DE102014102891B4

DE102014102891B4 - Motorsteuerverfahren

Info

Publication number: DE102014102891B4
Application number: DE102014102891.0A
Authority: DE
Inventors: Wajdi B. Hamama; Craig M. Sawdon; Kevin M. Luchansky; James R. Reeder jun.; Frank Garthoff; Christian Müller; Jessica A. Carroll
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: US20140278010A1; CN104047794B; DE102014102891A1; US9441556B2; CN104047794A

Abstract

Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug, umfassend, dass:
ein Indikator gegenwärtiger Betriebsbedingungen (468) eines Motors (102) basierend auf einer Motortemperatur (476), einer Kraftstoffzufuhr des Motors (102), einer Menge (480) an Ethanol in dem Kraftstoff und/oder einer Anzahl deaktivierter Zylinder (118) des Motors (102) erzeugt wird;
ein erster Betrag eines Rauschens basierend auf einer Schwingung ermittelt wird, die während einer ersten Vielzahl von Verbrennungsereignissen eines Zylinders (118) gemessen wird;
der erste Betrag des Rauschens und ein erster Wert des Indikators der gegenwärtigen Betriebsbedingungen (468) basierend auf einer ersten Motordrehzahl (418) und einer ersten Motorlast (440) in einem Kennfeld gespeichert werden;
der erste Wert des Indikators anhand des Kennfeldes basierend auf einer zweiten Motordrehzahl (512) und einer zweiten Motorlast (508) ermittelt wird;
ein Auslösungssignal (496) erzeugt wird, wenn sich der erste Wert von einem zweiten Wert des Indikators unterscheidet; und
dann, wenn das Auslösungssignal (496) erzeugt wird:
ein zweiter Betrag (432) des Rauschens basierend auf einer Schwingung ermittelt wird, die während einer zweiten Vielzahl von Verbrennungsereignissen des Zylinders (118) gemessen wird, die nach der ersten Vielzahl von Verbrennungsereignissen auftritt; und
der erste Betrag des Rauschens und der erste Wert in dem Kennfeld durch den zweiten Betrag (432) des Rauschens und den zweiten Wert ersetzt werden.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Verfahren zur Detektion eines Motorklopfens.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Bei einigen Motoren können die Zylinder in separaten Reihen von Zylindern angeordnet sein. Ein Schwingungssensor kann in jede Reihe der Zylinder eingebunden sein. Ein Schwingungssensor misst eine Schwingung des Motors. Lediglich beispielhaft kann der Schwingungssensor einen piezoelektrischer Beschleunigungsmesser umfassen.
Ein Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) kann eine Ausgabe des Schwingungssensors digitalisieren. Ein digitaler Signalprozessor (DSP) kann mit der digitalisierten Ausgabe eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) ausführen, um einen Frequenzinhalt der digitalisierten Ausgabe zu identifizieren. Ob ein Klopfen auftritt, kann basierend auf dem Frequenzinhalt der digitalisierten Ausgabe ermittelt werden.
In der EP 1 531 324 B1 ist ein Verfahren zum Detektieren eines Klopfens in einem Verbrennungsmotor beschrieben, bei dem der Pegel eines Hintergrundrauschens des Signals eines Klopfsensors in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors angepasst und aktualisiert wird.
Die DE 10 2011 110 744 A1 beschreibt ein ähnliches Verfahren.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Motorsteuerverfahren zu schaffen, das unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors eine zuverlässige Detektion eines Motorklopfens ermöglicht.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren: dass ein Indikator gegenwärtiger Betriebsbedingungen eines Motors basierend auf einer Motortemperatur, einer Kraftstoffzufuhr des Motors, einer Menge an Ethanol in dem Kraftstoff und/oder einer Anzahl deaktivierter Zylinder des Motors erzeugt wird; dass ein erster Betrag eines Rauschens basierend auf einer Schwingung, die während einer ersten Vielzahl von Verbrennungsereignissen eines Zylinders gemessen wird, ermittelt wird; dass der erste Betrag des Rauschens und ein erster Wert des Indikators der gegenwärtigen Betriebsbedingungen basierend auf einer ersten Motordrehzahl und einer ersten Motorlast in einem Kennfeld gespeichert werden; dass der erste Wert des Indikators anhand des Kennfeldes basierend auf einer zweiten Motordrehzahl und einer zweiten Motorlast ermittelt wird; und dass ein Auslösungssignal erzeugt wird, wenn der erste Wert von einem zweiten Wert des Indikators verschieden ist. Das Verfahren umfasst ferner, dass dann, wenn das Auslösungssignal erzeugt wird: ein zweiter Betrag des Rauschens basierend auf einer Schwingung ermittelt wird, die während einer zweiten Vielzahl von Verbrennungsereignissen des Zylinders gemessen wird, die nach der ersten Vielzahl von Verbrennungsereignissen auftreten; und der erste Betrag des Rauschens sowie der erste Wert in dem Kennfeld durch den zweiten Betrag des Rauschens und den zweiten Wert ersetzt werden.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass ein Klopfwert für ein Verbrennungsereignis des Zylinders, das nach der ersten Vielzahl von Verbrennungsereignissen auftritt, basierend auf einer Schwingung, die während des Verbrennungsereignisses des Zylinders gemessen wird, und basierend auf dem zweiten Betrag des Rauschens ermittelt wird; und dass ein Klopfen in dem Zylinder selektiv basierend auf dem Klopfwert und einem vorbestimmten Klopfwert diagnostiziert wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass ein Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellt wird, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass ein Klopfen in dem Zylinder diagnostiziert wird, wenn der Klopfwert größer als der vorbestimmte Klopfwert ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der Klopfwert für das Verbrennungsereignis basierend auf einer Intensität der Schwingung, die während des Verbrennungsereignisses des Zylinders gemessen wird, dividiert durch den zweiten Betrag des Rauschens festgelegt wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob die Motortemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob die Motortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob zumindest ein Zylinder des Motors deaktiviert ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass Kraftstoff für ein Verbrennungsereignis des Zylinders, das nach der Vielzahl von Verbrennungsereignissen auftritt, selektiv unter Verwendung von zumindest zwei Kraftstoffeinspritzungen zugeführt wird; und dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob der Kraftstoff für den Zylinder unter Verwendung von zumindest zwei Kraftstoffeinspritzungen zugeführt wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob die Kraftstoffzufuhr des Motors um zumindest einen vorbestimmten Betrag fetter als bei Stöchiometrie ist.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:

1 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Motorsteuersystem darstellt;
2 ein Funktionsblockdiagramm ist, welches das beispielhafte Motorsteuersystem weiter darstellt;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Klopfmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
5 eine beispielhafte Darstellung eines Kennfeldes, das eine Motordrehzahl und eine Motorlast mit einem Betrag eines Hintergrundrauschens in Beziehung setzt, gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
6 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Diagnostizieren, ob ein Klopfen auftritt, und zum selektiven erneuten Lernen eines Betrags eines Hintergrundrauschens gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein Motor verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Ein Klopfdetektionssystem des Fahrzeugs diagnostiziert selektiv ein Klopfen in dem Zylinder basierend auf einer Schwingung, die während eines Verbrennungsereignisses des Zylinders gemessen wird.
Zusätzlich dazu, dass sie eine dem Klopfen zugeordnete Schwingung umfasst, umfasst die Schwingung, die während des Verbrennungsereignisses des Zylinders gemessen wird, jedoch auch eine Schwingung, die dem Klopfen nicht zugeordnet ist, wie beispielsweise eine Schwingung eines oder mehrerer anderer Zylinder, eine Schwingung anderer Komponenten des Fahrzeugs und eine Schwingung aufgrund anderer Quellen. Die Schwingung, die während eines Verbrennungsereignisses eines Zylinders gemessen wird und nicht einem Klopfen in dem Zylinder zugeordnet werden kann, kann als ein Hintergrundrauschen bezeichnet werden.
Das Klopfdetektionssystem ermittelt einen Betrag eines Hintergrundrauschens für jede einer Vielzahl von Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen basierend auf einer Schwingung, die während des Betriebs unter jeder der Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen gemessen wird. Für ein gegebenes Verbrennungsereignis des Zylinders ermittelt das Klopfdetektionssystem einen Klopfwert basierend auf einer Schwingung, die während des Verbrennungsereignisses gemessen wird, und basierend auf dem Hintergrundrauschen, das den gegenwärtigen Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen zugeordnet ist. Das Klopfdetektionssystem diagnostiziert selektiv ein Klopfen in dem Zylinder basierend auf dem Klopfwert.
Das Klopfdetektionssystem ermittelt das Hintergrundrauschen basierend auf den gegenwärtigen Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen. Spezieller ermittelt das Klopfdetektionssystem das Hintergrundrauschen unter Verwendung eines Kennfeldes, das die Motordrehzahlen und die Motorlasten mit dem Hintergrundrauschen in Beziehung setzt.
Sogar bei nahezu konstanten Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen kann sich das Hintergrundrauschen jedoch verändern, wenn sich eine oder mehrere andere Betriebsbedingungen ändern. Beispielsweise verändert sich das Hintergrundrauschen mit der Motortemperatur (z.B. bei einem heißen Motor oder einem kalten Motor), mit einer Menge an Ethanol in dem Kraftstoff, der dem Motor zugeführt wird, mit dem Kraftstoffeinspritzungstyp (z.B. einzelne Einspritzung oder mehrere Einspritzungen), mit dem Gemisch aus Luft und Kraftstoff, das dem Motor zugeführt wird, und/oder mit der Anzahl deaktivierter Zylinder. Diese Veränderung kann verhindern, dass das Klopfdetektionssystem ein Klopfen identifiziert, wenn ein Klopfen vorliegt, oder es kann bewirken, dass das Klopfdetektionssystem ein Klopfen identifiziert, wenn kein Klopfen vorhanden ist.
Das Klopfdetektionssystem speichert daher die anderen Betriebsbedingungen, wenn jeder der Hintergrundrauschwerte ermittelt wird. Wenn die vorliegenden Betriebsbedingungen von den gespeicherten Betriebsbedingungen verschieden sind, die dem Hintergrundrauschen zugeordnet sind, das den gegenwärtigen Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen entspricht, aktualisiert das Klopfdetektionssystem das Hintergrundrauschen in dem Kennfeld durch einen neuen Wert des Hintergrundrauschens und die gegenwärtigen Betriebsbedingungen. Das Klopfdetektionssystem ermittelt den neuen Wert des Hintergrundrauschens basierend auf einer Schwingung, die während Verbrennungsereignissen des Zylinders unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen gemessen wird.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems dargestellt. Das Motorsystem weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Einlasssystem 108 einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112 umfassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, und das Drossel-Aktuatormodul 116 regelt das Öffnen des Drosselventils 112, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweist, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Unter bestimmten Umständen kann das ECM 114 ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einen oder mehrere der Zylinder selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen.
Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z.B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann der Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, welche das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition mit der Kurbelwellendrehnung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Die Einlassnockenwelle 140 kann auch die Einlassventile anderer Zylinder einer ersten Zylinderreihe steuern, die den Zylinder 118 beinhaltet. Die Einlassnockenwelle 140 oder eine zweite Einlassnockenwelle (nicht gezeigt) kann die Einlassventile der Zylinder einer zweiten Zylinderreihe steuern.
Die Auslassnockenwelle 142 kann die Auslassventile der anderen Zylinder der ersten Zylinderreihe steuern. Die Auslassnockenwelle 142 oder eine zweite Auslassnockenwelle kann die Auslassventile der Zylinder der zweiten Zylinderreihe steuern. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktiviert wird.
Ein Einlass-Nockenphasensteller 148 stellt die Drehung der Einlassnockenwelle 140 selektiv relativ zu der Drehung der Kurbelwelle ein. Das Einstellen der Drehung der Einlassnockenwelle 140 stellt den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 122 ein. Ein zweiter Einlass-Nockenphasensteller (nicht gezeigt) kann selektiv die Drehung der zweiten Einlassnockenwelle relativ zu der Drehung der Kurbelwelle einstellen.
Ein Auslass-Nockenphasensteller 150 stellt die Drehung der Auslassnockenwelle 142 selektiv relativ zu der Drehung der Kurbelwelle ein. Das Einstellen der Drehung der Auslassnockenwelle 142 stellt den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Auslassventils 130 ein. Ein zweiter Auslass-Nockenphasensteller (nicht gezeigt) kann die Drehung der zweiten Auslassnockenwelle selektiv relativ zu der Drehung der Kurbelwelle einstellen.
Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub (nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann auch den zweiten Einlass- und den zweiten Auslass-Nockenphasensteller basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Obgleich eine auf einer Nockenwelle basierende Ventilbetätigung gezeigt ist und diskutiert wird, kann eine nockenlose Ventilbetätigung implementiert sein.
Das Motorsystem kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine Turbine 160-1 aufweist, die durch Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen von der Turbine 160-1 angetriebenen Kompressor 160-2 auf, der die Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern. Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die komprimierte Luftladung kann auch Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 aufgenommen haben.
Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) des Turboladers verringert wird. Das ECM 114 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
Das Motorsystem kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 basierend auf Signalen von dem ECM 114 gesteuert werden.
Eine Position der Kurbelwelle kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors (CKP-Sensors) 180 gemessen werden. Eine Motordrehzahl, beispielsweise in Umdrehungen pro Minute (RPM) kann basierend auf der Position der Kurbelwelle erzeugt werden. Eine Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
Ein Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, das sich auf eine Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 beziehen kann. Eine Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Ein Druck in dem Zylinder 118 kann unter Verwendung eines Zylinderdrucksensors 193 gemessen werden. Es kann ein Zylinderdrucksensor für jeden Zylinder vorgesehen sein. Ein oder mehrere andere Sensoren können ebenso implementiert sein. Beispielsweise kann das Motorsystem einen Öltemperatursensor, einen Motor- bzw. Motorblock-Temperatursensor und/oder einen oder mehrere andere geeignete Fahrzeugsensoren umfassen. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen.
Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems dargestellt. Die Zylinder des Motors 102 können in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein (die auch als Zylinderreihen bezeichnet werden). Beispielsweise kann eine erste Teilmenge (z.B. eine erste Hälfte) der Zylinder in dem Beispiel von 2 in einer ersten Reihe 204 angeordnet sein, und eine zweite Teilmenge (z.B. die andere Hälfte) der Zylinder kann in einer zweiten Reihe 208 von Zylindern angeordnet sein. Motoren vom Reihentyp können eine einzelne Reihe von Zylindern umfassen. Motoren vom V- und W-Typ können mehrere Zylinderreihen umfassen.
Ein Schwingungssensor kann eine Schwingung einer Reihe von Zylindern messen. Beispielsweise kann ein erster Schwingungssensor 212 eine Schwingung der ersten Reihe 204 messen, und ein zweiter Schwingungssensor 216 kann eine Schwingung der zweiten Reihe 208 messen. Obgleich zwei Reihen von Zylindern und zwei Schwingungssensoren gezeigt sind, kann der Motor 102 eine oder mehrere Reihen von Zylindern und einen oder mehrere Schwingungssensoren umfassen. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Schwingungssensor für jeden Zylinder, für jedes Paar von Zylindern usw. vorgesehen sein.
Das ECM 114 diagnostiziert ein Klopfen in einem Zylinder basierend auf einer Schwingung, die während eines vorbestimmten Klopffensters des Zylinders gemessen wird. Eine oder mehrere Motorbetriebsbedingungen können angepasst werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird. Beispielsweise kann das ECM 114 einen Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellen (relativ dazu, dass kein Klopfen vorhanden ist), wenn ein Klopfen diagnostiziert wird. Einer oder mehrere andere Motorbetriebsparameter können ebenso angepasst werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird, beispielsweise die Kraftstoffzufuhr, die AGR, der Ladedruck usw.
Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des ECM 114 dargestellt. Ein Drehmomentanforderungsmodul 304 kann eine Drehmomentanforderung 308 basierend auf einer oder mehreren Fahrereingaben 312 ermitteln, wie beispielsweise einer Gaspedalposition, einer Bremspedalposition, einer Tempomateingabe und/oder einer oder mehreren anderen geeigneten Fahrereingaben. Das Drehmomentanforderungsmodul 304 kann die Drehmomentanforderung 308 zusätzlich oder alternativ basierend auf einer oder mehreren anderen Drehmomentanforderungen ermitteln, wie beispielsweise basierend auf Drehmomentanforderungen, die durch das ECM 114 erzeugt werden, und/oder basierend auf Drehmomentanforderungen, die von anderen Modulen des Fahrzeugs empfangen werden, wie etwa von dem Getriebesteuermodul 194, dem Hybridsteuermodul 196, einem Chassissteuermodul usw. Ein oder mehrere Motoraktuatoren können basierend auf der Drehmomentanforderung 308 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Fahrzeugbetriebsparametern gesteuert werden.
Beispielsweise kann ein Drosselsteuermodul 316 eine Ziel-Drosselöffnung 320 basierend auf der Drehmomentanforderung 308 ermitteln. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Öffnung des Drosselventils 112 basierend auf der Ziel-Drosselöffnung 320 einstellen. Ein Zündfunkensteuermodul 324 kann einen Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 328 basierend auf der Drehmomentanforderung 308 ermitteln. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann den Zündfunken basierend auf dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 328 erzeugen.
Ein Kraftstoffsteuermodul 332 kann einen oder mehrere Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 336 basierend auf der Drehmomentanforderung 308 ermitteln. Die Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 336 können beispielsweise eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungspulsen (pro Verbrennungsereignis), eine Zeiteinstellung für jeden Puls und eine Menge für jeden Puls umfassen. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann den Kraftstoff basierend auf den Ziel-Kraftstoffzufuhrparametern 336 einspritzen.
Ein Zylindersteuermodul 340 kann eine Zielanzahl 344 von Zylindern, die aktiviert und/oder deaktiviert werden sollen, basierend auf der Drehmomentanforderung 308 ermitteln. Das Zylinder-Betätigungsmodul 120 kann Zylinder des Motors 102 basierend auf der Zielanzahl 344 aktivieren und deaktivieren. Ein AGR-Steuermodul 348 kann eine Ziel-AGR-Öffnung 352 für das AGR-Ventil 170 basierend auf der Drehmomentanforderung 308 ermitteln. Das AGR-Aktuatormodul 172 kann das AGR-Ventil 170 basierend auf der Ziel-AGR-Öffnung 352 steuern.
Ein Ladedrucksteuermodul 356 kann einen Ziel-Ladedruck 360 basierend auf der Drehmomentanforderung 308 ermitteln. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 steuert den Ladedruck basierend auf dem Ziel-Ladedruck 360. Beispielsweise kann das Ladedruck-Aktuatormodul 164 das Ladedruck-Regelventil 162 basierend auf dem Ziel-Ladedruck 360 steuern. Ein Phasensteller-Steuermodul 364 kann einen Ziel-Einlass- und einen Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 368 basierend auf der Drehmomentanforderung 308 ermitteln. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 steuert den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150 basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 368.
Ein Klopfmodul 380 (siehe auch 4) ermittelt, ob ein Klopfen in einem Zylinder aufgetreten ist, basierend auf einer Schwingung 384, die unter Verwendung eines Schwingungssensors während eines vorbestimmten Klopffensters eines Verbrennungsereignisses des Zylinders gemessen wird. Das Klopfmodul 380 ermittelt einen Intensitätswert für das Klopfereignis des Zylinders basierend auf der Schwingung 384, die während des vorbestimmten Klopffensters gemessen wird.
Das Klopfmodul 380 lernt einen Betrag eines Hintergrundrauschens für Verbrennungsereignisse des Zylinders. Der Betrag des Hintergrundrauschens kann eine Schwingung aus anderen Quellen als dem Klopfen umfassen, wie beispielsweise eine Schwingung, die durch andere Zylinder erzeugt wird. Das Klopfmodul 380 ermittelt einen Klopfwert für das Verbrennungsereignis des Zylinders basierend auf dem Intensitätswert und dem Betrag des Hintergrundrauschens.
Der Betrag des Hintergrundrauschens kann sich jedoch unter bestimmten Umständen verändern. Wenn das Hintergrundrauschen gelernt wird, sobald das Hintergrundrauschen hoch ist, und ein Übergang zu einem Betrieb mit einem geringeren Hintergrundrauschen erfolgt, kann das Klopfmodul 380 ermitteln, dass kein Klopfen aufgetreten ist, wenn in Wirklichkeit ein Klopfen aufgetreten ist. Wenn das Hintergrundrauschen umgekehrt gelernt wird, sobald das Hintergrundrauschen niedrig ist, und ein Übergang zu einem Betrieb mit einem höheren Hintergrundrauschen erfolgt, kann das Klopfmodul 380 aufgrund des erhöhten Hintergrundrauschens fälschlicherweise ermitteln, dass ein Klopfen in dem Zylinder aufgetreten ist. Das Klopfmodul 380 lernt daher das Hintergrundrauschen erneut, wenn eine Änderung auftritt, die eine Änderung in dem Hintergrundrauschen bewirken kann.
Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Klopfmoduls 380 dargestellt. Die Zylinder des Motors 102 werden für eine Zündung in einer vorbestimmten Zündreihenfolge angesteuert. Ein Zündungszeitpunkt kann sich auf den Zeitpunkt der Zündung des Luft/Kraftstoffgemischs (z.B. auf den Zündfunkenzeitpunkt) beziehen.
Jeder der Zylinder des Motors 102 kann bezüglich des Klopfens bewertet werden. Ein Analog-Frontendmodul 404 kann zwischen Signalen mehrerer Schwingungssensoren auswählen, basierend auf welchen einer der Zylinder bewertet wird. Wenn ein der Zylinder („der Zylinder“) bezüglich des Klopfens bewertet wird, kann das Analog-Frontendmodul 404 beispielsweise das Signal eines Schwingungssensors auswählen, der in einer Zylinderreihe angeordnet ist, die den Zylinder umfasst. Wenn mehrere Schwingungssensoren in der Zylinderreihe vorhanden sind, kann das Analog-Frontendmodul 404 den Schwingungssensor auswählen, der am nächsten zu dem Zylinder angeordnet ist. Obgleich eine Klopfanalyse und -detektion anhand des (einen) Zylinders diskutiert wird, können die Klopfanalyse und -detektion, die hierin beschrieben sind, auf ähnliche Weise oder identisch für jeden anderen Zylinder des Motors 102 ausgeführt werden.
Das Klopfen, das dem Zylinder zugeordnet ist, kann während des Verbrennungstakts des Zylinders auftreten. Ein vorbestimmtes Fenster, das den Zündungszeitpunkt eines Verbrennungsereignisses des Zylinders umgibt, kann als das Klopffenster des Zylinders bezeichnet werden. Ein Schwingungsprofil des Zylinders wird durch den ausgewählten Schwingungssensor während des Klopffensters des Zylinders gemessen.
Das Analog-Frontendmodul 404 kann eine differentielle Eingangsschaltung aufweisen. Die differentielle Eingangsschaltung kann eine differentielle Eingabe des ausgewählten Schwingungssensors in eine einzige Ausgabe umwandeln. Das Analog-Frontendmodul 404 kann einen oder mehrere (analoge) Filter auf die Ausgabe der differentiellen Eingangsschaltung anwenden, wie beispielsweise einen Filter erster Ordnung mit einer Tiefpass-Abschneidefrequenz von 25 kHz. Das Analog-Frontendmodul 404 kann auch einen oder mehrere Skalare anwenden, um eine Ausgabe des einen oder der mehreren Filter zu verstärken oder abzuschwächen.
Eine Ausgabe des Analog-Frontendmoduls 404 wird an ein Analog-Digital-Umwandlungsmodul (A/D-Umwandlungsmodul) 408 übertragen. Das A/D-Umwandlungsmodul 408 tastet die Ausgabe des Analog-Frontendmoduls 404 ab und digitalisiert die Abtastwerte, um digitale Werte zu erzeugen. Das A/D-Umwandlungsmodul 408 gibt die digitalen Werte an ein digitales Signalprozessormodul (DSP-Modul) 412 aus.
Das DSP-Modul 412 kann einen digitalen Filter auf das empfangene Signal anwenden. Beispielsweise kann das DSP-Modul 412 einen elliptischen digitalen Filter mit unbegrenzter Impulsantwort (IIR-Digitalfilter) vierter Ordnung mit einer Abschneidefrequenz von 20 kHz implementieren. Alternativ kann das DSP-Modul 412 zwei IIR-Filter zweiter Ordnung in Reihe implementieren, um die Stabilität zu verbessern, oder es kann einen oder mehrere andere digitale Filter auf das empfangene Signal anwenden.
Das DSP-Modul 412 führt zumindest eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) basierend auf Digitalwerten aus dem Klopffenster des Zylinders aus, um FFT-Daten für das Verbrennungsereignis zu erzeugen. Das Klopffenster für den Zylinder kann anhand von Drehungsgraden der Kurbelwelle definiert werden. Mit anderen Worten kann das Klopffenster für den Zylinder einem vorbestimmten Bereich von Kurbelwellenpositionen 416 entsprechen, die unter Verwendung des Kurbelwellen-Positionssensors 180 gemessen werden. Das Klopffenster kann fest sein, oder es kann basierend auf einer Motordrehzahl 418 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Motorbetriebsparametern variiert werden. Die Motordrehzahl 418 kann basierend auf der Kurbelwellenposition 416 ermittelt werden.
Wenn die Zeit (die Dauer), die während des Klopffensters eines Verbrennungsereignisses verstreicht, lang genug ist, wie beispielsweise bei niedrigen Motordrehzahlen, kann das DSP-Modul 412 genügend Daten erfassen, um mehrere FFTs während des Klopffensters auszuführen. Wenn die Daten für eine letzte mehrerer FFTs nur teilweise erfasst sind, wenn das Klopffenster endet, können die Daten mit Nullen aufgefüllt werden (d.h. mit Werten aufgefüllt werden, die eine Schwingung von Null angeben). Alternativ können die Daten einer oder mehrerer vorhergehender FFTs verwendet werden, um den Datensatz für die letzte FFT zu vervollständigen.
Wenn zugelassen wird, dass die Klopffenster für verschiedene Zylinder überlappen, kann das Klopfmodul 380 ein zusätzliches Analog-Frontendmodul, ein zusätzliches A/D-Umwandlungsmodul und ein zusätzliches DSP-Modul umfassen, um Daten innerhalb der Klopffenster parallel zu erfassen und zu analysieren. Wenn das DSP-Modul 412 eine ausreichende Verarbeitungskapazität aufweist, kann das DSP-Modul 412 in der Lage sein, Daten aus überlappenden Klopffenstern ohne ein zusätzliches DSP-Modul zu verarbeiten. Ein Puffer kann anschließend zwischen den A/D-Umwandlungsmodulen und dem DSP-Modul 412 eingebunden sein, um die Daten zur Verwendung durch das DSP-Modul 412 zu speichern.
Das DSP-Modul 412 erzeugt einen Intensitätswert 420 für das Verbrennungsereignis des Zylinders basierend auf den FFT-Daten für das Verbrennungsereignis. Wie es vorstehend beschrieben ist, können eine oder mehrere FFTs während des Klopffensters des Zylinders ausgeführt werden. Die Anzahl der FFTs, die ausgeführt werden, kann von der Zeit abhängen, die während des Klopffensters verstreicht. Jede FFT kann eine vorbestimmte Anzahl von FFT-Punkten liefern, wie beispielsweise 128 FFT-Punkte oder eine andere geeignete Anzahl von FFT-Punkten. Abschnitte jeder FFT können bei verschiedenen Implementierungen abgeschnitten werden, beispielsweise indem die letzten 64 Punkte jeder FFT entfernt werden.
Ein oder mehrere vorbestimmte Bereiche von Punkten von Interesse können für jede der FFTs definiert werden. Beispielsweise können drei vorbestimmte Bereiche von Interesse für jede der empfangenen FFTs definiert werden. Die vorbestimmten Bereiche können beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl 418 festgelegt werden. Da sich die FFTs in der Frequenzdomäne befinden, entspricht ein vorbestimmter Bereich von FFT-Punkten von Interesse einem vorbestimmten Frequenzbereich von Interesse.
Innerhalb jedes der vorbestimmten Bereiche kann das DSP-Modul 412 einen einzelnen Intensitätswert ermitteln. Beispielsweise kann das DSP-Modul 412 den FFT-Punkt maximaler Intensität innerhalb jedes vorbestimmten Bereichs auswählen oder einen Mittelwert der FFT-Punkte innerhalb jedes vorbestimmten Bereichs ermitteln.
Das DSP-Modul 412 kann einen der vorbestimmten Bereiche auswählen, um den Intensitätswert 420 zu erzeugen. Beispielsweise kann das DSP-Modul 412 einen der vorbestimmten Bereiche basierend auf der Motordrehzahl 418 auswählen. Da jeder Bereich auf einen einzigen Wert reduziert wurde, kann das Auswählen eines Bereichs die gesamte FFT auf einen einzigen Wert reduzieren. Das DSP-Modul 412 kann einen der vorbestimmten Bereiche beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl 418 oder basierend auf dem einen der vorbestimmten Bereiche mit dem größten einzelnen Intensitätswert auswählen. Das DSP-Modul 412 kann den einzelnen Intensitätswert des ausgewählten der vorbestimmten Bereiche als den Intensitätswert 420 verwenden oder den Intensitätswert 420 basierend auf dem einzelnen Intensitätswert des Ausgewählten der vorbestimmten Bereiche ermitteln.
Ein Klopfermittlungsmodul 424 ermittelt einen Klopfwert 428 für das Verbrennungsereignis des Zylinders basierend auf dem Intensitätswert 420 für das Verbrennungsereignis. Obgleich der Intensitätswert 420 einen Betrag einer Schwingung repräsentiert, der dem Klopfen zugeordnet ist, kann der Intensitätswert 420 auch ein Hintergrundrauschen umfassen. Das Klopfermittlungsmodul 424 kann daher den Klopfwert 428 ferner basierend auf einem Betrag des Hintergrundrauschens 432 ermitteln.
Ein Rauschspeichermodul 436 ermittelt den Betrag des Hintergrundrauschens 432 für das Verbrennungsereignis des Zylinders basierend auf der Motordrehzahl 418 und einer Motorlast 440 während des Verbrennungsereignisses. Das Rauschspeichermodul 436 ermittelt den Betrag des Hintergrundrauschens 432 unter Verwendung eines Kennfeldes (z.B. einer Tabelle), das die Motordrehzahl 418 und die Motorlast 440 mit dem Betrag des Hintergrundrauschens 432 in Beziehung setzt, wie es nachstehend weiter diskutiert wird. Das Rauschspeichermodul 436 kann eine Interpolation verwenden, um den Betrag des Hintergrundrauschens 432 für Werte der Motordrehzahl 418 und/oder der Motorlast 440 zu ermitteln, die zwischen den Werten in dem Kennfeld liegen. Die Motorlast 440 kann sich auf einen Betrag (z.B. eine Masse) einer Luft pro Zylinder (APC) bezogen auf eine maximale APC des Motors 102 beziehen. Die APC kann beispielsweise basierend auf einer MAF, die unter Verwendung des MAF-Sensors 186 gemessen wird, und/oder basierend auf einem MAP, der unter Verwendung des MAP-Sensors 184 gemessen wird, ermittelt werden.
Das Klopfermittlungsmodul 424 kann den Klopfwert 428 für das Verbrennungsereignis des Zylinders basierend auf einem Verhältnis des Intensitätswerts 420 zu dem Betrag des Hintergrundrauschens 432 ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Klopfermittlungsmodul 424 den Klopfwert 428 für das Verbrennungsereignis basierend auf dem Intensitätswert 420 dividiert durch den Betrag des Hintergrundrauschens 432 festlegen. Das Verhältnis des Intensitätswerts 420 zu dem Betrag des Hintergrundrauschens 432 kann einem Signal-Rauschverhältnis entsprechen, da es ein Verhältnis der Schwingung, die dem Klopfen zugeordnet ist, zu dem Betrag des Hintergrundrauschens 432 repräsentieren kann.
Ein Klopfdiagnosemodul 444 diagnostiziert selektiv das Auftreten eines Klopfens in dem Zylinder basierend auf dem Klopfwert 428 und einem vorbestimmten Klopfwert 448. Beispielsweise kann das Klopfdiagnosemodul 444 ein Klopfen in dem Zylinder diagnostizieren, wenn der Klopfwert 428 größer als der vorbestimmte Klopfwert 448 ist. Umgekehrt kann das Klopfdiagnosemodul 444 ermitteln, dass kein Klopfen in dem Zylinder auftritt, wenn der Klopfwert 428 kleiner als der vorbestimmte Klopfwert 448 ist. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Klopfdiagnosemodul 444 ein Klopfen in dem Zylinder diagnostizieren, wenn der Klopfwert 428 für zumindest X der letzten Y Verbrennungsereignisse des Zylinders größer als der vorbestimmte Klopfwert 448 ist, wobei Y eine ganze Zahl größer als Eins, X eine ganze Zahl größer als Null und X kleiner als oder gleich Y ist.
Das Klopfdiagnosemodul 444 erzeugt ein Klopfsignal 452, das angibt, ob ein Klopfen in dem Zylinder diagnostiziert wurde. Beispielsweise kann das Klopfdiagnosemodul 444 das Klopfsignal 452 auf einen ersten Zustand setzen, wenn ein Klopfen in dem Zylinder diagnostiziert wurde, und das Klopfsignal 452 auf einen zweiten Zustand setzen, wenn kein Klopfen in dem Zylinder diagnostiziert wurde.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 3 können ein oder mehrere Motorbetriebsparameter angepasst werden, wenn ein Klopfen in dem Zylinder diagnostiziert wird. Beispielsweise kann das Zündfunkensteuermodul 324 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 328 derart anpassen, dass der Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellt wird, wenn ein Klopfen in dem Zylinder diagnostiziert wird. Ein oder mehrere Motorbetriebsparameter können ebenso angepasst werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird, wie beispielsweise die AGR, der Ladedruck, die Drosselöffnung, die Kraftstoffzufuhr usw. Eine oder mehrere andere Abhilfemaßnahmen können zusätzlich oder alternativ ergriffen werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird. Lediglich beispielhaft können ein oder mehrere vorbestimmte Diagnosefehlercodes (DTCs) in einem Speicher gesetzt werden, und es kann eine Fehlfunktions-Anzeigeleuchte (MIL) erleuchtet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 ermittelt ein Schwellenwertermittlungsmodul 456 den vorbestimmten Klopfwert 448 für das Verbrennungsereignis des Zylinders basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 ermittelt den vorbestimmten Klopfwert 448 unter Verwendung eines Kennfeldes (z.B. einer Tabelle) das die Motordrehzahl 418 und die Motorlast 440 mit dem vorbestimmten Klopfwert 448 in Beziehung setzt. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 kann eine Interpolation verwenden, um den vorbestimmten Klopfwert 448 für Werte der Motordrehzahl 418 und/oder der Motorlast 440 zu ermitteln, die zwischen Werten in dem Kennfeld liegen. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 kann auch einen oder mehrere Skalare auf den vorbestimmten Klopfwert 448 anwenden, wie es nachstehend weiter diskutiert wird. Der vorbestimmte Klopfwert 448 kann einem vorbestimmten Verhältnis für Intensitätswerte zum Hintergrundrauschen entsprechen, oberhalb dessen ein Klopfen angenommen werden kann.
Das Rauschspeichermodul 436 kann zwei Kennfelder umfassen, welche die Motordrehzahl 418 und die Motorlast 440 mit dem Betrag des Hintergrundrauschens 432 in Beziehung setzen. Ein erstes der zwei Kennfelder („das erste Kennfeld“) kann mit vorbestimmten Werten des Betrags des Hintergrundrauschens 432 besetzt sein, die vor dem Verkauf durch einen Fahrzeughersteller kalibriert werden. Ein zweites der zwei Kennfelder kann mit Werten des Betrags des Hintergrundrauschens 432 besetzt werden, die während des Betriebs des Motors 102 gelernt werden. Das Rauschspeichermodul 436 wählt aus, welches der zwei Kennfelder verwendet werden soll, um den Betrag des Hintergrundrauschens 432 zu ermitteln, wie nachstehend weiter diskutiert wird.
Ein Rauschmodul 460 ermittelt einen gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 für einen Eintrag des zweiten Kennfeldes basierend auf einer Vielzahl der Intensitätswerte 420, die für eine Vielzahl von Verbrennungsereignissen des Zylinders während eines Betriebs unter den Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen erzeugt wird, die dem Eintrag entsprechen. Beispielsweise kann das Rauschmodul 460 den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 für den Eintrag des zweiten Kennfeldes basierend auf einem Mittelwert zweier oder mehrerer der Intensitätswerte 420 ermitteln, die während eines Betriebs unter den entsprechenden Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen erzeugt werden. Das Rauschmodul 460 kann die Anzahl der Intensitätswerte 420, die zum Ermitteln des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 für einen Eintrag des zweiten Kennfeldes verwendet werden, auf eine vorbestimmte Anzahl der letzten der Intensitätswerte 420 begrenzen, die unter den entsprechenden Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen erzeugt wurden.
Das Rauschmodul 460 ermittelt einen Wert des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 auf ähnliche Weise für jeden Eintrag des zweiten Kennfeldes. Das Rauschmodul 460 speichert die Werte des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 in dem zweiten Kennfeld des Rauschspeichermoduls 436 gemäß den Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen.
Sogar während eines Betriebs unter einem Satz von Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen kann sich jedoch der Betrag des Hintergrundrauschens in den Intensitätswerten 420 unter bestimmten Umständen verändern. Beispielsweise kann sich der Betrag des Hintergrundrauschens verändern, wenn der Motor 102 kalt ist, wenn der Motor 102 heiß ist, wenn mehrere Kraftstoffeinspritzungen verwendet werden, wenn die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor 102 fett ist und/oder wenn ein oder mehrere Zylinder deaktiviert sind.
Wenn der gelernte Betrag des Hintergrundrauschens 464 für einen gegebenen Satz von Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen basierend auf den Intensitätswerten 420 ermittelt wird, die während eines Betriebs unter Bedingungen ermittelt werden, bei denen der Betrag des Hintergrundrauschens niedrig ist, kann das Klopfdiagnosemodul 444 später während der Verwendung des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 während eines Betriebs unter anderen Bedingungen, bei denen der Betrag des Hintergrundrauschens höher ist, auf inkorrekte Weise ermitteln, dass ein Klopfen auftritt. Wenn der gelernte Betrag des Hintergrundrauschens 464 für einen gegebenen Satz von Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen basierend auf den Intensitätswerten 420 ermittelt wird, die während eines Betriebs unter Bedingungen erzeugt werden, unter denen der Betrag des Hintergrundrauschens hoch ist, kann das Klopfdiagnosemodul 444 umgekehrt später während der Verwendung des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 während eines Betriebs unter anderen Bedingungen, unter denen der Betrag des Hintergrundrauschens geringer ist, nicht erkennen, dass ein Klopfen auftritt.
Das Rauschspeichermodul 436 speichert daher zusammen mit jedem Eintrag des zweiten Kennfelds einen Indikator (gegenwärtiger) Bedingungen 468. Der Indikator, der mit einem gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 in dem zweiten Kennfeld gespeichert wird, gibt die Bedingungen 468 an, unter denen der gelernte Betrag des Hintergrundrauschens 464 für die entsprechenden Motordrehzahl- und Motorlastbedingungen ermittelt wurde.
5 umfasst eine beispielhafte Darstellung des zweiten Kennfeldes 504. Wie es vorstehend beschrieben wurde, umfasst das zweite Kennfeld Einträge für Werte des gelernten Hintergrundrauschens 464, die durch die Motorlast 508 und die Motordrehzahl 512 indiziert sind. Jeder Eintrag entspricht einer der Motorlasten 508 und einer der Motordrehzahlen 512. Beispielsweise entspricht der Eintrag 516 einer vierten der Motorlasten 508 und einer zweiten der Motordrehzahlen 512.
Der Eintrag 516 umfasst einen Wert 520 des gelernten Hintergrundrauschens 464, welcher der vierten der Motorlasten 508 und der zweiten der Motordrehzahlen 512 entspricht. Der Eintrag 516 umfasst auch einen Bedingungsindikator 524, der die Bedingungen 468 angibt (andere als die Motordrehzahl 418 und die Motorlast 440), unter denen der Wert 520 ermittelt wurde. Obgleich dies nicht gezeigt ist, kann der Eintrag 516 auch andere Daten umfassen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 legt ein Bedingungsmodul 472 die Bedingungen 468 basierend auf einem oder mehrem Betriebsparametern fest. Beispielsweise kann das Bedingungsmodul 472 die Bedingungen 468 festlegen, um anzugeben: (1) ob eine Motorkühlmitteltemperatur (ECT) 476 größer als eine erste vorbestimmte Temperatur ist; (2) ob die ECT 476 kleiner als eine zweite vorbestimmte Temperatur ist; (3) einen Ethanolgehalt 480 des Kraftstoffs, der dem Motor 102 zugeführt wird; (4) ob der Kraftstoff den Motor 102 unter Verwendung mehrerer Einspritzungen zugeführt wird; (5) ob die Kraftstoffzufuhr des Motors 102 um zumindest einen vorbestimmten Betrag fetter als ein stöchiometrisches Gemisch ist; (6) und ob ein oder mehrere Zylinder des Motors 102 deaktiviert sind. Bei verschiedenen Implementierungen kann (4) mehrere einzelne Ermittlungen umfassen, ob mehrere Kraftstoffzufuhreinspritzungen für verschiedene Typen von Ereignissen verwendet werden, wie beispielsweise für ein Anspringen eines Katalysators oder aus anderen Kraftstoffwirtschaftlichkeits- und/oder Emissionsgründen. Lediglich beispielhaft können die Bedingungen 468 die Ergebnisse von (1) - (6) derart umfassen, dass diese auf eine vorbestimmte Weise codiert sind, um die Ergebnisse von (1) - (6) anzugeben.
Die ECT 476 kann unter Verwendung des ECT-Sensors 182 gemessen werden. Obgleich die Verwendung der ECT 476 diskutiert wird, kann eine andere geeignete Motortemperatur verwendet werden. Das Bedingungsmodul 472 kann beispielsweise basierend auf einem Kraftstoffzufuhrsignal 484 von dem Kraftstoffsteuermodul 332 ermitteln, ob die Kraftstoffzufuhr unter Verwendung mehrerer Einspritzungen erfolgt und ob die Kraftstoffzufuhr um zumindest den vorbestimmten Betrag fetter als bei Stöchiometrie ist. Das Bedingungsmodul 472 kann beispielsweise basierend auf einem Aktivierungs-/Deaktivierungssignal 488 von dem Zylindersteuermodul 340 ermitteln, ob ein oder mehrere Zylinder deaktiviert sind. Der Ethanolgehalt 480 kann beispielsweise basierend auf einem oder mehreren Zylinderdrücken, die während der Verbrennung des Kraftstoffs gemessen werden, und basierend auf einer oder mehreren Motordrehzahlen, die während der Verbrennung des Kraftstoffs gemessen werden, ermittelt werden sowie unter Verwendung eines Sensors gemessen oder auf eine andere geeignete Weise erhalten werden. Die erste vorbestimmte Temperatur ist größer als die zweite vorbestimmte Temperatur. Die zweite vorbestimmte Temperatur kann basierend auf einer Temperatur festgelegt werden, unterhalb derer ein Blockabschnitt des Motors 102 als kalt angesehen wird. Die erste vorbestimmte Temperatur kann basierend auf einer Temperatur festgelegt werden, oberhalb derer der Blockabschnitt des Motors 102 als heiß angesehen wird.
Ein Bedingungsspeichermodul 492 kann gespeicherte Indikatoren dafür umfassen, anhand welcher der Bedingungen (1) - (6), die vorstehend beschrieben sind, die Bedingungen 468 zur Angabe festgelegt werden sollten. Die Indikatoren können beispielsweise durch den Fahrzeughersteller festgelegt werden. Beispielsweise können einer oder mehrere der Indikatoren derart festgelegt werden, dass das Bedingungsmodul 472 die Bedingungen 468 unabhängig von der einen entsprechenden oder den mehreren entsprechenden der Bedingungen (1) - (6) festlegt, wenn Änderungen in der Bedingung bzw. den Bedingungen, die mit (1) - (6) verbunden sind, keine signifikanten Änderungen im Hintergrundrauschen bewirken.
Wie vorstehend festgestellt wurde, speichert das Rauschspeichermodul 436 die Bedingungen 468 mit dem gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 in dem zweiten Kennfeld basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440. Wenn eine oder mehrere der Bedingungen 468 von den Bedingungen verschieden ist bzw. sind, die mit dem gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 in dem zweiten Kennfeld entsprechend der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 gespeichert sind, löst ein Lernauslösungsmodul 494 ein erneutes Lernen des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 aus. Das erneute Lernen des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 umfasst, dass ein neuer Wert des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 für die Bedingungen 468 basierend auf einer Vielzahl von Neuen der Intensitätswerte 420 ermittelt wird. Der Unterschied zwischen den Bedingungen 468 und den gespeicherten Bedingungen kann angeben, dass sich das Hintergrundrauschen von dem gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464, der in dem zweiten Kennfeld gespeichert ist, unterscheiden kann. Diese Differenz kann die Fähigkeit des Klopfdiagnosemoduls 444 beeinflussen, genau zu diagnostizieren, ob ein Klopfen auftritt.
Das Lemauslösungsmodul 494 kann ein erneutes Lernen mittels eines Auslösungssignals 496 auslösen. Wenn ein erneutes Lernen ausgelöst wird, kann das Rauschspeichermodul 436 den Betrag des Hintergrundrauschens 432 basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 unter Verwendung des ersten Kennfeldes ermitteln. Das Rauschspeichermodul 436 kann den Betrag des Hintergrundrauschens 432 unter Verwendung des ersten Kennfelds ermitteln, bis das Rauschmodul 460 eine vorbestimmte Anzahl der Intensitätswerte 420 (für die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungsereignissen des Zylinders) zum Ermitteln des neuen Werts des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 empfangen hat. Lediglich beispielhaft kann die vorbestimmte Anzahl 2 oder 3 sein, entsprechend 2 oder 3 Verbrennungsereignissen.
Sobald die vorbestimmte Anzahl der Intensitätswerte 420 empfangen worden ist, ermittelt das Rauschmodul 460 den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 basierend auf der vorbestimmten Anzahl der Intensitätswerte 420. Das Rauschspeichermodul 436 speichert den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 448F und die Bedingungen 468 in dem zweiten Kennfeld basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 zur Verwendung als der Betrag des Hintergrundrauschens 432, wenn die Bedingungen 468 in der Zukunft vorliegen.
Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 kann einen oder mehrere Skalare auf den vorbestimmten Klopfwert 448 anwenden, während der Betrag des Hintergrundrauschens 432 unter Verwendung des ersten Kennfelds ermittelt wird und nachdem die vorbestimmte Anzahl der Intensitätswerte 420 empfangen wurde. Die Skalare können die Wahrscheinlichkeit dafür verringern, dass das Klopfdiagnosemodul 444 aufgrund einer Ungenauigkeit in dem Betrag des Hintergrundrauschens 432 kurz nach einer Auslösung eines erneuten Lernens diagnostiziert, dass ein Klopfen auftritt. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 kann die Wirkung des Skalars bzw. der Skalare mit der Zeit verringern, wenn beispielsweise weitere der Intensitätswerte 420 empfangen werden und dadurch die Genauigkeit des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 zunimmt.
Nun auf 6 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Diagnostizieren, ob ein Klopfen auftritt, und zum selektiven erneuten Lernen eines Betrags eines Hintergrundrauschens zeigt. Die Steuerung kann mit 604 beginnen, wo das DSP-Modul 412 den Intensitätswert 420 für ein Verbrennungsereignis eines Zylinders erzeugt. Das DSP-Modul 412 erzeugt den Intensitätswert 420 für das Verbrennungsereignis basierend auf einer Schwingung, die unter Verwendung eines Schwingungssensors während des Klopffensters des Zylinders gemessen wird. Bei 608 erhält das Lernauslösungsmodul 494 die Motordrehzahl 418 und die Motorlast 440.
Das Lernauslösungsmodul 494 ermittelt bei 612 die Bedingungen, die dem gelernten Betrag des Hintergrundrauschens zugeordnet sind, der in dem zweiten Kennfeld entsprechend der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 gespeichert ist. Das Lemauslösungsmodul 494 ruft die Bedingungen basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 aus dem zweiten Kennfeld ab.
Bei 616 erzeugt das Bedingungsmodul 472 die (gegenwärtigen) Bedingungen 468. Das Bedingungsmodul 472 kann die Bedingungen 468 festlegen, um eines oder mehrere davon anzugeben: (1) ob die ECT 476 größer als die erste vorbestimmte Temperatur ist; (2) ob die ECT 476 kleiner als die zweite vorbestimmte Temperatur ist; (3) den Ethanolgehalt 480 des Kraftstoffs, der dem Motor 102 zugeführt wird; (4) ob der Kraftstoff dem Motor 102 unter Verwendung mehrerer Einspritzungen zugeführt wird; (5) ob die Kraftstoffzufuhr des Motors 102 um zumindest den vorbestimmten Betrag fetter als ein stöchiometrisches Gemisch ist; und (6) ob ein oder mehrere Zylinder des Motors 102 deaktiviert sind.
Bei 620 ermittelt das Lernauslösungsmodul 494, ob die Bedingungen 468 von den Bedingungen verschieden sind, die aus dem zweiten Kennfeld abgerufen werden. Wenn 620 wahr ist, löst das Lemauslösungsmodul 494 ein erneutes Lernen (der Einträge des zweiten Kennfeldes, die der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 entsprechen) aus, und die Steuerung geht zu 660 über, was nachstehend weiter diskutiert wird. Wenn 620 falsch ist, fährt die Steuerung mit 624 fort. Wenn die Bedingungen 468 von den Bedingungen verschieden sind, die aus dem zweiten Kennfeld abgerufen werden, kann der tatsächliche gegenwärtige Betrag des Hintergrundrauschens von dem gelernten Betrag des Hintergrundrauschens, der in dem zweiten Kennfeld gespeichert ist, verschieden sein. Diese Differenz kann verhindern, dass das Klopfdiagnosemodul 444 ein Klopfen identifiziert, wenn ein Klopfen vorhanden ist, oder sie kann bewirken, dass das Klopfdiagnosemodul 444 ein Klopfen identifiziert, wenn kein Klopfen vorhanden ist.
Bei 624 ermittelt das Rauschspeichermodul 436 den Betrag des Hintergrundrauschens 432 anhand des zweiten Kennfeldes basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440. Wie vorstehend diskutiert wurde, setzt das zweite Kennfeld Motordrehzahlen und Motorlasten mit gelernten Beträgen des Hintergrundrauschens in Beziehung. Das Rauschmodul 460 kann bei 624 auch den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens in dem zweiten Kennfeld entsprechend der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 basierend auf dem Intensitätswert 420 aktualisieren.
Das Klopfermittlungsmodul 424 ermittelt den Klopfwert 428 für das Verbrennungsereignis des Zylinders bei 628 basierend auf dem Intensitätswert 420 des Verbrennungsereignisses und dem Betrag des Hintergrundrauschens 432. Lediglich beispielhaft kann das Klopfermittlungsmodul 424 den Klopfwert 428 gleich dem Intensitätswert 420 dividiert durch den Betrag des Hintergrundrauschens 432 setzen oder basierend darauf festlegen. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 ermittelt bei 628 auch den vorbestimmten Klopfwert 448 für das Verbrennungsereignis. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 ermittelt den vorbestimmten Klopfwert 448 basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 unter Verwendung eines Kennfeldes, das Motordrehzahlen und Motorlasten mit vorbestimmten Klopfwerten in Beziehung setzt.
Bei 632 ermittelt das Klopfdiagnosemodul 444 basierend auf dem Klopfwert 428 für das Verbrennungsereignis und dem vorbestimmten Klopfwert 448 für das Verbrennungsereignis, ob ein Klopfen in dem Zylinder aufgetreten ist. Beispielsweise kann das Klopfdiagnosemodul 444 bei 632 ermitteln, ob der Klopfwert 428 größer als der vorbestimmte Klopfwert 448 ist. Wenn 632 wahr ist, kann das Klopfdiagnosemodul 444 bei 636 angeben, dass ein Klopfen in dem Zylinder aufgetreten ist, und die Steuerung kann enden. Wenn 632 falsch ist, kann das Klopfdiagnosemodul 444 bei 640 angeben, dass kein Klopfen in dem Zylinder aufgetreten ist, und die Steuerung kann enden.
Eine oder mehrere Abhilfemaßnahmen können ergriffen werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird. Lediglich beispielhaft kann das Zündfunkensteuermodul 324 den Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellen, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird. Der Ladedruck, die AGR, die Drosselöffnung und/oder ein oder mehrere andere Motorbetriebsparameter können zusätzlich oder alternativ angepasst werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird. Ein oder mehrere DTCs können in einem Speicher gesetzt werden, und es kann die MIL-Lampe ebenso erleuchtet werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird.
Nun auf 660 Bezug nehmend (wenn die Bedingungen 468 von den Bedingungen verschieden sind, die aus dem zweiten Kennfeld abgerufen werden), kann das Rauschmodul 460 einen Zählerwert auf einen vorbestimmten Wert setzen. Lediglich beispielhaft kann der vorbestimmte Wert 2 oder 3 sein. Der vorbestimmte Wert entspricht einer Anzahl der Intensitätswerte 420, die zum Ermitteln eines neuen Werts des gelernten Betrags des Hintergrundrauschens 464 für die Motordrehzahl 418, die Motorlast 440 und die Bedingungen 468 verwendet werden.
Das Rauschspeichermodul 436 ermittelt bei 662 den Betrag des Hintergrundrauschens 432 anhand des ersten Kennfelds basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440. Wie vorstehend diskutiert wurde, setzt das erste Kennfeld Motordrehzahlen und Motorlasten mit vorbestimmten Beträgen des Hintergrundrauschens in Beziehung. Das Rauschmodul 460 kann bei 662 auch den Zählerwert verringern.
Bei 664 ermittelt das Klopfermittlungsmodul 424 den Klopfwert 428 für das Verbrennungsereignis des Zylinders von 628 basierend auf dem Intensitätswert 420 des Verbrennungsereignisses und dem Betrag des Hintergrundrauschens 432. Lediglich beispielhaft kann das Klopfermittlungsmodul 424 den Klopfwert 428 gleich dem Intensitätswert 420 dividiert durch den Betrag des Hintergrundrauschens 432 setzen oder basierend darauf festlegen. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 ermittelt bei 664 auch den vorbestimmten Klopfwert 448 für das Verbrennungsereignis. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 ermittelt den vorbestimmten Klopfwert 448 basierend auf der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440 unter Verwendung des Kennfeldes, das Motordrehzahlen und Motorlasten mit vorbestimmten Klopfwerten in Beziehung setzt.
Das Klopfdiagnosemodul 444 ermittelt bei 668 basierend auf dem Klopfwert 428 für das Verbrennungsereignis und dem vorbestimmten Klopfwert 448 für das Verbrennungsereignis, ob ein Klopfen in dem Zylinder aufgetreten ist. Beispielsweise kann das Klopfdiagnosemodul 444 bei 668 ermitteln, ob der Klopfwert 428 größer als der vorbestimmte Klopfwert 448 ist. Wenn 668 wahr ist, kann das Klopfdiagnosemodul 444 bei 672 angeben, dass ein Klopfen in dem Zylinder aufgetreten ist, und die Steuerung kann bei 680 fortfahren. Wenn 668 falsch ist, kann das Klopfdiagnosemodul 444 bei 676 angeben, dass kein Klopfen in dem Zylinder aufgetreten ist, und die Steuerung kann mit 680 fortfahren. Wie vorstehend diskutiert wurde, können eine oder mehrere Abhilfemaßnahmen ergriffen werden, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird, wie beispielsweise das Verstellen des Zündfunkenzeitpunkts nach spät, das Anpassen des Ladedrucks, der AGR, der Drosselöffnung und/oder eines oder mehrerer anderer Motorbetriebsparameter, das Setzen eines oder mehrerer DTCs in einem Speicher und/oder das Erleuchten der MIL-Lampe.
Bei 680 kann das Rauschmodul 460 ermitteln, ob der Wert des Zählers gleich Null ist. Wenn 680 falsch ist, kann die Steuerung mit 684 fortfahren. Wenn 680 wahr ist, kann die Steuerung mit 692 fortfahren. Obgleich das Setzen des Zählers auf den vorbestimmten Wert, das Verringern des Zählers und das Vergleichen des Zählerwerts mit Null beschrieben sind, können das Setzen des Zählers auf Null, das Erhöhen des Zählerwerts und das Vergleichen des Zählerwerts mit dem vorbestimmten Wert verwendet werden.
Bei 684 erzeugt das DSP-Modul 412 den Intensitätswert 420 für das nächste Verbrennungsereignis basierend auf einer Schwingung, die unter Verwendung des Schwingungssensors während des Klopffensters des nächsten Verbrennungsereignisses des Zylinders gemessen wird, und die Steuerung kehrt zu 662 zurück, um mit der Verwendung des ersten Kennfelds während des erneuten Lernens fortzufahren.
Bei 692 ermittelt das Rauschmodul 460 dann, wenn der Zählerwert gleich Null ist, den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 für die Motordrehzahl 418, die Motorlast 440 und die Bedingungen 468. Das Rauschmodul 460 ermittelt den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 basierend auf der vorbestimmten Anzahl der Intensitätswerte 420, die während der letzten vorbestimmten Anzahl von Verbrennungszyklen des Zylinders ermittelt wurden. Beispielsweise kann das Rauschmodul 460 den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 gleich einem Mittelwert dieser Intensitätswerte 420 setzen oder basierend darauf festlegen.
Bei 696 speichert das Rauschspeichermodul 436 den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens 464 und die Bedingungen 468 in dem Eintrag des zweiten Kennfeldes entsprechend der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440, und die Steuerung kann enden. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 kann bei 696 auch den Skalar bzw. die Skalare auf den vorbestimmten Klopfwert 448 anwenden. Das Schwellenwertermittlungsmodul 456 kann die Auswirkung des Skalars bzw. der Skalare verringern, wenn weitere der Intensitätswerte 420 (zukünftiger Verbrennungsereignisse des Zylinders ungefähr bei der Motordrehzahl 418 und der Motorlast 440) verwendet werden, um den gelernten Betrag des Hintergrundrauschens zu ermitteln. Obgleich die Steuerung derart gezeigt ist und diskutiert wird, dass sie endet, kann Fig. 6 für ein nächstes Verbrennungsereignis des Zylinders zu 604 zurückkehren. Steuerschleifen können für jeden Zylinder des Motors 102 ausgeführt werden.
In dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Ausdruck Modul durch den Ausdruck Schaltung ersetzt werden. Der Ausdruck Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine Schaltung der kombinatorischen Logik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen.
Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil des Codes oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Speicher kann eine Teilmenge des Ausdrucks computerlesbares Medium bezeichnen. Der Ausdruck computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und dieses kann daher als zugreifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen und/oder auf diese angewiesen sein.

Claims

Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug, umfassend, dass: ein Indikator gegenwärtiger Betriebsbedingungen (468) eines Motors (102) basierend auf einer Motortemperatur (476), einer Kraftstoffzufuhr des Motors (102), einer Menge (480) an Ethanol in dem Kraftstoff und/oder einer Anzahl deaktivierter Zylinder (118) des Motors (102) erzeugt wird; ein erster Betrag eines Rauschens basierend auf einer Schwingung ermittelt wird, die während einer ersten Vielzahl von Verbrennungsereignissen eines Zylinders (118) gemessen wird; der erste Betrag des Rauschens und ein erster Wert des Indikators der gegenwärtigen Betriebsbedingungen (468) basierend auf einer ersten Motordrehzahl (418) und einer ersten Motorlast (440) in einem Kennfeld gespeichert werden; der erste Wert des Indikators anhand des Kennfeldes basierend auf einer zweiten Motordrehzahl (512) und einer zweiten Motorlast (508) ermittelt wird; ein Auslösungssignal (496) erzeugt wird, wenn sich der erste Wert von einem zweiten Wert des Indikators unterscheidet; und dann, wenn das Auslösungssignal (496) erzeugt wird: ein zweiter Betrag (432) des Rauschens basierend auf einer Schwingung ermittelt wird, die während einer zweiten Vielzahl von Verbrennungsereignissen des Zylinders (118) gemessen wird, die nach der ersten Vielzahl von Verbrennungsereignissen auftritt; und der erste Betrag des Rauschens und der erste Wert in dem Kennfeld durch den zweiten Betrag (432) des Rauschens und den zweiten Wert ersetzt werden.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: ein Klopfwert (428) für ein Verbrennungsereignis des Zylinders (118), das nach der zweiten Vielzahl von Verbrennungsereignissen auftritt, basierend auf einer Schwingung, die während des Verbrennungsereignisses des Zylinders (118) gemessen wird, und basierend auf dem zweiten Betrag (432) des Rauschens ermittelt wird; und ein Klopfen in dem Zylinder (118) selektiv basierend auf dem Klopfwert (428) und einem vorbestimmten Klopfwert (448) diagnostiziert wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, dass ein Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellt wird, wenn ein Klopfen diagnostiziert wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, dass ein Klopfen in dem Zylinder (118) diagnostiziert wird, wenn der Klopfwert (428) größer als der vorbestimmte Klopfwert (448) ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, dass der Klopfwert (428) für das Verbrennungsereignis basierend auf einer Intensität (420) der Schwingung, die während des Verbrennungsereignisses des Zylinders (118) gemessen wird, dividiert durch den zweiten Betrag (432) des Rauschens festgelegt wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob die Motortemperatur (476) kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob die Motortemperatur (476) größer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob zumindest ein Zylinder (118) des Motors (102) deaktiviert ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: Kraftstoff für ein Verbrennungsereignis des Zylinders (118), das nach der Vielzahl von Verbrennungsereignissen auftritt, selektiv unter Verwendung von zumindest zwei Kraftstoffeinspritzungen zugeführt wird; und der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob der Kraftstoff dem Zylinder (118) unter Verwendung von zumindest zwei Kraftstoffeinspritzungen zugeführt wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Indikator basierend darauf erzeugt wird, ob die Kraftstoffzufuhr des Motors (102) um zumindest einen vorbestimmten Betrag fetter als bei Stöchiometrie ist.