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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor und insbesondere ein verbessertes System und Verfahren zur Überwachung des Öldrucks solch eines Motors.
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Es ist wohlbekannt, dass einem Benutzer eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor Informationen über Öldruck im Motor und insbesondere eine Anzeige, wenn der Öldruck so niedrig ist, dass es zu einer Beschädigung des Motors kommen könnte, bereitgestellt werden müssen. Bei einem herkömmlichen Motor wird dies normalerweise durch Verwendung eines druckbetätigten Schalters und einer als Teil einer Instrumentengruppe des Kraftfahrzeugs eingebauten roten Warnleuchte erreicht. Wenn der Öldruck unter einer bestimmten Höhe liegt, dann schließt der Schalter und die rote Leuchte leuchtet, um den Fahrer zu warnen, dass der Öldruck gefährlich niedrig ist.
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Es wird zunehmend gesetzlich vorgeschrieben, dass der Öldruck des Motors für mit der Kraftstoffökonomie in Verbindung stehende Merkmale, wie zum Beispiel eine zweistufige Ölpumpe, überwacht wird, und dies erfordert normalerweise die Verwendung eines Öldrucksensors, der ein Signal bereitstellen kann, das den Öldruck im Motor anzeigt. Weiterhin ist es üblich, dass die Funktion irgendeines Sensors an einem Kraftfahrzeug auf bestimmte Weise validiert wird, und somit ist es wünschenswert, die Anzahl von Sensoren auf ein Minimum zu reduzieren, um die Systemkomplexität und die Kosten zu reduzieren.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Systems zur Überwachung des Öldrucks auf kosteneffektive und vereinfachte Weise.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Öldrucküberwachungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einem variablen Nockenwellensteuerungssystem bereitgestellt, das mindestens einen motoröldruckbetätigten Nockenwellensteueraktuator enthält, wobei das System einen Nockenwellensteuerungssensor zur Bereitstellung eines Ausgangssignals, das den Betrieb jedes jeweiligen Nockenwellensteueraktuators anzeigt, eine elektronische Verarbeitungseinheit, die zum Empfang des Signals von jedem jeweiligen Sensor der variablen Nockenwellensteuerung und zur Verwendung des oder jedes empfangenen Signals zur Bereitstellung einer Ausgabe, die den Öldruck des Motors anzeigt, angeordnet ist, umfasst.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das von jedem Sensor der variablen Nockenwellensteuerung empfangene Ausgangssignal Informationen über die Phaseneinstellung der jeweiligen Nockenwelle sein, und die elektronische Verarbeitungseinheit ist dahingehend betreibbar, eine Phasenwinkeländerungsrate des jeweiligen Aktuators der variablen Nockenwellensteuerung von jedem empfangenen Signal zu bestimmen und die bestimmte Phasenwinkeländerungsrate zur Schätzung des Istöldrucks des Motors zu verwenden.
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Es können zwei Nockenwellensteueraktuatoren vorgesehen sein, die jeweils einen ihnen zugeordneten Nockenwellensteuerungssensor aufweisen, um der elektronischen Verarbeitungseinheit ein Phasenwinkelsignal zuzuführen, und die elektronische Verarbeitungseinheit kann dahingehend betreibbar sein, den Istöldruck auf Grundlage einer aus den empfangenen Phasenwinkelsignalen abgeleiteten Phasenwinkeländerungsrate der Nockenwellensteueraktuatoren zu schätzen.
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Der Öldruck kann unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und eines in der elektronischen Verarbeitungseinheit gespeicherten Algorithmus geschätzt werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Nockenwellensteueraktuatoren vorgesehen, die jeweils eine durch Motoröldruck freigegebene Verriegelung aufweisen, um den jeweiligen Aktuator in einer vorbestimmten Position zu halten, sowie einen jeweiligen Nockenwellensteuerungssensor, der jedem Aktuator zugeordnet ist, um der elektronischen Verarbeitungseinheit ein Phasenwinkelsignal zuzuführen, und wenn die Signale von den Nockenwellensteuerungssensoren anzeigen, dass mindestens zwei der Aktuatoren nicht arbeiten, kann die elektronische Verarbeitungseinheit dahingehend betreibbar sein, eine Ausgabe bereitzustellen, die anzeigt, dass der Öldruck des Motors unter einer vorbestimmten Öldruckgrenze liegt.
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Des Weiteren kann das System eine Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen, und die elektronische Verarbeitungseinheit kann die Ausgabe über die Mensch-Maschine-Schnittstelle bereitstellen.
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Weiterhin kann das System einen Zündschalter und ein Sensormittel umfassen, um ein Signal bereitzustellen, das anzeigt, ob der Motor läuft, und die elektronische Verarbeitungseinheit kann weiterhin dahingehend betreibbar sein, zu bestimmen, ob der Motor läuft und, falls der Motor nicht läuft und der Zündschalter eingeschaltet ist, die Ausgabe bereitzustellen, die anzeigt, dass der Öldruck des Motors unter der Öldruckuntergrenze liegt.
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Des Weiteren kann die elektronische Verarbeitungseinheit dahingehend betreibbar sein, ein Öldruckstatusprotokoll des Öldruckstatus aufrechtzuerhalten, wann der Öldruck zuletzt überprüft worden ist, und falls keine Nockenwellenphasenänderungen angefordert werden und mindestens einer der Nockenwellensteueraktuatoren als arbeitend erfasst wird, ist die elektronische Verarbeitungseinheit dahingehend betreibbar, den im Protokoll zuletzt aufgezeichneten Öldruckstatus zu verwenden, um zu bestimmen, ob der Öldruck unter der Öldruckuntergrenze liegt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung werden ein Verbrennungsmotor, ein variables Nockenwellensteuerungssystem und ein Öldrucküberwachungssystem, die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt sind, bereitgestellt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung des Öldrucks eines Verbrennungsmotors mit einem variablen Nockenwellensteuerungssystem bereitgestellt, das mindestens einen motoröldruckbetätigten Nockenwellensteueraktuator und einen Nockenwellensteuerungssensor für jeden Nockenwellensteueraktuator zur Bereitstellung eines Signals, das den Betrieb des jeweiligen Nockenwellensteueraktuators anzeigt, enthält, wobei das Verfahren Verwendung des von dem oder jedem Nockenwellensteuerungssensor empfangenen Signals zur Bereitstellung einer Ausgabe umfasst, die den Öldruck des Motors anzeigt.
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Gemäß einer Ausführungsform können mindestens zwei Nockenwellensteueraktuatoren vorgesehen sein, die jeweils eine durch Motoröldruck freigegebene Verriegelung aufweisen, um den jeweiligen Aktuator in einer vorbestimmten Position zu halten, sowie einen jeweiligen Nockenwellensteuerungssensor, der jedem Aktuator zugeordnet ist, um ein Phasenwinkelsignal bereitzustellen, und das Verfahren kann weiterhin Bereitstellen einer Anzeige, dass der Öldruck des Motors unter einer Öldruckuntergrenze liegt, wenn die Signale von den Nockenwellensteuerungssensoren anzeigen, dass mindestens zwei der Aktuatoren nicht arbeiten, umfassen.
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Weiterhin kann das Verfahren Bestimmen, ob ein Zündschalter eingeschaltet ist und der Motor läuft, und, wenn der Zündschalter eingeschaltet ist und der Motor nicht läuft, Bereitstellen einer Ausgabe, die anzeigt, dass der Öldruck des Motors unter der Öldruckuntergrenze liegt, umfassen.
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Des Weiteren kann das Verfahren Aufrechterhalten eines Öldruckstatusprotokolls des Öldrucks, wann der Öldruck zuletzt überprüft worden ist, und falls keine Nockenwellenphasenänderungen angefordert werden und mindestens ein Nockenwellenaktuator als arbeitend erfasst worden ist, Verwenden des im Protokoll zuletzt aufgezeichneten Öldruckstatus umfassen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren weiterhin Bestimmen einer Phasenwinkeländerungsrate jedes Nockenwellensteueraktuators und Verwenden der bestimmten Änderungsrate zur Schätzung des Istöldrucks des Motors umfassen.
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Des Weiteren kann das Verfahren Verwenden einer Nachschlagetabelle und eines Algorithmus zur Schätzung des Istöldrucks umfassen.
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Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben; darin zeigen:
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1 ein Blockdiagramm des Kraftfahrzeugs mit einem Ölüberwachungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung;
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2 eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Variablen zeigt, die zur Feststellung, ob ein Niedrigöldruckzustand besteht, verwendet werden;
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3 ein logischer Ablaufplan, der zur Feststellung, ob ein Niedrigöldruckzustand besteht, verwendet wird; und
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4A und 4B Flussdiagramme, die ein Verfahren zur Überwachung des Öldrucks eines Motors gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zeigen.
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Nunmehr auf die 1 bis 3 Bezug nehmend, wird ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, einem Ölversorgungssystem 10 für den Motor 2 und einer elektronischen Verarbeitungseinheit, die in diesem Fall in Form einer Antriebsstrangsteuereinheit (PCM – Powertrain Control Module) 11 vorliegt, aber auch durch irgendeine andere elektronische Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Motorsteuereinheit gebildet sein kann, gezeigt.
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Der Motor 2 weist eine Auslassnockenwelle 4 und eine Einlassnockenwelle 5 auf und ist mit einem öldruckbetätigten variablen Nockenwellensteuerungssystem ausgestattet.
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Das variable Nockenwellensteuerungssystem umfasst zwei öldruckbetätigte Aktuatoren 6, 7, zwei Nockenwellensteuerungssensoren 21, 22, die den beiden Aktuatoren 6, 7 zugeordnet sind, und zwei Servosteuerventile 8, 9, die durch die PCM 11 gesteuert werden.
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Öl wird dem Motor 2 auf übliche Weise von dem Ölversorgungssystem 10 zugeführt, das, wie in der Technik wohlbekannt ist, eine Pumpe, einen Filter und einen Ölbehälter in Form eines Motorsumpfes enthält. Das Ölversorgungssystem 10 führt dem Servoventil 8 über in 1 als Linie 14 schematisch gezeigte Zufuhr- und Rückleitungen Öl zu und empfängt es von ihm zurück und führt dem Servoventil 9 weiterhin über in 1 als Linie 16 schematisch gezeigte Zufuhr- und Rückleitungen Öl zu und empfängt es von ihm zurück.
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Das Servoventil 8 führt dem Aktuator 6 der variablen Nockenwellensteuerung über als Linie 13 in 1 schematisch gezeigte Zufuhr- und Rückleitungen Öl zu und empfängt Öl von ihm zurück, und das Servoventil 9 führt dem Aktuator 7 der variablen Nockenwellensteuerung über in 1 als Linie 15 schematisch gezeigte Zufuhr- und Rückleitungen Öl zu und empfängt es von ihm zurück.
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Jeder der Aktuatoren
6,
7 der variablen Nockenwellensteuerung enthält einen hydraulikdruckgesteuerten Verriegelungsstift zur Verriegelung des Aktuators in einer bestimmten Phasenwinkelstellung bezüglich einer Kurbelwelle des Motors
2. Der Verriegelungsstift wird normalerweise in die verriegelte Stellung federbelastet und freigegeben, wenn der Öldruck eine vorbestimmte Höhe übersteigt. Ein Beispiel für solch eine Verriegelungsstift- und Servoventilsteuerung wird in dem
GB-Patent 2 444 504 offenbart, es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf das darin offenbarte System beschränkt ist und auf alle variablen Nockenwellensteuerungssysteme, die einen durch Öldruck freigegebenen Verriegelungsstift verwenden, allgemein anwendbar ist.
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Beispiele für Ölversorgungssysteme für variable Nockenwellensteuerungssysteme sind im
GB-Patent 2 402 970 und im
US-Patent 6 871 620 zu finden, und eine beispielhafte Ausführung eines variablen Nockenwellensteueraktuators, wie zum Beispiel die Aktuatoren
6,
7, sind im
US-Patent 6 814 038 zu finden.
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Die Drehstellung und -geschwindigkeit der Nockenwelle
3 des Motors
2 wird durch einen PIP-Sensor (PIP – profile ignition pickup – Zündungsprofil-Aufnehmer)
20, der einem Nasenteil der Kurbelwelle
3 zugeordnet ist, erfasst. Eine Beschreibung eines Systems zur Verwendung der Ausgabe von dem PIP-Sensor
20 mit den beiden Nockenwellensteuerungssensoren
21,
22 zur Erfassung der Position der verstellbaren Nockenwelle wird in dem
GB-Patent 2 284 685 offenbart.
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Die PCM 11 ist dahingehend betreibbar, Informationen von einem Zündschlüsselsensor 17, von dem PIP-Sensor 20 und von den beiden Nockenwellensteuerungssensoren 21, 22 zusammen mit anderen Informationen über den Zustand des Motors 2 und das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 angeforderten Drehmoments zu empfangen und die Phaseneinstellung der beiden Nockenwellen 4, 5 demgemäß mittels der beiden Servoventile 8, 9 zu steuern.
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Die PCM 11 ist weiterhin dahingehend betreibbar, den Öldruck des Motors 2 durch Verwendung der Informationen, die sie von dem Zündschlüsselsensor 17, dem PIP-Sensor 20 und den beiden Nockenwellensteuerungssensoren 21, 22 empfängt, zu überwachen.
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Es versteht sich, dass der Begriff Zündschlüsselsensor eine beliebige Vorrichtung umfasst, die bestimmen kann, ob die Zündung des Kraftfahrzeugs 1 ein- oder ausgeschaltet ist, und nicht auf einen Sensor für einen schlüsselbetätigten Schalter beschränkt ist.
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Die durch die PCM 11 durchgeführte erste Ölüberwachungsaufgabe ist die Bestimmung, ob der Öldruck unter einer vorbestimmten Untergrenze liegt. Betrieb des Motors 2 mit einem Öldruck unter dieser Öldruckuntergrenze kann zu einer Beschädigung des Motors 2 führen, und somit muss ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 davor gewarnt werden, dass es zu einer Beschädigung kommen kann.
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Zur Beurteilung, ob der Öldruck unter der Öldruckuntergrenze liegt, überwacht die PCM 11 mehrere Aktivitäten und kombiniert diese zur Bestimmung, ob der Öldruck unter der Öldruckuntergrenze liegt; diese Aktivitäten sind in der in 2 gezeigten Wahrheitstabelle zusammen mit dem Ausgabeergebnis "Z" zusammengefasst.
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Die in Säule "A" gezeigte Aktivität ist, ob sich der Motor in einem Vorzündungszustand, wie durch den Zustand des Zündschalters 17 definiert, befindet und ob der Motor 2 läuft, wie anhand des PIP-Sensors 20 festgestellt werden kann. Wenn sich der Motor 2 in einem Vorzündungszustand befindet, dann wird dies in Säule "A" als eine '1' angezeigt, wenn sich der Motor 2 nicht in einem Vorzündungszustand befindet, wird dies in Säule "A" als eine '0' angezeigt.
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Die in Säule "B" gezeigte Aktivität ist, ob der Motor 2 läuft, was anhand des PIP-Sensors 20 oder durch irgendein anderes Mittel festgestellt werden kann. Wenn der Motor 2 läuft, dann wird dies in Säule "B" als eine '1' gezeigt, und wenn der Motor 2 nicht läuft, dann wird dies in Säule "B" als eine '0' angezeigt.
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Die in Säule "C" gezeigte Aktivität ist, ob der Auslassnockenwellenaktuator 6 arbeitet, auf Grundlage der Rückkopplung von dem Nockenwellensteuerungs- oder -phasensensor 21. Wenn der Öldruck niedrig ist, wird der dem Aktuator 6 zugeordnete Verriegelungsstift in Eingriff genommen, und somit kommt es zu keinen Phasenänderungen. Eine '1' in Säule "C" zeigt an, dass keine Phasenänderung aufgetreten ist, und eine '0' zeigt an, dass eine Phasenänderung aufgetreten ist.
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Die in Säule "D" gezeigte Aktivität ist, ob der Einlassnockenwellenaktuator 7 arbeitet, auf Grundlage der Rückkopplung von dem Nockenwellensteuerungs- oder -phasensensor 22. Wenn der Öldruck niedrig ist, wird der dem Aktuator 7 zugeordnete Verriegelungsstift in Eingriff genommen, und somit kommt es zu keinen Phasenänderungen. Eine '1' in Säule "D" zeigt an, dass keine Phasenänderung aufgetreten ist, und eine '0' zeigt an, dass eine Phasenänderung aufgetreten ist.
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Die in Säule "E" gezeigte Aktivität ist, ob eine Nockenwellenphasenänderung von der PCM 11 für die beiden Aktuatoren 6, 7 angefordert worden ist. Eine '0' in Säule "E" zeigt an, dass keine Phasenänderung angefordert worden ist, und eine '1' zeigt an, dass eine Phasenänderung angefordert worden ist.
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Die in Säule "R" gezeigte Aktivität ist der in der PCM 11 als ein Öldruckstatusprotokoll gespeicherte aufgezeichnete Istöldruckzustand. Eine '1' in Säule "R" zeigt, dass der zuletzt aufgezeichnete Öldruck unter der Öldruckuntergrenze lag, und eine '0' zeigt an, dass der zuletzt aufgezeichnete Öldruck über der Öldruckuntergrenze lag.
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Säule "Z" zeigt die Ausgabe aus dieser Wahrheitstabelle, wobei eine '1' einen Öldruck unter der Öldruckuntergrenze anzeigt, und eine '0' einen Öldruck über der Öldruckuntergrenze anzeigt.
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3 zeigt schematisch die durch die PCM 11 durchgeführten Prozesse zur Erzeugung des Ergebnisses "Z".
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Die Kästen 110 bis 150 sind die Eingaben, die den Säulen "A" bis "E" in der Wahrheitstabelle entsprechen und oben beschrieben sind.
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Die Ausgabe aus Kasten 110 wird zu dem 'ODER'-Kasten 200 geschickt.
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Die Ausgaben aus den Kästen 130 und 140 werden in einem Summierer 160 kombiniert, und das Ergebnis wird zu einem Summierer 180 geschickt, wo es mit der Eingabe aus Kasten 120 kombiniert wird, wobei das Ergebnis zu dem 'ODER'-Kasten 200 geht.
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Die Eingabe aus Kasten 150 wird im Inverter 170 invertiert, und das Ergebnis wird in einem Summierer 190 mit dem in Kasten 400 protokollierten zuletzt aufgezeichneten Öldruckstatus kombiniert und zu dem 'ODER'-Kasten 200 geschickt.
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Der 'ODER'-Kasten 200 führt die logische Aussage durch:-
Z = (Ergebnis aus 110 ODER Ergebnis aus 180 ODER Ergebnis aus 190)
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Das heißt, die PCM 11 führt die logische Aussage durch:-
Z = [(A) oder (B und (C und D)) oder (nicht E und R)]
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Deshalb wird das Ergebnis, wenn der Zündschalter 17 eingeschaltet ist, aber der Motor 2 nicht läuft, in Reihen 17 bis 32 der Wahrheitstabelle in 2 gegeben, und in allen Fällen führt dies zu einem Niederdruckergebnis (Z = 1).
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Wenn der Motor läuft, werden die Ergebnisse in Reihen 1 bis 16 gegeben und können in mehrere verschiedene Umstände aufgeteilt werden.
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Ist keine Phasenänderung angefordert worden und arbeitet mindestens einer der Aktuatoren 6, 7, dann wird der zuletzt aufgezeichnete Öldruck verwendet, und somit ist das Ergebnis Z immer gleich dem Status des zuletzt aufgezeichneten Öldrucks, wie in Reihen 1, 2, 5, 6, 9, 10, und wenn keiner der Aktuatoren arbeitet, dann ist das Ergebnis Z = 1, wie in Reihen 13, 14 gezeigt.
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Wenn eine Phasenänderung angefordert worden ist, dann hängt das Ergebnis "Z" davon ab, ob beide Aktuatoren 6, 7 auf die Phasenänderungsanforderung nicht reagiert haben. Wenn beide der Aktuatoren 6, 7 nicht reagiert haben, dann wird dies als eine Situation interpretiert, in der der Öldruck unter der Öldruckuntergrenze liegt, weil es unwahrscheinlich ist, dass beide der Aktuatoren 6, 7 gleichzeitig versagen würden. Dieses Ergebnis ist in Reihen 15 und 16 gezeigt. Wenn nur einer der Aktuatoren 6, 7 nicht reagiert hat, dann könnte dies an einem Fehler in dem nicht reagierenden Aktuator 6, 7 liegen, wie zum Beispiel einem festgeklemmten Aktuator oder einem Dichtungsproblem, und somit ist das Ergebnis immer Z = 0, wie in Reihen 7, 8, 11 und 12 gezeigt, und der Öldruck liegt über der Öldruckuntergrenze. Dies ist darauf zurückzuführen, dass einer der Aktuatoren 6, 7 reagiert hat, und somit ist der dem Aktuator 6, 7 zugeordnete Verriegelungsstift freigegeben worden, was anzeigt, dass Öldruck über der Öldruckuntergrenze vorliegt, die als der Freigabedruck für die Verriegelungsstifte eingestellt ist.
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Wann immer das Ergebnis Z = 1 ist, was anzeigt, dass der Öldruck unter der Öldruckuntergrenze liegt, ist die PCM 11 weiterhin dahingehend betreibbar, einen Fahrer des Kraftfahrzeugs über eine mit der PCM 11 verbundene Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) 12 zu warnen.
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Die MMS 12 könnte viele Formen annehmen und könnte zum Beispiel eine rote Warnleuchte auf einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 1 und ein Display, auf dem Nachrichten angezeigt werden können, umfassen. Die PCM 11 könnte weiterhin dahingehend betreibbar sein, die rote Warnleuchte anzuschalten, wann immer der Öldruck unter der Öldruckuntergrenze liegt, das heißt, wann immer Z = 1, und weiterhin eine Nachricht wie zum Beispiel "Niedriger Öldruck, Motor anhalten" anzeigen, wenn das Ergebnis über eine der Reihen 13 bis 16 erreicht wird.
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Obgleich die Erfindung oben bezüglich eines Motors mit zwei Nockenwellen beschrieben worden ist, versteht sich, dass sie auch mit gleichen Vorzügen auf einen Motor mit mehr als zwei Nockenwellen und mehr als zwei Aktuatoren der variablen Nockenwellensteuerung angewandt werden könnte. Zum Beispiel könnte sie auf V6- und V8-Motoren mit zwei Nockenwellen pro Bank angewandt werden, wobei mindestens zwei Nockenwellen des Motors eine variable Nockenwellensteuerung aufweisen.
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Die durch die PCM 11 durchgeführte zweite Ölüberwachungsaufgabe ist die Bestimmung des Istöldrucks des Motors 2. Um diese Aufgabe durchzuführen, verwendet die PCM 11 die Rückkopplungssignale von den beiden Nockenwellenphasensensoren 21, 22, um die Phasenwinkeländerungsrate für eine angeforderte Phasenwinkeländerung zu bestimmen. Es versteht sich, dass die Phasenwinkeländerungsrate von dem Druck des den beiden Aktuatoren 6, 7 zugeführten Öls abhängt, und somit kann durch Berechnung der Phasenwinkeländerungsrate und durch Verwendung einer Beziehung zwischen der Phasenwinkeländerungsrate und dem Öldruck ein Wert des Istöldrucks erhalten werden.
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Die Beziehung zwischen der Phasenwinkeländerungsrate und dem Öldruck wird durch Versuchsaufwand unter Verwendung mehrerer Motoren abgeleitet und dann in der PCM 11 entweder als eine Nachschlagetabelle oder in Form eines Algorithmus gespeichert. In beiden Fällen muss die Öltemperatur berücksichtigt werden, und somit muss die Isttemperatur des Öls festgestellt werden, damit die PCM 11 den Öldruckschätzungsschritt durchführen kann. Dies kann durch Verwendung eines Öltemperatursensors, wie zum Beispiel des in 1 gezeigten Öltemperatursensors 18, direkt erreicht werden, oder kann von anderen Informationen, wie zum Beispiel einer Messung der Temperatur eines Teils des Motors 2 oder einer Messung der Temperatur des Motorkühlmittels, abgeleitet werden.
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Wenn die PCM 11 eine Nachschlagetabelle zur Schätzung des Öldrucks verwendet, bestimmt die PCM 11 deshalb die Istöltemperatur, die Phasenwinkeländerungsrate und verwendet diese Werte, um aus der Nachschlagetabelle eine Schätzung des Istöldrucks zu erhalten, der dann zugeführt oder von irgendeinem anderen System oder Prozess, das bzw. der Kenntnis des Istöldrucks erfordert, verwendet werden kann.
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Es versteht sich, dass die Bestimmung des Öldrucks von der Phasenwinkeländerungsrate von nur einer der Nockenwellen 4, 5 abgeleitet werden könnte, jedoch wird vorzugsweise die Phasenwinkeländerungsrate beider Nockenwellen 4, 5 verwendet. Die sich aus den beiden Nockenwellen 4, 5 ergebende Phasenwinkeländerungsrate könnte gemittelt oder auf andere Weise kombiniert werden, wie zum Beispiel durch Verwendung des höheren Werts.
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Obgleich die Erfindung oben in Bezug auf einen Motor mit zwei Nockenwellen beschrieben worden ist, versteht sich, dass der Öldruck auch geschätzt und mit gleichen Vorzügen auf einen beliebigen Motor, der eine einzige Nockenwelle mit variabler Nockenwellensteuerung aufweist, oder auf V6- und V8-Motoren mit mehreren Nockenwellen mit variabler Nockenwellensteuerung angewandt werden kann. Weiterhin versteht sich, dass es nicht erforderlich ist, dass die Aktuatoren der variablen Nockenwellensteuerung mit einer durch Öldruck freigegebenen Verriegelungsvorrichtung für das Schätzen des Istöldrucks bei Verwendung dieses Lösungsansatzes ausgestattet sind. Sie ist gleichermaßen auf Aktuatoren der variablen Nockenwellensteuerung anwendbar, die kein Verriegelungsmerkmal aufweisen oder ein Verriegelungsmerkmal, das auf andere Weise, wie zum Beispiel mittels eines elektrischen Solenoids, betätigt werden wird. Weiterhin wäre es möglich, solch einen Lösungsansatz zu verwenden, um anzuzeigen, wenn der Öldruck unzulässig niedrig ist, indem die Phasenänderungsrate mit einer vordefinierten Änderungsratengrenze verglichen wird, und wenn die Änderungsrate unter der Grenze liegt, dies als ein Anzeichen dafür zu verwenden, dass der Öldruck unzulässig niedrig ist.
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Nunmehr auf die 4A und 4B Bezug nehmend, wird als vereinfachtes Flussdiagramm ein Verfahren zur Überwachung des Öldrucks eines Motors gemäß der Erfindung gezeigt.
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Zunächst auf die in 4A gezeigten Schritte Bezug nehmend, beginnt das Verfahren bei Kasten 1000 mit einem Schlüssel-eingeschaltet-(Key-on-)Ereignis, dann wird bei Kasten 1100 bestimmt, ob der Motor 2 läuft. Wenn der Motor 2 nicht läuft, dann ist dies gleich einem Vorzündungsereignis, und das Verfahren geht zu Kasten 1150 über. Wenn der Motor 2 läuft, dann geht das Verfahren von Kasten 1100 zu Kasten 1200 über.
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In Kasten 1200 wird bestimmt, ob eine Nockenwellenphasenänderung für die Nockenwellen 4, 5 angefordert worden ist. Wenn keine Nockenwellenphasenänderung angefordert worden ist, geht das Verfahren zu Kasten 1240 über, wenn aber eine Phasenänderung angefordert worden ist, geht das Verfahren zu Kasten 1300 über.
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In Kasten 1240 wird bestimmt, ob mindestens einer der Aktuatoren 6, 7 arbeitet, tun sie dies, dann geht das Verfahren zu Kasten 1260 über, ansonsten geht das Verfahren zu Kasten 1350 über.
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In Kasten 1300 wird bestimmt, ob keiner der beiden Aktuatoren 6, 7 der variablen Nockenwellensteuerung auf die angeforderte Phasenänderung reagiert hat, und wenn beide nicht gearbeitet haben, dann geht das Verfahren zu Kasten 1350 über, wenn aber mindestens einer der Aktuatoren 6, 7 der variablen Nockenwellensteuerung auf die Phasenänderung reagiert hat, dann geht das Verfahren zu Kasten 1370 über.
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Nunmehr auf die in 4B gezeigten Schritte Bezug nehmend, wenn das Ergebnis des Tests in Kasten 1240 positiv war, dann geht in Kasten 1260 das Verfahren zu Kasten 1400 über. In Kasten 1400 wird der zuletzt verzeichnete Öldruckzustand überprüft, und wenn der zuletzt verzeichnete Status anzeigt, dass der Öldruck niedrig ist, dann geht das Verfahren zu Kasten 1500 über, wenn aber der zuletzt verzeichnete Öldruckstatus nicht niedrig ist, dann geht das Verfahren zu Kasten 2000 über. Wenn das Ergebnis des Tests in Kasten 1240 negativ war, dann geht das Verfahren zu Kasten 1350 und weiter zu Kasten 1500 über.
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In Kasten 1500 wird der Öldruckstatus auf einen niedrigen Öldruckstatus aktualisiert, das heißt, es wird angenommen, dass der Öldruck unter der Öldruckuntergrenze liegt. Der Kasten 1500 ist über Kasten 1400 oder von den Kästen 1150 und 1350, die in 4A gezeigt werden, zugänglich.
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Dann geht das Verfahren zu Kasten 1600 über, wo der Fahrer gewarnt wird, dass der Motoröldruck unzulässig niedrig ist. Dieser Schritt wird über die MMS 12 durchgeführt.
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Dann geht das Verfahren zu Kasten 2000 über, der von dem Kasten 1600, von dem Kasten 1400 oder von dem Kasten 1370, die in 4A gezeigt werden, zugänglich ist. In Kasten 2000 wird die Phasenwinkeländerungsrate für die beiden Nockenwellen 4, 5 berechnet, und dann werden diese Informationen in Kasten 2100 zur Schätzung des Istöldrucks verwendet, indem eine Nachschlagetabelle verwendet wird, die die Phasenwinkeländerungsrate und die Öltemperatur mit Öldruck in Beziehung stellt, oder durch die Verwendung eines Algorithmus, der eine Beziehung zwischen Öldruck und der Phasenwinkeländerungsrate und der Öltemperatur definiert.
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Dann geht das Verfahren zu Schritt 2200 über, in dem der geschätzte Öldruck dann zur Verwendung durch andere Systeme und Prozesse, die eine Kenntnis über den Öldruck erfordern, verteilt und/oder gespeichert wird.
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Dann wird in Schritt 2300 der Istöldruckstatus zur zukünftigen Verwendung verzeichnet, und das Verfahren geht zu Kasten 2400 über, wo bestimmt wird, ob ein Zündschlüssel-ausgeschaltet-(Key-off-)Ereignis aufgetreten ist. Wenn ein Key-off-Ereignis aufgetreten ist, dann endet das Verfahren in Kasten 3000, wenn aber kein Key-off-Ereignis aufgetreten ist, kehrt das Verfahren zu Kasten 1100 zurück.
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Es versteht sich, dass das in den 4A und 4B gezeigte Verfahren ein Beispiel für ein Verfahren gemäß der Erfindung ist und dass die Erfindung nicht auf die gezeigten Schritte oder die Reihenfolge, in der die Schritte ausgeführt werden, beschränkt ist.
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Weiterhin versteht sich, dass die PCM 11 dazu programmiert werden kann, nur einen Teil des in den 4A und 4B gezeigten Verfahrens durchzuführen. Es führt möglicherweise nur die in den Kästen 1000 bis 1600, 2300 und 3000 gezeigten Öldrucküberwachungsschritte durch, wobei dann ein negatives Ergebnis der Tests in Kasten 1300 und 1400 zu Kasten 2300 und nicht zu Kasten 2000 führen würde und die in den Kästen 2000, 2100 und 2200 gezeigten Schritte nicht vorliegen würden.
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Ebenso wird möglicherweise nur Istöldruck überwacht, wobei dann die in den Kästen 1100 bis 1600 und 2300 gezeigten Schritte nicht vorliegen würden und das Verfahren direkt von Kasten 1000 zu Kasten 2000 gehen würde und von Kasten 2400 nicht zu Kasten 1100, sondern zu Kasten 2000 zurückspringen würde.
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Deshalb wird für einen Motorstart, bei dem ein ölaktivierter Stift zur Verriegelung einer Nockenwelle mit ihrem Antriebsrad in einer bekannten Position verwendet wird und gegen eine Federkraft wirkender Öldruck diesen Stift freigibt, wodurch eine relative Nockenbewegung gestattet wird, die Rate, mit der diese Winkelbewegung auftreten kann (VCT-Schaltgeschwindigkeit) durch den dem Nockenphasenaktuator zugeführten Öldruck begrenzt.
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Ein Niedrigöldruckzustand kann deshalb auf zwei Weisen angezeigt werden:
- (a) null Phasenverstellung aufgrund unzureichenden Öldrucks zur Freigabe des Verriegelungsstifts; und
- (b) eine langsamere Nockenphasenverschiebungsgeschwindigkeit als erwartet.
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Wenn eines dieser Symptome erfasst wird, dann kann auf den Öldruckschalter verzichtet werden, wodurch an Kosten und Systemkomplexität gespart wird. Wenn Symptom b) quantifiziert werden kann, dann könnte darüber hinaus der Druckwarnungseinstellwert (30 kPa bei einem herkömmlichen Öldruckschalter) als eine Funktion der Motordrehzahl definiert werden. Dadurch könnte er viel näher an den erwarteten Druckwert eines gesunden Motors eingestellt werden, wodurch dem Fahrer und/oder einem Fahrzeugnotlaufmodus mehr Zeit zur Verfügung gestellt wird, um Abhilfsmaßnahmen zu ergreifen, bevor eine bedeutende Motorbeschädigung verursacht wird.
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Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die Erfindung zwar beispielhaft unter Bezugnahme auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben worden ist, aber nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, und dass alternative Ausführungsformen ohne Abweichung von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert wird, ausgeführt werden könnten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 2444504 [0030]
- GB 2402970 [0031]
- US 6871620 [0031]
- US 6814038 [0031]
- GB 2284685 [0032]
