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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Betriebsweise einer Ladungsbewegungssteuereinrichtung (CMC) (18) auf Basis der Abgastemperatur. Es ist gefunden worden, dass sich dann, wenn die Ladungsbewegungsteuereinrichtung zwischen zwei Positionen hin- und hergeschaltet wird, die Abgastemperatur um bis zu 100 DEG C ändert. Die erwartete Abgastemperatur, basierend auf der angewiesenen Position der Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18) und der momentanen Motorbetriebsbedingung, und die gemessene Abgastemperatur werden verglichen, um festzustellen, ob es der Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18) misslungen ist, die erwünschte Position einzunehmen.
    公开号:DE102004005140A1
    申请号:DE200410005140
    申请日:2004-02-02
    公开日:2004-09-16
    发明作者:Diana Dawn Dearborn Brehob；Julia Helen Dearborn Buckland；Jing Bloomfield Sun
    申请人:Ford Global Technologies LLC；
    IPC主号:F02B31-06
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahrenzum Erkennen einer fehlerhaften Betriebsweise einer Ladungsbewegungssteuereinrichtungin einem Verbrennungsmotor, die mindestens zwei Positionen einnehmenkann, wobei die Landungsbewegungssteuereinrichtung angewiesen wird,die erste Position einzunehmen sowie eine Einrichtung zum Erkennender richtigen Betriebsweise einer Ladungsbewegungssteuereinrichtungin einem Verbrennungsmotor, die eine erste und eine zweite Positioneinnehmen kann und ein computerlesbares Speichermedium mit gespeichertenDaten, die durch einen Computer ausführbare Befehle repräsentieren,um fehlerhaften Betrieb einer Ladungsbewegungssteuereinrichtungin einem Verbrennungsmotor, die mindestens zwei Positionen einnehmenkann, zu erkennen, wobei die Ladungsbewegungssteuereinrichtung angewiesenwird, die erste Positionen einzunehmen. Sie bezieht sich also aufVerbrennungsmotoren, insbesondere Verfahren und Einrichtungen zurDiagnose der richtigen Betriebsweise einer Luft- oder Luft/Kraftstoff-Mischungs- (nachfolgendals Ladung bezeichnet) Bewegungssteuer- (charge motion control =CMC) Einrichtung und Einrichtungen, die in derartigen Motoren eingesetztwerden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Nockenprofilsteuermechanismenund Drallsteuerventile, wie sie in derartigen Motoren eingesetztwerden, um diese Ladungsbewegung zu erzielen. Im Stand der Technikist bekannt, daß Ladungsbewegungssteuer-(CMC's) Einrichtungeneine größere Verbrennungsstabilität über einengrösserenBetriebsbereich bei Verbrennungsmotoren gewährleisten. Eine derartige Ladungsbewegungseinrichtungist ein Nockenprofilsteuer- (cam profile switching = CPS) Mechanismus.Eine Nockenprofilsteuerung ist ein Mechanismus, bei welcher der Nockengewechselt wird, der ein Einlassventil des Motors betreibt, indemvom Folgen eines ersten Nockens zum Folgen eines zweiten Nokkensgewechselt wird, wobei der Wechsel in etwa einer Motorumdrehungstattfindet. Diese Steueraktion führt zu einer Ladungsbewegungim Zylinder.
    [0002] Wie ebenfalls im Stand der Technikbekannt ist, ist es bei Grenzverbrennungsbedingungen, bspw. magerenLuft/Kraftstoff-Mischungen im Zylinder oder Luft/Kraft-stoff Mischungen,die mit einem großen AnteilAbgase im Zylinder verdünntsind, erwünscht, einehohe Luft/Kraftstoffbewegung (Turbulenz) zu erreichen, damit die durchdie Zündunghergestellte Flammenfront den Zylinder durchlaufen kann. Bei robusterenVerbrennungsbedingungen, wie sie bspw. bei hoher Drehmomentanforderungauftreten, bewirkt eine hohe Turbulenz eine harte, laute Verbrennungim Zylinder, da die Flammenfront zu schnell fortschreitet, wodurchdie Durckanstiegsgeschwindigkeit im Zylinder exzessiv wird. Miteiner CPS-Einrichtung kann der Nokken so gesteuert werden, daß er diegeeignete Ladungsbewegung im Zylinder bewirkt und so der Motorbetriebsbedingunganpasst.
    [0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, überprüfen zu können, daß die Ladungsbewegungssteuereinrichtungerwartungsgemässbetrieben wird.
    [0004] Die Aufgabe wird durch ein Verfahrenmit den Merkmalen des Patentanspruches 1, eine Einrichtung mit denMerkmalen des Patentanspruchs 13, sowie durch ein computerlesbaresSpeichermedium mit den Merkmalen des Patentanspruchs 27 gelöst. VorteilhafteWeiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
    [0005] Da das CPS hauptsächlich die Ladungsabgabe beeinflußt, wirdversucht, die CPS-Integrität aufgrundeines Ladungsmodells zu bestimmen. Es wurde festgestellt, dass dieingenieursmäßigen Datenkeine oder nur eine geringfügigeEmpfindlichkeit der Ladungsdaten von der CPS-Position bei Teillastbedingungenhaben.
    [0006] Wenn die CPS-Position von einem Nocken aufden anderen bei konstanter Motorbetriebsbedingung überwechselt, ändert sichdie Motorabgastemperatur um 50 – 100°C, abhängig vomMotorbetriebszustand. Ferner kann bestimmt werden, ob eine Ladungsbewegungssteuer-(CMC) einrichtung richtig arbeitet, indem die tatsächlicheAbgastemperatur mit einer erwarteten Abgastemperatur beim Betriebdes Motors mit der CMC Einrichtung in einer vorherbestimmten Position,ausgewähltaus mindestens zwei verschiedenen eine Ladungsbewegung generierendenPositionen, verglichen wird.
    [0007] Die Abgastemperatur-Differenz, diebeobachtet wird, wenn sich die CMC Einrichtung in einer anderenals der erwarteten Position befindet, tritt aufgrund der Tatsacheauf, dass dann, wenn die elektronische Steuereinheit eine erstePosition anweist, die elektronische Steuerung auch den Befehl für Zündzeitpunkt,Kraftstoffein spritzen, Abgasrückführmengeund andere Parameter erteilt, unter der Annahme, daß die CMCEinrichtung tatsächlichdie angewiesene Position eingenommen hat. Falls die CMC Einrichtungausgefallen ist und sich in einer anderen Position als der angewiesenbefindet, aber die elektronische Steuereinheit andere Motorparameterfür die geeignetePositionierung der CMC Einrichtung anweist, sind die Motorparameterwerteungeeignet für dietatsächlichePosition der CMC Einrichtung, wodurch ein sehr signifikanter Unterschiedin der Gastemperatur gegenüberder erwarteten, nämlicheine 50 – 100°C Differenz,entsteht. Falls die CMC Einrichtung nicht richtig arbeitet, können auchInformationen überdie unrichtige Betriebsweise ermittelt werden. Eine derartige Bestimmungkann durch Vergleich der gemessenen Abgastemperaturen und der erwartetenAbgastemperaturen, wobei das CMC in eine erste Position wird, undsodann in die andere Position angewiesen wird.
    [0008] Die Erfindung offenbart ein Verfahrenzum Feststellen der richtigen Betriebsweise in einer Ladungsbewegungssteuereinrichtungin einem Verbrennungsmotor, die mindestens eine von zwei Positioneneinnehmen kann. Das Verfahren umfaßt Anweisen der Ladungsbewegungssteuereinrichtung, eineder beiden Positionen anzunehmen. Das Verfahren bestimmt eine Meßgröße, dieAbgastemperatur Tm1. Das Verfahren bestimmt auch eine erste erwarteteAbgastemperatur, Ts1, auf Basis der momentanen Motorbetriebsbedingungund der der Ladungsbewegungssteuereinrichtung angewiesenen Position.Das Verfahren umfaßtErkennen unpassenden Betriebs entsprechend der gemessenen Temperatur undder ersten erwarteten Abgastemperatur. Ferner wird eine zweite erwarteteAbgastemperatur, Ts2, auf Basis der momentanen Motorbetriebsbedingungbestimmt, wobei die Ladungsbewegungssteuereinrichtung in der anderender beiden Positionen ist. Ein unpassender Betrieb wird auch aufBasis der zweiten erwarteten Abgastemperatur erkannt. Zusätzlich wird dieLadungsbewegungssteuereinrichtung angewiesen, die andere Positioneinzunehmen. Eine zweite Meßgröße, dieAbgastemperatur Tm2, wird entsprechend dem Befehl an die Ladungsbewegungssteuereinrichtung,sich in die andere Position zu bewegen, gemessen. Das Erkennen fehlerhaftenBetriebs wird ferner auf Tm2 gegründet.
    [0009] Es wird auch eine Einrichtung zurBestimmung einer fehlerhaft arbeitenden Ladungsbewegungssteuereinrichtungoffenbart, die in einem Verbrennungsmotor an geordnet ist. Die Ladungsbewegungssteuereinrichtungkann eine erste und eine zweite Position einnehmen. Die Einrichtungumfaßt einenim Motorabgas angeordneten Temperatursensor und eine elektronischeSteuereinheit, die mit der Ladungsbewegungssteuereinrichtung betrieblich verbundenist, den Motor und den Temperatursensor. Die elektronische Steuereinheitweist die Ladungsbewegungssteuereinrichtung an, die erste Positioneinzunehmen. Die elektronische Steuereinheit bestimmt eine ersteerwartete Abgastemperatur, Ts1, auf Basis eines momentanen Motorbetriebszustandesund der Tatsache, dass sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtungin der ersten Position befindet. Die elektronische Steuereinrichtungentdeckt fehlerhaften Betrieb auf Basis der ersten erwarteten Abgastemperaturund einer Meßgröße, derTemperatur, Tm1, die vom Temperatursensor bestimmt wird. Die elektronischeSteuereinheit bestimmt eine zweite erwartete Abgastemperatur, Ts2,auf Basis der momentanen Motorbetriebsbedingung und der Tatsache,dass sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtung in der zweiten Positionbefindet und basiert das Erkennen eines fehlerhaften Betriebs fernerauf Ts2.
    [0010] Die Erfindung schafft ein robustesVerfahren zum Erkennen fehlerhaften Betriebs einer Ladungsbewegungssteuereinrichtungauf Basis eines Signals eines Temperatursensors im Motorabgas. Einweiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie eine Differenzierungzwischen einer falsch positionierten und einer festsitzenden Ladungsbewegungssteuereinrichtungerlaubt. Eine festsitzende Einrichtung sitzt in einer unbekanntenPosition fest, dies kann in der ersten Position, der zweiten Positionoder dazwischen der Fall sein. Eine falsch positionierte Einrichtungbefindet sich in der zweiten Position, wenn sie angewiesen wurde,in der ersten Position zu sein, oder umgekehrt.
    [0011] Ein weiterer Vorteil der Erfindungbesteht darin, dass das Verfahren verschiedene Niveaus der Fehlersucheermöglicht,und so eine Fehlanzeige, dass ein Fehler aufgetreten ist, vermeidenkann.
    [0012] Weitere Merkmale und Vorteile derErfindung ergeben sich aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung,in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel,auf das dieselbe keinesfalls eingeschränkt ist, beschrieben wird.Dabei zeigt:
    [0013] 1 eineschematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit Ladungsbewegungssteuereinrichtungen;
    [0014] 2 eineDarstellung eines durch einen Schwinghebel betriebenen Tellerventils,das durch eine Nockenwelle mit zwei Nockenprofilen betrieben wird,nämlichdem Nockenprofil-Steuerung, die im Motor der 1 eingesetzt wird, und
    [0015] 3 einFlußdiagrammeines erfindungsgemäßen im Motorder 1 eingesetzten Verfahrens.
    [0016] In 1 istein Verbrennungsmotor 10 gezeigt. Der Motor 10 wirddurch den Einlasskrümmer 14 mitdem Drosselventil 12 mit Luft versorgt, das den Luftfluß zum Motor 10 steuert.Typischerweise sind Motoren mit einem Abgasrückführ (exhaust gas recirculation= EGR)-System (nicht gezeigt) ausgerüstet, das eine EGR-Leitungbesitzt, die vom Motorauslasssystem zum Einlasssystem leitet. Gase fließen durchdie Leitung aufgrund der Tatsache, daß der Druck im Einlass geringerals im Auslass ist. Der Fluß durchdas EGR-System wird durch ein EGR-Ventil (nicht gezeigt) gesteuert.
    [0017] Ein Kraftstoffeinspritzer 20 liefertKraftstoff zum Zylinder 22 des Motors 10, wobeieine derartige Anordnung üblicherweiseals Direkteinspritzung bezeichnet wird. Alternativ wird ein Kraftstoffeinspritzer ineinem Einlasskrümmer 14 angeordnetund liefert Kraftstoff in den Einlasskrümmer, ein derartiges Systemwird üblicherweiseals Einlasskanaleinspritzung bezeichnet.
    [0018] Der Einlasskrümmer 14 besitzt eineLuftbewegungs- (nämlichLadungsbewegungs-) Steuerplatte 18 in jeder Leitung, diezu den Zylindern 22 führt. Wenndie Ladungsbewegungssteuerplatte 18 teilweise geschlossenist, wird der Luftfluß turbulent,wenn er die Verengung passiert. Eine nicht in 1 gezeigte Alternative ist ein Motormit zwei Einlassventilen pro Zylinder 22 mit zwei Leitungen,um den beiden Einlassventilen Luft zuzuführen. Eine Drallsteuerplatteist in einer Leitung angeordnet. Bei geringer Geschwindigkeit, beiBetriebsbedingungen mit niedrigem Motordrehmoment, wird die Drallsteuerplatte geschlossen,wodurch der Hauptluftfluß durchdie offene Leitung läuft.Dies verdoppelt ungefährdie Luftflußgeschwindigkeit durchdie offene Leitung, wodurch die Turbulenz in etwa verdoppelt wird.Ferner wird, da der Fluß denZylinder 22 durch ein Einlassventil betritt, asymmetrischein Wirbelstrom in der in den Zylinder geführten Luft/Kraftstoff-Mischunginduziert. Sowohl eine Ladungsbewegungssteuerplatte als auch eineDrallsteuerplatte könnenals Einrichtung mit zwei Positionen oder als eingesetzt werden sowieauch als vollständigvariable Einrichtungen. In jedem Fall produzieren diese Einrichtungeneine Ladungsbewegung in den Motorzylindern.
    [0019] In diesem Beispiel wird eine Anwendungauf vollständigvariable Einrichtungen beschrieben, die zwei Positionen verwendet.Ferner kann die Erfindung dazu verwendet werden, Probleme mit vollständig variablenEinrichtungen zu diagnostizieren, indem das Diagnoseverfahren bspw.bei zwei Positionen durchgeführtwird, bevorzugt den beiden Extrempositionen der vollständig variablenEinrichtung.
    [0020] Weiterhin ist in 1 gezeigt, dass die Abgase der Zylinder 22 durchden Abgassammler 24 abgeführt werden. Ein Abgaskomponentensensor 26 istim Abgasstrom angeordnet. Bei einer Ausführungsform ist der Abgaskomponentensensor 26 ein Abgassauerstoffsensor,woraus ein Luft/Kraftstoff Verhältnisder Abgase bestimmt werden kann. Die Abgasnachbehandlungs-Einrichtung 32 istin der Einlassleitung angeordnet. Der Abgastemperatursensor 28 istin 1 stromabwärts derAbgasnachbehandlungs-Einrichtung 32 angeordnet gezeigt.Alternativ kann er irgendwo in der Abgasleitung oder dem Abgassammler 24 angeordnetsein.
    [0021] In 1 isteine elektronische Steuereinheit (electronic control unit = ECU) 40 vorgesehen,um den Motor 10 zu steuern. Die ECU 40 besitzteinen Mikroprozessor 46, genannt Zentraleinheit (central processingunit = CPU), der im Datenaustausch mit der Memory Management Unit(MMU) 48 steht. MMU 48 steuert den Datenflussunter den verschiedenen computerlesbaren Speichermedien und übernimmt dieDatenkommunikation von und zur CPU 46. Die computerlesbarenSpeichermedien umfassen bevorzugt flüchtige und nicht flüchtige Speicherungim Read-Only-Memory (ROM) 50, Random-Access-Memory (RAM) 54,und Keep-Alive-Memory (KAM) 52. KAM 52 kann dazuverwendet werden, verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während dieCPU 46 heruntergefahren wird. Die computerlesbaren Speichermedienkönnenunter Verwendung irgendeines bekannten Speichers, wie PROMs (Programmable-Read-Only-Memory= Programmierbarer Nur-Lesespeicher), EPROMs (Erasable-Programmable-Read-Only-Memory= Löschbarerprogrammierbarer Nur-Lesespeicher), EEPROMs (Electrical EPROM =elektrisch löschbaresPROM), Blitzspeichern oder jeglichen anderen elektrischen, magnetischen,optischen oder kombinierten Speichereinrichtungen implementiertwerden, die Daten speichern können,unter denen ausführbareBefehle sind, die von der CPU 46 zur Steuerung des Motorsoder des Fahrzeugs, in dem der Motor angeordnet ist, angewendetwerden. Die computerlesbaren Speichermedien können auch Floppy-Disks, CD-ROMs, Hard-Disksund dergleichen umfassen. Die CPU 46 kommuniziert mit verschiedenenSensoren und Betätigungseinrichtungen über eineEingang/Ausgangs-(I/O) Schnittstelle 44. Beispiele dessen,was durch die Steuerung der CPU 46 über die I/O Schnittstelle 44 betätigt werden,sind die Drallsteuerventilposition, die Position der Nockenwelle(Nocken-Profil-Position), Einspritzzeitpunkt, Kraftstoffeinspritzgeschwindigkeit,Kraftstoffeinspritzdauer, Drosselventilposition, Zündkerzensteuerung(falls der Motor ein gezündeterMotor ist), und andere. Die Sensoren 42 übermittelnEingaben durch die I/O Schnittstelle 44, die Kolbenposition,Motorumdrehungsgeschwindigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit, Kühlmitteltemperatur,Einlasskrümmer-Druck,Gaspedalposition, Drosselventilposition, Lufttemperatur, Abgastemperatur, Abgasstöchiometrie,Abgaskomponentenkonzentration und Luftfluß anzeigen können. DerAbgaskomponentensensor 26 ist bevorzugt ein Abgassauerstoffsensor.Einige ECU-Architekturen enthalten keine MMU 48. Fallskeine MMU 48 eingesetzt wird, managt CPU 46 dieDaten und ist direkt mit ROM 50, RAM 54 und KAM 52 verbunden.Selbstverständlich kanndie Erfindung mehr als eine CPU 46 einsetzen, um die Motorsteuerungzu gewährleistenund die ECU 40 kann mehrere ROM 50, RAM 54 undKAM 52 aufweisen, die mit der MMU 48 oder CPU 46,abhängigvon der jeweiligen Anwendung, verbunden sind.
    [0022] In 2 isteine Nockenwelle mit einer Nockenprofilsteuerung (CPS) zum Einsatzim Motor der 1 gezeigt.Die Nockenwelle 62 dreht sich um ihre Achse mit der halbenKurbelwellengeschwindigkeit. Typischerweise ist die Nockenwelle 62 miteinem Laufrad (nicht gezeigt) verbunden, das durch einen Gurt odereine Kette (ebenfalls nicht gezeigt) von der Motorkurbelwelle (nichtgezeigt) angetrieben ist. Wenn die Nockenwelle 62 sichdreht, drücktdie Nockenerhebung 66 (oder 64 abhängig von der seitlichen Stellungder Nockenwelle 62 entlang ihrer Achse) den Schwinghebel 58 nachunten. Der Schwinghebel 58 schwenkt um seine Achse. Dieauf den Schwinghebel 58 drückende Nockenerhebung veranlasstdiesen, auf das Tellerventil 60 zu drücken. In 2 befindet sich das Ventil 60 inder geschlossenen Position kraft seiner Ventilfeder, die es obenin der geschlossenen Position hält.Falls das Ventil 60 durch Eingriff mit der Nockenerhebung 64 oderNockenerhebung 66 niedergedrückt wird, wird das Ventil 60 vomVentilsitz nach unten gedrückt,wodurch Gase am Ventil 60 vorbei fließen dürfen. Wie oben erläutert, hatdie Nockenwelle 62 zwei Nockenerhebungen, 64 und 66.Die Nockenerhebung 66 ist eine aggressivere Nockenerhebung,die das Ventil 60 dazu veranlasst, sich weiter zu öffnen undlängeroffen zu bleiben. Die Ventilwirkung der Nockenerhebung 66 eignetsich mehr fürhohe Geschwindigkeit, Betrieb bei hohem Motordrehmoment, falls maximaleLuftströmungzum Motor erwünschtist. Die weniger aggressive Nockenerhebung 64 eignet sichfür niedrige Geschwindigkeit,Betrieb bei niedrigem Motordrehmoment, wenn ein kürzeres AnhebenTurbulenz in der ankommenden Luft hervorruft, was den nachfolgendenVerbrennungsvorgang unterstützt.Es gibt einen Mechanismus (nicht gezeigt), der die Nockenwelle 62 seitlichentlang ihrer Rotationsachse verschiebt. In einer axialen (nämlich transversalen)Position reitet die Nockenerhebung 64 auf dem Schwinghebel 58.In einer anderen axialen (nämlich transversalen)Position reitet die Nockenerhebung 66 auf dem Schwinghebel 58.Falls der Steuermechanismus zwischen diesen beiden Transversalpositionenin der Position, bei der die Nockenerhebung 66 das Ventil 60 betätigt, steckenbliebe, arbeitete der Motor bei niedriger Geschwindigkeit und niedrigem Drehmomentunrund. Falls der Steuermechanismus hängenbleibt, wenn der Nocken 64 dasVentil 60 betätigt,würde dieMotorleistungspitzenenergie etwas reduziert und der Verbrennungsvorgangwäre schlagartig,nämlichmit hoher Druckanstiegsgeschwindigkeit.
    [0023] In 2 istein variabler Ventilzeitgebermechanismus (variable valve timing= VVT) ähnlichdem in 2 gezeigten dargestellt,außerdass die Nockenwelle nur eine Nocke zur Betätigung des Ventils 60 besitzt.Dies bedeutet, dass sich die Nockenwelle nicht axial bewegt. Stattdessen wird bei VVT Systemen die Phaseneinstellung der Nockenwelle 62 gegenüber derKurbelwellendrehung dadurch verschoben, dass die Nockenwelle 62um die Achse gedreht wird, d.h. gegenüber der Motorkurbelwelle (nichtgezeigt). Indem die Phase der Nockenwelle 62 verändert wird,wird temporärder Zeitgeber fürdie Ventilereignisse verschoben. Das Profil, eingeschlossen die Öffnungsdauerund Hubhöhe,bleibt in einem derartigen System fest. Einige VVT Mechanismen sindkontinuierlich variable Einrichtungen, die jeden Kurbelwellenwinkelversatzzwischen zwei Grenzwerten auswählenkönnen(max. Frühverstellungund max. Spätverstellung).Andere VVT Mechanismen sind Einrichtungen mit zwei Positionen, dienur eine Frühpositionund eine Spätpositioneinzustellen erlauben. Die Erfindung ist auf diese beiden TypenVVT Einrichtungen anwendbar. Mit der kontinuierlich variablen Einrichtungwird die Diagnostik in diesem Beispiel an zwei verschiedenen Positioneninnerhalb des erlaubten Bereichs durchgeführt, die eine ausreichend signifikantePhasenverschiebung aufweisen, um eine erkennbare Differenz der Abgastemperaturenzu schaffen.
    [0024] Hier wurden zwei Ladungsbewegungssteuer-(CMC) Einrichtungstypen beschrieben, die die Ventilzeitgebung und/oderden Hub ändernund als solche Ladungsbewegungssteuereinrichtungen sind. Die Erfindunglässt sichauf jede Art CMC Einrichtung anwenden, die das Ventilereignis ändern kann,bspw. durch elektronische Ventilbetätigung, hydraulische Ventilbetätigung,variablen Ventilhub. Ein Flussdiagramm gemäß der Erfindung ist in 3 gezeigt. Der Algorithmusist als Computer ausführbarerCode auf einem Speichermedium, hier bspw. im ROM 50 (1) gespeichert. Das durchAusführungdes abgespeicherten Codes durchgeführte Verfahren beginnt im Schritt 80.In Schritt 82 wird die Ladungsbewegungssteuer- (CMC) Einrichtungangewiesen, eine erwünschtePosition einzunehmen. In einigen Situationen ist Schritt 82 beendet,bevor man in den Algorithmus bei Schritt 80 einsteigt.Die erwünschte Positionwird in einer anderen vom Computer ausgeführten Routine, auf Basis voneinem oder mehreren Parametern, ausgewählt aus Motorgeschwindigkeit, Motorkühlmitteltemperatur,vom Fahrer angefordertes Drehmoment, Umgebungstemperatur und Druck oderanderen Motorparametern bestimmt. In Schritt 84 wird dieAuslasstemperatur, Tm1, gemessen. In Schritt 86 wird eineerwartete Auslasstemperatur für dieCMC Einrichtung berechnet, die sich in einer der beiden steuerbarenPositionen befindet, hier der Position Ts1, und für den Fall,dass sich die CMC Einrichtungen in der „anderen" der beiden steuerbaren Positionen,hier der Position Ts2, befindet. Diese werden in einem Motormodellauf Basis der momentanen Motorparameter berechnet oder in einerNachschlagetabelle, die im ROM 50 gespeichert ist, gefunden.
    [0025] In Schritt 88 wird bestimmt,ob |Tm1 – Ts1| größer als|Ts1 – Ts2|/2ist. Die vertikalen Striche um die Größe Ts1 – Ts2 bedeuten Absolutwerte.Die Nomenklatur wird hier und in den Fig.en verwendet. Falls inSchritt 88 ein negatives Resultat erhalten wird, wird für die CMCEinrichtung festgestellt, dass sie richtig arbeitet und die Diagnostikroutinein 3 bei Schritt 90 verlassen.
    [0026] Falls ein positives Resultat in Schritt 88 gefundenwird, werden zusätzlicheTests durchgeführt, umdie Ursache des fehlerhaften Betriebs der CMC Einrichtung zu bestimmen.Zuerst passiert die Steuerung die Schritte 94 und 96,wo die CMC Einrichtung angewiesen wird, die andere" der beiden einstellbarenPositionen einzunehmen, dass heisst nicht die erwünschte Position,und die resultierende Auslasstemperatur Tm2 gemessen. Die Steuerungfährt nun inSchritt 98 fort, wo |Tm2 – Tm1| mit einer Schwellentemperatur,Tthresh verglichen wird. Falls der absolute Wert der Differenz kleinerals Tthresh ist, wird in Schritt 100 festgestellt, dassdas CMC festsitzt. Eine festsitzende CMC Einrichtung zeigt sichdadurch an, dass die Einrichtung in der ersten Position, der zweitenPosition oder zwischen den beiden Positionen stecken geblieben ist.Falls sie in einer der ersten oder zweiten Position stecken gebliebenist, kann ermittelt werden, in welcher Position sie sich befindet.
    [0027] Falls sie größer als der absolute Wert derDifferenz ist, fährtdie Steuerung in Schritt 102 fort, indem bestimmt wird,ob |Tm1 – Ts2|kleiner als |Ts1 – Ts2|/2ist; ob |Tm2 – Ts1|kleiner als |Ts1 – Ts2|/2ist und ob |Tm2 – Ts2|größer als|Ts1 – Ts2|/2ist. Falls diese drei wahr sind, zeigt eine falsch positionierte CMCEinrichtung in Schritt 104 an. Falls ein oder mehrere derTests als falsch befunden werden, ist die CMC Einrichtung nichtfalsch positioniert und die Steuerung fährt in Schritt 90 fort,wo die Routine aussteigt. Eine falsch positionierte CMC Einrichtungbefindet sich in der zweiten Position, wenn sie in die erste Positionangewiesen wird oder umgekehrt.
    [0028] Bei einer anderen Ausführungsformwird eine fehlerhafte CMC Betriebsweise aus der Differenz des Temperaturmeßwerts Tmund einer erwarteten Temperatur Ts, die größer als eine Schwellentemperaturist, bestimmt. Die Schwelle wird hoch genug ausgewählt, sodass die Wahrscheinlichkeit einer falschen Bestimmung begrenzt ist.Bei einem Beispiel ist die Schwellentemperatur 20 °C. Alternativwird die Schwellentemperatur auf dem Motorbetriebszustand gegründet.
    [0029] Bei einer anderen Ausführungsformwird die CMC Einrichtung angewiesen, sich zwischen den beiden Positionenzu bewegen und es wird eine Temperaturmessung bei jeder Position,Tm1 und Tm2, durchgeführt.Falls die Differenz zwischen den beiden Temperaturen kleiner alseine vorherbestimmte Temperaturdifferenz ist, wird festgestellt,dass die CMC Einrichtung falsch arbeitet. Die vorherbestimmte Temperaturdifferenz,die der erwarteten Temperaturänderungdurch Bewegung der CMC Einrichtung zwischen ihren beiden Positionenentspricht, beträgt 20 °C. Wie obenfestgestellt, ist eine typische Temperaturänderung, die durch Bewegungeiner Position in die andere resultiert, mehr als 50 °C. Um sicherzu stellen, dass keine Fehlbestimmungen auftreten, wird die vorbestimmteTemperaturdifferenz ausreichend groß gewählt, um eine Differenz in Gegenwart vonSensorrauschen etc. anzuzeigen, aber signifikant kleiner als eineMinimaldifferenz.
    [0030] Währendverschiedene Ausführungsformen derErfindung detailliert beschrieben wurden, ist dem Fachmann offensichtlich,dass alternative Ausführungsformenzur Durchführungder Erfindung möglichsind. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen dahernur die Erfindung illustrieren, sie ist jedoch keinenfalls auf diesebeschränktund kann innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche modifiziert werden.
    10 (Verbrennungs-)Motor 12 Drosselventil 14 Einlasskrümmer 18 (Ladungsbewegungs-)Steuerplatte 20 Kraftstoffeinspritzer 22 Zylinder 24 Abgassammler 26 Abgastemperatursensor 28 Abgastemperatursensor 32 Abgas-Nachbehandlungs-Einrichtung 40 elektronischeSteuereinheit (ECU) 42 Sensoren 44 I/O-Schnittstelle 46 Mikroprozessor 48 MemoryManagement Unit (MMU) 50 Read-Only-Memory(ROM) 52 Keep-alive-Memory(KAM) 54 Random-Access-Memory(ROM) 58 Schwinghebel 60 Ventil 62 Nockenwelle 64 Nockenerhebung 66 Nockenerhebung 80–100 Schritt
    权利要求:
    Claims (29)
    [1] Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Betriebsweiseeiner Ladungsbewegungssteuereinrichtung in einem Verbrennungsmotor,die mindestens zwei Positionen einnehmen kann, wobei die Landungsbewegungssteuereinrichtungangewiesen wird, die erste Position einzunehmen, mit den Schritten: – Bestimmeneiner Meßgröße, derAbgastemperatur Tm1; – Bestimmeneiner ersten erwarteten Abgastemperatur Ts1 als Funktion einer momentanenMotorbetriebsbedingung, wobei die Ladungsbewegungssteuereinrichtungin der ersten Position ist; und – Erkennen eines fehlerhaftenBetriebs als Funktion der gemessenen Temperatur und der ersten erwartetenAbgastemperatur.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnetdurch: – Bestimmeneiner zweiten erwarteten Abgastemperatur Ts2 als Funktion der momentanenMotorbetriebsbedingungen, wobei die Ladungsbewegungssteuereinrichtungin der zweiten der beiden Positionen ist; und – Erkenneneines fehlerhaften Betriebs als Funktion der zweiten erwartetenAbgastemperatur.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, wobei der fehlerhafteBetrieb erkannt wird, wenn |Tm1 – Ts1| > |Ts1 – Ts2|/2.
    [4] Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass die ersten und zweiten erwarteten Temperaturen eine Funktionder Motormodelle sind.
    [5] Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass die ersten und zweiten erwarteten Temperaturen aus Nachschlagetabellenbestimmt werden.
    [6] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die gemessene Abgastemperatur eine Funktion eines Signals voneinem im Motorabgas eingebrachten Temperatursensor ist.
    [7] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass eine fehlerhafte Betriebsweise erkannt wird, falls |Tm1 – Ts1| > dT, eine Schwellentemperatur,ist.
    [8] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwellentemperatur 20 °Cist.
    [9] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwellentemperatur eine Funktion der momentanen Maschinenbetriebsbedingung ist.
    [10] Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnetdurch: – Anweisender Ladungsbewegungssteuereinrichtung, die zweite der beiden Positioneneinzunehmen; – Bestimmeneiner zweiten Meßgröße, derAbgastemperatur Tm2, als Reaktion auf die Anweisung an die Ladungsbewegungssteuereinrichtung,sich in der zweiten der Positionen zu befinden; und – Basierendes Erkennens eines fehlerhaften Betriebs auf den ersten und zweitengemessenen Temperaturen.
    [11] Verfahren in Anspruch 10, ferner gekennzeichnetdurch Erkennen einer fehlerhaften Betriebsweise, falls |Tm1 – Tm2| kleinerals eine vorher bestimmte Temperaturdifferenz ist.
    [12] Verfahren in Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass die vorherbestimmte Temperaturdifferenz 20° C ist.
    [13] Vorrichtung zum Erkennen der richtigen Betriebsweiseeiner Ladungsbewegungssteuereinrichtung in einem Verbrennungsmotor,die eine erste und eine zweite Position einnehmen kann, mit: – einemim Motorabgas angeordneten Temperatursensor (24, 26); – einermit der Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18), dem Motor(10) und dem Temperatursensor (24, 26)betrieblich verbundenen elektronischen Steuereinheit (40)(40), welche die Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18)anweist, eine erste Position einzunehmen, – wobei die elektronische Steuereinheit(40) eine erste erwartete Abgastemperatur Ts1 als Funktioneiner momentanen Motorbetriebsbedingung bestimmt und die Ladungsbewegungssteuereinrichtung(18) sich in der ersten Position befindet, und die elektronische Steuereinheit(40) das Erkennen eines fehlerhaften Betriebs auf der erstenerwarteten Abgastemperatur und einer gemessenen Temperatur Tm1,bestimmt vom Temperatursensor, gründet.
    [14] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass die elektronische Steuereinheit (40) ferner eine zweiteerwartete Abgastemperatur Ts2 als Funktion der momentanen Motorbetriebsbedingungenbestimmt, und dass die Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18)sich in der zweiten Position befindet, wobei die fehlerhafte Betriebsweiseerkannt wird, falls |Tm1 – Ts1| > |Ts1 – Ts2|/2.ist.
    [15] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass die elektronische Steuereinheit (40) ferner eine zweiteerwartete Abgastemperatur Ts2 als Funktion der aktuellen Motorbetriebsbedingungenbestimmt, und die Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18)sich in der zweiten Position befindet, wobei eine fehlerhafte Betriebsweisedetektiert wird, wenn |Tm1 – Ts1| > |Tm1 – Ts2|/2ist.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18) eine Nockenprofilschaltvorrichtung ist.
    [17] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18) ein ineinem Motoreinlass angeordnetes Drallsteuerventil ist.
    [18] Verfahren zum Erkennen eines fehlerhaften Betriebseiner Ladungsbewegungssteuereinrichtung in einem Verbrennungsmotor,die eine erste und eine zweite Position einnehmen kann und angewiesen wird,die erste Position einzunehmen, das aufweist: – Bestimmeneiner gemessenen Abgastemperatur Tm1; – Bestimmen einer ersten vorherbestimmtenAbgastemperatur Ts1, als Funktion einer momentanen Betriebsbedingungdes Motors, wobei sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtung inder ersten Position befindet; – Bestimmen einer zweiten vorausgesagtenAbgastemperatur Ts2, als Funktion der aktuellen Betriebsbedingungdes Motors, wobei sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtung inder zweiten Position befindet; und – Bestimmen eines fehlerhaftenBetriebs als Funktion der gemessenen Abgastemperatur, der erstenvorhergesagten Abgastemperatur und der zweiten vorherbestimmtenAbgastemperatur.
    [19] Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass fehlerhafter Betrieb erkannt wird, wenn |Tm1 – Ts2| < |Ts1 – Ts2|/2.
    [20] Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass fehlerhafter Betrieb erkannt wird, wenn |Tm2 – Ts1| < |Ts1 – Ts2|/2.
    [21] Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass fehlerhafter Betrieb erkannt wird, wenn |Tm2 – Ts2| > |Ts1 – Ts2|/2.
    [22] Verfahren zum Erkennen eines fehlerhaften Betriebseiner Ladungsbewegungssteuereinrichtung in einem Verbrennungsmotor,wobei die Ladungsbewegungssteuereinrichtung eine erste Positionund eine zweite Position einnehmen kann und die angewiesen wurde,die erste Position einzunehmen, mit: – Bestimmen einer ersten gemessenenAbgastemperatur Tm1; – Befehlender Ladungsbewegungssteuereinrichtung, die zweite Position einzunehmen; – Bestimmeneiner zweiten gemessenen Abgastemperatur Tm2 als Reaktion auf dieAnweisung an die Ladungsbewegungssteuereinrichtung, die zweite Positioneinzunehmen; und – Bestimmeneiner fehlerhaften Betriebsweise als einer Funktion der ersten undzweiten gemessenen Temperaturen.
    [23] Verfahren nach Anspruch 22, ferner gekennzeichnetdurch Erkennen einer fehlerhaften Betriebsweise, wenn |Tm1 – Tm2| > dT, eine vorherbestimmte Temperaturdifferenz.
    [24] Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,dass die vorherbestimmte Temperaturdifferenz dT, 20° C ist.
    [25] Verfahren nach Anspruch 22, ferner gekennzeichnetdurch: – Bestimmeneiner ersten vorherbestimmten Abgastemperatur Ts1 als Funktion einermomentanen Betriebsbedingung des Motors, wobei sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtungin der ersten Position befindet; – Bestimmen einer zweiten vorherbestimmtenAbgastemperatur Ts2 als Funktion der momentanen Betriebsbedingungdes Motors, wobei sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtung inder zweiten Position befindet; und – Bestimmen fehlerhaften Betriebsals Funktion, wenn |Tm2 – Ts2| > |Ts1 – Ts2|/2.
    [26] Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch – Bestimmeneiner ersten vorherbestimmten Abgastemperatur Ts1 als Funktion dermomentanen Betriebsbedingung des Motors, wobei sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtungin der ersten Position befindet; – Bestimmen einer zweiten vorherbestimmtenAbgastemperatur Ts2 als Funktion der momentanen Betriebsbedingungdes Motors, wobei sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtung inder zweiten Position befindet; und - Bestimmen fehlerhaftenBetriebs, wenn |Tm2 – Ts2| < |Ts1 – Ts2|/2ist.
    [27] Computerlesbares Speichermedium mit gespeichertenDaten, die durch einen Computer ausführbare Befehle repräsentieren,um fehlerhaften Betrieb einer Ladungsbewegungssteuereinrichtung(18) in einem Verbrennungsmotor, die mindestens zwei Positioneneinnehmen kann, zu erkennen, wobei die Ladungsbewegungssteuereinrichtung(18) angewiesen wird, die erste Position einzunehmen, gekennzeichnetdurch: – Befehle,eine gemessene Abgastemperatur Tm1 zu bestimmen – Befehle,eine erste erwartete Abgastemperatur Ts1 als Funktion eines momentanenMotorbetriebszustandes zu bestimmen, wobei die Ladungsbewegungssteuereinrichtung(18) sich in der ersten Position befindet; und – Befehle,die fehlerhafte Betriebsweise als Funktion der gemessenen Temperaturund der ersten erwarteten Abgastemperatur zu erkennen.
    [28] Speichermedium nach Anspruch 27, ferner gekennzeichnetdurch: – Befehle,eine zweite erwartete Abgastemperatur Ts2 als Funktion einer momentanenMotorbetriebsbedingung zu bestimmen, wobei sich die Ladungsbewegungssteuereinrichtung(18) in der zweiten der beiden Positionen befindet; und – Befehle,eine fehlerhafte Betriebsweise als Funktion der zweiten erwartetenAbgastemperatur zu erkennen.
    [29] Speichermedium nach Anspruch 28, ferner gekennzeichnetdurch: – Befehle,die Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18) zu veranlassen,eine zweite der beiden Positionen einzunehmen; – Befehle,eine zweite gemessene Abgastemperatur Tm2 zu bestimmen, wenn sichdie Ladungsbewegungssteuereinrichtung (18) in der zweitenPosition, Tm2, befindet; und – Befehle, einen fehlerhaftenBetrieb als Funktion der zweiten gemessenen Abgastemperatur zu dedektieren.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004005140B4|2008-03-06|
    US6763800B1|2004-07-20|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-09-16| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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    2012-12-13| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20120901 |
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