung ein Einstellen des Einspritzprofils aller Zylinder folgen. Das Einspritzprofil von Zylinder 1 wird eingestellt, wie im Diagramm 665 gezeigt, und das Einspritzprofil von Zylinder 2 wird wie im Diagramm 685 gezeigt eingestellt.
  • In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils ein Erhöhen der Menge an Kraftstoff, der während des Saughubs eingespritzt wird, ein Erhöhen der Menge an Kraftstoff, der während des Kompressionshubs eingespritzt wird, und ein Verzögern des Zeitpunkts der zweiten Kraftstoffeinspritzung, wodurch die zweite Kraftstoffeinspritzung näher an die Fremdzündung liegt, wie im Diagramm 665 gezeigt.
  • In diesem Fall umfasst das Einstellen des Einspritzprofils von Zylinder 2 ein Aufteilen der Kraftstoffeinspritzung in zwei separate Einspritzereignisse: eine erste Einspritzung während des Saughubs und eine zweite Einspritzung während des Kompressionshubs. In diesem Beispiel umfasst die zweite Einspritzung eine größere Menge LPG als die erste Einspritzung. Die erste Einspritzung kann erfolgen, wenn das Einlassventil offen ist (OVI). Das Einstellen des Einspritzprofile der Zylinder 1 und 2 kann auf einer Anzahl von Frühzündungsereignissen basiert sein, die über einen Zeitraum oder eine Anzahl von Verbrennungszyklen detektiert werden.
  • Zum Zeitpunkt t3 wird in Zylinder 1 noch immer Zylinderfrühzündung detektiert. Wie bei 550 und 555 von 5 gezeigt, kann auf die anhaltende Detektion von Zylinderfrühzündung ein Anreichern der Einspritzprofile von einem oder mehreren Zylindern folgen. Die Menge der ersten und der zweiten Einspritzung für die Zylinder 1 und 2 werden erhöht, wie in den Diagrammen 665 und 680 gezeigt. In anderen Fällen kann nur Zylinder 1 (der betroffene Zylinder) angereichert werden. In manchen Fällen kann nur die Menge von entweder der ersten oder der zweiten Einspritzung erhöht werden.
  • Zum Zeitpunkt t4 wird im Zylinder 1 noch immer Zylinderfrühzündung detektiert. Wie bei 650 und 565 in 5 gezeigt, kann auf die anhaltende Detektion von Zylinderfrühzündung ein Verringern der Motorlast folgen, wie durch das Diagramm 685 gezeigt. Die Einspritzprofile der Zylinder 1 und 2 werden bei ihrem bisherigen Profil beibehalten, wie durch die Diagramme 665 und 680 gezeigt, aber in anderen Fällen kann ein oder mehrere Einspritzprofile auch eingestellt werden.
  • Zum Zeitpunkt t5 wird Verbrennungsklopfen weder in Zylinder 1 noch in Zylinder 2 detektiert oder antizipiert. Wie in den Diagrammen 665 und 680 gezeigt, werden die Einspritzprofile der Zylinder 1 und 2 beibehalten, aber in anderen Fällen kann eines oder mehrere Einspritzprofile basierend auf Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden. Gleichermaßen wird eine geringere Motorlast beibehalten, wie durch das Diagramm 685 gezeigt, doch in anderen Fällen kann die Motorlast basierend auf Motorbetriebsbedingungen erhöht werden.
  • Die hier beschriebenen und in 1 und 2 gezeigten Motorsysteme sowie die Verfahren 300 und 500, die hier beschrieben und in 3 und 5 gezeigt sind, können jeweils eines oder mehrere Verfahren ermöglichen. Zum Beispiel ein Verfahren für einen Motor, umfassend: während eines ersten Zustands, der eine hohe Motortemperatur umfasst, Einspritzen einer ersten Menge von Flüssiggas in einen ersten Motorzylinder zu einem ersten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer zweiten Menge von Flüssiggas in den ersten Motorzylinder zu einem zweiten Zeitpunkt während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub. In manchen Ausführungsformen ist die zweite Menge von Flüssiggas größer als die erste Menge von Flüssiggas, und die erste und die zweite Menge werden in einem gemeinsamen Viertakt-Verbrennungszyklus des ersten Motorzylinders eingespritzt. In manchen Ausführungsformen umfasst der erste Zustand ferner das Antizipieren eines Verbrennungsklopfereignisses im ersten Motorzylinder. Das Verfahren kann ferner umfassen: während eines zweiten Zustands im Anschluss an den ersten Zustand, Erhöhen der ersten Menge von Flüssiggas. Der zweite Zustand kann das Detektieren eines Verbrennungsklopfereignisses im ersten Motorzylinder umfassen. Das Verfahren kann ferner umfassen: während eines dritten Zustands im Anschluss an den zweiten Zustand, Einspritzen einer dritten Menge von Flüssiggas in einen zweiten Motorzylinder zu einem dritten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer vierten Menge von Flüssiggas in den zweiten Motorzylinder zu einem vierten Zeitpunkt während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub. In manchen Ausführungsformen umfasst der dritte Zustand das Detektieren eines Verbrennungsklopfereignisses im ersten Motorzylinder. Die vierte Menge von Flüssiggas kann größer sein als die dritte Menge von Flüssiggas. Das Verfahren kann ferner umfassen: während eines vierten Zustands im Anschluss an den dritten Zustand, Verzögern eines Fremdzündungszeitpunkts des ersten Motorzylinders relativ zum Fremdzündungszeitpunkts des ersten Zustands.
  • In manchen Ausführungsformen umfasst der erste Zustand ferner das Antizipieren eines Zylinder-Frühzündungsereignisses im ersten Motorzylinder. Das Verfahren kann ferner umfassen: während eines zweiten Zustands im Anschluss an den ersten Zustand, Erhöhen der ersten Menge von Flüssiggas und Erhöhen der zweiten Menge von Flüssiggas. In manchen Ausführungsformen umfasst der zweite Zustand das Detektieren eines Zylinder-Frühzündungsereignisses im ersten Motorzylinder. Das Verfahren kann ferner umfassen: während eines dritten Zustands im Anschluss an den zweiten Zustands, Einspritzen einer dritten Menge von Flüssiggas in einen zweiten Motorzylinder zu einem dritten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer vierten Menge von Flüssiggas in den zweiten Motorzylinder während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub. In manchen Ausführungsformen umfasst der dritte Zustand das Detektieren eines Zylinder-Frühzündungsereignisses im ersten Motorzylinder. Die vierte Menge von Flüssiggas kann größer sein als die dritte Menge von Flüssiggas. Das Verfahren kann ferner umfassen: während eines vierten Zustands im Anschluss an den dritten Zustand, Erhöhen der dritten Menge von Flüssiggas und Erhöhen der vierten Menge von Flüssiggas; und während eines fünften Zustands im Anschluss an den vierten Zustand, Verringern einer Last des Motors.
  • Das technische Ergebnis der Umsetzung dieses Verfahrens ist ein Vorsteuerungsmechanismus des Kühlens von Motorzylindern, in denen Verbrennungsklopfen und/oder Zylinderfrühzündung antizipiert und/oder detektiert wird. Durch Kühlen der Motorzylinder allein durch Einstellen des Zeitpunkts und der Menge des eingespritzten Kraftstoffs, können Motorfunkenzündzeitpunkt und Motorlast beibehalten werden, wodurch Kraftstoffeinsparungen verbessert und die Motorleistung maximiert werden.
  • Es ist anzumerken, dass die beispielhaften Steuer- und Ermittlungsroutinen, die hier umfasst sind, mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die spezifischen, hierin beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multi-Tasking-, Multi-Threading-Systeme und dergleichen darstellen. Somit können verschiedene der veranschaulichten Aktionen, Operationen oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel zu einander durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ähnlicherweise ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sie ist vielmehr zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung bereit gestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Aktionen oder Funktionen können in wiederholter Weise abhängig von der bestimmten Strategie, die zur Anwendung kommt, durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Aktionen in den nicht-vorübergehenden Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Steuersystem des Motors zu programmierende Codes grafisch darstellen.
  • Es versteht sich, dass die hierin geoffenbarten Konfigurationen und Routinen von nur beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie z.B. auf Motoren vom V-6, I-4, I-6, V-12 Typ, 4-Zylinder-Boxermotor und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Ansprüche weisen ausdrücklich auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden, hin. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder ein Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Element umfassen, wobei zwei oder mehrere solcher Elemente weder ausgeschlossen noch verlangt sind. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlegen neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, seien sie nun in ihrem Schutzumfang im Vergleich dazu breiter, enger, gleich oder anders, sind als im Rahmen des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung liegend verstanden.

Claims (20)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend: während eines ersten Zustands, der eine hohe Motortemperatur umfasst, Einspritzen einer ersten Menge von Flüssiggas in einen ersten Motorzylinder zu einem ersten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer zweiten Menge von Flüssiggas in den ersten Motorzylinder zu einem zweiten Zeitpunkt während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Menge von Flüssiggas größer ist als die erste Menge von Flüssiggas und wobei die erste und die zweite Menge in einem gemeinsamen Viertakt-Verbrennungszyklus des ersten Motorzylinders eingespritzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Zustand ferner das Antizipieren eines Verbrennungsklopfereignisses im ersten Motorzylinder umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: während eines zweiten Zustands im Anschluss an den ersten Zustand, Erhöhen der ersten Menge von Flüssiggas.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zweite Zustand das Detektieren eines Verbrennungsklopfereignisses im ersten Motorzylinder umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend: während eines dritten Zustands im Anschluss an den zweiten Zustand, Einspritzen einer dritten Menge von Flüssiggas in einen zweiten Motorzylinder zu einem dritten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer vierten Menge von Flüssiggas in den zweiten Motorzylinder zu einem vierten Zeitpunkt während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der dritte Zustand das Detektieren eines Verbrennungsklopfereignisses im ersten Motorzylinder umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die vierte Menge von Flüssiggas größer ist als die dritte Menge von Flüssiggas.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: während eines vierten Zustands im Anschluss an den dritten Zustand, Verzögern eines Fremdzündungszeitpunkts des ersten Motorzylinders relativ zum Fremdzündungszeitpunkt des ersten Zustands.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Zustand ferner das Antizipieren eines Zylinder-Frühzündungsereignisses im ersten Motorzylinder umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: während eines zweiten Zustands im Anschluss an den ersten Zustand, Erhöhen der ersten Menge von Flüssiggas und Erhöhen der zweiten Menge von Flüssiggas.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der zweite Zustand das Detektieren eines Zylinder-Frühzündungsereignisses im ersten Motorzylinder umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: während eines dritten Zustands im Anschluss an den zweiten Zustand, Einspritzen einer dritten Menge von Flüssiggas in einen zweiten Motorzylinder zu einem dritten Zeitpunkt während eines Saughubs; und Einspritzen einer vierten Menge von Flüssiggas in den zweiten Motorzylinder während eines Kompressionshubs im Anschluss an den Saughub.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der dritte Zustand das Detektieren eines Zylinder-Frühzündungsereignisses im ersten Motorzylinder umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die vierte Menge von Flüssiggas größer ist als die dritte Menge von Flüssiggas.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: während eines vierten Zustands im Anschluss an den dritten Zustand, Erhöhen der dritten Menge von Flüssiggas und Erhöhen der vierten Menge von Flüssiggas; und während eines fünften Zustands im Anschluss an den vierten Zustand, Verringern einer Last des Motors.
  17. Verfahren des Minderns von Verbrennungsklopfen in einem mit Flüssiggas angetriebenen Motor, umfassend: als Antwort auf das Detektieren eines Verbrennungsklopfens in einem ersten Motorzylinder, Einlasskanaleinspritzung einer ersten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des ersten Motorzylinders geöffnet ist; Direkteinspritzung einer zweiten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des ersten Motorzylinders geschlossen ist; Einlasskanaleinspritzung einer dritten Menge von Kraftstoff in einen zweiten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des zweiten Motorzylinders offen ist; und Direkteinspritzung einer vierten Menge von Kraftstoff in den zweiten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des zweiten Motorzylinders geschlossen ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend: als Antwort auf anhaltendes Detektieren von Verbrennungsklopfen im ersten Motorzylinder, Erhöhen der ersten Menge von Kraftstoff; und Verzögern eines Fremdzündungszeitpunkts des ersten Motorzylinders relativ zu einem vorangegangenen Fremdzündungszeitpunkt.
  19. Verfahren des Minderns einer Zylinder-Frühzündung in einem mit Flüssiggas angetriebenen Motor, umfassend: als Antwort auf das Detektieren einer Zylinder-Frühzündung in einem ersten Motorzylinder, Einlasskanaleinspritzung einer ersten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des ersten Motorzylinders geöffnet ist; Direkteinspritzung einer zweiten Menge von Kraftstoff in den ersten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des ersten Motorzylinders geschlossen ist; Einlasskanaleinspritzung einer dritten Menge von Kraftstoff in einen zweiten Motorzylinder, wenn ein Einlassventil des zweiten Motorzylinders offen ist; und Direkteinspritzung einer vierten Menge von Kraftstoff in den zweiten Motorzylinder, wenn das Einlassventil des zweiten Motorzylinders geschlossen ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend: als Antwort auf anhaltendes Detektieren von Zylinder-Frühzündung im ersten Motorzylinder, Erhöhen der ersten Menge von Kraftstoff; Erhöhen der zweiten Menge von Kraftstoff; und Verringern einer Last des mit Flüssiggas angetriebenen Motors.
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