DE102012208338A1

DE102012208338A1 - Systeme und Verfahren zur Kompensation eines Zylinderdrucksensors

Info

Publication number: DE102012208338A1
Application number: DE102012208338A
Authority: DE
Inventors: Douglas R. Verner; Kenneth J. Buslepp
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-11-29
Also published as: US20120303238A1; US8600644B2; CN102797574A

Abstract

Ein Sensorrücksetzsystem umfasst ein Kraftmaschinensteuermodul und eine Sensorrücksetzschaltung. Das Kraftmaschinensteuermodul ist ausgestaltet, um ein Sensordrucksignal von einem Zylinderdrucksensor zu empfangen. Das Sensordrucksignal zeigt einen Druck in einem Zylinder einer Kraftmaschine an. Das Kraftmaschinensteuermodul ist ferner ausgestaltet, um: einen Betrieb der Kraftmaschine auf der Grundlage des Sensordrucksignals zu steuern; festzustellen, ob der Zylinderdrucksensor zurückgesetzt und ein Rücksetzsignal erzeugt werden soll; und um das Rücksetzsignal zu codieren, um ein codiertes Rücksetzsignal zu erzeugen. Die Sensorrücksetzschaltung ist ausgestaltet, um einen Ausgang des Zylinderdrucksensors auf der Grundlage des codierten Rücksetzsignals zu verstellen, um den Zylinderdrucksensor zurückzusetzen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Kraftmaschinensteuersysteme und insbesondere Systeme, die eine Driftkompensation für Zylinderdrucksensoren kompensieren.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Brennkraftmaschinen verbrennen ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (A/F-Gemisch) in Zylindern, um Kolben anzutreiben, die eine Kurbelwelle drehend antreiben und ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Der Betrieb der Kraftmaschine (z. B. Luft/Kraftstoff-Verhältnisse, Kraftstoff- und Zündfunken-Zeitpunkt, Zeitpunkt des Einlass- und Auslassventils usw.) kann auf der Grundlage verschiedener Parameter gesteuert werden. Die Parameter können auf der Grundlage von Drücken in den Zylindern bestimmt werden. Zum Beispiel kann ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) einen angezeigten mittleren Effektivdruck (IMEP), eine Stelle des Spitzendrucks (LPP) und Prozentsätze von in den Zylindern verbrannten Luft/Kraftstoff-Gemischen (oder die in den Zylindern verbrannte Masse) bei verschiedenen Kurbelwinkeln (z. B. Kurbelwinkel (CA)10, CA50 und CA90) bestimmen. Der IMEP, die LPP und die Prozentsätze der verbrannten Masse können auf der Grundlage detektierter Drücke in den Zylindern bestimmt werden.
Zylinderdrucksensoren können verwendet werden, um Drücke in den Zylindern einer Kraftmaschine direkt zu detektieren. Im Betrieb können Signalausgänge der Zylinderdrucksensoren im Lauf der Zeit driften. Als Folge können die Ausgangssignale bei Zuständen mit niedrigem oder hohem Druck gesättigt werden. Ein Zylinderdrucksensor kann beispielsweise einen Betriebsausgangsspannungsbereich von 0,5 V–4,5 V aufweisen. Der Zylinderdrucksensor kann anfänglich so eingestellt sein, dass 0,5 V dem niedrigsten von dem Sensor zu messenden Druck entspricht (z. B. bei einem Ansaug- oder Auslasstakt) und dass 4,5 V dem höchsten von dem Sensor zu messenden Druck entspricht (z. B. am Ende eines Verdichtungstakts). Aufgrund des Driftens kann der Ausgang des Sensors bei niedrigen Werten gesättigt sein, sodass Drücke größer als der niedrigste Druck eine Spannungsausgabe von 0,5 V bereitstellen. Als ein weiteres Beispiel kann der Ausgang des Sensors bei hohen Werten gesättigt sein, sodass Drücke kleiner als der größte Druck eine Spannungsausgabe von 4,5 V bereitstellen. Als Folge kann das Ausgangssignal, das von dem Zylinderdrucksensor erzeugt wird, im Lauf der Zeit ungenau werden. Dies kann die Bestimmung von Kraftmaschinenparametern und die Steuerung des Kraftmaschinenbetriebs negativ beeinflussen.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Sensorrücksetzsystem bereitgestellt, das ein Kraftmaschinensteuermodul und eine Sensorrücksetzschaltung umfasst. Das Kraftmaschinensteuermodul ist ausgestaltet, um ein Sensordrucksignal von einem Zylinderdrucksensor zu empfangen. Das Sensordrucksignal gibt einen Druck in einem Zylinder einer Kraftmaschine an. Das Kraftmaschinensteuermodul ist ferner ausgestaltet, um: den Betrieb der Kraftmaschine auf der Grundlage des Sensordrucksignals zu steuern; festzustellen, ob der Zylinderdrucksensor zurückgesetzt und ein Rücksetzsignal erzeugt werden soll; und um das Rücksetzsignal zu codieren und ein codiertes Rücksetzsignal zu erzeugen. Die Sensorrücksetzschaltung ist ausgestaltet, um einen Ausgang des Zylinderdrucksensors auf der Grundlage des codierten Rücksetzsignals zu verstellen, um den Zylinderdrucksensor zurückzusetzen.
Bei anderen Merkmalen wird ein Verfahren zum Zurücksetzen eines Zylinderdrucksensors bereitgestellt. Das Verfahren umfasst, dass ein Sensordrucksignal vom Zylinderdrucksensor empfangen wird. Es wird ein Parameter berechnet, um einen gemessenen Druck auf einen Absolutdruck zu korrigieren. Das Verfahren bestimmt, ob der Parameter vorbestimmte Schwellenwerte überschritten hat, wobei in diesem Fall ein Rücksetzsignal über ein Kraftmaschinensteuermodul erzeugt wird. Das Rücksetzsignal wird codiert und wird vom Drucksensor so interpretiert, dass er den Sensorausgang korrigiert, indem er einen Versatz des Sensordrucksignals verstellt.
Bei anderen Merkmalen wird ein Verfahren zum Zurücksetzen eines Zylinderdrucksensors bereitgestellt. Das Verfahren umfasst, dass ein Sensordrucksignal von dem Zylinderdrucksensor empfangen wird. Auf der Grundlage des Sensordrucksignals wird ein Parameter des Zylinderdrucksensors und/oder eines Zylinders einer Kraftmaschine bestimmt. Das Verfahren umfasst ferner, dass bestimmt wird, ob der Parameter einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat. Über ein Kraftmaschinensteuermodul wird ein Rücksetzsignal erzeugt, wenn der Parameter den Schwellenwert überschritten hat. Das Rücksetzsignal wird codiert, um ein codiertes Rücksetzsignal zu erzeugen. Ein Ausgang des Zylinderdrucksensors wird auf der Grundlage des codierten Rücksetzsignals verstellt, um den Zylinderdrucksensor zurückzusetzen.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Kraftmaschinensystems eines Zylinderdrucksensor-Rücksetzsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines Sensorrücksetzsystems mit einer Pull-Down-Rücksetzsteuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines Sensorrücksetzsystems mit einer Pull-Up-Rücksetzsteuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
4 eine graphische Darstellung eines Zylinderdruckverlaufs ist, der ein Rücksetzzeitverhalten des Zylinderdrucksensors gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt;
5 ein Signaldiagramm ist, das ein Rücksetzsignal gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
6 ein Verfahren zum Zurücksetzen eines Zylinderdrucksensors gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist rein beispielhaft und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll 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. Es versteht sich, dass Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Bei der Verwendung hierin kann der Begriff ”Modul” eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt, andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa ein System-On-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein, oder diese enthalten. Der Begriff ”Modul” kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code speichert, der von dem Prozessor ausgeführt wird.
Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff ”gemeinsam genutzt” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen von einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff ”Gruppe” bedeutet, so wie vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren oder einer Gruppe von Ausführungsmaschinen ausgeführt werden kann. Beispielsweise können mehrere Kerne und/oder mehrere Threads eines Prozessors als Ausführungsmaschinen aufgefasst werden. Bei verschiedenen Implementierungen können Ausführungsmaschinen über einen Prozessor hinweg, über mehrere Prozessoren hinweg und über Prozessoren an mehreren Orten hinweg gruppiert sein, etwa mehrere Server in einer parallelen Verarbeitungsanordnung. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können von einem oder mehreren Computerprogrammen implementiert werden, die von eifern oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in einem nicht vergänglichen konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten. Beispiele ohne Einschränkung des nicht vergänglichen konkreten computerlesbaren Mediums sind nicht flüchtiger Speicher, magnetischer Massenspeicher und optischer Massenspeicher.
Ein Zylinderdrucksensor kann einen Ausgangssteuerbereich von beispielsweise 0,5 V–4,5 V aufweisen, der Drücken in einem Druckbereich (z. B. 0–140 bar) entspricht. Das Ausgangssignal eines Zylinderdrucksensors kann im Lauf der Zeit wegen thermischer Effekte und einer Veränderung im Betrieb einer elektrischen Schaltung driften. Um das Driften zu kompensieren, kann der Zylinderdrucksensor zurückgesetzt werden. Ein Zurücksetzen des Zylinderdrucksensors kann umfassen, dass der Ausgangsspannungsbereich des Sensors relativ zu detektierten Drücken in Abhängigkeit von einer Driftrichtung des Ausgangssignals nach oben oder nach unten verschoben wird.
Der Sensor kann eine Logik enthalten, um eine Ausgangsdrift des Sensors intern zu detektieren und einen Reset durchzuführen. Ein Steuermodul im Sensor kann detektieren, wenn der Ausgang aus einem vorbestimmten Bereich herausgedriftet ist und eine stufenweise Änderung durchführen, um das Driften zu kompensieren. Diese Art des Rücksetzens kann die Genauigkeit einer Verbrennungsberechnung und die Leistungsfähigkeit eines Kraftmaschinensteuersystems negativ beeinflussen.
Als Alternative kann der Sensor auf der Grundlage eines Rücksetzsignals zurückgesetzt werden, das von einem Kraftmaschinensteuermodul erzeugt wird. Dies kann umfassen, dass der Ausgang des Zylinderdrucksensors eine vorbestimmte Zeitspanne lang auf ein Masse- oder Referenzpotential heruntergezogen wird. Ein von dem Zylinderdrucksensor detektierter aktueller Druck kann als ein Kalibrierungspunkt zum Zurücksetzen des Zylinderdrucksensors verwendet werden. Ein Steuermodul im Zylinderdrucksensor kann diesen Spannungsabfall detektieren und einen Kalibrierungswert im Sensor zurücksetzen, sodass der von dem Sensor detektierte aktuelle Druck aktualisiert wird, um der niedrigsten Spannung zu entsprechen. Obwohl diese Technik den Zylinderdrucksensor zurücksetzen kann, weist diese Technik damit verbundene Nachteile auf.
Wenn der Zylinderdrucksensor beispielsweise während Zeitspannen mit hohem Druck zurückgesetzt wird (z. B. am Ende eines Verdichtungstakts oder während des Arbeitstakts), kann der Sensor unkorrekt zurückgesetzt werden. Dies kann bewirken, dass der Sensor in Sättigung arbeitet und/oder es kann bewirken, dass auf der Grundlage eines Signals von dem Sensor berechnete Drücke falsch sind.
Zudem kann ein Zylinderdrucksensor, der unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Technik zurückgesetzt wird, von elektromagnetischen Interferenzen (EMI) und/oder anderen Rauschsignalen beeinträchtigt werden. Die EMI und/oder die Rauschsignale können unbeabsichtigt bewirken, dass die Zylinderdrucksensoren sporadisch zurückgesetzt werden. Zum Beispiel können EMI, die aufgrund der Aktivierung und Deaktivierung einer Kraftmaschine, eines Motors, eines Solenoids usw. erzeugt werden, von dem Sensor detektiert werden und sie können, wenn sie groß genug sind, bewirken, dass der Sensor zurückgesetzt wird.
Entsprechend umfassen die nachstehend offenbarten Implementierungen ein Zurücksetzen (oder Kalibrieren) von Zylinderdrucksensoren und überwinden die vorstehend beschriebenen Nachteile.
Kraftmaschinen mit homogener Kompressionszündung (HCCI-Kraftmaschinen) können in verschiedenen Modi arbeiten. In einem ersten Modus, der als ein ”Modus mit gemischter Verbrennung” bekannt ist, können HCCI-Kraftmaschinen das A/F-Gemisch in den Zylindern verdichten und das verdichtete A/F-Gemisch unter Verwendung von Zündfunken von Zündkerzen zünden. In einem zweiten Modus, der auch als ein ”HCCI-Verbrennungsmodus” bekannt ist, können HCCI-Kraftmaschinen das A/F-Gemisch verdichten, bis das A/F-Gemisch automatisch verbrennt. Zum Beispiel kann das A/F-Gemisch automatisch verbrennen, nachdem ein kritischer Druck- oder Temperaturschwellenwert überschritten ist.
Obwohl die folgende Beschreibung primär mit Bezug auf eine HCCI-Kraftmaschine beschrieben ist, können die hier offenbarten Implementierungen auf Zylinderdrucksensoren anderer Kraftmaschinen angewendet werden.
Mit Bezug nun auf 1 umfasst ein Kraftmaschinensystem 10 eine HCCI-Kraftmaschine 12 (hier nachstehend als ”Kraftmaschine 12” bezeichnet). Das Kraftmaschinensystem 10 kann ein Hybridfahrzeugsystem sein und zusätzliche Komponenten umfassen, wie etwa einen Elektromotor und ein Batteriesystem (nicht gezeigt). Die Kraftmaschine 12 umfasst Zylinder 14 mit jeweiligen Zylinderdrucksensoren 16. Das Kraftmaschinensystem 10 umfasst ferner ein Sensorrücksetzsystem 18, das ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 20 und die Zylinderdrucksensoren 16 umfasst. Das ECM 20 weist ein Zylinderdruckmodul 22 auf, das ein Zurücksetzen der Zylinderdrucksensoren 16 steuert. Das Zylinderdruckmodul 22 erzeugt Rücksetzsignale, die verwendet werden, um die Zylinderdrucksensoren 16 zurückzusetzen, wie nachstehend weiter beschrieben wird.
Im Betrieb saugt die Kraftmaschine 12 Luft durch ein Ansaugsystem 26, das von einer Drosselklappe 28 geregelt werden kann, in einen Ansaugkrümmer 24 ein, und durch eine Einlassventilöffnung 29 in die Zylinder 14. Die Drosselklappe 28 kann beispielsweise unter Verwendung einer elektronischen Drosselklappensteuerung (ETC) elektrisch gesteuert werden. Das Ansaugsystem 26 kann ein Luftfiltergehäuse 30 und ein Luftfilter 32 umfassen. Das Luftfilter 32 kann Luft filtern, die in den Ansaugkrümmer 24 eingesaugt wird, um Partikel zu entfernen. Ein Luftmassenstromsensor (MAF-Sensor) 34 misst eine Rate einer Luftströmung durch die Drosselklappe 28 in den Ansaugkrümmer 24 hinein. Die gemessene MAF-Rate kann beispielsweise eine Belastung der Kraftmaschine 12 anzeigen. Ein Sauerstoffsensor 40 misst eine Sauerstoffkonzentration von Luft im Inneren des Ansaugkrümmers 24. Der Sauerstoffsensor 40 kann jedoch auch an einer anderen geeigneten Stelle im Ansaugsystem 26 angeordnet sein.
Kraftstoffeinspritzventile 42 spritzen Kraftstoff in Einlasskanäle der Zylinder 14 (Kanalkraftstoffeinspritzung) oder direkt in die Zylinder 14 (direkte Kraftstoffeinspritzung) ein. Im Modus mit gemischter Verbrennung können Zündkerzen 44 ein Zünden des A/F-Gemisches in den Zylindern 14 unterstützen, um Kolben anzutreiben, welche eine Kurbelwelle 46 drehend drehen und ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Im HCCI-Verbrennungsmodus jedoch kann das A/F-Gemisch bis zu einer automatischen Zündung aufgrund dessen, dass ein kritischer Druck und/oder eine kritische Temperatur überschritten wird bzw. werden, verdichtet werden. Die Kurbelwelle 46 kann jeweils mit Kolben (nicht gezeigt) der Zylinder 14 verbunden sein und in einem Kurbelgehäuse 48 untergebracht sein, das Öl zum Schmieren beweglicher Teile enthält.
Ein Kraftmaschinentemperatursensor 50 misst eine Temperatur der Kraftmaschine 12. Beispielsweise kann der Kraftmaschinentemperatursensor 50 eine Ansauglufttemperatur (IAT), eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) oder eine Kraftmaschinenöltemperatur (EOT) messen. Daher kann der Kraftmaschinentemperatursensor 50 an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet sein und kann eine andere geeignete Temperatur messen. In das Kraftmaschinensystem 10 kann eine Anzahl von Kraftmaschinentemperatursensoren eingebaut sein.
Ein Kraftmaschinendrehzahlsensor 52 misst eine Drehzahl der Kurbelwelle 46 (d. h. eine Kraftmaschinendrehzahl). Der Kraftmaschinendrehzahlsensor 52 kann beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl in Umdrehungen pro Minute (RPM) messen. Ein Getriebe 54 überträgt das Antriebsdrehmoment von der Kurbelwelle 46 an einen Endantrieb (z. B. Räder) eines Fahrzeugs. Bei einigen Implementierungen kann das Getriebe 54 über eine Fluidkopplung, wie etwa einen Drehmomentwandler (nicht gezeigt), mit der Kurbelwelle 46 gekoppelt sein. Ein Getriebeausgangswellendrehzahlsensor (TOSS-Sensor) 56 misst eine Drehzahl einer Ausgabewelle des Getriebes 54. Der TOSS-Sensor 56 kann die TOSS beispielsweise in RPM messen. Messwerte vom TOSS-Sensor 56 können verwendet werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen.
Aus der Verbrennung resultierendes Abgas kann aus den Zylindern 14 und aus Auslassventilöffnungen 57 in einen Auslasskrümmer 58 ausgestoßen werden. Ein Abgasbehandlungssystem (ETS) 60 kann das Abgas im Auslasskrümmer 58 behandeln, um Partikel zu entfernen und/oder Emissionen zu verringern, bevor das Abgas in die Atmosphäre freigesetzt wird. Das ETS 60 kann beispielsweise Oxidationskatalysatoren, Stickoxidabsorber/Adsorber, Systeme mit selektiver katalytischer Reduktion, Partikelfilter und/oder Dreiwegekatalysatoren umfassen. Ein AGR-System 62 lässt Abgas aus dem Auslasskrümmer 58 zurück in den Ansaugkrümmer 24 zirkulieren. Das AGR-System 62 umfasst eine AGR-Leitung 64, die den Auslasskrümmer 58 mit dem Ansaugkrümmer 24 verbindet. Das AGR-System 62 umfasst ferner ein AGR-Ventil 66, das die Abgasströmung in den Ansaugkrümmer 24 regelt.
Das ECM 20 steuert den Betrieb des Kraftmaschinensystems 10. Das ECM 20 kann den Betrieb der Kraftmaschine 12 auf der Grundlage verschiedener Parameter steuern. Die Parameter können von dem ECM 20 und/oder dem Zylinderdruckmodul 22 bestimmt und/oder geschätzt werden. Die Parameter können beispielsweise einen angezeigten mittleren Effektivdruck (IMEP), eine Stelle des Spitzendrucks (LTP) und Prozentsätze von Luft/Kraftstoff-Mischungen in den Zylindern 14 (oder der Masse in den Zylindern 14), die bei verschiedenen Kurbelwinkeln verbrannt sind (z. B. Kurbelwinkel (CA) 10, CA50 und CA90) umfassen. Das ECM 20 und/oder das Zylinderdruckmodul 22 können die Parameter auf der Grundlage von Drücken in den Zylindern 14 bestimmen und/oder schätzen, welche auf der Grundlage von Signalen von den Zylinderdrucksensoren 16 bestimmt werden können.
Das ECM 20 kann den Betrieb der Kraftmaschine 12 außerdem auf der Grundlage von Signalen von der Drosselklappe 28, vom MAF-Sensor 34, vom Sauerstoffsensor 40, von den Kraftstoffeinspritzventilen 42, von den Zündkerzen 44, von dem Kraftmaschinentemperatursensor 50, von dem Kraftmaschinendrehzahlsensor 52, vom Getriebe 54, vom TOSS-Sensor 56, vom ETS 60 und/oder vom AGR-Ventil 66 steuern. Das ECM 20 kann die Arbeitsweise, die Position, Drücke, Zeitpunkte usw. der Drosselklappe 28, der Kraftstoffeinspritzventile 42, der Zündkerzen 44, des Getriebes 54, des ETS 60 und/oder des AGR-Ventils 66 steuern.
In den folgenden 2 und 3 sind Sensorrücksetzsysteme 100, 102 gezeigt. Die Sensorrücksetzsysteme 100, 102 können im Kraftmaschinensystem 10 von 1 verwendet werden, um das Sensorrücksetzsystem 18 zu ersetzen. Das Sensorrücksetzsystem 100 stellt eine Pull-Down-Rücksetzsteuerung bereit. Das Sensorrücksetzsystem 102 stellt eine Pull-Up-Rücksetzsteuerung bereit.
Die Sensorrücksetzsysteme 100, 102 umfassen jeweilige ECMs 104, 106, Rücksetzschaltungen 108, 110 und Zylinderdrucksensoren 112, 114. Die Rücksetzschaltungen 108 und 110 können teilweise oder vollständig in den ECMs 104, 106, oder den Zylinderdrucksensoren 112, 114 angeordnet sein oder sie können wie gezeigt von den ECMs 104, 106 und den Zylinderdrucksensoren 112, 114 getrennt sein. Die ECMs 104, 106 signalisieren den Zylinderdrucksensoren 112, 114 durch Erzeugen von Rücksetzsignalen RESET1 und RESET2, dass die Zylinderdrucksensoren 112, 114 zurückgesetzt werden sollen. Die Zylinderdrucksensoren 112, 114 detektieren Drücke in Zylindern einer Kraftmaschine (z. B. einem Zylinder der Kraftmaschine 12 von 1) und erzeugen Zylinderdrucksignale PRES1, PRES2.
Die Zylinderdrucksensoren 112, 114 umfassen jeweilige Sensorelemente 116, 118, Sensorsteuermodule 120, 122 und Sensorspeicher 124, 126. Die Sensorelemente 116, 118 können beispielsweise piezoelektrische und/oder piezoresistive Elemente umfassen. Die Sensorsteuermodule 120, 122 können beispielsweise ASICs sein und das Zurücksetzen der Zylinderdrucksensoren 112, 114 steuern. Die Zylinderdrucksensoren 112, 114 können keine absoluten Sensoren sondern stattdessen relative Drucksensoren sein.
Die Rücksetzschaltung 108 zieht während eines Rücksetzens des Zylinderdrucksensors 112 einen Ausgang 130 des Zylinderdrucksensors 112 einmal oder mehrmals auf eine Spannungsreferenz oder Massereferenz 132 herunter. Die Rücksetzschaltung 110 zieht einen Ausgang 133 des Zylinderdrucksensors 114 während eines Zurücksetzens des Zylinderdrucksensors 114 einmal oder mehrmals auf eine Spannungsreferenz 134 (z. B. eine Spannungsversorgung Vdd) hoch. Das Hinunterziehen und/oder das Hochziehen der Ausgänge 130, 133 der Zylinderdrucksensoren 112, 114 wird von den Zylinderdrucksensoren 112, 114 als Signale von den ECMs 104, 106 detektiert. Die Zylinderdrucksensoren 112, 114 setzen sich auf der Grundlage der detektierten Signale von den ECMs 104, 106 zurück. Die detektierten Signale können als Pull-Down-, Pull-Up- und/oder Rücksetz-Signale bezeichnet sein.
Die ECMs 104, 106 umfassen Prozessoren 140, 142, einen ECM-Speicher 144, Analog/Digital-Kanäle (A/D-Kanäle) (oder A/D-Kanalmodule 146, 148) und einen Steuerkanal (oder Steuerkanalmodule 149, 151). Die Prozessoren 140, 142 umfassen jeweilige Zeitgebersteuermodule 150, 152 mit Zylinderdruckmodulen 154, 156 und einem Zeitgeber 158. Die Prozessoren 140, 142, die Zeitgebersteuermodule 150, 152 und/oder die Zylinderdruckmodule 154, 156 empfangen die Zylinderdrucksignale PRES1, PRES2 und überwachen Drücke, die von den Zylinderdrucksensoren 112, 114 detektiert werden. Die Zylinderdruckmodule 154, 156 steuern ein Zurücksetzen der Zylinderdrucksensoren 112, 114.
Die Zylinderdruckmodule 154, 156 können die Zylinderdrucksensoren 112, 114 periodisch, bei bestimmten Zeitintervallen, unter bestimmten Bedingungen und/oder beruhend auf den Zylinderdrucksignalen PRES1, PRES2 zurücksetzen. Die Zylinderdruckmodule 154, 156 können die Zylinderdrucksensoren 112, 114 beispielsweise zurücksetzen, wenn Spannungen der Zylinderdrucksignale PRES1, PRES2 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten und/oder außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen. Als ein weiteres Beispiel können Zylinderdruckmodule 154, 156 die Zylinderdrucksensoren 112, 114 beispielsweise zurücksetzen, wenn auf der Grundlage der Zylinderdrucksignale PRES1, PRES2 bestimmte Drücke einen Schwellenwert überschreiten und/oder außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen.
Die Zylinderdruckmodule 154, 156 können Zylinderdrücke auf der Grundlage der Zylinderdrucksignale PRES1, PRES2 berechnen. Die Zylinderdrücke können Drücke, die von den Zylinderdrucksensoren 112, 114 angezeigt werden (gemessene Drücke), tatsächliche (oder absolute) Drücke und/oder Versatzdrücke (Differenzen zwischen gemessenen und tatsächlichen Drücken) sein. Die Drücke können bei Zuständen mit niedrigem Druck bestimmt werden, etwa wenn ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil geöffnet sind. Das Einlass- und/oder Auslassventil kann beispielsweise während eines Ansaug- und eines Auslasstakts der Kraftmaschine geöffnet sein.
Die tatsächlichen (oder absoluten) Drücke in einem Zylinder können mit der Atmosphäre verknüpft sein (eine Maßeinheit aufweisen) und beispielsweise bestimmt werden, wenn ein Einlassventil des Zylinders geöffnet ist. Der gemessene Druck kann mit einem Krümmerabsolutdruck (MAP) von einem MAP-Sensor gekoppelt sein. Die tatsächlichen Drücke können außerdem oder alternativ auf der Grundlage von Eigenschaften eines Drucksignals während eines Verdichtungszyklus bestimmt werden.
Die Sensorsteuermodule 120, 122 können die Zylinderdrucksensoren 112, 114 auf der Grundlage der detektierten Rücksetzsignale zurücksetzen. Die Sensorsteuermodule 120, 122 können die Spannungen und/oder die Dauern der Spannungsabfälle in den Zylinderdrucksignalen PRES1, PRES2 und/oder an den Ausgängen 130, 133 mit vorbestimmten Werten vergleichen, die in den Sensorspeichern 124, 126 gespeichert sind.
Die Rücksetzschaltung 108 umfasst einen Transistor 150 und einen Widerstand 152. Der Transistor 150 umfasst einen ersten Anschluss 154, einen zweiten Anschluss 156 und einen Steueranschluss 158. Der Widerstand 152 ist zwischen dem A/D-Kanalmodul 146 und dem ersten Anschluss 154 und zwischen dem A/D-Kanalmodul 146 und dem Zylinderdrucksensor 112 verbunden. Der erste Anschluss 154 empfängt das Zylinderdrucksignal PRES1. Der zweite Anschluss 156 ist mit einer Spannungs- oder Massereferenz 132 verbunden.
Der Steueranschluss 158 ist mit dem Steuerkanalmodul 149 verbunden und empfängt das Rücksetzsignal RESET1. Im Betrieb wird der Transistor 150 auf der Grundlage des Rücksetzsignals RESET1 von einem ersten (oder ausgeschalteten) Zustand in einen zweiten (oder eingeschalteten) Zustand geschaltet. Das Zylinderdrucksignal PRES1 wird vom Zylinderdrucksensor 112 an das A/D-Kanalmodul 146 geliefert, wenn sich der Transistor 150 im ersten Zustand befindet. Der Transistor 150 zieht die Spannung am Ausgang 130 auf die Spannungs- oder Massereferenz 132, wenn er sich im zweiten Zustand befindet. Dieser Spannungsabfall wird vom Sensorsteuermodul 120 detektiert, welches auf der Grundlage der Veränderung bei der Ausgangsspannung bestimmt, ob der Zylinderdrucksensor 112 zurückgesetzt werden soll.
Die Rücksetzschaltung 110 umfasst einen Transistor 160 und einen ersten Widerstand 162. Der Transistor 160 umfasst einen ersten Anschluss 164, einen zweiten Anschluss 166 und einen Steueranschluss 168. Der erste Widerstand 162 ist zwischen dem A/D-Kanalmodul 148 und dem zweiten Anschluss 166 und zwischen dem A/D-Kanalmodul 148 und dem Zylinderdrucksensor 114 verbunden. Der zweite Anschluss 166 ist mit dem Ausgang 133 und mit einer Spannungsreferenz oder Massereferenz 167 verbunden. Der erste Anschluss 164 ist mit der Spannungsreferenz 134 verbunden. Der Steueranschluss 168 ist mit dem Steuerkanalmodul 151 verbunden und empfängt das Rücksetzsignal RESET2. Ein zweiter Widerstand 169 kann zwischen der Spannungsreferenz 134 und dem ersten Anschluss 164 verbunden sein.
Als ein weiteres Beispiel kann der Transistor 160, obwohl er als ein NPN-Transistor gezeigt ist, durch einen PNP-Transistor ersetzt werden. Der Emitter des PNP-Transistors kann mit einer Spannungsversorgungsreferenz verbunden werden, wie etwa Vdd (z. B. +5 V).
Im Betrieb wird der Transistor 160 auf der Grundlage des Rücksetzsignals RESET2 von einem ersten (oder ausgeschalteten) Zustand in einen zweiten (oder eingeschalteten) Zustand geschaltet. Das Zylinderdrucksignal PRES2 wird vom Zylinderdrucksensor 114 an das A/D-Kanalmodul 148 geliefert, wenn sich der Transistor 160 im ersten Zustand befindet. Wenn er sich im zweiten Zustand befindet, zieht der Transistor 160 die Spannung am Ausgang 133 des Zylinderdrucksensors 114 auf die Spannung der Spannungsreferenz 134. Dieser Spannungsanstieg wird vom Sensorsteuermodul 122 detektiert, welches auf der Grundlage der Veränderung bei der Ausgangsspannung bestimmt, ob der Zylinderdrucksensor 114 zurückgesetzt werden soll.
Obwohl in 2 und 3 Rücksetzsignale auf Ausgangssignalleitungen der Zylinderdrucksensoren 112, 114 bereitgestellt werden, können die Rücksetzsignale auf einer Leistungseingangs- oder Leistungszufuhrleitung der Zylinderdrucksensoren 112, 114 bereitgestellt werden.
In 4 ist eine graphische Aufzeichnung eines Zylinderdruckverlaufs 180 gezeigt, der eine Rücksetzzeitsteuerung des Zylinderdrucksensors darstellt. Der Zylinderdruckverlauf 180 ist ein beispielhafter Zylinderdruckverlauf für eine HCCI-Kraftmaschine. Beispielhafte Druckveränderungen (vertikale Achse) relativ zur Kurbelwinkelposition (horizontale Achse) sind für einen Ansaugtakt 182, einen Verdichtungstakt 184, einen Zündungstakt 186 und einen Auslasstakt 188 einer Kraftmaschine gezeigt. Während des Ansaugtakts 182 sind ein oder mehrere Einlassventile geöffnet, was einen Druck in einem Zylinder verringert. Während des Verdichtungstakts ist das bzw. sind die Einlassventil(e) und Auslassventil(e) geschlossen. Ein Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder wird verdichtet, was den Druck im Zylinder erhöht. Ein Spitzendruck ist als 190 bezeichnet. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch kann bei oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs um eine Kolbenposition am oberen Totpunkt herum gezündet werden. Der resultierende Druck auf den Kolben stellt die Energie zum Antreiben der Kraftmaschinendrehung bereit. Die Zunahme beim Zylindervolumen und eine Beziehung zwischen dem erhöhten Zylindervolumen und einer verbrannten Ladung im Zylinder bestimmen, wann der Zylinderspitzendruck auftritt.
Der Auslasstakt 188 folgt auf den Zündungstakt 186. Der Auslasstakt 188 kann eine Auslassphase 192 und eine Neuverdichtungsphase 194 umfassen. Während der Auslassphase 192 ist das bzw. sind die Auslassventile geöffnet, um einen Teil des Abgases im Zylinder an ein Abgassystem freizusetzen. Bei einem vorbestimmten Zeitpunkt und/oder Kurbelwinkel wird das Auslassventil geschlossen. Die Neuverdichtungsphase 194 startet im Anschluss an das Schließen des bzw. der Auslassventile und umfasst das Verdichten des Abgases, das im Zylinder übrig ist, vor einem nächsten Ansaugtakt.
Wie durch die graphische Darstellung gezeigt ist, existieren Punkte mit niedrigem Druck während des Ansaugtakts 182 und der Auslassphase 192 des Auslasstakts 188. Aus diesem Grund können Zylinderdrucksensoren (z. B. die Zylinderdrucksensoren 16, 112, 114 in 1–3) während des Ansaugtakts und/oder während der Auslassphase zurückgesetzt werden. Beispielhafte Rücksetzpunkte (oder Kurbelwinkel) sind als 194, 195 bezeichnet. Der erste beispielhafte Punkt 194 befindet sich bei etwa 405° ± 10°, was vor dem Schließen des Auslassventils liegt. Der zweite beispielhafte Punkt 195 befindet sich bei etwa 710° ± 10°.
Die Zylinderdrucksensoren können während des Ansaugtakts 182 und/oder während der Auslassphase 192 zurückgesetzt werden. Die Zylinderdrucksensoren können zurückgesetzt werden, wenn Drücke im Zylinder bei einem minimalen Wert liegen. Obwohl die Zylinderdrucksensoren während anderer Takte oder Phasen zurückgesetzt werden können, kann dies zu einer unkorrekten Einstellung von Einstellpunkten in den Sensoren führen und zu ungenauen bzw. falschen Ausgangsspannungen und/oder Stromniveaus der Zylinderdrucksensoren führen.
Es wird auf 2, 3 und auf 5 Bezug genommen, in der ein Signaldiagramm gezeigt ist, das ein Rücksetzsignal 196 darstellt. Die Rücksetzsignale, die von den Zylinderdruckmodulen 154, 156 erzeugt werden und/oder auf der Grundlage von Signalen detektiert werden, die von den Zylinderdruckmodule 154, 156 erzeugt werden, können codiert sein. Ein Codieren der Rücksetzsignale und ein Konfigurieren der Zylinderdrucksensoren 112, 114, um die codierten Rücksetzsignale zu detektieren und zu decodieren, verhindert, dass die Zylinderdrucksensoren 112, 114 aufgrund von Rauschen (z. B. elektromagnetischen Interferenzen (EMI)) zurückgesetzt werden. Das Rücksetzsignal 196 stellt ein Beispiel eines codierten Rücksetzsignals bereit.
Die Rücksetzsignale können einen Referenzimpuls (ersten Impuls) 197 umfassen, dem ein oder mehrere codierte Rücksetzimpulse 198, 199 folgen. Der Referenzimpuls 197 kann eine Referenzzeitspanne T1 bereitstellen. Die codierten Rücksetzimpulse 198, 199 können eine Zeitspanne aufweisen, die ein Vielfaches der Referenzzeitspanne T1 ist. Beispielsweise kann der Rücksetzimpuls (oder zweite Impuls) 198 eine Zeitspanne von 2·T1 oder T2 aufweisen. Der Rücksetzimpuls (oder dritte Impuls) 199 kann eine Zeitspanne von 3·T1 oder T3 aufweisen. Die Zeitspannen T1, T2, T3 können Zeitspannen zwischen Übergangszuständen oder Übergängen des Rücksetzsignals zwischen niedrigen und hohen Zuständen bezeichnen. Ein Übergangszustand kann den Zustand bezeichnen, bei dem das Rücksetzsignal von einem niedrigen Zustand in einen hohen Zustand oder von einem hohen Zustand in einen niedrigen Zustand übergeht bzw. wechselt. Die Zeitspanne T1 ist beispielsweise eine Zeitspanne zwischen einem ersten Übergangszustand und einem nächsten (oder zweiten) Übergangszustand. Der erste Übergangszustand umfasst einen Übergang von einem hohen Zustand in einen niedrigen Zustand. Der zweite Übergangszustand umfasst einen Übergang von einem niedrigen Zustand in einen hohen Zustand.
Die Zeitgebersteuermodule 150, 152 und/oder die Zylinderdruckmodule 154, 156 können Zeitspannenlängender Rücksetzsignale RESET1, RESET2 steuern. Beispielsweise können die Module 150–156 Längen der Zeitspannen der Impulse (z. B. T1, T2, T3) einstellen und verstellen, wenn die Rücksetzsignale RESET1, RESET2 erzeugt und/oder codiert werden. Die Rücksetzsignale RESET1, RESET2 können in der Form eines Graycodes, eines binären Signals und/oder eines digitalen Signals vorliegen. Die Rücksetzsignale RESET1, RESET2 können für vorbestimmte Zeitspannen zwischen minimalen und maximalen Niveaus abwechseln.
Die minimalen und maximalen Niveaus können minimale und maximale Betriebsausgangsspannungen (d. h. den Ausgangssteuerbereich) (z. B. 0,5–4,5 V) und/oder Herstellsteuerbereichsspannungen (z. B. 0–5 V) der Zylinderdrucksensoren 112, 114 bezeichnen. Ein Zylinderdrucksensor kann derart eingestellt werden, dass minimale und maximale erwartete Betriebsdrücke, die der Zylinderdrucksensor erfährt, dem Steuerbereich der Betriebsausgangsspannung statt dem Steuerbereich der Fertigungsspannung entsprechen.
Das Kraftmaschinensystem 10 von 1 (oder die Rücksetzsysteme 18, 100, 102 von 1–3) kann unter Verwendung zahlreicher Verfahren betrieben werden, wobei ein beispielhaftes Verfahren durch das Verfahren von 6 bereitgestellt wird. In 6 ist ein Verfahren zum Zurücksetzen eines Zylinderdrucksensors gezeigt. Obwohl die folgenden Aufgaben primär mit Bezug auf die Implementierungen von 1–5 beschrieben werden, können die Aufgaben leicht modifiziert werden, um sie an andere Implementierungen der vorliegenden Offenbarung anzupassen. Die Aufgaben können iterativ durchgeführt werden. Obwohl die folgenden Aufgaben für einen einzigen Zylinder und einen einzigen Zylinderdrucksensor beschrieben sind, können die Aufgaben außerdem für mehrere Zylinder und/oder mehrere Zylinderdrucksensoren modifiziert werden. Das Verfahren kann bei 200 beginnen.
Bei 202 bestimmen ein ECM und/oder ein Modul des ECM (z. B. eines der Zeitgebersteuermodule 150, 152 oder der Zylinderdruckmodule 154, 156) einen oder mehrere Parameter eines Zylinders und/oder eines Zylinderdrucksensors (z. B. der Zylinderdrucksensoren 16, 112, 114). Die Parameter können einen Druck im Zylinder, einen Spannungs- und/oder Stromausgang des Zylinderdrucksensors und/oder einen Druck umfassen, der auf der Grundlage eines Strom- und/oder Spannungsausgangs des Zylinderdrucksensors bestimmt wird. Der bestimmte Druck kann ein geschätzter tatsächlicher Druck im Zylinder, ein Druck, der gemäß eines Spannungs- und/oder Stromausgangs des Sensors angezeigt wird und/oder ein Versatzdruck sein. Der Versatzdruck kann gleich einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Druck und dem Druck sein, der gemäß einem Spannungs- und/oder Stromausgang des Sensors angezeigt wird.
Eine oder mehrere der folgenden Aufgaben 204–208 können durchgeführt werden. Die Aufgaben 204–208 sind als Beispiele von Auslösern zum Einleiten eines Zurücksetzens des Zylinderdrucksensors bereitgestellt. Diese Auslöser sind als Beispiele bereitgestellt und brauchen nicht ausgeführt werden. Ein oder mehrere andere Auslöser können aufgenommen werden.
Bei 204 bestimmt das ECM und/oder das Modul des ECM, ob einer oder mehrere der bei 202 bestimmten Parameter jeweilige vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten und/oder außerhalb jeweiliger Bereiche liegen. Wenn einer der Parameter einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat und/oder außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, kann Aufgabe 212 durchgeführt werden, andernfalls kann Aufgabe 206 durchgeführt werden.
Bei 206 können das ECM und/oder das Modul des ECM feststellen, ob ein aktueller Kraftmaschinenzyklus beendet ist und/oder ein nächster Kraftmaschinenzyklus gestartet ist. Ein Kraftmaschinenzyklus in einer Viertakt-Kraftmaschine kann einen Zyklus durch einen Ansaug-, Verdichtungs-, Zündungs- und Auslasstakt bezeichnen. Der Zylinderdrucksensor kann bei jedem Kraftmaschinenzyklus als eine Standardeinstellung zurückgesetzt werden, oder er kann während jeder vorbestimmten Anzahl von Kraftmaschinenzyklen und/oder während gewählter Kraftmaschinenzyklen zurückgesetzt werden. Die Aufgabe 212 kann durchgeführt werden, wenn ein nächster Kraftmaschinenzyklus gerade begonnen wird und/oder begonnen hat, andernfalls kann Aufgabe 208 durchgeführt werden.
Bei 208 können das ECM und/oder das Modul des ECM feststellen, ob eine vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist. Eine vorbestimmte Zeitspanne kann vergangen sein, wenn ein Zeitgeber (z. B. der Zeitgeber 158) auf null dekrementiert wurde und/oder die vorbestimmte Zeitspanne überschritten hat. Der Zylinderdrucksensor kann periodisch zurückgesetzt werden und/oder im Anschluss an das Ablaufen der vorbestimmten Zeitspanne. Die Aufgabe 212 kann durchgeführt werden, wenn die vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist, andernfalls kann Aufgabe 210 durchgeführt werden. Bei 210 kann ein Zeitgeber inkrementiert werden.
Bei 212 kann der Zylinderdrucksensor zurückgesetzt werden. Bei 212A wird das Rücksetzsignal (z. B. die Rücksetzsignale RESET1, RESET2) erzeugt. Bei 212B kann der Ausgang des Zylinderdrucksensors nach unten oder nach oben gezogen werden und/oder eine Rücksetzschaltung kann zwischen normalen und Überschreibzuständen wechseln. Der normale Zustand kann demjenigen Zustand entsprechen, wenn der Ausgang des Zylinderdrucksensors nicht über eine Rücksetzschaltung (z. B. eine der Rücksetzschaltungen 108, 110) nach unten und/oder nach oben gezogen wird. Im normalen Zustand können die Transistoren 150, 160 den Ausgang 130, 133 der Zylinderdrucksensoren 112, 114 von den Spannungsreferenzen 132, 134 isolieren.
Der Überschreibzustand kann den Zustand bezeichnen, wenn der Ausgang des Zylinderdrucksensors über die Rücksetzschaltung nach unten und/oder nach oben gezogen wird. Das ECM und/oder das Modul des ECM können verifizieren, dass der Ausgang des Zylinderdrucksensors nach unten oder nach oben gezogen wird, indem es das Ausgangssignal oder Zylinderdrucksignal vom Zylinderdrucksensor überwacht. Das ECM und/oder das Modul des ECM kann den Ausgang des Zylinderdrucksensors zwischen niedrigen und hohen Zuständen und/oder zwischen den normalen und Überschreibzuständen übergehen lassen, um das von dem Sensorsteuermodul detektierte Rücksetzsignal zu codieren.
Bei 212C empfängt das Sensorsteuermodul (z. B. eines der Sensorsteuermodule 120, 122) das Rücksetzsignal und/oder decodiert es und setzt den Zylinderdrucksensor in Ansprechen auf das Rücksetzsignal zurück. Das Sensorsteuermodul kann programmiert sein und/oder eine Logik enthalten, um festzustellen, ob der Zustand des Ausgangs des Zylinderdrucksensors aufgrund von EMI oder aufgrund eines codierten Rücksetzsignals wechselt. Als Beispiel kann das Sensorsteuermodul: Zeitspannen eines empfangenen Referenzimpulses (z. B. T1) und anschließender Rücksetzimpulse (z. B. T2, T3) bestimmen; die Zeitspannen der Rücksetzimpulse mit der Zeitspanne des Referenzimpulses vergleichen; und den Zylinderdrucksensor zurücksetzen, wenn die Zeitspannen der Rücksetzimpulse ganzzahlige Vielfache der Zeitspanne des Referenzimpulses sind.
Als ein weiteres Beispiel kann das Sensorsteuermodul: eine erste Zeitspanne eines empfangenen Referenzimpulses (z. B. T1) bestimmen; Zeitspannen von Impulsen, die im Anschluss an den Referenzimpuls empfangen werden, auf der Grundlage von vorbestimmten und gespeicherten Werten, die in einem Sensorspeicher gespeichert sind (z. B. einem der Sensorspeicher 124, 126) schätzen; Zeitspannen der anschließend empfangenen Impulse detektieren; und die geschätzten Zeitspannen mit den Zeitspannen der anschließend empfangenen Impulse (z. B. T2, T3) vergleichen. Wenn die geschätzten Zeitspannen mit den detektierten Zeitspannen übereinstimmen, setzt das Sensorsteuermodul den Zylinderdrucksensor zurück.
Das Zurücksetzen des Zylinderdrucksensors kann umfassen, dass Einstellpunkte von Ausgangsspannungen des Zylinderdrucksensors zurückgesetzt werden. Die Einstellpunkte der Ausgangsspannungen können relativ zu internen Zuständen verstellt werden, wie etwa Spannungen, Widerstände, Stromniveaus und/oder Drücken von Sensorelementen (z. B. der Sensorelemente 116, 118). Die Ausgangsspannungen des Zylinderdrucksensors können relativ zu seinen internen Zuständen über die Zeit driften. Die Ausgangsspannungen des Zylinderdrucksensors können relativ zu einem auf den Zylinderdrucksensor aufgebrachten Druck driften, der von dem ECM und/oder dem ECM-Modul indirekt detektiert werden kann. Dieses Driften kann detektiert werden, wenn einer oder mehrere der vorstehend erwähnten Parameter einen Schwellenwert überschreitet oder außerhalb eines der vorbestimmten Bereiche liegt, wie vorstehend für Aufgabe 204 beschrieben ist.
Als ein Beispiel kann der Zylinderdrucksensor derart eingestellt sein, dass der Ausgangssteuerbereich der Betriebsausgangsspannungen (z. B. 0,5–4,5 V) des Sensors minimalen und maximalen Drücken (z. B. 0–140 bar) entspricht, von denen erwartet wird, dass sie vom Sensor detektiert werden. Beim Zurücksetzen kann das Sensorsteuermodul die minimale Betriebsspannung des Aussteuerbereichs (0,5 V) so zurücksetzen, dass sie einem aktuellen internen Zustand (Spannung, Widerstand, Stromniveau und/oder Druck) des Zylinderdrucksensors entspricht. Dies kann andere Betriebsausgangsspannungen des Zylinderdrucksensors relativ zu jeweiligen Sensorzuständen nach oben oder nach unten verschieben.
Wenn die Ausgangsspannung des Zylinderdrucksensors bei der minimalen Betriebsspannung des Ausgangssteuerbereichs liegt, kann im ECM bestimmt werden, dass der Druck gleich dem minimalen Druck ist (z. B. 0 bar). Folglich ermöglicht die vorstehend beschriebene Driftkompensation dem ECM, mit dem genauen Schätzen von Zylinderdrücken fortzufahren.
Das Verfahren kann mit dem Abschluss von Aufgabe 212 enden und/oder zu Aufgabe 202 zurückkehren. Beim Abschließen von Aufgabe 212 kann der Zeitgeber zurückgesetzt werden. Die vorstehend beschriebenen Aufgaben sind als veranschaulichende Beispiele gedacht; die Aufgaben können sequentiell, synchron, simultan, kontinuierlich, während einander überschneidender Zeitspannen oder in einer anderen Reihenfolge in Abhängigkeit von der Anwendung durchgeführt werden.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kompensiert eine Drift in der Ausgangsspannung und/oder im Ausgangsstrom eines Zylinderdrucksensors. Das Verfahren stellt ein Zurücksetzen eines Zylinderdrucksensors bereit und verhindert ein fälschliches Auslösen eines Zurücksetzens des Zylinderdrucksensors aufgrund von EMI oder anderem Rauschen.
Das Zurücksetzen des Zylinderdrucksensors, wie es in dem vorstehenden Verfahren beschrieben ist, kann eine sprunghafte Veränderung am Ausgang des Sensors umfassen, wenn der Ausgang des Sensors aus einem vorbestimmten Bereich heraus gedriftet ist. Das Driften des Sensorausgangs kann von dem ECM und/oder dem ECM-Modul wie vorstehend beschrieben detektiert werden oder es kann von dem Sensorsteuermodul detektiert werden.
Die weitgefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da sich dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche weitere Modifikationen offenbaren werden.

Claims

Verfahren zum Zurücksetzen eines Zylinderdrucksensors, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein vom Zylinderdrucksensor stammendes Sensordrucksignal empfangen wird, ein Parameter des Zylinderdrucksensors und/oder eines Zylinders einer Kraftmaschine auf der Grundlage des Sensordrucksignals bestimmt wird, bestimmt wird, ob der Parameter einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat, über ein Kraftmaschinensteuermodul ein Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn der Parameter den Schwellenwert überschritten hat, und das Rücksetzsignal codiert wird, um ein codiertes Rücksetzsignal zu erzeugen; und ein Ausgang des Zylinderdrucksensors auf der Grundlage des codierten Rücksetzsignals verstellt wird, um den Zylinderdrucksensor zurückzusetzen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Zurücksetzen eines Zylinderdrucksensors auf der Grundlage des codierten Rücksetzsignals umfasst, dass Einstellpunkte von Ausgangsspannungen des Zylinderdrucksensors relativ zu internen Zuständen des Zylinderdrucksensors über ein Sensorsteuermodul verstellt werden, wobei der Zylinderdrucksensor das Sensorsteuermodul umfasst, und wobei die internen Zustande eine interne Spannung und/oder einen internen Widerstand eines Sensorelements des Zylinderdrucksensors umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das codierte Rücksetzsignal über einen Steueranschluss eines Transistors empfangen wird; der Ausgang des Zylinderdrucksensors von der Spannungsreferenz isoliert wird, wenn sich der Transistor in einem ersten Zustand befindet; und eine Spannung des Ausgangs des Zylinderdrucksensors auf die Spannungsreferenz heruntergezogen wird, wenn sich der Transistor in einem zweiten Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das codierte Rücksetzsignal über einen Transistor empfangen wird; der Ausgang des Zylinderdrucksensors von der Spannungsreferenz isoliert wird, wenn sich der Transistor in einem ersten Zustand befindet; und eine Spannung des Ausgangs des Zylinderdrucksensors auf die Spannungsreferenz hochgezogen wird, wenn sich der Transistor in einem zweiten Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das codierte Rücksetzsignal umfasst einen Referenzimpuls mit einer ersten Zeitspanne, und einen Rücksetzimpuls mit einer zweiten Zeitspanne, wobei die zweite Zeitspanne ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Zeitspanne ist; und das Verfahren ferner umfasst, dass der Referenzimpuls und der Rücksetzimpuls über ein Sensorsteuermodul detektiert werden, wobei der Zylinderdrucksensor das Sensorsteuermodul umfasst, die erste Zeitspanne des Referenzimpulses und die zweite Zeitspanne des Rücksetzimpulses detektiert werden, die erste Zeitspanne mit der zweiten Zeitspanne verglichen wird, und der Zylinderdrucksensor auf der Grundlage des Vergleichs zwischen der ersten Zeitspanne und der zweiten Zeitspanne zurückgesetzt wird.