DE102004030992A1 - Internal combustion engine controlling device for vehicle, has testing unit to provide error value in such a manner that monitoring device determines error during comparison of reference and actual values by monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine einem Nockenwellenverstellsystem, wobei ein Sollwert einer Winkelposition mit einem Istwert der Winkelposition verglichen wird.The The invention is based on a method and a device for Control of an internal combustion engine a camshaft adjusting system, wherein a desired value of an angular position with an actual value of the angular position is compared.
Variable Ventilsteuerungen durch Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine sind beispielsweise aus den Aufsätzen „Tanz der Ventile" sowie „Variable Ventilsteuerung" der Zeitschrift „mot Profi Spezial Variable Ventilsteuerung", Nr. 3/2002, Vereinigte Motor-Verlage, Stuttgart, bekannt.variable Valve controls by camshaft adjustment of an internal combustion engine are for example from the essays "Dance of the Valves "as well as" Variable Valve control "the Magazine "mot Profi Special Variable Valve Control ", No. 3/2002, United Motor-Verlag, Stuttgart, known.
Die Nockenwellenverstellung erlaubt eine mechanische Variation der Ventilansteuerungszeiten am Ein- und Auslasskanal einer Zylinderkammer. Die dafür erforderliche Verstellung der Nockenwelle in Richtung früh oder spät erfolgt beispielsweise über einen Flügelzellenversteller oder dergleichen per Öldruck. Die Steuerung des Öldrucks in den einzelnen Kammern geschieht durch Magnetventile, die über ein pulsweitenmoduliertes Signal ausgehend vom Steuergerät angesprochen werden. Dabei muss die Nockenwelle innerhalb einer einzuhaltenden Zeit den Sollwert ausreichend genau erreichen. Ist dies nicht gegeben, so handelt es sich um eine Fehlverstellung. Fehlstellungen während der variablen Nockenwellenverstellung führen unter anderem zu einer Abgasverschlechterung durch eine nicht mehr optimale Verbrennung bis hin zu Verbrennungsaussetzern. Des Weiteren wird der Fahrer ein fehlendes Drehmoment bzw. fehlende Leistung und Einbußen bei der Laufruhe wie beispielsweise Ruckeln, die durch fehlerhafte Nockenwellenpositionen und dadurch resultierende Füllungsunterschiede zwischen den Zylinderbänken auftreten, bemängeln.The Camshaft adjustment allows a mechanical variation of the valve actuation times on Inlet and outlet of a cylinder chamber. The required Adjustment of the camshaft in the direction of early or late, for example via a Vane phasers or the like by oil pressure. The control of the oil pressure in the individual chambers happens through solenoid valves, which over a pulse width modulated signal, starting from the control unit addressed become. The camshaft must be kept within a Time to reach the setpoint with sufficient accuracy. If not, so it is a mistake. Misalignments during the Variable camshaft adjustment lead among other things to a Waste deterioration due to no longer optimal combustion up to misfiring. Furthermore, the driver a lack of torque or missing power and losses in smoothness such as jerking caused by faulty camshaft positions and resulting filling differences occur between the cylinder banks, complain about.
Die Diagnose der Nockenwellensteuerung erfolgt gegenwärtig durch ein Überprüfen der Verstellwinkel der Nockenwelle. Dazu wird die Differenz zwischen Soll- und Istwert mit applizierbaren Schwellenwerten verglichen. Bei Über- bzw. Unterschreiten der Schwellenwerte für einen zu applizierenden Zeitraum erfolgt ein Setzen eines Fehlers der Nockenwellen-Verstelleinheit. Ein Verstellfehler der Nockenwelle wird immer dann gesetzt, wenn nach Ablauf der Entprellzeit die Ist-Winkelposition außerhalb eines zulässigen Toleranzbandes liegt.The Diagnosis of the camshaft control is currently performed by a check of the Adjusting angle of the camshaft. This is the difference between Setpoint and actual value compared with applicable threshold values. In case of or below the threshold values for a period to be applied a setting of a fault of the camshaft adjusting unit takes place. An adjustment error of the camshaft is always set, if after expiry of the debounce time the actual angular position is outside a permissible one Tolerance band is.
Aus
der nicht vorveröffentlichten
Ein „target error" wird detektiert, wenn der Istwert einen bestimmten Toleranzbereich erst gar nicht verlässt, d.h. die Nockenwelle klemmt.A "target error "is detected, if the actual value does not even have a certain tolerance range leaves, i.e. the camshaft is stuck.
Durch diese Fehlererkennung ist sichergestellt, dass eine Fehlfunktion der Nockenwellenverstellung und/oder mechanische Fehler schnell erkannt und beispielsweise an den Fahrer gemeldet werden können. Die möglichen Fehler beeinträchtigen jedoch nicht nur das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, sondern verschlechtern durch die fehlerhafte Betätigung der Gaswechselventile auch die Qualität des Abgases.By This error detection ensures that a malfunction the camshaft adjustment and / or mechanical errors quickly recognized and can be reported to the driver, for example. The potential Affect errors but not only the performance of the internal combustion engine, but worsen by the erroneous operation of the gas exchange valves also the quality the exhaust gas.
Für abgasbeeinflussende Systemeinheiten, zu denen auch die variable Nockenwellenverstellung gehört, schreiben daher viele Länder gesetzlich vor, diese Systemeinheiten funktional zu überwachen. Insbesondere wird teilweise gefordert mehr als eine mögliche Fehlerart zu diagnostizieren.For exhaust gas influencing System units, which include the variable camshaft adjustment include write therefore many countries by law, to functionally monitor these system units. Especially It is sometimes required to diagnose more than one possible type of defect.
Im einfachsten Fall kann es vorgesehen sein zur Überprüfung der Fehlerüberwachung, fehlerhafte Bauteile, die die Funktionsfähigkeit der Nockenwellenverstellung beeinträchtigen in das Fahrzeug einzubauen, und zu testen, ob die Fehlerüberwachung einen Fehler detektiert.in the In the simplest case, it can be provided for checking the error monitoring, faulty components that affect the functionality of the camshaft adjustment impair in the vehicle, and to test whether the fault monitoring a Error detected.
Zur Generierung von Fehler könnten beispielsweise die Fördermenge der Ölpumpe gedrosselt werden; Flügelradsteller, Magnet- oder Elektroventil mit Leckagen oder verstopfte Ventile eingesetzt werden; oder Öldruck oder Ölviskosität manipuliert werden.to Generation of errors could for example, the flow rate the oil pump be throttled; Flügelradsteller, Solenoid or solenoid valve with leaks or clogged valves be used; or oil pressure or oil viscosity can be manipulated.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Vorrichtung eine Brennkraftmaschine mit einem Nockenwellenverstellsystem steuert, wobei das Steuergerät anhand von Sollwerten mindestens eine Nockenwelle in einer Winkelposition verstellt, und dass ein Überwachungsmittel, das einen Istwert der Winkelposition mit dem Sollwert vergleicht und bei Abweichungen, die einen Schwellenwert überschreiten, einen Fehler erkennt, dass weiterhin ein Testmittel vorgesehen ist, das anstelle des Sollwerts einen Fehlerwert an das Nockenwellenverstellsystem überträgt und dass Nockenwellenverstellsystem die Winkelposition der mindestens einen Nockenwelle anhand des Fehlerwerts verstellt, wobei der durch das Testmittel zur Verfügung gestellte Fehlerwert derart ist, dass das Überwachungsmittel beim Vergleich von Soll- und Istwert einen Fehler feststellt.The device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that the device controls an internal combustion engine with a camshaft adjusting system, wherein the control unit based on target values at least one camshaft adjusted in an angular position, and that a monitoring means, the actual value of the angular position with the A setpoint value is compared and, in the case of deviations which exceed a threshold value, an error is detected that a test means is furthermore provided which, instead of the setpoint value, applies an error value to the Camshaft Verstellsystem transmits and that the camshaft adjustment system adjusts the angular position of the at least one camshaft on the basis of the error value, the error value provided by the test means is such that the monitoring means detects a fault when comparing setpoint and actual value.
Demgemäß leitet sich ein vorteilhaftes Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Nockenwellenverstellsystem ab, bei dem mindestens eine Nockenwelle anhand von Sollwerten verstellt wird und ein sich einstellender Istwert einer Winkelposition mindestens einer Nockenwelle überwacht wird, wobei der Istwert mit einem Sollwert verglichen und bei Abweichungen, die einen Schwellenwert überschreiten, ein Fehler erkannt wird, wobei zur Fehlersimulation dem Nockenwellenverstellsystem anstelle dem Sollwert ein Fehlerwert vorgegeben, und dass das Nockenwellenverstellsystem anhand dieses Fehlerwerts mindestens eine Nockenwelle verstellt, und dass der Fehlerwert derart ist, dass die Abweichung des sich einstellenden Istwerts im Vergleich mit dem Sollwert den Schwellenwert überschreitet und ein Fehler festgestellt wird.Accordingly, directs an advantageous method for controlling an internal combustion engine with a camshaft adjusting from where at least one Camshaft is adjusted based on setpoints and an adjusting itself Actual value of an angular position of at least one camshaft monitored where the actual value is compared with a setpoint and in case of deviations, that exceed a threshold, an error is detected, with the camshaft adjustment system for error simulation instead of the setpoint, an error value is specified, and that the camshaft adjustment system adjusted at least one camshaft on the basis of this error value, and that the error value is such that the deviation of the exceeds the threshold value compared to the setpoint and an error is detected.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit in vorteilhafter Weise die Funktionstüchtigkeit eines Überwachungsmittel bzw. des Überwachungsverfahren überprüft, ohne dass aufwändige Eingriffe an der Brennkraftmaschine und Aggregaten notwendig wären. Des Weiteren besteht die Möglichkeit diese Überprüfung auch außerhalb von Service- oder Reparaturzeiten durchzuführen und beispielsweise zu automatisieren und zu gegebenen Intervallen von einem Steuergerät selbstständig durchführen zu lassen.By the inventive method and the device according to the invention Thus, the functionality of a monitoring means is advantageously or the monitoring procedure, without that elaborate Interventions on the internal combustion engine and units would be necessary. Of Further there is the possibility this review too outside perform service or repair times and, for example, to automate and to perform independently at given intervals by a control unit.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Vorrichtung und Verfahrens möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments and improvements in the specified independent claims Device and method possible.
Besonders vorteilhaft ist es, den Fehlerwert in Abhängigkeit vom Sollwert zu bilden. So ist es möglich, die Fehlerwerte ausgehend von den Sollwerten beispielsweise mit Hilfe spezieller Algorithmen zu generieren. Insbesondere können zum Beispiel kleinste jedoch fehlerhafte Soll-Istwert-Abweichungen erzeugt werden, wie dies durch „globale" Fehlerwert, die quasi unter allen Umständen bei einem Soll-Ist-Vergleich Fehler generieren, nicht zwangsläufig möglich ist.Especially It is advantageous to form the error value as a function of the desired value. So it is possible the error values starting from the setpoints, for example with Help to generate special algorithms. In particular, for Example of smallest but faulty setpoint-actual value deviations generated be like this by "global" error value, the virtually under all circumstances Generate errors in a target / actual comparison is not necessarily possible.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn durch Vorgeben unterschiedlicher Fehlerwerte sich die Istwerte so einstellen, dass unterschiedliche Fehlertypen festgestellt werden. Somit ist es möglich, nicht nur ein prinzipielles Ansprechen der Überwachung, sondern ganz gezielt, die Erkennung unterschiedlicher Fehlertypen zu überprüfen.One Another advantage arises when different by pretending Error values, the actual values set so that different Error types are detected. Thus it is possible, not just a principle Response of the monitoring, but specifically to check the detection of different types of errors.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, ist es vorgesehen, dass die Fehlersimulation anhand einer Kodierung des Sollwerts erfolgt bzw. gestartet wird. So ist in vorteilhafter Weise möglich, die Funktionalität der Fehlersimulation permanent, vorzugsweise in einem Steuergerät, vorzuhalten, wobei die Funktionalität im täglichen Einsatz anhand der Sollwertkodierung ausgeblendet ist. Sobald jedoch, beispielsweise durch eine Applikationsvorrichtung oder dem Steuergerät selbst, die generierten Sollwerte kodiert werden, wird die Fehlersimulation aktiv.According to one further advantageous embodiment, it is envisaged that the fault simulation based on a coding the setpoint takes place or is started. So is more advantageous Way possible, the functionality the fault simulation permanently, preferably in a control unit, vorzuhalten being the functionality in the daily Insert is hidden based on the setpoint coding. However, as soon as for example by an application device or the control device itself, the generated setpoint values are coded, the error simulation becomes active.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, ist es vorgesehen, dass anhand der Kodierung verschiedene Fehlersimulationen für verschiedene Fehlertypen eingeleitet werden. Dies hat den Vorteil, dass nicht durch aufwändige zusätzliche Datenleitungen ei nem Steuergerät und insbesondere einem Testmittel im Steuergerät mitgeteilt werden muss, welche Art von Fehlertyp geprüft werden soll. So ist es in einfacher Weise möglich, bereits dem Sollwert anhand der Kodierung diese Information mitzugeben, so dass alle weiteren Verfahrensschritte oder Steuerkomponenten darauf entsprechend reagieren können.According to one further advantageous embodiment, It is envisaged that based on the coding various fault simulations for different Error types are initiated. This has the advantage that not through elaborate additional data lines a control unit and in particular a test agent in the control unit must be notified, which Type of error type tested shall be. So it is possible in a simple manner, already the setpoint to provide this information by coding, so that all further process steps or control components accordingly can react.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, ist es vorgesehen, dass der Fehlerwert ausgehend vom Sollwert mit Hilfe eines Filters gebildet wird. So ist es in vorteilhafter Weise möglich, beispielweise ein zu träges Ansprechen der Nockenwellenverstellung zu simulieren und ein entsprechenden Fehler zu generieren.According to one further advantageous embodiment, it is provided that the error value from the setpoint with Help a filter is formed. This is an advantageous way possible, for example too lazy Response of the camshaft adjustment simulate and a corresponding error to generate.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, ist es vorgesehen, dass unterschiedliche Fehlertypen durch Verändern von Parametern des Filters simuliert werden. So ist es insbesondere möglich, durch Variation von beispielsweise Zeitkonstanten, ein unterschiedliches Ansprechverhalten der Nockenwellenverstellung zu simulieren. Im Extremfall kann die Zeitkonstante sehr groß gewählt werden, so dass sich die Nockenwelle gar nicht verstellt.According to one further advantageous embodiment, It is envisaged that different types of errors by changing Parameters of the filter are simulated. That's the way it is possible, by varying, for example, time constants, a different one To simulate the response of the camshaft adjustment. in the In extreme cases, the time constant can be chosen very large, so that the Camshaft not adjusted at all.
Zeichnungendrawings
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the drawings. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and independently from their formulation or presentation in the description or in the drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibungdescription
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, ein Fehlerüberwachungssystem auf einwandfreies Funktionieren zu überprüfen, indem typische Fehler vorzugsweise durch einen elektronischen Eingriff in die Steuerung simuliert und nicht durch aufwändige mechanische Eingriffe in Aggregate und Bauteile der Brennkraftmaschine tatsächlich hervorgerufen werden.The Invention goes from consideration out, an error monitoring system to check for proper functioning by preferring typical errors simulated by an electronic intervention in the control and not by elaborate mechanical Interventions in units and components of the internal combustion engine actually caused become.
Erfindungsgemäß erfordert die Fehlersimulation an einem Nockenwellenverstellsystem im Wesentlichen das Zusammenspiel folgender Funktionalitäten: a) Sollwertvorgabe, b) Nockenwellenlageregler bzw. Nockenwellenverstellsystem oder auch Steller, c) Nockenwellendiagnose bzw. Überwachungsmittel.According to the invention requires the fault simulation on a camshaft adjustment system substantially the interaction of the following functionalities: a) setpoint specification, b) Camshaft position controller or camshaft adjusting system or else Actuator, c) camshaft diagnosis or monitoring device.
Die Sollwertvorgabe der Nockenwellenwinkelpositionen bietet die Möglichkeit, über eine Sollwertänderungsbegrenzung einen sich sprungförmig ändernden Sollwert nicht direkt auf den Steller bzw. Nockenwellenlageregler zu geben. Diese Änderungsbegrenzung wird immer fahrzeugtypisch bzw. individuell für eine Brennkraftmaschine ausgelegt und bedatet.The Setpoint input of the camshaft angle positions offers the option of a Setpoint change limit a changing shape Specified value not directly on the actuator or camshaft position controller to give. This change limit is always designed vehicle specific or individually for an internal combustion engine and bedatet.
Somit gibt die Sollwertvorgabe Positionen und Änderungsgeschwindigkeit der Positionsänderung vor. Ein fehlerfrei funktionierendes Nockenwellenverstellsystem, bei dem beispielsweise kein „Slow Response"-Verhalten und kein „Target Error"-Verhalten vorliegt ist immer in der Lage dieser Positionsänderung ausreichend schnell und genau zu folgen.Consequently gives the setpoint specification positions and rate of change of position change in front. A faultless functioning camshaft adjusting system, where, for example, no "slow response" behavior and no "target Error "behavior is always in the position of this change in position sufficiently fast and to follow exactly.
Bei einem fehlerbehafteten Nockenwellenverstellsystem ist dies nicht der Fall. Damit zur Überprüfung des Fehlerfalls kein fehlerhafter Steller im Fahrzeug eingebaut werden muss, wird über eine Sollwertfilterung innerhalb des Lagereglers ein fehlerhafter Steller simuliert.at This is not the case with a faulty camshaft adjusting system the case. Thus for the review of the If no faulty actuator is installed in the vehicle must, is over Setpoint filtering within the position controller is faulty Steller simulates.
Die Nockenwellendiagnose ermittelt aus dem ursprünglich vorgegebenen Sollwertverlauf und dem über den Lageregler simulierten langsamen Istpositionsverlauf für einen defekten Nockenwellensteiler entsprechende Fehlstellungen in Form von Soll-/Istwertdifferenzen.The Camshaft diagnosis determined from the originally specified setpoint course and the over The position controller simulated slow actual position history for one defective camshaft divider corresponding misalignments in shape of setpoint / actual value differences.
In
Zur Überprüfung dieses Überwachungsmittel ist
ein Testmittel
Das Überwachungsmittel
vergleicht jedoch nach wie vor den vorgefundenen Istwert mit dem
ursprünglichen
Sollwert
Wird
im Abfrageschritt
Wird
der simulierte Fehler im Schritt
Wird
im Modul
Eine
Fehlersimulation kann gemäß einer möglichen
Ausführungsform über ein
Codewort eingeleitet werden. Mit Hilfe des Codeworts kann zum Beispiel
das Sollwertmodul
In einer bevorzugten Variante ist der Sollwert oder bereits die Sollwertvorgabe kodiert bzw. mit einem Codewort versehen, so dass alle nachfolgenden Schritte und Module anhand der Kodierung erkennen können, ob ein Normalbetrieb oder Testbetrieb vorliegt.In A preferred variant is the setpoint or already the setpoint input encoded or provided with a code word, so that all subsequent steps and recognize modules based on the coding, whether a normal operation or test operation is present.
Weiterhin
kann in einer bevorzugten Ausführungsvariante
das Testmittel
Bedatet man die Zeitkonstante des Filters, mit dem die Sollwertfilterung am Eingang des Lagereglers realisiert wird auf den maximal möglichen Wert, ist die Simulation in Verbindung mit einer manuellen Sollwertvorgabe auch für einen „Target Error" Fehlerfall an jeder beliebigen Position des möglichen Verstellbereichs anwendbar.Bedatet the time constant of the filter with which the setpoint filtering realized at the input of the position controller to the maximum possible value, is the simulation in conjunction with a manual setpoint specification also for a "target Error "Error applicable at any position of the possible adjustment range.
Weiterhin ist durch das erfindungsgemäße Vorgehen die Möglichkeit gegeben, eine abgasrelevante Auslegung der Nockenwellendiagnose bzw. des Überwachungsmittels vorzunehmen.Farther is due to the procedure of the invention the possibility given, an exhaust gas relevant interpretation of the camshaft diagnosis or the monitoring device make.
Die
Nockenwellendiagnose wertet während dieser
Zeit den Sollwert
Durch die sich einstellenden Differenzen zwischen Soll- und Istwert hat die Diagnose die Möglichkeit eine Anzahl von „x" Fehler zu erkennen. Der Wert, der sich bei „x" einstellt, sobald die zulässige Abgasmenge überschritten ist, kann als Auslegung der Bedatung bis die „Malfunction-Identification-Lamp" im Kombiinstrument angesteuert werden kann, übernommen werden.By the differences between setpoint and actual value the diagnosis the possibility to detect a number of "x" errors. The value that sets at "x" as soon as exceeded the permissible exhaust gas quantity is, as the interpretation of the calibration can be up to the "Malfunction-Identification-Lamp" in the instrument cluster can be controlled, taken over become.
Dadurch hat man die Möglichkeit in Abhängigkeit von der Anzahl detektierter „Slow Response" Fehlerereignissen eine abgasrelevante Auslegung zu erhalten.This makes it possible, depending on the number of detected "slow response" error events, an exhaust gas-relevant design to obtain.
Claims (9)
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Effective date: 20110322 |
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