DE102009020537A1 - Sicherheit für Luft-Pro-Zylinder-Berechnungen als Motordrehmomenteingabe - Google Patents

Sicherheit für Luft-Pro-Zylinder-Berechnungen als Motordrehmomenteingabe Download PDF

Info

Publication number
DE102009020537A1
DE102009020537A1 DE102009020537A DE102009020537A DE102009020537A1 DE 102009020537 A1 DE102009020537 A1 DE 102009020537A1 DE 102009020537 A DE102009020537 A DE 102009020537A DE 102009020537 A DE102009020537 A DE 102009020537A DE 102009020537 A1 DE102009020537 A1 DE 102009020537A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
apc
module
value
cylinder
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102009020537A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009020537B4 (de
Inventor
Mark H. Bloomfield Township Costin
Timothy J. Brighton Hartrey
Layne K. Plymouth Wiggins
Bryan D. Fenton Lehman
Roberto De New Hudson Paula
Joseph M. Warren Stempnik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102009020537A1 publication Critical patent/DE102009020537A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009020537B4 publication Critical patent/DE102009020537B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/185Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a vortex flow sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

Ein Luft-pro-Zylinder-Sicherheitssystem (APC-Sicherheitssystem) für ein Fahrzeug umfasst ein APC-Ermittlungsmodul, ein APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul und ein APC-Diagnosemodul. Das APC-Ermittlungsmodul ermittelt einen ersten und einen zweiten APC-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten Zylinder eines Motors basierend auf einer Luftmassenströmung (MAF) in den Motor. Das APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul ermittelt einen APC-Schwellenwert basierend auf dem ersten APC-Wert und einem Zündfunkenzeitpunkt für den ersten Zylinder. Das APC-Diagnosemodul diagnostiziert selektiv einen Fehler in dem APC-Ermittlungsmodul, wenn der zweite APC-Wert größer als eine Summe des ersten APC-Werts und des APC-Schwellenwerts ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/054,914, die am 21. Mai 2008 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerung von Verbrennungsmotoren und insbesondere Motorsteuersysteme.
  • HINTERGRUND
  • Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
  • Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. Insbe sondere stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein Soll-Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Zunahme der Luft und des Kraftstoffs zu den Zylindern vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
  • Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern, um ein Soll-Drehmoment zu erreichen. Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern die Motordrehmomentabgabe jedoch nicht so genau wie gewünscht. Ferner schaffen herkömmliche Motorsteuersysteme kein so schnelles Ansprechen auf Steuersignale, wie es gewünscht ist, oder stimmen die Motordrehmomentsteuerung zwischen verschiedenen Einrichtungen ab, welche die Motordrehmomentabgabe beeinflussen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Luft-pro-Zylinder-Sicherheitssystem (APC-Sicherheitssystem) für ein Fahrzeug umfasst ein APC-Ermittlungsmodul, ein APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul und ein APC-Diagnosemodul. Das APC-Ermittlungsmodul ermittelt einen ersten und einen zweiten APC-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten Zylinder eines Motors basierend auf einer Luftmassenströmung (MAF) in den Motor. Das APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul ermittelt einen APC-Schwellenwert basierend auf dem ersten APC-Wert und einem Zündfunkenzeitpunkt für den ersten Zylinder. Das APC-Diagnosemodul diagnostiziert selektiv einen Fehler in dem APC-Ermittlungsmodul, wenn der zweite APC-Wert größer als eine Summe des ersten APC-Werts und des APC-Schwellenwerts ist.
  • Gemäß anderen Merkmalen ist der erste Zylinder ein nächster zu zündender Zylinder in einer Zündungsreihenfolge, und der zweite Zylinder ist nach dem ersten Zylinder zu zünden.
  • Gemäß noch anderen Merkmalen ermittelt das APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul den APC-Schwellenwert ferner basierend auf einer Ableitung einer geschätzten Drehmomentabgabe des Motors bezüglich der APC.
  • Gemäß weiteren Merkmalen erhöht das APC-Diagnosemodul einen Timer, wenn der zweite APC-Wert größer als die Summe ist.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das APC-Sicherheitssystem ferner ein APC-Speichermodul. Das APC-Diagnosemodul legt den ersten APC-Wert an mindestens einem vorbestimmten Ort in dem APC-Speichermodul ab.
  • Gemäß weiteren Merkmalen begrenzt das APC-Diagnosemodul den ersten APC-Wert, bevor der erste APC-Wert in dem APC-Speichermodul abgelegt wird, wenn der Timer größer als eine erste Dauer ist.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen begrenzt das APC-Diagnosemodul den ersten APC-Wert basierend auf dem zweiten APC-Wert.
  • Gemäß anderen Merkmalen diagnostiziert das APC-Diagnosemodul den Fehler, wenn der Timer größer als eine zweite Dauer ist, wobei die zweite Dauer größer als die erste Dauer ist.
  • Gemäß noch anderen Merkmalen verringert das APC-Diagnosemodul den Timer, wenn der zweite APC-Wert kleiner als die Summe oder dieser gleich ist.
  • Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das APC-Sicherheitssystem ferner ein Diagnose-Einschaltmodul. Das Diagnose-Einschaltmodul schaltet das APC-Diagnosemodul basierend auf einer Motordrehzahl ein oder aus.
  • Gemäß weiteren Merkmalen schaltet das Diagnose-Einschaltmodul das APC-Diagnosemodul aus, wenn die Motordrehzahl kleiner als ein Drehzahl-Schwellenwert ist.
  • Ein Verfahren für ein Luft-pro-Zylinder-System (APC-System) eines Fahrzeugs umfasst, dass ein erster und ein zweiter APC-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten Zylinder eines Motors basierend auf einer Luftmassenströmung (MAF) in den Motor ermittelt werden, dass ein APC-Schwellenwert basierend auf dem ersten APC-Wert und einem Zündfunkenzeitpunkt für den ersten Zylinder ermittelt wird und dass ein Fehler in dem ersten APC-Wert selektiv diagnostiziert wird, wenn der zweite APC-Wert größer als eine Summe des ersten APC-Werts und des APC-Schwellenwerts ist.
  • Gemäß anderen Merkmalen ist der erste Zylinder ein nächster zu zündender Zylinder in einer Zündungsreihenfolge, und der zweite Zylinder ist nach dem ersten Zylinder zu zünden.
  • Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der APC-Schwellenwert ferner basierend auf einer Ableitung einer geschätzten Drehmomentabgabe des Motors bezüglich der APC ermittelt wird.
  • Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass ein Timer erhöht wird, wenn der zweite APC-Wert größer als die Summe ist.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der erste APC-Wert an mindestens einem vorbestimmten Ort abgelegt wird.
  • Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der erste APC-Wert vor dem Ablegen begrenzt wird, wenn der Timer größer als eine erste Dauer ist. Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Begrenzen, dass der erste APC-Wert basierend auf dem zweiten APC-Wert begrenzt wird.
  • Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das selektive Diagnostizieren, dass der Fehler diagnostiziert wird, wenn der Timer größer als eine zweite Dauer ist, wobei die zweite Dauer größer als die erste Dauer ist.
  • Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass der Timer verringert wird, wenn der zweite APC-Wert kleiner als die Summe oder dieser gleich ist.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass das Diagnostizieren basierend auf einer Motordrehzahl eingeschaltet oder ausgeschaltet wird. Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Einschalten oder das Ausschalten, dass das Diagnostizieren ausgeschaltet wird, wenn die Motordrehzahl kleiner als ein Drehzahlschwellenwert ist.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung aufzeigen, nur zu Darstellungszwecken gedacht sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Offenbarung einzuschränken.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften APC-Sicherheitsmoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
  • 4 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte darstellt, die von einem APC-Sicherheitsmodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
  • Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die eines oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • Ein Luft-pro-Zylinder-Ermittlungsmodul (APC-Ermittlungsmodul) ermittelt einen ersten und einen zweiten APC-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten Zylinder eines Motors. Das APC-Ermittlungsmodul ermittelt den ersten und den zweiten APC-Wert basierend auf einer Luftmassenströmung (MAF) in den Motor. Ein Motorcontroller verwendet die erste APC, um die Drehmomentabgabe des Motors zu schätzen, und kann einen oder mehrere Motorparameter basierend auf dem geschätzten Drehmoment einstellen.
  • Ein APC-Diagnosemodul diagnostiziert selektiv Fehler in dem APC-Ermittlungsmodul basierend auf einem APC-Schwellenwert sowie der ersten und der zweiten APC. Insbesondere diagnostiziert das APC-Diagnosemodul selektiv Fehler in dem APC-Ermittlungsmodul, wenn die zweite APC größer als eine Summe der ersten APC und des APC-Schwellenwerts ist.
  • Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf Fahrereingaben zu erzeugen, die von einem Fahrereingabemodul 104 geliefert werden. Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Ansaugkrümmer 110 gesaugt. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 befiehlt einem Drosselaktuatormodul 116, das Öffnen des Drosselventils 112 zu regeln, um die Luftmenge zu steuern, die in den Ansaugkrümmer 110 gesaugt wird.
  • Luft aus dem Ansaugkrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 gesaugt. Während der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist nur 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. Das ECM 114 kann ein Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, einen oder mehrere der Zylinder selektiv zu deaktivieren, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
  • Luft aus dem Ansaugkrümmer 110 wird durch ein zugeordnetes Einlassventil 122 in den Zylinder 118 gesaugt. Das ECM 114 steuert die durch ein Kraftstoffeinspritzsystem 124 eingespritzte Kraftstoffmenge. Das Kraftstoffeinspritzsystem 124 kann Kraftstoff an einem zentralen Ort in den Ansaugkrümmer 110 einspritzen oder kann Kraftstoff an mehreren Orten in den Ansaugkrümmer 110 einspritzen, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils jedes der Zylinder. Alternativ kann das Kraftstoffeinspritzsystem 124 Kraftstoff direkt in die Zylinder einspritzen.
  • Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit der Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 118. Ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 komprimiert das Luft/Kraftstoffgemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118, welche das Luft/Kraftstoff gemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, bezeichnet als oberer Totpunkt (TDC), der Punkt, an dem das Luft/Kraftstoffgemisch am stärksten komprimiert ist.
  • Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs treibt den Kolben abwärts, wodurch eine rotierende Kurbelwelle (nicht gezeigt) angetrieben wird. Der Kolben beginnt dann, sich wieder aufwärts zu bewegen, und 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 Aulassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen mehrere Einlassventile pro Zylinder und/oder die Einlassventile mehrerer Reihen von Zylindern steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen mehrere Auslassventile pro Zylinder und/oder die Auslassventile mehrerer Reihen von Zylindern steuern. Das Zylinderaktuatormodul 120 kann Zylinder deaktivieren, indem die Zufuhr von Kraftstoff und Zündfunken gestoppt wird und/oder die Auslass- und/oder Einlassventile der Zylinder deaktiviert werden.
  • Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 steuert den Ein lass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114.
  • Das Motorsystem 100 kann auch eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefert. Beispielsweise kann die Ladedruckeinrichtung ein Turbolader 160 sein, wie in 1 gezeigt. Der Turbolader 160 liefert eine komprimierte Luftladung an den Ansaugkrümmer 110. Der Turbolader 160 wird beispielsweise durch Abgase angetrieben, die durch das Abgassystem 134 strömen. Die Luft, die verwendet wird, um die komprimierte Luftladung zu erzeugen, kann aus dem Ansaugkrümmer 110 und/oder einer beliebigen anderen geeigneten Quelle entnommen werden.
  • Ein Ladedruck-Regelventil 164 kann ermöglichen, dass Abgas an dem Turbolader 160 vorbeiströmt, wodurch die Ausgabe des Turboladers (oder der Ladedruck) verringert wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader 160 mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 162. Das Ladedruck-Aktuatormodul 162 kann den Ladedruck des Turboladers 160 modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 164 gesteuert wird.
  • Alternative Motorsysteme können einen Turbokompressor aufweisen, der komprimierte Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefert und von der Kurbelwelle angetrieben wird. Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas basierend auf einem AGR-Signal von dem ECM 114 selektiv zurück zu dem Ansaugkrümmer 110 zurückleitet.
  • Das Motorsystem 100 weist verschiedene Sensoren auf, die jeweils einen Motorparameter messen. Beispielsweise weist das Motorsystem 100 einen Motordrehzahlsensor 180 auf, der die Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute (U/min) misst. Der Motordrehzahlsensor 180 kann die Motordrehzahl beispielsweise basierend auf der Drehzahl der Kurbelwelle messen. Das Motorsystem 100 umfasst auch einen Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 184, einen Luftmassenströmungssensor (MAF-Sensor) 186, einen Drosselpositionssensor (TPS) 188, einen Einlassluft-Temperatursensor (IAT-Sensor) 190 und/oder beliebige andere geeignete Sensoren.
  • Der MAP-Sensor 184 misst den Druck in dem Ansaugkrümmer 110. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, wobei das Motorvakuum die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck (d. h. dem barometrischen Druck) und dem Druck in dem Ansaugkrümmer 110 ist. Der MAF-Sensor 186 misst die Massenströmungsrate der Luft durch das Drosselventil 112. Einer oder mehrere Drosselpositionssensoren, wie beispielsweise der TPS 188, messen die Position des Drosselventils 112. Der IAT-Sensor 190 misst die Temperatur der Luft, die in den Ansaugkrümmer 110 gesaugt wird. Das ECM 114 kann Signale von verschiedenen Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
  • Das ECM 114 kann auch mit einem Getriebesteuermodul 194 kommunizieren, um ein Wechseln von Gängen in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Drehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 kommunizieren, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator wirken und kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch die elektrischen Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können das ECM 114, das Getriebesteuermodul 194 und das Hybridsteuermodul 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems 200 dargestellt. Ein Motorsteuermodul (ECM) 214 umfasst ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 216. Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 216 vermittelt zwischen Fahrereingaben von dem Fahrereingabemodul 104 und anderen Achsendrehmomentanforderungen. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition umfassen. Andere Achsendrehmomentanforderungen können eine Drehmomentverringerung, die während eines Gangwechsels angefordert wird, eine Drehmomentverringerung, die während eines Radschlupfs angefordert wird, und eine Drehmomentanforderung umfassen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 216 gibt ein vorausgesagtes Drehmoment und ein Momentandrehmoment aus. Das vorausgesagte Drehmoment ist der Betrag des Drehmoments, der in der Zukunft erforderlich sein wird, um die Drehmoment- und/oder die Geschwindigkeitsanforderungen des Fahrers zu erfüllen. Das Momentandrehmoment ist das Drehmoment, das zum gegenwärtigen Zeitpunkt erforderlich ist, um vorübergehende Drehmomentanforderungen zu erfüllen, wie beispielsweise Drehmomentverringerungen, die für den Gangwechsel oder wegen des Radschlupfs angefordert werden.
  • Das Momentandrehmoment kann unter Verwendung von Motoraktuatoren erreicht werden, die schnell ansprechen, während langsamere Motoraktuatoren darauf ausgerichtet sind, das vorausgesagte Drehmoment zu erreichen. Beispielsweise kann der Zündfunkenzeitpunkt relativ schnell unter Verwendung des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 eingestellt werden, während die Nockenphasenstellerwinkel und die Drosselposition im Ansprechen langsamer sein können. Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 216 gibt das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 218 aus.
  • Bei verschiedenen Implementierungen, wie beispielsweise Hybridfahrzeugen, kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 216 das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment an ein Hybrid-Optimierungsmodul 220 ausgeben. Das Hybrid-Optimierungsmodul 220 ermittelt, wie viel Drehmoment durch den Motor 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Das Hybrid-Optimierungsmodul 220 gibt dann modifizierte Werte des vorausgesagten Drehmoments und des Momentandrehmoments an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 218 aus. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Hybrid-Optimierungsmodul 220 in dem Hybrid-Steuermodul 196 implementiert werden.
  • Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 218 vermittelt das empfangene vorausgesagte Drehmoment und das empfangene Momentandrehmoment mit Antriebsdrehmomentanforderungen. Antriebsdrehmomentanforderungen können beispielsweise Drehmomentverringerungen zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl und Drehmomenterhöhungen zum Schutz vor Abwürgen umfassen.
  • Ein Betätigungsmodusmodul 222 empfängt das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 218. Basierend auf einer Moduseinstellung ermittelt das Betätigungsmodusmodul 222, wie das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment erreicht werden. Das Betätigungsmodusmodul 222 überträgt das vorausgesagte Drehmoment und das Mo mentandrehmoment, die erreicht werden sollen, an ein Steuermodul 224 für das vorausgesagte Drehmoment bzw. ein Momentandrehmoment-Steuermodul 226.
  • Das Steuermodul 224 für das vorausgesagte Drehmoment ermittelt Soll-Motorparameter basierend auf dem vorausgesagten Drehmoment. Lediglich beispielhaft kann das Steuermodul 224 für das vorausgesagte Drehmoment einen Soll-Krümmerabsolutdruck (Soll-MAP), eine Soll-Drosselfläche und/oder eine Soll-Luft-pro-Zylinder (Soll-APC) basierend auf dem vorausgesagten Drehmoment ermitteln.
  • Das Momentandrehmoment-Steuermodul 226 ermittelt eine Soll-Zündfunkenvorverstellung basierend auf dem Momentandrehmoment. Die Soll-Zündfunkenvorverstellung kann beispielsweise bezüglich eines vorbestimmten Zündfunkenzeitpunkts ermittelt werden, wie beispielsweise eines kalibrierten Zündfunkenzeitpunkts, um einen größten Drehmomentbetrag zu erzeugen. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 steuert den Zündfunkenzeitpunkt basierend auf dieser Soll-Zündfunkenvorverstellung.
  • Ein Ladedruck-Zeitplanungsmodul 228 steuert das Ladedruck-Aktuatormodul 162 basierend auf dem Soll-MAP, und das Ladedruck-Aktuatormodul 162 steuert die Ladedruckeinrichtung. Das Drosselaktuatormodul 116 steuert das Öffnen des Drosselventils 112 basierend auf der Soll-Drosselfläche. Ein Phasensteller-Zeitplanungsmodul 230 erzeugt Einlass- und Auslass-Phasenstellerbefehle basierend auf der Soll-APC. Das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 230 kann die Einlass- und Auslass-Phasenstellerbefehle ferner basierend auf anderen Motorparametern, wie beispielsweise der Motordrehzahl, erzeugen. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 steu ert die Einlass- und Auslass-Phasensteller 148 und 150 basierend auf den Befehlen.
  • Ein Drehmomentschätzmodul 232 ermittelt eine geschätzte Drehmomentabgabe des Motors 102. Das Drehmomentschätzmodul 232 kann das geschätzte Drehmoment basierend auf der APC, der Zündfunkenvorverstellung, der MAF und/oder einem beliebigen anderen geeigneten Parameter ermitteln. Das geschätzte Drehmoment kann als der Drehmomentbetrag definiert werden, der unter den gegenwärtigen Luftströmungsbedingungen unmittelbar erzeugt werden könnte, indem die Zündfunkenvorverstellung auf einen kalibrierten Wert eingestellt wird. Dieser Wert kann basierend auf einer Zündfunkenvorverstellung kalibriert werden, bei welcher der Motor 102 den größten Drehmomentbetrag bei der Motordrehzahl und der APC erzeugen kann.
  • Das geschätzte Drehmoment kann an das Steuermodul 224 für das vorausgesagte Drehmoment und/oder das Momentandrehmoment-Steuermodul 226 übertragen werden. Das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment-Steuermodul 226 können die jeweiligen Soll-Parameter basierend auf dem geschätzten Drehmoment einstellen.
  • Das Drehmomentschätzmodul 232 gemäß der vorliegenden Anmeldung umfasst ein APC-Sicherheitsmodul (APCSM) 300 (siehe 3), das eine erste APC und eine zweite APC ermittelt. Die erste und die zweite APC können als APC1 bzw. APC2 bezeichnet werden. Das APC-Sicherheitsmodul 300 ermittelt einen APC-Schwellenwert basierend auf den Betriebsbedingungen zu der Zeit, zu der die erste und die zweite APC berechnet werden.
  • Das APC-Sicherheitsmodul 300 diagnostiziert selektiv das Auftreten eines Fehlers basierend auf der ersten und der zweiten APC und dem APC-Schwellenwert. Der Fehler kann beispielsweise der Berechnung der ersten und/oder der zweiten APC zurechenbar sein. Während das APC-Sicherheitsmodul 300 derart gezeigt ist und diskutiert werden wird, dass es sich in dem Drehmomentschätzmodul 232 befindet, kann das APC-Sicherheitsmodul 300 an einem beliebigen geeigneten Ort implementiert werden und kann sich außerhalb des Drehmomentschätzmoduls 232 befinden.
  • Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des APC-Sicherheitsmoduls (APCSM) 300 gezeigt. Das APC-Sicherheitsmodul 300 umfast ein APC-Ermittlungsmodul 302, ein APC-Speichermodul 304, ein Berechnungsmodul 306 und ein APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul 308. Das APC-Sicherheitsmodul 300 umfasst auch ein APC-Diagnosemodul 310 und ein Diagnose-Einschaltmodul 312.
  • Das ECM 114 befiehlt die Zündungsereignisse der jeweiligen Zylinder des Motors 102 in einer vorbestimmten Reihenfolge. Die Reihenfolge, in der die Zylinder gezündet werden, kann als eine Zündungsreihenfolge bezeichnet werden. Das APC-Ermittlungsmodul 302 ermittelt eine erste APC (APC1) und eine zweite APC (APC2) basierend auf der MAF, die von dem MAF-Sensor 186 gemessen wird. Die erste und die zweite APC können auch basierend auf den Einlass- und Auslass-Phasenstellerwinkeln, der RPM (U/min), dem MAP und/oder einem beliebigen anderen geeigneten Parameter ermittelt werden. Das APC-Ermittlungsmodul 302 berechnet das Paar der APCs (d. h. eine erste und eine zweite APC) mit einer vorbestimmten Rate, wie beispielsweise einmal für jedes Zündungsereignis, und gibt dieses mit der vorbestimmten Rate aus.
  • Die erste APC entspricht einer geschätzten Luftmenge, die in dem nächsten Zylinder in der Zündungsreihenfolge vorhanden sein wird, wenn dieser Zylinder gezündet wird. Die zweite APC entspricht einer geschätzten Luftmenge, die in dem Zylinder vorhanden sein wird, der sich in der Zündungsreihenfolge nach dem nächsten Zylinder befindet, wenn dieser Zylinder gezündet wird. Mit anderen Worten entspricht die zweite APC einer geschätzten Luftmenge, die in dem Zylinder nach dem nächsten vorhanden sein wird.
  • Das APC-Speichermodul 304 weist einen Speicher auf, wie beispielsweise einen flüchtigen Speicher (z. B. einen Arbeitsspeicher). Das APC-Speichermodul 304 empfängt die erste APC und speichert die erste APC an einem vorbestimmten Ort. Verschiedene Fahrzeugsysteme und -Module, wie beispielsweise das ECM 114, lesen die erste APC aus dem APC-Speichermodul 304 und können Steuerentscheidungen basierend auf der ersten APC treffen. Die erste APC wird beispielsweise bei dem Berechnen des geschätzten Drehmoments verwendet. Die Luftströmung, der Zündfunkenzeitpunkt und/oder andere Parameter können basierend auf dem geschätzten Drehmoment eingestellt werden. Dementsprechend stellt das Überprüfen der Gültigkeit und der Genauigkeit der ersten APC einen effizienten Motorbetrieb sicher und erhöht die Systemstabilität.
  • Das Berechnungsmodul 306 berechnet das geschätzte Drehmoment basierend auf der ersten APC. Das Berechnungsmodul 306 kann das geschätzte Drehmoment auch basierend auf anderen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise dem Zündfunkenzeitpunkt, berechnen. Lediglich beispielhaft kann das Berechnungsmodul 306 das geschätzte Drehmoment unter Verwendung der Gleichung berechnen: T = a1·APC + a2·APC2 + a3·SPK + a4·SPK2 + a5·SPK·APC + a6·SPK2·APC + a7, (1) wobei T das geschätzte Drehmoment ist, a1–a7 Drehmomentkoeffizienten sind, die für den Motor 102 kalibriert sind, SPK der gegenwärtige Zündfunkenzeitpunkt (Vorverstellung) ist und APC die erste APC ist. Eine weitere Diskussion der Drehmomentschätzung ist in dem US-Patent Nr. 6,704,638 zu finden, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, den Titel „Torque Estimator for Engine RPM and Torque Control” trägt und dessen Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
  • Das Berechnungsmodul 306 berechnet auch einen APC-Ableitungswert. Der APC-Ableitungswert entspricht einer partiellen Ableitung des geschätzten Drehmoments bezüglich der APC (dT/dAPC). Lediglich beispielhaft und unter der Annahme, dass alle Variablen der Gleichung (1) unabhängig von der APC sind, kann das Berechnungsmodul 306 den APC-Ableitungswert unter Verwendung der Gleichung berechnen: dT/dAPC = a1 + a2·APC2 + a5·SPK + a6·SPK2, (2)wobei dT/dAPC der APC-Ableitungswert ist, APC die erste APC ist, SPK der Zündfunkenzeitpunkt ist und a1–a6 die Drehmomentkoeffizienten sind.
  • Das APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul 308 ermittelt einen APC-Schwellenwert basierend auf dem APC-Ableitungswert und einem vorbestimmten Drehmoment. Der APC-Schwellenwert entspricht einer Änderung in der APC, die unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen zu einer beobachtbaren Änderung in der Drehmomentabgabe des Motors 102 führen würde. Der APC-Schwellenwert ist dynamisch und ändert sich mit den Betriebsbedingungen. Lediglich beispielhaft kann der APC-Schwellenwert unter Verwendung der Gleichung ermittelt werden:
    Figure 00190001
  • Das vorbestimmte Drehmoment kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise basierend auf einer Änderung in der Drehmomentabgabe des Motors 102 festgelegt werden, die durch den Fahrer des Fahrzeugs beobachtbar sein kann.
  • Das Diagnose-Einschaltmodul 312 schaltet das APC-Diagnosemodul 310 basierend auf der Motordrehzahl selektiv ein und aus. Lediglich beispielhaft schaltet das Diagnose-Einschaltmodul 312 das APC-Diagnosemodul 310 ein, wenn die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Die vorbestimmte Drehzahl kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf 500,0 U/min festgelegt werden.
  • Wenn es eingeschaltet ist, ermittelt das APC-Diagnosemodul 310 die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC. Das APC-Diagnosemodul 310 ermittelt die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC basierend auf der ersten APC, die von der zweiten APC subtrahiert wird. Mit anderen Worten ermittelt das APC-Diagnosemodul 310 die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC unter Verwendung der Gleichung: Differenz = APC1 – APC2 (4)wobei ”Differenz” die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC ist und APC1 und APC2 die erste bzw. die zweite APC sind.
  • Das APC-Diagnosemodul 310 erhöht oder verringert einen Zähler oder einen Timer, wie beispielsweise einen Timer 314, basierend auf einem Vergleich der Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC und dem APC-Schwellenwert. Beispielsweise erhöht das APC-Diagnosemodul 310 den Timer 314, wenn die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC größer als der APC-Schwellenwert ist. Mit anderen Worten erhöht das APC-Diagnosemodul 310 den Timer 314, wenn die zweite APC größer als die Summe der ersten APC und des APC-Schwellenwerts ist. Ansonsten kann das APC-Diagnosemodul 310 den Timer 314 verringern.
  • Das APC-Diagnosemodul 310 liefert die erste APC zum Speichern an das APC-Speichermodul 304. Das APC-Diagnosemodul 310 kann die erste APC jedoch begrenzen, bevor die erste APC an das APC-Speichermodul 304 geliefert wird. Insbesondere begrenzt das APC-Diagnosemodul 310 die erste gelieferte APC selektiv basierend auf einen Vergleich des Timers 314 mit einer ersten Zeitdauer.
  • Beispielsweise kann das APC-Diaganosemodul 310 die erste APC begrenzen, wenn der Timer 314 größer als die erste Zeitdauer oder dieser gleich ist. Wenn ein Motorübergang auftritt, wie beispielsweise eine Deaktivierung eines oder mehrerer Zylinder, können die erste und die zweite APC um mehr als der APC-Schwellenwert voneinander abweichen. Die erste Dauer kann kalibrierbar sein und kann basierend auf einer Dauer festgelegt werden, die notwendig ist, damit die erste und die zweite APC nach einem solchen Motorübergang konvergieren. Lediglich beispielhaft kann die erste Dauer auf 100,0 ms festgelegt werden.
  • Das APC-Diagnosemodul 310 kann die erste APC auf eine geeignete Weise begrenzen. Das APC-Diagnosemodul 310 kann die erste APC, die an das APC-Speichermodul 304 geliefert wird, beispielsweise basierend auf der zweiten APC und dem APC-Schwellenwert begrenzen. Lediglich beispielhaft kann das APC-Diagnosemodul 310 die erste APC unter Verwendung der Gleichung begrenzen: APC1 = APC2 – APC Schwellenwert (5)wobei APC1 und APC2 die erste bzw. die zweite APC sind.
  • Das APC-Diagnosemodul 310 diagnostiziert selektiv einen Fehler in dem APC-Ermittlungsmodul 302 basierend auf einen Vergleich des Timers 314 mit einer zweiten Zeitdauer. Das APC-Diagnosemodul 310 erzeugt einen APC-Fehlerindikator (z. B. ein Signal) basierend auf der Diagnose. Lediglich beispielhaft diagnostiziert das APC-Diagnosemodul 310 einen Fehler, wenn der Timer 314 größer als die zweite Dauer oder dieser gleich ist. Die zweite Dauer kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 175,0 ms oder 200,0 ms festgelegt werden. Lediglich beispielhaft kann die zweite Dauer auf einen maximalen Zeitbetrag festgelegt werden, nach dem der Fahrer eine Änderung in der Drehmomentabgabe des Motors 102 bemerken kann.
  • Bei verschiedenen Implementierungen wartet das APC-Diagnosemodul 310 mit dem Diagnostizieren des Fehlers in dem APC-Ermittlungsmodul 302, bis der Timer 314 größer als die erste Dauer ist. Eine abhelfende Maßnahme kann auch ergriffen werden, wenn ein Fehler diagnostiziert wird. Lediglich beispielhaft kann die abhelfende Maßnahme umfassen, dass die Drehmomentabgabe des Motors 102 verringert wird und/oder dass eine Anzeige erleuchtet wird, wie beispielsweise ein Licht „Motor prüfen”.
  • Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm gezeigt, das beispielhafte Schritte darstellt, die von dem APC-Sicherheitsmodul 300 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt bei Schritt 402, bei dem die Steuerung den Timer auf einen vorbestimmten Rückstellwert einstellt, wie beispielsweise Null (0,0). Die Steuerung schreitet zu Schritt 404 voran, bei dem die Steuerung ermittelt, ob die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Wenn ja, schreitet die Steuerung zu Schritt 406 voran; ansonsten bleibt die Steuerung bei Schritt 404. Lediglich beispielhaft kann die vorbestimmte Drehzahl auf 500,0 U/min festgelegt werden.
  • Bei Schritt 406 erhält die Steuerung die erste APC (APC1) und die zweite APC (APC2). Die erste APC entspricht einer geschätzten Luftmenge, die in dem nächsten Zylinder in der Zündungsreihenfolge vorhanden sein wird, wenn dieser Zylinder gezündet wird. Die zweite APC entspricht einer geschätzten Luftmenge, die in dem Zylinder vorhanden sein wird, der sich in der Zündungsreihenfolge nach dem nächsten Zylinder befindet, wenn dieser Zylinder gezündet wird. Bei Schritt 408 ermittelt die Steuerung den APC-Schwellenwert. Der APC-Schwellenwert kann unter Verwendung der obigen Gleichung (3) ermittelt werden.
  • Die Steuerung schreitet zu Schritt 410 voran, bei dem die Steuerung ermittelt, ob die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC größer als der APC-Schwellenwert ist. Mit anderen Worten ermittelt die Steuerung bei Schritt 410, ob die zweite APC größer als eine Summe der ersten APC und des APC-Schwellenwerts ist. Wenn ja, fährt die Steuerung bei Schritt 412 fort; ansonsten geht die Steuerung zu Schritt 424 über.
  • Bei Schritt 412 erhöht die Steuerung den Timer. Auf diese Weise erhöht die Steuerung den Timer, wenn die zweite APC größer als die Summe der ersten APC und des APC-Schwellenwerts ist. Die Steuerung fährt bei Schritt 414 fort, bei dem die Steuerung ermittelt, ob der Timer größer als die erste Dauer ist. Wenn ja, schreitet die Steuerung zu Schritt 416 voran; ansonsten kehrt die Steuerung zu Schritt 404 zurück. Lediglich beispielhaft kann die erste Dauer auf 100,0 ms festgelegt werden.
  • Bei Schritt 416 begrenzt die Steuerung die erste APC und legt die erste APC in dem APC-Speichermodul 304 ab. Auf diese Weise begrenzt die Steuerung die erste APC, wenn der Timer die erste Dauer überschreitet. Die Steuerung begrenzt die erste APC basierend auf der zweiten APC und dem APC-Schwellenwert. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung die erste APC unter Verwendung der obigen Gleichung (5) festlegen.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 418 fort, bei dem die Steuerung ermittelt, ob der Timer größer als die zweite Dauer oder dieser gleich ist. Wenn ja, schreitet die Steuerung zu Schritt 420 voran; ansonsten kehrt die Steuerung zu Schritt 404 zurück. Lediglich beispielhaft kann die zweite Dauer auf 200,0 ms festgelegt werden. Bei Schritt 420 diagnostiziert und berichtet die Steuerung einen Fehler, und die Steuerung endet. Auf diese Weise berichtet die Steuerung einen Fehler, wenn der Timer die zweite Dauer überschreitet. Wenn der Fehler berichtet wird, kann auch eine abhelfende Maßnahme ergriffen werden, wie beispielsweise das Verringern der Drehmomentabgabe des Motors 102.
  • Wieder auf Schritt 424 Bezug nehmend (d. h. wenn die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC kleiner als der APC-Schwellenwert oder diesem gleich ist), verringert die Steuerung den Timer. Dementsprechend verringert die Steuerung den Timer oder erhöht den Timer basierend darauf, ob die Differenz zwischen der ersten und der zweiten APC größer als der APC-Schwellenwert ist. Wenn ja, erhöht die Steuerung den Timer; ansonsten verringert die Steuerung den Timer. Bei Schritt 426 ermittelt die Steuerung, ob der Timer kleiner als Null (0,0 s) ist. Wenn ja, kehrt die Steuerung zu Schritt 402 zurück, bei dem der Timer auf Null eingestellt wird; ansonsten kehrt die Steuerung zu Schritt 404 zurück. Mit anderen Worten begrenzt die Steuerung den Timer auf Null.
  • Fachleute können nun anhand der vorstehenden Beschreibung einsehen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen für den erfahrenen Praktiker nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6704638 [0066]

Claims (22)

  1. Luft-pro-Zylinder-Sicherheitssystem (APC-Sicherheitssystem) für ein Fahrzeug, umfassend: ein APC-Ermittlungsmodul, das einen ersten und einen zweiten APC-Wert für einen ersten bzw. einen zweiten Zylinder eines Motors basierend auf einer Luftmassenströmung (MAF) in den Motor ermittelt; ein APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul, das einen APC-Schwellenwert basierend auf dem ersten APC-Wert und einem Zündfunkenzeitpunkt für den ersten Zylinder ermittelt; und ein APC-Diagnosemodul, das einen Fehler in dem APC-Ermittlungsmodul selektiv diagnostiziert, wenn der zweite APC-Wert größer als eine Summe des ersten APC-Werts und des APC-Schwellenwerts ist.
  2. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Zylinder ein nächster zu zündender Zylinder in einer Zündungsreihenfolge ist und der zweite Zylinder nach dem ersten Zylinder zu zünden ist.
  3. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei das APC-Schwellenwert-Ermittlungsmodul den APC-Schwellenwert ferner basierend auf einer Ableitung einer geschätzten Drehmomentabgabe des Motors bezüglich der APC ermittelt.
  4. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, wobei das APC-Diagnosemodul einen Timer erhöht, wenn der zweite APC-Wert größer als die Summe ist.
  5. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 4, das ferner ein APC-Speichermodul umfasst, wobei das APC-Diagnosemodul den ersten APC-Wert an mindestens einem vorbestimmten Ort in dem APC-Speichermodul ablegt.
  6. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 5, wobei das APC-Diagnosemodul den ersten APC-Wert begrenzt, bevor der erste APC-Wert in dem APC-Speichermodul abgelegt wird, wenn der Timer größer als eine erste Dauer ist.
  7. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 6, wobei das APC-Diagnosemodul den ersten APC-Wert basierend auf dem zweiten APC-Wert begrenzt.
  8. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 6, wobei das APC-Diagnosemodul den Fehler diagnostiziert, wenn der Timer größer als eine zweite Dauer ist, wobei die zweite Dauer größer als die erste Dauer ist.
  9. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 4, wobei das APC-Diagnosemodul den Timer verringert, wenn der zweite APC-Wert kleiner als die Summe oder dieser gleich ist.
  10. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, ferner ein Diagnose-Einschaltmodul umfassend, welches das APC-Diagnosemodul basierend auf einer Motordrehzahl einschaltet oder ausschaltet.
  11. APC-Sicherheitssystem nach Anspruch 10, wobei das Diagnose-Einschaltmodul das APC-Diagnosemodul ausschaltet, wenn die Motordrehzahl kleiner als ein Drehzahlschwellenwert ist.
  12. Verfahren für ein Luft-pro-Zylinder-System (APC-System) eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein erster und ein zweiter APC-Wert für einen ersten bzw. zweiten Zylinder eines Motors basierend auf einer Luftmassenströmung (MAF) in den Motor ermittelt werden; ein APC-Schwellenwert basierend auf dem ersten APC-Wert und einem Zündfunkenzeitpunkt für den ersten Zylinder ermittelt wird; und ein Fehler in dem ersten APC-Wert selektiv diagnostiziert wird, wenn der zweite APC-Wert größer als eine Summe des ersten APC-Werts und des APC-Schwellenwerts ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Zylinder ein nächster zu zündender Zylinder in einer Zündungsreihenfolge ist und der zweite Zylinder nach dem ersten Zylinder zu zünden ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass der APC-Schwellenwert ferner basierend auf einer Ableitung einer geschätzten Drehmomentabgabe des Motors bezüglich der APC ermittelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass ein Timer erhöht wird, wenn der zweite APC-Wert größer als die Summe ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst, dass der erste APC-Wert an mindestens einem vorbestimmten Ort abgelegt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, das ferner umfasst, dass der erste APC-Wert vor dem Ablegen begrenzt wird, wenn der Timer größer als eine erste Dauer ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Begrenzen umfasst, dass der erste APC-Wert basierend auf dem zweiten APC-Wert begrenzt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das selektive Diagnostizieren umfasst, dass der Fehler diagnostiziert wird, wenn der Timer größer als eine zweite Dauer ist, wobei die zweite Dauer größer als die erste Dauer ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst, dass der Timer verringert wird, wenn der zweite APC-Wert kleiner als die Summe oder dieser gleich ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass das Diagnostizieren basierend auf einer Motordrehzahl eingeschaltet oder ausgeschaltet wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Einschalten oder das Ausschalten umfasst, dass das Diagnostizieren ausgeschaltet wird, wenn die Motordrehzahl kleiner als ein Drehzahlschwellenwert ist.
DE102009020537.3A 2008-05-21 2009-05-08 Luft-Pro-Zylinder-Sicherheitssystem und Verfahren für ein Solches Active DE102009020537B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5491408P 2008-05-21 2008-05-21
US61/054,914 2008-05-21
US12/254,926 2008-10-21
US12/254,926 US8050841B2 (en) 2008-05-21 2008-10-21 Security for engine torque input air-per-cylinder calculations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009020537A1 true DE102009020537A1 (de) 2010-01-07
DE102009020537B4 DE102009020537B4 (de) 2018-02-01

Family

ID=41342692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009020537.3A Active DE102009020537B4 (de) 2008-05-21 2009-05-08 Luft-Pro-Zylinder-Sicherheitssystem und Verfahren für ein Solches

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8050841B2 (de)
CN (1) CN101586504B (de)
DE (1) DE102009020537B4 (de)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8346447B2 (en) * 2010-04-22 2013-01-01 GM Global Technology Operations LLC Feed-forward camshaft phaser control systems and methods
US8494742B2 (en) * 2010-09-10 2013-07-23 GM Global Technology Operations LLC Engine torque estimation systems and methods
US9458779B2 (en) 2013-01-07 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Intake runner temperature determination systems and methods
US9458778B2 (en) 2012-08-24 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9382853B2 (en) 2013-01-22 2016-07-05 GM Global Technology Operations LLC Cylinder control systems and methods for discouraging resonant frequency operation
US10227939B2 (en) 2012-08-24 2019-03-12 GM Global Technology Operations LLC Cylinder deactivation pattern matching
US9650978B2 (en) 2013-01-07 2017-05-16 GM Global Technology Operations LLC System and method for randomly adjusting a firing frequency of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
US9376973B2 (en) * 2012-09-10 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Volumetric efficiency determination systems and methods
US9534550B2 (en) * 2012-09-10 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
US9416743B2 (en) 2012-10-03 2016-08-16 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation/deactivation sequence control systems and methods
US9719439B2 (en) 2012-08-24 2017-08-01 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling spark timing when cylinders of an engine are deactivated to reduce noise and vibration
US9458780B2 (en) 2012-09-10 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for controlling cylinder deactivation periods and patterns
US9638121B2 (en) * 2012-08-24 2017-05-02 GM Global Technology Operations LLC System and method for deactivating a cylinder of an engine and reactivating the cylinder based on an estimated trapped air mass
US9726139B2 (en) 2012-09-10 2017-08-08 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a firing sequence of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
US9527498B2 (en) * 2012-08-29 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Method to limit temperature increase in a catalyst and detect a restricted exhaust path in a vehicle
DE102013217403B4 (de) 2012-09-10 2021-12-02 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zur Ermittlung einer Luft pro Zylinder
US8954257B2 (en) * 2012-09-13 2015-02-10 GM Global Technology Operations LLC Coordinated torque control security systems and methods
US9175628B2 (en) 2012-09-13 2015-11-03 GM Global Technology Operations LLC Coordinated engine torque control
US9534547B2 (en) 2012-09-13 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods
US9797318B2 (en) 2013-08-02 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Calibration systems and methods for model predictive controllers
US9347381B2 (en) 2014-03-26 2016-05-24 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for internal combustion engines
US9599049B2 (en) 2014-06-19 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Engine speed control systems and methods
US9388754B2 (en) 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Artificial output reference for model predictive control
US9376965B2 (en) 2013-04-23 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9732688B2 (en) 2014-03-26 2017-08-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for increasing the temperature of a catalyst when an engine is started using model predictive control
US9429085B2 (en) 2013-04-23 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9920697B2 (en) 2014-03-26 2018-03-20 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for future torque request increases
US9435274B2 (en) 2014-03-26 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC System and method for managing the period of a control loop for controlling an engine using model predictive control
US9388758B2 (en) 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for future torque changes
US9541019B2 (en) 2014-03-26 2017-01-10 GM Global Technology Operations LLC Estimation systems and methods with model predictive control
US9328671B2 (en) 2013-04-23 2016-05-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9399959B2 (en) 2014-03-26 2016-07-26 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting a torque capacity of an engine using model predictive control
US9784198B2 (en) * 2015-02-12 2017-10-10 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9765703B2 (en) 2013-04-23 2017-09-19 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9587573B2 (en) 2014-03-26 2017-03-07 GM Global Technology Operations LLC Catalyst light off transitions in a gasoline engine using model predictive control
US9605615B2 (en) 2015-02-12 2017-03-28 GM Global Technology Operations LLC Model Predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9714616B2 (en) 2014-03-26 2017-07-25 GM Global Technology Operations LLC Non-model predictive control to model predictive control transitions
US9863345B2 (en) 2012-11-27 2018-01-09 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting weighting values assigned to errors in target actuator values of an engine when controlling the engine using model predictive control
US9528453B2 (en) 2014-11-07 2016-12-27 GM Global Technologies Operations LLC Throttle control systems and methods based on pressure ratio
US9378594B2 (en) 2014-03-26 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Fault diagnostic systems and methods for model predictive control
US9243524B2 (en) 2014-03-26 2016-01-26 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for transmission upshifts
US9494092B2 (en) 2013-03-13 2016-11-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting parameters associated with airflow through an engine
US9441550B2 (en) 2014-06-10 2016-09-13 GM Global Technology Operations LLC Cylinder firing fraction determination and control systems and methods
US9341128B2 (en) 2014-06-12 2016-05-17 GM Global Technology Operations LLC Fuel consumption based cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9556811B2 (en) 2014-06-20 2017-01-31 GM Global Technology Operations LLC Firing pattern management for improved transient vibration in variable cylinder deactivation mode
US9599047B2 (en) 2014-11-20 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Combination cylinder state and transmission gear control systems and methods
US10337441B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
US9938908B2 (en) 2016-06-14 2018-04-10 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting a pedal position based on driver behavior and controlling one or more engine actuators based on the predicted pedal position
US9789876B1 (en) 2016-06-16 2017-10-17 GM Global Technology Operations LLC Axle torque control system for a motor vehicle
US10125712B2 (en) 2017-02-17 2018-11-13 GM Global Technology Operations LLC Torque security of MPC-based powertrain control
US10119481B2 (en) 2017-03-22 2018-11-06 GM Global Technology Operations LLC Coordination of torque interventions in MPC-based powertrain control
US10399574B2 (en) 2017-09-07 2019-09-03 GM Global Technology Operations LLC Fuel economy optimization using air-per-cylinder (APC) in MPC-based powertrain control
US10358140B2 (en) 2017-09-29 2019-07-23 GM Global Technology Operations LLC Linearized model based powertrain MPC
US10619586B2 (en) 2018-03-27 2020-04-14 GM Global Technology Operations LLC Consolidation of constraints in model predictive control
US10661804B2 (en) 2018-04-10 2020-05-26 GM Global Technology Operations LLC Shift management in model predictive based propulsion system control
US10859159B2 (en) 2019-02-11 2020-12-08 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control of torque converter clutch slip
GB2582001A (en) 2019-03-07 2020-09-09 Delphi Automotive Systems Lux Method to determine the torque of a spark ignition engine
US11312208B2 (en) 2019-08-26 2022-04-26 GM Global Technology Operations LLC Active thermal management system and method for flow control
US11008921B1 (en) 2019-11-06 2021-05-18 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction device control
US11378028B2 (en) * 2020-10-08 2022-07-05 Ford Global Technologies, Llc System and method for diagnosing cylinder deactivation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704638B2 (en) 2002-06-26 2004-03-09 General Motors Corporation Torque estimator for engine RPM and torque control

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19902209A1 (de) * 1999-01-21 2000-07-27 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Unterdrücken von Motorklopfen einer Brennkraftmaschine
US6155242A (en) * 1999-04-26 2000-12-05 Ford Global Technologies, Inc. Air/fuel ratio control system and method
US6363316B1 (en) * 2000-05-13 2002-03-26 Ford Global Technologies, Inc. Cylinder air charge estimation using observer-based adaptive control
US6755182B1 (en) * 2003-04-16 2004-06-29 Ford Global Technologies, Llc Adaptive control for engine with electronically adjustable valve operation
US7614384B2 (en) * 2007-11-02 2009-11-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine torque control with desired state estimation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704638B2 (en) 2002-06-26 2004-03-09 General Motors Corporation Torque estimator for engine RPM and torque control

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009020537B4 (de) 2018-02-01
CN101586504B (zh) 2012-09-05
US20090292435A1 (en) 2009-11-26
CN101586504A (zh) 2009-11-25
US8050841B2 (en) 2011-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009020537B4 (de) Luft-Pro-Zylinder-Sicherheitssystem und Verfahren für ein Solches
DE102010014822B4 (de) Abgasrückführungsdiagnose für Systeme zur abgestimmten Drehmomentsteuerung
DE102009043212B4 (de) Drehmomentbasierte Kraftstoffabschaltung wegen einer Kupplung
DE102009030002B4 (de) Diagnosesystem und Diagnoseverfahren zur Überwachung einer akkumulierten Fehlerzeit
DE102015108037B4 (de) Zylinder-Zündungsanteilsermittlung sowie Steuersysteme und -verfahren
DE102010008472B4 (de) Drehmomentmodell-Basierte Kaltstart-Diagnosesysteme und -verfahren
DE102015107603B4 (de) Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugbeschleunigung
DE102009003948B4 (de) Motorsteuersystem und Motorsteuerverfahren
DE102013204901B4 (de) System und Verfahren zum Steuern einer Motordrehzahl
DE102011014832B4 (de) System zum schätzen einerdrehmomentabgabe eines motors mit homogenerkompressionszündung
DE102009038783B4 (de) Drehmomentbasiertes Funkenzündungssystem mit Mehrfachpuls-Direkteinspritzung
DE102013213775B4 (de) System zur abschwächung von stochastischen frühzündungen
DE102014102896A1 (de) Adaptives Tempomatsystem und- verfahren mit Funktion zum regenerativen Bremsen und Start-Stopp-Funktion
DE102011008493A1 (de) Systeme und Verfahren für eine Gaspedal-Drehmomentanforderung
DE102013216445B4 (de) Verfahren zum Justieren eines gemessenen Kraftstoffverteilerrohrdrucks
DE102015114058B4 (de) Verfahren zum Diagnostizieren eines Fehlers in einem Nockenwellenpositionssensor und/oder einem Kurbelwellenpositionssensor
DE102008030519A1 (de) Verfahren und Systeme zum Rückmelden von Informationen eines koordinierten Drehmomentsteuersystems
DE102010012082A1 (de) Funktionsdiagnose eines Nach-Sauerstoffsensors mit minimaler Luftströmung
DE102008015569A1 (de) Vollbereichs-Drehmomentverringerung
DE102011016517B4 (de) Steuermodul zum Verringern einer Turboverzögerung bei einem Verbrennungsmotor
DE102009054288A1 (de) Drehmomentsteuersystem mit Spülung
DE102010008314A1 (de) Sichern eines von einem Fahrer angeforderten Drehmoments
DE102015114826B4 (de) Zündfunkenverfahren zur Motordrehmomentschätzung
DE102017100854B4 (de) Verfahren zum Identifizieren eines potenziellen Motorstillstands und Steuerung eines Antriebsstrangsystems zum Verhindern eines Motorstillstands
DE102015107921A1 (de) Systeme und Verfahren zum Steuern von Ölpumpen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US

Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US

Effective date: 20110323

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final