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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und insbesondere auf Zylinderdrucksensoren.
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HINTERGRUND
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Die hier gegebene Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Zusammenhangs der Offenbarung. Die Arbeit der derzeit benannten Erfinder in dem Umfang, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die sich ansonsten zum Zeitpunkt der Einreichung nicht als Stand der Technik qualifizieren können, werden weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung anerkannt.
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Die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemisches innerhalb eines Zylinders einer Maschine erzeugt ein Drehmoment. Ein Zylinderdrucksensor, der dem Zylinder zugeordnet ist, misst den Druck innerhalb des Zylinders. Der Zylinderdrucksensor erzeugt ein Zylinderdrucksignal auf der Basis des Zylinderdrucks. Lediglich beispielhaft kann das Zylinderdrucksignal ein Spannungssignal umfassen. Der Zylinderdrucksensor kann das Zylinderdrucksignal über einen ersten elektrischen Leiter (z. B. Draht) zu einem Steuermodul (z. B. einem Maschinensteuermodul) übertragen.
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Der Zylinderdrucksensor erzeugt das Zylinderdrucksignal relativ zu einem Referenzpegel. Der Referenzpegel bezieht sich auf das Zylinderdrucksignal, von dem das Zylinderdrucksignal zunimmt, wenn der Zylinderdruck während der Verbrennung innerhalb des Zylinders zunimmt. Über die Zeit verursacht jedoch der Betrieb des Zylinderdrucksensors, dass sich der Referenzpegel einer oberen Grenze eines vorbestimmten Bereichs des Zylinderdrucksignals nähert. Nur als Beispiel kann ein Filter/Verstärker des Zylinderdrucksensors über die Zeit hochziehen und verursachen, dass sich der Referenzpegel der oberen Grenze nähert.
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Das Zylinderdrucksignal kann durch die obere Grenze beschnitten werden, wenn sich der Referenzpegel der oberen Grenze nähert. Nur als Beispiel kann das Zylinderdrucksignal durch die obere Grenze beschnitten werden, wenn eine Differenz zwischen dem Referenzpegel und der oberen Grenze geringer ist als eine Änderung des Zylinderdrucksignals, die erforderlich ist, um eine gemessene Zylinderdruckerhöhung widerzuspiegeln. Wenn der Referenzpegel die obere Grenze erreicht, kann das Zylinderdrucksignal auf der oberen Grenze gehalten werden.
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Folglich wird das Zylinderdrucksignal (und daher der Referenzpegel) von Zeit zu Zeit auf einen vorbestimmten Rücksetzpegel zurückgesetzt. Das Zylinderdrucksignal kann durch Verringern einer Impedanz an einem Eingang in den Zylinderdrucksensor, um den Ausgang des Zylinderdrucksensors effektiv kurzzuschließen, auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurückgesetzt werden. Ein zweiter elektrischer Leiter kann verwendet werden, um das Rücksetzen zwischen dem Zylinderdrucksensor und dem Steuermodul zu koordinieren. Das Steuermodul kann beispielsweise ein Rücksetzsignal zum Zylinderdrucksensor über den zweiten elektrischen Draht übertragen, um den Zylinderdrucksensor anzuweisen, das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurückzusetzen. Als weiteres Beispiel kann der Zylinderdrucksensor ein Rücksetzsignal zum Steuermodul über den zweiten elektrischen Draht übertragen, um das Steuermodul zu benachrichtigen, dass der Zylinderdrucksensor das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurücksetzt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein System für ein Fahrzeug umfasst einen Zylinderdrucksensor und ein Steuermodul. Der Zylinderdrucksensor misst den Druck innerhalb eines Zylinders einer Maschine, erzeugt Erhöhungen eines Zylinderdrucksignals auf der Basis des Drucks, erzeugt selektiv ein vorbestimmtes Profil im Zylinderdrucksignal und setzt das Zylinderdrucksignal selektiv nach dem Erzeugen des vorbestimmten Profits im Zylinderdrucksignal auf einen vorbestimmten Rücksetzpegel zurück. Das Steuermodul empfängt das Zylinderdrucksignal, detektiert das vorbestimmte Profil im Zylinderdrucksignal und detektiert das Zurücksetzen des Zylinderdrucksignals auf den vorbestimmten Rücksetzpegel, wenn das vorbestimmte Profil detektiert wird.
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Ein Zylinderdrucksensor für ein Fahrzeug umfasst ein Erfassungselement, ein Rücksetzmodul und ein Signalerzeugungsmodul. Das Erfassungselement misst den Druck innerhalb eines Zylinders einer Maschine. Das Rücksetzmodul erzeugt selektiv ein Rücksetzsignal. Das Signalerzeugungsmodul erzeugt ein Zylinderdrucksignal auf der Basis des Drucks, erzeugt ein vorbestimmtes Profil im Zylinderdrucksignal, wenn das Rücksetzsignal erzeugt wird, und setzt das Zylinderdrucksignal nach dem Erzeugen des vorbestimmten Profils auf einen vorbestimmten Rücksetzpegel zurück.
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Ein Steuermodul für ein Fahrzeug umfasst ein Parameterbestimmungsmodul und ein Rücksetzdetektionsmodul. Das Parameterbestimmungsmodul empfängt ein Zylinderdrucksignal von einem Zylinderdrucksensor, der einem Zylinder einer Maschine zugeordnet ist und den Druck in diesem misst, und bestimmt selektiv einen Parameter auf der Basis des Zylinderdrucksignals. Das Rücksetzdetektionsmodul detektiert ein Rücksetzereignis des Zylinderdrucksignals, wenn das Zylinderdrucksignal ein vorbestimmtes Profil umfasst, bevor es einen vorbestimmten Rücksetzpegel erreicht.
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Ein Verfahren umfasst: Messen des Drucks innerhalb eines Zylinders einer Maschine; Erzeugen von Erhöhungen eines Zylinderdrucksignals auf der Basis des Drucks; selektives Erzeugen eines vorbestimmten Profils im Zylinderdrucksignal; selektives Zurücksetzen des Zylinderdrucksignals auf einen vorbestimmten Rücksetzpegel nach dem Erzeugen des vorbestimmten Profils im Zylinderdrucksignal; Detektieren des vorbestimmten Profils des Zylinderdrucksignals; und Detektieren des Zurücksetzens des Zylinderdrucksignals auf den vorbestimmten Rücksetzpegel, wenn das vorbestimmte Profil detektiert wird.
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In anderen Implementierungen umfasst ein Verfahren: Messen des Drucks innerhalb eines Zylinders einer Maschine; selektives Erzeugen eines Rücksetzsignals; Erzeugen eines Zylinderdrucksignals auf der Basis des Drucks; Erzeugen eines vorbestimmten Profils im Zylinderdrucksignal, wenn das Rücksetzsignal erzeugt wird; und Einstellen des Zylinderdrucksignals auf einen vorbestimmten Rücksetzpegel nach dem Erzeugen des vorbestimmten Profils.
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In nochmals weiteren Implementierungen umfasst ein Verfahren: Empfangen eines Zylinderdrucksignals von einem Zylinderdrucksensor, der einem Zylinder einer Maschine zugeordnet ist und den Druck in diesem misst; selektives Bestimmen eines Parameters auf der Basis des Zylinderdrucksignals; und Detektieren eines Rücksetzereignisses des Zylinderdrucksignals, wenn das Zylinderdrucksignal ein vorbestimmtes Profil um fasst bevor es einen vorbestimmten Rücksetzpegel erreicht.
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In nochmals weiteren Merkmalen werden die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm implementiert, das von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich auf einem konkreten computerlesbaren Medium befinden, wie z. B. einem Speicher, einem nichtflüchtigen Datenspeicher und/oder anderen geeigneten konkreten Speichermedien, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur für Erläuterungszwecke bestimmt und sollen den Schutzbereich der Offenbarung nicht begrenzen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich, in denen:
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1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Maschinensystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
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2–3 beispielhafte Graphen eines Zylinderdrucksignals als Funktion der Zeit gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
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4 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Zylinderdrucksensorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen eines vorbestimmten Profils in einem und zum Zurücksetzen eines Zylinderdrucksignals gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
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6 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum Detektieren des Rücksetzens des Zylinderdrucksensors gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen keineswegs begrenzen. Für die Zwecke der Deutlichkeit werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hier verwendet, sollte der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Selbstverständlich können Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
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Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
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Ein Zylinderdrucksensor misst den Druck innerhalb eines Zylinders einer Maschine und erzeugt ein Zylinderdrucksignal auf der Basis des Zylinderdrucks. Der Zylinderdrucksensor erzeugt Erhöhungen des Zylinderdrucksignals (die jeweils einem Verbrennungsereignis entsprechen) relativ zu einem Referenzpegel. Über die Zeit kann der Referenzpegel des Zylinderdrucksignals in Richtung einer Grenze (z. B. oberen oder unteren) eines vorbestimmten Bereichs des Zylinderdrucksignals driften.
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Das Zylinderdrucksignal kann durch die Grenze beschnitten werden, wenn eine Größe der Drift groß wird. Nur als Beispiel kann das Zylinderdrucksignal durch eine obere Grenze beschnitten werden, wenn eine Differenz zwischen dem Referenzpegel und der oberen Grenze geringer ist als eine Änderung des Zylinderdrucksignals, die erforderlich ist, um eine Zylinderdruckerhöhung widerzuspiegeln. Wenn der Referenzpegel die obere Grenze erreicht, kann das Zylinderdrucksignal auf der oberen Grenze gehalten werden.
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Der Zylinderdrucksensor überträgt das Zylinderdrucksignal zu einem Steuermodul über einen elektrischen Leiter (z. B. Draht). Der Zylinderdrucksensor setzt selektiv das Zylinderdrucksignal auf einen vorbestimmten Rücksetzpegel zurück. Nur als Beispiel kann der Zylinderdrucksensor das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurücksetzen, um zu verhindern, dass das Zylinderdrucksignal durch die Grenze beschnitten und auf diese begrenzt wird.
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Der Zylinderdrucksensor der vorliegenden Offenbarung benachrichtigt das Steuermodul, wenn das Zylinderdrucksignal zurückgesetzt wird, über den elektrischen Draht. Insbesondere benachrichtigt der Zylinderdrucksensor das Steuermodul, dass das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurückgesetzt wird, durch Erzeugen eines vorbestimmten Profils im Zylinderdrucksignal ungeachtet des Zylinderdrucks.
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Das Steuermodul kann das vorbestimmte Profil im Zylinderdrucksignal detektieren und feststellen, dass das Zylinderdrucksignal zurückgesetzt wird, wenn das vorbestimmte Profil detektiert wird. Das Steuermodul kann dann zur Berücksichtigung der Rücksetzung korrigieren, eine oder mehrere Funktionen, die auf der Basis des Zylinderdrucksignals durchgeführt werden, deaktivieren oder eine oder mehrere andere Handlungen unternehmen. Nur als Beispiel kann das Steuermodul die Diagnose von einem oder mehreren Fehlern auf der Basis des Zylinderdrucksignals, das Steuern von einem oder mehreren Maschinenbetriebsparametern auf der Basis des Zylinderdrucksignals und die Bestimmung von einem oder mehreren Parametern auf der Basis des Zylinderdrucksignals deaktivieren.
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Durch Benachrichtigen des Steuermoduls über die Rücksetzung über das Zylinderdrucksignal ist ein elektrischer Draht, auf dem Rücksetzsignale zwischen dem Zylinderdrucksensor und dem Steuermodul übertragen werden, unnötig. In Implementierungen, in denen der Zylinderdrucksensor das Zylinderdrucksignal durch Verringern der Eingangsimpedanz zurücksetzt, können die Befehle, die dem Rücksetzen zugeordnet sind, beseitigt werden. In dieser Weise kann der Zylinderdrucksensor der vorliegenden Offenbarung die Anzahl von Drähten verringern, kann die Implementierungs-/Verdrahtungskomplexität verringern, kann die Fahrzeugkosten verringern, kann die Kosten des Zylinderdrucksensors verringern und kann weitere Vorteile schaffen.
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Mit Bezug auf 1 ist nun ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Maschinensystems 100 dargestellt. Luft wird in eine Maschine 102 durch einen Einlasskrümmer 104 gesaugt. Ein Drosselventil 106 steuert die Luftströmung in die Maschine 102. Ein Drosselklappen-Aktuatormodul 108 steuert das Öffnen des Drosselventils 106. Das Drosselklappen-Aktuatormodul 108 steuert daher die Luftströmung in die Maschine 102. Die Luft mischt sich mit Kraftstoff von einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen wie z. B. einer Kraftstoffeinspritzdüse 110, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu bilden.
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Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in einem oder mehreren Zylindern der Maschine 102 wie z. B. im Zylinder 112 verbrannt. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches kann beispielsweise durch Einspritzung des Kraftstoffs oder einen Zündfunken, der durch eine Zündkerze 114 geliefert wird, eingeleitet werden. In Maschinensystemen mit Funkenzündung steuert ein Zündfunkenaktuatormodul 116 die Zündkerze 114. Ein Kraftstoffaktuatormodul 118 steuert die Kraftstoffeinspritzdüse 110. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugt ein Drehmoment und Abgas.
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Das Drehmoment wird über Wärmefreisetzung und Expansion während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches innerhalb des Zylinders 112 erzeugt. Das Drehmoment wird durch eine Kurbelwelle auf einen Endantrieb übertragen, der das Drehmoment auf ein oder mehrere Räder überträgt, um ein Fahrzeug (nicht dargestellt) anzutreiben. Das Abgas wird aus der Maschine 102 an ein Auslasssystem 120 ausgestoßen.
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Ein Maschinensteuermodul (ECM) 130 steuert das Ausgangsdrehmoment der Maschine 120. Das ECM 130 kann das Ausgangsdrehmoment der Maschine 102 durch Steuern von einem oder mehreren Maschinenaktuatoren wie z. B. des Drosselklappen-Aktuatormoduls 108, des Kraftstoffaktuatormoduls 118 und des Zündfunkenaktuatormoduls 116 steuern. Das ECM 130 kann das Ausgangsdrehmoment der Maschine 102 auf der Basis von Fahrereingaben und/oder anderen Eingaben steuern.
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Ein Fahrereingabemodul 132 liefert die Fahrereingaben zum ECM 130. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Fahrpedalposition, eine Bremspedalposition und andere geeignete Fahrereingaben umfassen. Die anderen Eingaben können ein Zylinderdrucksignal, das durch einen Zylinderdrucksensor 134 geliefert wird, und andere geeignete Eingaben umfassen.
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Der Zylinderdrucksensor 134 misst den Druck innerhalb des Zylinders 112. Der Zylinderdrucksensor 134 erzeugt das Zylinderdrucksignal auf der Basis des Zylinderdrucks. Obwohl er in der beispielhaften Ausführungsform von 1 unabhängig gezeigt ist, kann der Zylinderdrucksensor 134 mit einer anderen Komponente implementiert werden, die dem Zylinder 112 zugeordnet ist, wie z. B. der Kraftstoffeinspritzdüse 110 oder der Zündkerze 114.
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Nur als Beispiel kann das Zylinderdrucksignal eine Spannung sein und die Spannung kann zunehmen, wenn der Zylinderdruck zunimmt. Der Zylinderdrucksensor 134 kann das Zylinderdrucksignal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs erzeugen. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Betriebsbereich zwischen einer unteren Grenze von ungefähr 0,0 V und einer oberen Grenze von ungefähr 5,0 V liegen. Der Zylinderdrucksensor 134 kann sich in einem Kurzschlusszustand (Fehlerzustand) befinden, wenn das Zylinderdrucksignal gleich der unteren Grenze (z. B. 0,0 V) ist, und der Zylinderdrucksensor 134 kann sich in einem Leerlaufzustand (Fehlerzustand) befinden, wenn das Zylinderdrucksignal gleich der oberen Grenze (z. B. 5,0 V) ist.
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Das ECM 130 kann einen oder mehrere Parameter auf der Basis des Zylinderdrucksignals bestimmen. Nur als Beispiel kann das ECM 130 ein Druckverhältnis für einen Zylinder bei mehreren Kurbelwinkeln bestimmen. Das Druckverhältnis bei einem gegebenen Kurbelwinkel kann einem Verhältnis des Zylinderdrucks bei dem Kurbelwinkel zu einem motorisierten (idealen) Zylinderdruck bei dem Kurbelwinkel entsprechen, wenn keine Verbrennung innerhalb des Zylinders 112 stattfand. Mit anderen Worten, der motorisierte Zylinderdruck kann einem abgeschätzten Zylinderdruck bei dem Kurbelwinkel entsprechen, wenn die Maschine 102 motorisiert wird. Andere Parameter, die das ECM 130 auf der Basis des Zylinderdrucksignals bestimmen kann, können beispielsweise den Zylinderdruck (z. B. kPa), der dem Zylinderdrucksignal entspricht, einen Kurbelwinkel, bei dem ein vorbestimmter Prozentsatz von Kraftstoff verbrannt wurde, eine Wärmefreisetzungsrate, den indizierten Mitteldruck (IMEP), einen Zylinderklingelwert, einen Spitzendruck, der während eines Maschinenzyklus erfahren wird, einen Kurbelwinkel, bei dem der Spitzendruck aufgetreten ist, einen Klopfwert und einen oder mehrere andere geeignete Parameter umfassen.
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Der vorbestimmte Prozentsatz kann 10 Prozent, 50 Prozent, 90 Prozent und/oder ein anderer geeigneter Prozentsatz sein. Der Kurbelwinkel (CA), bei dem der vorbestimmte Prozentsatz an Kraftstoff verbrannt wurde, kann als CA## bezeichnet werden, wobei ## der vorbestimmte Prozentsatz ist. Nur als Beispiel bezieht sich CA10 auf den Kurbelwinkel, bei dem 10 Prozent des Kraftstoffs verbrannt wurden, CA50 bezieht sich auf den Kurbelwinkel, bei dem 50 Prozent des Kraftstoffs verbrannt wurden, und CA90 bezieht sich auf den Kurbelwinkel, bei dem 90 Prozent des Kraftstoffs verbrannt wurden.
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Das ECM 130 kann einen oder mehrere Maschinenbetriebsparameter auf der Basis des Zylinderdrucksignals und/oder von einem oder mehreren der bestimmten Parameter wie z. B. des Verbrennungszeitpunkts einstellen. Der Verbrennungszeitpunkt kann in einem Benzinmaschinensystem über den Zündfunkenzeitpunkt eingestellt werden und der Verbrennungszeitpunkt kann in einem Dieselmaschinensystem über den Kraftstoffein spritzzeitpunkt eingestellt werden. Das ECM 130 kann auch andere Maschinenbetriebsparameter auf der Basis des Zylinderdrucksignals und/oder von einem oder mehreren der bestimmten Parameter einstellen, wie z. B. die Menge an eingespritztem Kraftstoff. Das ECM 130 kann auch einen oder mehrere Fehler auf der Basis des Zylinderdrucksignals und/oder eines oder mehrerer der bestimmten Parameter diagnostizieren.
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Der Zylinderdrucksensor 134 ist jedoch ein relativer Drucksensor. Mit anderen Worten, der Zylinderdrucksensor 134 misst den Zylinderdruck und erzeugt Erhöhungen im Zylinderdrucksignal relativ zu einem Referenzpegel. Der Referenzpegel bezieht sich auf das Zylinderdrucksignal, von dem. das Zylinderdrucksignal zunimmt, wenn der Zylinderdruck während eines Verbrennungsereignisses innerhalb des Zylinders 112 zunimmt Über die Zeit driftet der Referenzpegel wie z. B. in Richtung der oberen oder unteren Grenze.
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Das Zylinderdrucksignal kann bedeutungslos oder unvollständig sein, wenn der Referenzpegel nahe einer der Grenzen des vorbestimmten Bereichs des Zylinderdrucksignals liegt. Nur als Beispiel kann das Zylinderdrucksignal beschnitten und auf die obere Grenze begrenzt werden, wenn relativ zum Referenzpegel das Zylinderdrucksignal ansonsten über die obere Grenze zunehmen würde, um eine Zylinderdruckerhöhung widerzuspiegeln. Wenn der Referenzpegel die obere Grenze erreicht, kann das Zylinderdrucksignal selbst während Zylinderdruckzunahmen auf der oberen Grenze bleiben.
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Folglich setzt der Zylinderdrucksensor 134 selektiv das Zylinderdrucksignal auf einen vorbestimmten Rücksetzpegel zurück. Das Zurücksetzen des Zylinderdrucksignals auf den vorbestimmten Rücksetzpegel bedeutet, dass der Referenzpegel auch auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurückgesetzt wird. Der vorbestimmte Rücksetzpegel kann nahe der unteren Grenze des vorbestimmten Bereichs des Zylinderdrucksignals liegen. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Rücksetzpegel ungefähr 0,7 V sein. Der vorbestimmte Rücksetzpegel, der nahe der unteren Grenze liegt, kann eine maximale Periode zwischen Rücksetzungen ermöglichen.
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Der Zylinderdrucksensor 134 bestimmt, wann das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurückgesetzt werden soll. Der Zylinderdrucksensor 134 der vorliegenden Offenbarung erzeugt ein vorbestimmtes Profil im Zylinderdrucksignal, um das ECM 130 zu benachrichtigen, dass das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurückgesetzt wird.
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Das ECM 130 detektiert das vorbestimmte Profil im Zylinderdrucksignal und bestimmt, dass der Zylinderdrucksensor 134 das Zylinderdrucksignal zurücksetzt, wenn das vorbestimmte Profil detektiert wird. Das ECM 130 kann das Rücksetzen kompensieren oder kann die Verwendung des Zylinderdrucksignals und/oder die Bestimmung von einem oder mehreren der Parameter auf der Basis des Zylinderdrucksignals deaktivieren, wenn das vorbestimmte Profil detektiert wird. Wenn das Zylinderdrucksignal mit dem vorbestimmten Profil verwendet werden wurde oder wenn das Zylinderdrucksignal mit dem vorbestimmten Profil beim Bestimmen von einem oder mehreren der Parameter verwendet werden würde, kann das ECM 130 die Anwesenheit von einem oder mehreren Fehlern diagnostizieren.
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Das Benachrichtigen des ECM 130 über das Zurücksetzen ermöglicht folglich, dass das ECM 130 das Diagnostizieren eines Fehlers vermeidet, wenn der Referenzpegel zurückgesetzt wird und wenn ein Fehler nicht notwendigerweise vorhanden sein kann. Durch Benachrichtigen des ECM 130 über das Zurücksetzen über das Zylinderdrucksignal kann ferner die Anzahl von elektrischen Drähten, die zum Zylinderdrucksensor 134 gehören, um einen verringert werden. Der eine Draht weniger kann der Draht sein, der ansonsten verwendet werden würde, um den Zylinderdrucksensor 134 anzuweisen, das Zylinderdrucksignal zurückzusetzen, oder um das ECM 130 über ein Zurücksetzen zu benachrichtigen. Das Verringern der Anzahl von Drähten, die zum Zylinderdrucksensor 134 gehören, verringert die Implementierungs-/Verdrahtungskomplexität, verringert die Fahrzeugkosten, verringert die Kosten des Zylinderdrucksensors 134 und kann andere Vorteile schaffen.
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Mit Bezug auf 2–3 sind beispielhafte Graphen des Zylinderdrucksignals als Funktion der Zeit dargestellt. Die beispielhafte Linie 202 führt das durch den Zylinderdrucksensor 134 erzeugte Zylinderdrucksignal nach. Die gestrichelte Linie 204 ist ein beispielhafter vorbestimmter Rücksetzpegel. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Rücksetzpegel 204 ungefähr 0,7 V sein.
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Der Zeitpunkt null kann einem Zeitpunkt entsprechen, zu dem das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurückgesetzt wird, wie z. B. beim Fahrzeugstart (z. B. Schlüssel EIN). Folglich ist der Referenzpegel, relativ zu dem der Zylinderdrucksensor 134 Erhöhungen im Zylinderdrucksignal 202 erzeugt, ungefähr gleich dem vorbestimmten Rücksetzpegel 204 zum Zeitpunkt null.
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Über die Zeit nimmt jedoch, wie in 2 und 3 gezeigt, der Referenzpegel zu. In dem Beispiel von 2 nimmt der Referenzpegel von ungefähr 0,85 V zum Zeitpunkt T1, wie durch 208 gezeigt, auf ungefähr 1,4 V zum Zeitpunkt T4, wie durch 210 gezeigt, zu. In dem Beispiel von 3 nimmt der Referenzpegel von ungefähr 0,8 V zum Zeitpunkt T1, wie durch 212 gezeigt, auf ungefähr 1,4 V zum Zeitpunkt T6, wie durch 214 gezeigt, zu.
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Der Zylinderdrucksensor 134 setzt das Zylinderdrucksignal 202 selektiv auf den vorbestimmten Rücksetzpegel 204 zurück. Der Zylinderdrucksensor 134 setzt beispielsweise das Zylinderdrucksignal 202 auf den vorbestimmten Rücksetzpegel 204 zum ungefähr beispielhaften Zeitpunkt T6 im Beispiel von 2 und zum ungefähr beispielhaften Zeitpunkt T7 im Beispiel von 3 zurück.
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Der Zylinderdrucksensor 134 benachrichtigt das ECM 130 über ein Zurücksetzen des Zylinderdrucksignals 202 durch Erzeugen eines vorbestimmten Profils im Zylinderdrucksignal 202, das vom ECM 130 erkannt und von einem Verbrennungsereignis unterschieden wird. Nur als Beispiel kann der Zylinderdrucksensor 134 das ECM 130 durch Verringern des Zylinderdrucksignals 202 um zumindest ein vorbestimmtes Ausmaß, wie in 2 gezeigt, benachrichtigen.
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Das vorbestimmte Ausmaß kann kalibrierbar sein und kann auf mehr als eine größte Abnahme im Zylinderdrucksignal 202, die möglich ist (z. B. größer als eine Abnahme, die während einer schlimmstmöglichen Maschinenfehlzündung erfahren wird, usw.), gesetzt werden. Nur als Beispiel kann das vorbestimmte Ausmaß ungefähr 0,75 V (entsprechend einer Abnahme von ungefähr 2700–2800 kPa) in Benzinmaschinen und ungefähr 1,0 V (entsprechend einer Abnahme von ungefähr 3800 kPa) in Dieselmaschinensystemen sein. Der Zylinderdrucksensor 134 kann das Zylinderdrucksignal 202 um das vorbestimmte Ausmaß in einem Schritt, in weniger als einer vorbestimmten Periode oder in einer anderen geeigneten Weise verringern.
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Mit Bezug auf das Beispiel von 3 kann der Zylinderdrucksensor 134 das ECM 130 über das Zurücksetzen durch Erhöhen des Zylinderdrucksignals 202 auf die obere Grenze und Halten des Zylinderdrucksignals 202 auf der oberen Grenze für eine vorbestimmte Periode vor dem Setzen des Zylinderdrucksignals 202 auf den vorbestimmten Rücksetzpegel 204 benachrichtigen. Nur als Beispiel kann die obere Grenze ungefähr 5,0 V sein und die vorbestimmte Periode kann ungefähr 20 μs oder weniger sein. Die vorbestimmte Periode kann kalibrierbar sein und kann auf weniger als eine Periode gesetzt werden, nach der das ECM 130 den Zylinderdrucksensor 134 als im Leerlaufzustand befindlich diagnostiziert. Ein anderes geeignetes Profil kann nur als Beispiel das Verringern des Zylinderdrucksignals 202 auf die untere Grenze und Halten des Zylinderdrucksignals 202 auf der unteren Grenze für die vorbestimmte Periode, bevor das Zylinderdrucksignal 202 auf den vorbestimmten Rücksetzpegel 204 gesetzt wird, umfassen.
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Mit Bezug auf 4 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Zylinderdrucksensorsystems 400 dargestellt. Der Zylinderdrucksensor 134 kann ein Erfassungselement 402, ein Signalerzeugungsmodul 406 und ein Rücksetzmodul 410 umfassen. Das ECM 130 kann ein Parameterbestimmungsmodul 432, ein Diagnosemodul 436, ein Verbrennungssteuermodul 440 und ein Rücksetzdetektionsmodul 444 umfassen.
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Mit Bezug auf den Zylinderdrucksensor 134 kann das Erfassungselement 402 den Druck innerhalb des Zylinders 112 messen. Das Erfassungselement 402 kann ein Signal des gemessenen Drucks auf der Basis des Drucks erzeugen. Das Signal des gemessenen Drucks kann ein Spannungssignal, ein Stromsignal oder einen anderen geeigneten Typ von Signal umfassen.
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Das Signalerzeugungsmodul 406 erzeugt das Zylinderdrucksignal auf der Basis des Signals des gemessenen Drucks. Nur als Beispiel kann das Signalerzeugungsmodul 406 das Signal des gemessenen Drucks mit einer vorbestimmten Abtastrate abtasten, ein Filter auf die Abtastwerte anwenden, um einen Referenzpegel zu bestimmen, und Erhöhungen im Zylinderdrucksignal relativ zum Referenzpegel erzeugen. Das Filter kann auf einer vorbestimmten Anzahl von vorherigen Abtastwerten basieren.
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Wenn das Rücksetzmodul 410 ein Rücksetzsignal erzeugt, kann das Signalerzeugungsmodul 406 das vorbestimmte Profil im Zylinderdrucksignal ungeachtet des Signals des gemessenen Drucks erzeugen. Nur als Beispiel kann das Signalerzeugungsmodul 406 das Zylinderdrucksignal auf oder über die obere Grenze des vorbestimmten Bereichs erhöhen und das Zylinderdrucksignal auf oder über der oberen Grenze für die vorbestimmte Periode halten und dann das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel setzen, wenn das Rücksetzsignal erzeugt wird. Nur als weiteres Beispiel kann das Signalerzeugungsmodul 406 das Zylinderdrucksignal um zumindest das vorbestimmte Ausmaß verringern und dann das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel setzen, wenn das Rücksetzsignal erzeugt wird. Nur als weiteres Beispiel kann das Signalerzeugungsmodul 406 das Zylinderdrucksignal auf oder auf weniger als die untere Grenze des vorbestimmten Bereichs verringern und das Zylinderdrucksignal auf oder unter der unteren Grenze für die vorbestimmte Periode halten und dann das Zylinderdrucksignal auf den vorbestimmten Rücksetzpegel setzen, wenn das Rücksetzsignal erzeugt wird. Das Signalerzeugungsmodul 406 erzeugt das vorbestimmte Profil im Zylinderdrucksignal mit einer geeigneten Form, so dass das ECM 130 das vorbestimmte Profil von einem Verbrennungsereignis unterscheiden kann.
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Das Rücksetzmodul 410 erzeugt selektiv das Rücksetzsignal. Nur als Beispiel kann das Rücksetzmodul 410 das Rücksetzsignal erzeugen, wenn das Rücksetzmodul 410 feststellt, dass das Rücksetzsignal erzeugt werden sollte. Das Rücksetzmodul 410 kann auf der Basis von einem oder mehreren Parametern wie z. B. einer Größe der Drift bestimmen, wann das Rücksetzsignal erzeugt werden soll. Die Größe der Drift kann einer Differenz zwischen dem Zylinderdrucksignal und einer der Grenzen des vorbestimmten Bereichs entsprechen. Nur als Beispiel kann das Rücksetzmodul 410 das Rücksetzsignal erzeugen, wenn die Drift größer ist als eine vorbestimmte Drift. In verschiedenen Implementierungen kann das Rücksetzmodul 410 das Rücksetzsignal nach jeder vorbestimmten Periode oder, wenn eine oder mehrere andere Bedingungen erfüllt sind, erzeugen.
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Mit Bezug auf das ECM 130 kann das Parameterbestimmungsmodul 432 einen oder mehrere Parameter auf der Basis des Zylinderdrucksignals bestimmen. Nur als Beispiel kann das Parameterbestimmungsmodul 432 den Zylinderdruck auf der Basis des Zylinderdrucksignals, das Druckverhältnis, die Kurbelwinkel, bei denen die vorbestimmten Prozentsätze an Kraftstoff innerhalb des Zylinders 112 verbrannt wurden, bzw. die Wärmefreisetzungsrate, den IMEP, den Zylinderklingelwert, den erfahrenen Spitzendruck, den Kurbelwinkel, bei dem der Spitzendruck aufgetreten ist, den Klopfwert und einen oder mehrere andere geeignete Parameter bestimmen. Der vorbestimmte Prozentsatz kann 10 Prozent, 50 Prozent, 90 Prozent oder ein anderer geeigneter Prozentsatz sein.
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Das Diagnosemodul 436 kann einen oder mehrere Fehler auf der Basis von einem oder mehreren der vorbestimmten Parameter und/oder des Zylinderdrucksignals diagnostizieren. Nur als Beispiel kann das Diagnosemodul 436 diagnostizieren, dass sich der Zylinderdrucksensor 134 im kurzgeschlossenen Zustand oder im Leerlaufzustand befindet, wenn das Zylinderdrucksignal gleich der unteren Grenze bzw. der oberen Grenze des vorbestimmten Bereichs für eine vorbestimmte Periode ist. Das Diagnosemodul 436 kann auch einen oder mehrere andere Fehler auf der Basis des Zylinderdrucksignals und/oder von einem oder mehreren der bestimmten Parameter diagnostizieren. Das Diagnosemodul 436 kann eine Funktionsstörungsindikatorlampe (MIL) beleuchten, wenn ein oder mehrere Fehler diagnostiziert werden.
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Das Verbrennungssteuermodul 440 kann einen oder mehrere Maschinenbetriebsparater auf der Basis des Zylinderdrucksignals und/oder eines oder mehrerer der bestimmten Parameter steuern. Lediglich beispielhaft kann das Verbrennungssteuermodul 440 die Menge an eingespritztem Kraftstoff, den Zeitpunkt der Einspritzung von Kraftstoff, den Zündfunkenzeitpunkt, das Öffnen des Drosselventils 106 und/oder andere geeignete Parameter steuern.
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Wenn das Rücksetzdetektionsmodul 444 das Rücksetzsignal erzeugt, können das Parameterbestimmungsmodul 432, das Diagnosemodul 436 und das Verbrennungssteuermodul 440 die Verwendung des Zylinderdrucksignals und/oder des einen oder der mehreren bestimmten Parameter deaktivieren. Nur als Beispiel kann die Verwendung des Zylinderdrucksignals während des vorbestimmten Profils und der auf der Basis des Zylinderdrucksignals bestimmten Parameter während des vorbestimmten Profis deaktiviert werden.
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Im Fall des Parameterbestimmungsmoduls 432 kann die Deaktivierung beispielsweise verhindern, dass das Parameterbestimmungsmodul 432 einen oder mehrere der Parameter in Ansprechen darauf, dass das Zylinderdrucksignal das vorbestimmte Profil annimmt, ungenau bestimmt. Das Parameterbestimmungsmodul 432 kann den einen oder die mehreren Parameter auf der Basis des Zylinderdrucksignals von vor und nach dem vorbestimmten Profil bestimmen. In dieser Weise kann das Parameterbestimmungsmodul 432 eine Korrekturhandlung beim Bestimmen des einen oder der mehreren Parameter unternehmen, anstatt dass es deaktiviert wird.
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Im Fall des Diagnosemoduls 436 kann das Deaktivieren verhindern, dass das Diagnosemodul 436 einen oder mehrere Fehler in Ansprechen darauf, dass das Zylinderdrucksignal das vorbestimmte Profil annimmt, falsch diagnostiziert. Im Fall des Verbrennungssteuermoduls 440 kann das Deaktivieren verhindern, dass das Verbrennungssteuermodul 440 einen oder mehrere Maschinenbetriebsparameter in Ansprechen darauf, dass das Zylinderdrucksignal das vorbestimmte Profil annimmt, unnötig einstellt.
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Mit Bezug auf 5 ist nun ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Zurücksetzen des Zylinderdrucksignals darstellt, dargestellt. Die Steuerung kann mit 504 beginnen, wo die Steuerung feststellt, ob das Zylinderdrucksignal zurückgesetzt werden soll. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 508 fortfahren. Wenn dies falsch ist, kann die Steuerung enden. Nur als Beispiel kann die Steuerung bestimmen, das Zylinderdrucksignal zurückzusetzen, wenn die Differenz zwischen dem Zylinderdrucksignal und der oberen Grenze geringer ist als das vorbestimmte Ausmaß, nach jedem vorbestimmten Intervall, oder wenn eine oder mehrere andere geeignete Bedingungen auftreten.
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Die Steuerung kann das vorbestimmte Profil im Zylinderdrucksignal bei 508 erzeugen. Die Steuerung erzeugt das vorbestimmte Profil im Zylinderdrucksignal, um ein Modul, das das Zylinderdrucksignal empfängt, über ein Zurücksetzen des Zylinderdrucksignals zu benachrichtigen. Nur als Beispiel kann das vorbestimmte Profil das Erhöhen oder Verringern des Zylinderdrucksignals auf die obere bzw. untere Grenze und das Halten des Zylinderdrucksignals auf der Grenze für die vorbestimmte Periode oder das Verringern des Zylinderdrucksignals um zumindest das vorbestimmte Ausmaß umfassen.
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Die Steuerung setzt bei 512 das Zylinderdrucksignal gleich dem vorbestimmten Rücksetzpegel. In dieser Weise setzt die Steuerung das Zylinderdrucksignal und den Referenzpegel auf den vorbestimmten Rücksetzpegel zurück. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Rücksetzpegel ungefähr 0,7 V sein. Die Steuerung kann dann enden.
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Mit Bezug auf 6 ist nun ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 600 zum Detektieren des Zurücksetzens des Zylinderdrucksignals darstellt, dargestellt. Die Steuerung kann mit 604 beginnen, wo die Steuerung das Zylinderdrucksignal überwacht. Die Steuerung kann bei 608 feststellen, ob das Zylinderdrucksignal das vorbestimmte Profil gezeigt hat. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 612 fortfahren; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung enden.
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Die Steuerung kann bei 612 die Verwendung des Zylinderdrucksignals deaktivieren und/oder die Verwendung von einem oder mehreren Parametern, die auf der Basis des Zylinderdrucksignals bestimmt werden, deaktivieren. Nur als Beispiel kann die Steuerung die Verwendung des Zylinderdrucksignals bei der Bestimmung des einen oder der mehreren Parameter deaktivieren. Außerdem oder alternativ kann die Steuerung die Verwendung des Zylinderdrucksignals beim Diagnostizieren von einem oder mehreren Fehlern und/oder beim Steuern von einem oder mehreren Maschinenbetriebsparametern deaktivieren. Die Steuerung kann dann enden.
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Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, sollte daher der wahre Schutzbereich der Offenbarung nicht so begrenzt werden, da für den Fachmann beim Studium der Zeichnungen, der Patentbeschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen ersichtlich werden.
