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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10, wie beispielsweise aus der
DE 694 22 127 T2 bekannt.
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HINTERGRUND
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Ein Verbrennungsmotor umfasst eine Einlassnockenwelle, die den Luftstrom steuert, der in den Motor eintritt. Die Luft wird mit Kraftstoff kombiniert und in einem Zylinder verbrannt. Die Verbrennung treibt einen Kolben an, der wiederum eine Kurbelwelle antreibt, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Das Abgas von der Verbrennung tritt aus dem Motor durch die Steuerung einer Auslassnockenwelle aus.
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Ein oder mehrere Sensoren detektiert/detektieren die Rotation der Nockenwellen und/oder der Kurbelwelle. Sensorsignale geben an, ob der Motor rotiert und somit in Betrieb ist. Es werden Diagnosen durchgeführt, um den Betrieb der Sensoren und des Motors zu bestätigen. In einigen Fällen laufen die Diagnosen nicht, wenn der Motor zu rotieren beginnt, was verhindern kann, dass der Motor startet. In anderen Fällen setzen die Diagnosen Fehler, wenn die Rotation des Motors stoppt. Dies kann zu einer inkorrekten Detektion von Fehlern führen, die das Fahrverhalten beeinträchtigen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einer fehlerhaften Diagnose eines Nocken- oder eines Kurbelwellenstellungssensors vorzubeugen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Aufgabe wird mit einem Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur Erläuterungszwecken dienen sollen.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Erläuterungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung keineswegs einschränken.
- 1 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Motorbewegungsdetektionssystem gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist ein Datenflussdiagramm, das ein Motorbewegungsdetektionssystem gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 3 ist ein Zustandsübergangsdiagramm, das ein Motorbewegungsdetektionsmodell gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es ist zu verstehen, dass entsprechende Bezugszeichen in den Zeichnungen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben. Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff Modul auf einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, zugeordnet oder gruppiert) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis mit kombinatorischer Logik und/oder andere geeignete Bauteile, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
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Nun auf 1 Bezug nehmend umfasst ein beispielhaftes Fahrzeug 10 einen Motor 12, der ein Getriebe 14 antreibt. Das Getriebe 14 kann entweder ein Automatik- oder ein Handschaltgetriebe sein, das über einen entsprechenden Drehmomentwandler oder eine entsprechende Kupplung 16 durch den Motor 12 angetrieben wird. Der Motor 12 umfasst N Zylinder 18. Obwohl 1 vier Zylinder (N = 4) zeigt, ist anzumerken, dass der Motor 12 zusätzliche oder weniger Zylinder 18 umfassen kann. Beispielsweise werden Motoren mit 4, 5, 6, 8, 10, 12 und 16 Zylindern betrachtet. Luft strömt durch eine Drosselklappe 20 in den Motor 12 und wird mit Kraftstoff in den Zylindern 18 verbrannt.
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Der Motor 12 umfasst einen Kraftstoffinjektor (nicht gezeigt), der Kraftstoff einspritzt, welcher mit der Luft kombiniert wird, wenn sie über einen Einlasskanal in den Zylinder 18 gesaugt wird. Ein Einlassventil 22 öffnet und schließt sich selektiv, um dem Luft/Kraftstoff-Gemisch zu ermöglichen, in den Zylinder 18 einzutreten. Die Einlassventilstellung wird durch eine Einlassnockenwelle 24 reguliert. Ein Kolben (nicht gezeigt) komprimiert das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 18. Eine Zündkerze 26 initiiert die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs, was den Kolben in dem Zylinder 18 antreibt. Der Kolben treibt eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) an, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Das Verbrennungsabgas in dem Zylinder 18 wird über einen Auslasskrümmer 28 ausgestoßen, wenn sich ein Auslassventil 30 in einer offenen Stellung befindet. Die Auslassventilstellung wird durch eine Auslassnockenwelle 32 reguliert. Das Abgas wird in einem Abgassystem (nicht gezeigt) behandelt. Obwohl ein einzelnes Einlass- und ein einzelnes Auslassventil 22, 30 gezeigt sind, ist anzumerken, dass der Motor 12 mehrere Einlass- und Auslassventile 22, 30 pro Zylinder 18 umfassen kann.
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Das Fahrzeug 10 umfasst ferner einen Anlasser 38 und eine Batterie 40. Der Anlasser 38 arbeitet in einem Motormodus. Beim Arbeiten in dem Motormodus wird der Anlasser 38 durch die Batterie 40 betrieben. Der Anlasser 38 liefert ein positives Drehmoment, um den Motor 12 beim Drehen oder Anlassen zu unterstützen, bis der Motor 12 mit seiner eigenen Leistung arbeiten kann. Es ist zu verstehen, dass die Batterie 40 zusätzlich zu dem Anlasser 38 andere Fahrzeugkomponenten mit Energie versorgen kann.
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Ein Nockenwellenstellungssensor 41 erzeugt auf der Grundlage einer Rotation von entweder der Einlassnockenwelle 24 oder der Auslassnockenwelle 32 oder beiden ein Nockenwellenstellungssignal. Ein Kurbelwellenstellungssensor 42 erzeugt auf der Grundlage einer Rotation der Kurbelwelle (nicht gezeigt) ein Kurbelwellenstellungssignal. Ein Steuermodul 44 empfängt die oben erwähnten Signale und detektiert die Bewegung des Motors 12 auf der Grundlage der Motorbewegungsdetektionsverfahren und -systeme der vorliegenden Offenbarung. Das Steuermodul 44 führt dann genauer gesagt auf der Grundlage der Motorbewegungsdetektionsverfahren und -systeme der vorliegenden Offenbarung Diagnoseverfahren durch.
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Im Allgemeinen erkennen die Motorbewegungsdetektionsverfahren und -systeme die Beziehungen zwischen der Nockenwellenbewegung, der Kurbelwellenbewegung, dem Einrücken des Anlassers und den Verfahren zum Diagnostizieren des Motors. Auf der Grundlage der Beziehungen ermitteln die Motorbewegungsdetektionsverfahren und -systeme einen Betriebsmodus des Motors 12 aus beispielsweise einem Rotationsbeginn, einer Leistungserzeugung und einem Rotationsstopp. Auf der Grundlage des Betriebsmodus des Motors kann das Steuermodul 44 Motordiagnoseverfahren geeignet aktivieren. Beispielsweise kann das Steuermodul 44 die Diagnoseverfahren deaktivieren, wenn der Motor 12 gerade gestoppt wird. Das Steuermodul 44 kann die Diagnoseverfahren durchführen, wenn der Motor 12 startet. Das Steuermodul 44 kann berichten, dass sich der Motor 12 bewegt, wenn der Kurbelwellenstellungssensor 42 Flanken nicht korrekt berichtet.
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Nun auf 2 Bezug nehmend zeigt ein Datenflussdiagramm verschiedene Ausführungsformen eines Motorbewegungsdetektionssystems 46, das in dem Steuermodul 44 eingebettet sein kann. Verschiedene Ausführungsformen der Motorbewegungsdetektionssysteme 46 gemäß der vorliegenden Offenbarung können jede Anzahl von in dem Steuermodul 44 eingebetteten Submodulen umfassen. Es sei angemerkt, dass die gezeigten Submodule kombiniert und/oder weiter aufgeteilt werden können, um auf ähnliche Weise die Motorbewegung und Diagnosefehler zu detektieren. Eingänge in das Motorbewegungsdetektionssystem 46 können von dem Fahrzeug 10 (1) erfasst werden, von anderen Steuermodulen (nicht gezeigt) in dem Fahrzeug 10 (1) empfangen werden und/oder durch andere Submodule (nicht gezeigt) in dem Steuermodul 44 ermittelt werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Steuermodul von 2 ein Bewegungsdetektionsmodul 50, ein Diagnosemodul 52 und ein Anlassersteuermodul 54.
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Das Bewegungsdetektionsmodul 50 empfängt als Eingang ein Kurbelwellensignal 56, ein Nockenwellensignal 58, ein Motordrehzahlsignal, das von einem Kurbelwellensignal 60 abgeleitet werden kann, eine Motordrehzahl, die von einem Nockenwellensignal 61 abgeleitet werden kann, einen Sync-Befehl 62 und einen Anlasserstatus 64. Das Bewegungsdetektionsmodul 50 ermittelt auf der Grundlage eines Motorbewegungsdetektionsmodells 68 einen Motorbetriebsmodus 66. Wie es in 3 gezeigt ist, stellt ein Zustandsübergangsdiagramm ein Motorbewegungsdetektionsmodell 68 dar, das in dem Bewegungsdetektionsmodul 50 (2) realisiert sein kann. Das Motorbewegungsdetektionsmodell 68 kann einen oder mehrere Zustände umfassen. Jeder Zustand kann einen bestimmten Betriebsmodus des Motors darstellen, wobei die Zustände beispielsweise, jedoch ohne Einschränkung, einen Modus 70 „unterstütztes Drehen“, einen Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“, einen Modus 74 „Kurbelwelle gestoppt“, einen Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“, einen Modus 78 „Drehen“ und einen Modus 80 „Hochdrehen“ umfassen können.
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Die Übergänge zwischen jedem Zustand werden durch eine oder mehrere Übergangsbedingungen gelenkt. Bei einem Beispiel kann der Zustand in den Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“ beginnen, wobei das Kurbelwellensignal 56 (2) angibt, dass sich die Kurbelwelle nicht bewegt, und das Nockenwellensignal 58 (2) angibt, dass sich die Nockenwelle 24 oder 32 (1) nicht bewegt. Der Zustand kann bei 82 von dem Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“ zu dem Modus 70 „unterstütztes Drehen“ übergehen, wenn das Kurbelwellensignal 56 (2) angibt, dass die Kurbelwelle mit dem Bewegen begonnen hat oder das Nockenwellensignal 58 (2) angibt, dass die Nockenwelle mit dem Bewegen begonnen hat. Der Zustand kann bei 84 von dem Modus 70 „unterstütztes Drehen“ zu dem Modus 80 „Hochdrehen“ übergehen, wenn die von dem Kurbelwellensensor 60 (2) abgeleitete Motordrehzahl oder die von dem Nockenwellensensor 61 abgeleitete Motordrehzahl größer ist als ein Motordrehzahlschwellenwert. Andernfalls kann der Zustand bei 86 zu dem Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“ zurück übergehen, wenn sowohl das Nockenwellensignal 58 (2) angibt, dass sich die Nockenwelle nicht bewegt, als auch das Kurbelwellensignal 56 (2) angibt, dass sich die Kurbelwelle nicht bewegt.
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Der Zustand kann bei 88 von dem Modus 80 „Hochdrehen“ zu dem Modus 78 „Drehen“ übergehen, wenn die von dem Kurbelwellensensor 60 (2) abgeleitete Motordrehzahl für eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. länger als ein Zeit- oder Zählschwellenwert) oder eine vorbestimmte Anzahl von Zylinderereignissen über dem Motordrehzahlschwellenwert gelegen hat. Andernfalls kann der Zustand bei 90 von dem Modus 80 „Hochdrehen“ zu dem Modus 70 „unterstütztes Drehen“ zurück übergehen, wenn die von dem Kurbelwellensensor 60 (2) abgeleitete Motordrehzahl und die von dem Nockenwellensensor 61 abgeleitete Motordrehzahl unter den Motordrehzahlschwellenwert fallen.
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Der Zustand kann bei 92 von dem Modus 78 „Drehen“ zu dem Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“ übergehen, wenn die von dem Kurbelwellensensor 60 (2) abgeleitete Motordrehzahl und die von dem Nockenwellensensor 61 abgeleitete Motordrehzahl beide kleiner als ein Motordrehzahlschwellenwert sind. Der Zustand kann bei 94, 96 oder 98 von dem Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“ zu dem Modus 78 „Drehen“ oder dem Modus 74 „Kurbelwelle gestoppt“ oder dem Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“ übergehen. Beispielsweise kann der Zustand bei 94 von dem Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“ zu dem Modus 78 „Drehen“ zurück übergehen, wenn die von dem Kurbelwellensensor 60 (2) abgeleitete Motordrehzahl oder die von dem Nockenwellensensor 61 abgeleitete Motordrehzahl über einen Motordrehzahlschwellenwert ansteigt. Der Zustand kann bei 96 von dem Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“ zu dem Modus 74 „Kurbelwelle gestoppt“ übergehen, wenn das Kurbelwellensignal 56 (2) angibt, dass sich die Kurbelwelle nicht bewegt und der „Kurbelwellen-Sync-Quellenbefehl“ 62 (2) nicht deaktiviert ist. Der Zustand kann bei 98 von dem Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“ zu dem Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“ übergehen, wenn der „Kurbelwellen-Sync-Quellenbefehl“ 62 (2) deaktiviert ist und das Nockenwellensignal 58 (2) angibt, dass sich die Nockenwelle nicht bewegt.
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Der Zustand kann von dem Modus 74 „Kurbelwelle gestoppt“ zu dem Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“ oder dem Modus 70 „unterstütztes Drehen“ oder dem Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“ übergehen. Beispielsweise kann der Zustand bei 100 von dem Modus 74 „Kurbelwelle gestoppt“ zu dem Modus 76 „nicht anhaltendes Drehen“ übergehen, wenn das Kurbelwellensignal 56 (2) angibt, dass sich die Kurbelwelle nun bewegt. Der Zustand kann bei 102 von dem Modus „Kurbelwelle gestoppt“ zu dem Modus „unterstütztes Drehen“ übergehen, wenn das Einschalten des Anlassers 38 befohlen wird. Der Zustand kann bei 104 von dem Modus 74 „Kurbelwelle gestoppt“ zu dem Modus 72 „Nockenwelle und Kurbelwelle gestoppt“ übergehen, wenn das Kurbelwellensignal 56 (2) angibt, dass sich die Kurbelwelle nicht bewegt, und das Nockenwellensignal 58 (2) angibt, dass sich die Nockenwelle nicht bewegt.
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Wieder auf 2 Bezug nehmend befiehlt das Anlassersteuermodul 54 dem Anlasser 38 (1) auf der Grundlage des Motorbetriebsmodus 66, zu arbeiten. Beispielsweise hält das Anlassersteuermodul 54, sobald das Einschalten des Anlassers 38 (1) befohlen wurde, den Anlasser 38 (1) eingerückt. Das Diagnosemodul 52 führt auf der Grundlage des Anlasserstatus 64 und des Motorbetriebsmodus 66 ein oder mehrere Motordiagnoseverfahren durch. Beispielsweise wird das Einrücken des Anlassers benötigt, um dem Diagnosemodul zu ermöglichen, entweder einen Fehler bei dem Nockenwellenstellungssensor 41 oder dem Kurbelwellenstellungssensor 42 zu detektieren.
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Es ist zu erkennen, dass das Motorbewegungsdetektionsmodell korrekt arbeitet, wenn entweder der Kurbelwellensensor oder der Nockenwellensensor aufgrund eines Fehlers nicht zur Verfügung steht.
