DE102012208727A1

DE102012208727A1 - System und Verfahren zum Detektieren von Störungen von Luftmassenströmungssensoren in einem Motor mit parallelem Einlass

Info

Publication number: DE102012208727A1
Application number: DE102012208727A
Authority: DE
Inventors: Paul D. Donar; Layne K. Wiggins; Jill A. Slimmer-Velez
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: CN102809409A; US20120310508A1; CN102809409B; US8706381B2; DE102012208727B4

Abstract

Ein System für einen Motor mit parallelem Einlass umfasst ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Modul. Das erste Modul schätzt eine gesamte Luftmassenströmung (MAF) in den Motor basierend auf einer Querschnittsfläche einer Drossel und einem Druckverhältnis über die Drossel. Das zweite Modul schätzt eine erste und eine zweite MAF durch einen ersten bzw. einen zweiten Einleitungsweg basierend auf der geschätzten gesamten MAF und einem Faktor. Das dritte Modul berechnet eine erste und eine zweite Differenz zwischen der geschätzten ersten bzw. zweiten MAF und einer ersten bzw. einer zweiten MAF, die durch einen ersten bzw. einen zweiten MAF-Sensor gemessen werden. Das vierte Modul detektiert Störungen des ersten und des zweiten MAF-Sensors basierend auf der ersten bzw. der zweiten Differenz sowie basierend auf einem ersten bzw. einem zweiten Schwellenwert.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Detektieren von Störungen von Luftmassenströmungssensoren (MAF-Sensoren) in einem Motor mit parallelem Einlass.
HINTERGRUND
Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
Verbrennungsmotoren saugen Luft durch ein Einleitungssystem, das durch eine Drossel geregelt werden kann, in einen Einlasskrümmer an. Das Einleitungssystem kann eine oder mehrere Einlassleitungen aufweisen. Beispielsweise kann eine Konfiguration mit parallelem Einlass zwei Einlassleitungen aufweisen, die in einer einzelnen Leitung zusammenlaufen, die mit dem Einlasskrümmer verbunden ist und durch die Drossel geregelt wird. Zusätzlich können ein oder mehrere Turbolader die Luft unter Druck setzen, die in den Einlasskrümmer angesaugt wird. Motoren mit doppeltem Turbolader können variierende Konfigurationen aufweisen, wie beispielsweise eine parallele, eine sequentielle oder eine gestufte.
Die unter Druck stehende Luft in dem Einlasskrümmer wird auf mehrere Zylinder verteilt und mit Kraftstoff kombiniert, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (A/F-Gemisch) zu erzeugen. Das A/F-Gemisch wird in den Zylindern komprimiert und verbrannt, um Kolben anzutreiben, die eine Kurbelwelle drehend antreiben und ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Das Abgas, das aus der Verbrennung resultiert, wird aus den Zylindern in einen Auslasskrümmer ausgestoßen. Der Druck und/oder die Strömung des Abgases können einen oder mehrere Turbolader antreiben. Das Abgas kann auch durch ein Abgasbehandlungssystem behandelt werden, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System für einen Motor mit parallelem Einlass umfasst ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Modul. Das erste Modul schätzt eine gesamte Luftmassenströmung (MAF) in den Motor basierend auf einer Querschnittsfläche einer Drossel und einem Druckverhältnis über die Drossel. Das zweite Modul schätzt eine erste und eine zweite MAF durch einen ersten bzw. einen zweiten Einleitungsweg basierend auf der geschätzten gesamten MAF und einem Faktor. Das dritte Modul berechnet eine erste und eine zweite Differenz zwischen der geschätzten ersten bzw. zweiten MAF und einer ersten bzw. einer zweiten MAF, die durch einen ersten bzw. einen zweiten MAF-Sensor gemessen werden. Das vierte Modul detektiert Störungen des ersten und des zweiten MAF-Sensors basierend auf der ersten bzw. der zweiten Differenz sowie basierend auf einem ersten bzw. einem zweiten Schwellenwert.
Ein Verfahren für einen Motor mit parallelem Einlass umfasst, dass eine gesamte Luftmassenströmung (MAF) in den Motor basierend auf einer Querschnittsfläche einer Drossel und einem Druckverhältnis über die Drossel geschätzt wird, dass eine erste und eine zweite MAF durch einen ersten bzw. einen zweiten Einleitungsweg basierend auf der geschätzten gesamten MAF und einem Faktor geschätzt werden, dass eine erste und eine zweite Differenz zwischen der geschätzten ersten bzw. zweiten MAF und einer ersten bzw. einer zweiten MAF, die durch einen ersten bzw. einen zweiten MAF-Sensor gemessen werden, berechnet werden und dass Störungen des ersten bzw. des zweiten MAF-Sensors basierend auf der ersten bzw. der zweiten Differenz und basierend auf einem ersten bzw. einem zweiten Schwellenwert detektiert werden.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele nur zu Darstellungszwecken gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems mit parallelem Einlass gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuermoduls gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist; und
3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Detektieren von Störungen von Luftmassenströmungssensoren (MAF-Sensoren) in einem Motor mit parallelem Einlass gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, kann sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen elektronischen Schaltkreis; einen Schaltkreis der Schaltungslogik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen. Der Ausdruck Modul kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird.
Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzt, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code mehrerer Module durch einen einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Ausdruck Gruppe, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren oder einer Gruppe von Ausführungsmaschinen ausgeführt werden kann. Beispielsweise können mehrere Kerne und/oder Zweige eines Prozessors als eine Ausführungsmaschine bezeichnet werden. Bei verschiedenen Implementierungen können die Ausführungsmaschinen über einen Prozessor, über mehrere Prozessoren und über Prozessoren an mehreren Orten gruppiert werden, beispielsweise als mehrere Server in einer parallelen Verarbeitungsanordnung. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
Verbrennungsmotoren können eine oder mehrere Einlassleitungen aufweisen. Zusätzlich können Verbrennungsmotoren einen oder mehrere Turbolader aufweisen, die Luft unter Druck setzen, die in einen Einlasskrümmer angesaugt wird. Beispielsweise weist ein Motor mit zwei parallelen Turboladern (d. h. ein Motor mit parallelem doppeltem Turbolader) separate Einleitungswege für jeden Turbolader auf. Motoren mit parallelem Einlass können einen Luftmassenströmungssensor (MAF-Sensor) für jede Einlassleitung aufweisen. Beispielsweise können Motoren mit parallelem doppeltem Turbolader einen MAF-Sensor stromaufwärts jedes Turboladers aufweisen. Die MAF-Sensoren können eine MAF durch jede Einlassleitung messen, welche durch ein Motorsteuersystem zum Steuern des Motors verwendet werden kann. Beispielsweise kann das Motorsteuersystem die gemessenen MAFs addieren, um eine gesamte MAF zum Steuern des Motors zu erhalten.
Herkömmliche Diagnosesysteme diagnostizieren einen MAF-Sensor, indem die MAF basierend auf anderen Betriebsparametern geschätzt wird und indem die geschätzte MAF mit der gemessenen MAF von dem MAF-Sensor verglichen wird. In einem Motor mit parallelem Einlass ergibt das Schätzen der MAF jedoch eine Schätzung der gesamten MAF in den Motor im Gegensatz zu Schätzungen der MAF durch jede der Einlassleitungen. Daher können herkömmliche Diagnosesysteme nicht ermitteln, welcher MAF-Sensor fehlerhaft ist, wenn eine Störung detektiert wird. Eine nicht korrekte und/oder ungenaue Detektion einer MAF-Sensorstörung kann Kosten erhöhen und/oder das Leistungsverhalten verschlechtern.
Dementsprechend werden ein System und ein Verfahren zum Detektieren von Störungen von MAF-Sensoren in einem Motor mit parallelem Einlass dargestellt. Das System und das Verfahren können zuerst eine gesamte MAF in den Motor basierend auf einem Druckverhältnis über eine Drossel und einer Querschnittsfläche der Drossel schätzen. Das System und das Verfahren können anschließend einen Faktor zum Aufteilen der geschätzten gesamten MAF in separate Komponenten ermitteln. Der Faktor kann basierend auf Strömungsraten durch die jeweiligen Einlassleitungen vorbestimmt sein. Das System und das Verfahren können die geschätzten MAFs durch die Einlassleitungen basierend auf der geschätzten gesamten MAF und dem Faktor ermitteln. Das System und das Verfahren können anschließend MAF-Restwerte basierend auf Differenzen zwischen Messwerten von den MAF-Sensoren und den entsprechenden geschätzten MAFs berechnen.
Das System und das Verfahren detektieren anschließend Störungen des MAF-Sensors bzw. der MAF-Sensoren basierend auf den MAF-Restwerten sowie basierend auf einem oder mehreren Schwellenwerten. Wenn der MAF-Restwert für einen MAF-Sensor größer als ein entsprechender Schwellenwert ist, können das System und das Verfahren die Messwerte von dem fehlerhaften MAF-Sensor verwerfen und die MAF basierend auf anderen Betriebsparametern schätzen. Beispielsweise können das System und das Verfahren die MAF für den fehlerhaften MAF-Sensor basierend auf Betriebsparametern schätzen, wie beispielsweise der Turbolader-Turbinendrehzahl, der Drosselposition, der Abgas-Sauerstoffkonzentration usw., ohne auf diese beschränkt zu sein. Zusätzlich erzeugen das System und das Verfahren ein Störungssignal zum Benachrichtigen eines Fahrers, und/oder sie setzen einen Wartungsflag.
Zusätzlich können das System und das Verfahren Störungen des MAF-Sensors bzw. der MAF-Sensoren aus einer Sicht auf Systemniveau im Gegensatz zu einer Sicht auf Sensorniveau detektieren, wie es in dem US-Patent Nr. 6,701,282 beschrieben ist, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung und das hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingebunden ist. Spezieller kann die Detektion des MAF-Sensors bzw. der MAF-Sensoren auf Systemniveau aufgrund der Unabhängigkeit verschiedener Systemsensoren eine fehlerhafte Störungsdetektion durch andere Diagnosesysteme verhindern, wenn ein gegebener Sensor fehlerhaft ist. Mit anderen Worten kann der Ansatz auf Systemniveau, der in dem US-Patent Nr. 6,701,282 beschrieben ist, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, auf Motoren mit parallelem Einlass gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgedehnt werden.
Nun auf 1 Bezug nehmend, umfasst ein beispielhaftes Motorsystem 10 einen Motor 12. Beispielsweise kann der Motor 12 ein Motor mit Funkenzündung (SI-Motor), ein Dieselmotor, ein Motor mit homogener Kompressionszündung (HCCI-Motor) oder ein anderer geeigneter Typ eines Motors sein. Bei einigen Implementierungen kann das Motorsystem 10 ein Hybridsystem sein und daher ferner zusätzliche Komponenten aufweisen, wie beispielsweise einen Elektromotor und ein Batteriesystem. Der Motor 12 saugt Luft durch ein Einleitungssystem 16 in einen Einlasskrümmer 14 an.
Das Einleitungssystem 16 weist zwei parallele Einleitungswege auf. Spezieller weist das Einleitungssystem 16 Einlassleitungen 18 und 20, Luftfilter 22 und 24 sowie Turbolader 26 und 28 auf. Obgleich eine Konfiguration mit parallelem doppeltem Turbolader gezeigt ist, können das System und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung in anderen Motorsystemen mit parallelem Einlass implementiert werden. Die Luftfilter 22 und 24 entfernen Partikel aus der Luft. Die Turbolader 26 und 28 setzen die Luft unter Druck, die durch die parallelen Einleitungswege strömt. Die parallelen Einleitungswege laufen in eine andere Leitung 30 zusammen. Die Luftströmung durch die Leitung 30 und in den Einlasskrümmer 14 kann durch eine Drossel 32 geregelt werden. Beispielsweise kann die Drossel 32 mittels einer elektronischen Drosselsteuerung (ETC) elektrisch gesteuert werden.
MAF-Sensoren 34 und 36 messen jeweils die MAF durch die parallelen Einleitungswege. Spezieller messen die MAF-Sensoren 34 und 36 jeweils die MAF durch die Einlassleitungen 18 bzw. 20. Ein Drosseleinlassdrucksensor (TIP-Sensor) 38 misst einen Druck der Luft stromaufwärts der Drossel 32. Ein Drosselpositionssensor (TPS) 40 misst eine Position der Drossel 32. Ein Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 42 misst einen Druck der Luft im Innern des Einlasskrümmers 14 (d. h. stromabwärts der Drossel 32).
Die Luft in dem Einlasskrümmer 14 wird auf mehrere Zylinder 44 verteilt. Obgleich sechs Zylinder gezeigt sind, kann der Motor 12 eine andere Anzahl von Zylindern aufweisen. Die Luft wird mit Kraftstoff aus mehreren Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 46 kombiniert, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (A/F-Gemisch) zu erzeugen. Beispielsweise können die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 46 den Kraftstoff über Einlassöffnungen (nicht gezeigt) der Zylinder 44 oder direkt in die Zylinder 44 einspritzen. Das A/F-Gemisch in den Zylindern 44 wird durch Kolben (nicht gezeigt) komprimiert und verbrannt. In Abhängigkeit von dem Typ des Motors 12 können Zündkerzen 48 das komprimierte A/F-Gemisch zünden. Alternativ kann das A/F-Gemisch jedoch komprimiert werden, bis eine Selbstzündung auftritt.
Die Verbrennung des A/F-Gemischs treibt die Kolben (nicht gezeigt) an, die eine Kurbelwelle 50 drehend antreiben und ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Das Antriebsdrehmoment kann mittels eines Getriebes 52 auf einen Endantrieb 54 eines Fahrzeugs übertragen werden. Beispielsweise kann das Getriebe 52 mittels einer Fluidkopplung (nicht gezeigt), wie beispielsweise mittels eines Drehmomentwandlers, mit der Kurbelwelle 50 gekoppelt sein. Zusätzliche Sensoren (nicht gezeigt) können die Drehzahl der Kurbelwelle 50 (”Motordrehzahl”) und/oder eine Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes 52 (”Fahrzeuggeschwindigkeit”) messen.
Das Abgas, das aus der Verbrennung resultiert, wird aus den Zylindern 44 in einen Auslasskrümmer 56 ausgestoßen. Der Druck und/oder die Strömung des Abgases in dem Auslasskrümmer 56 können verwendet werden, um die Turbolader 26 und 28 anzutreiben. Spezieller können zusätzliche Leitungen (nicht gezeigt) den Auslasskrümmer 56 mit Turbinen (nicht gezeigt) der Turbolader 26 und 28 verbinden. Das Abgas in dem Auslasskrümmer 56 kann auch durch ein Abgasbehandlungssystem (ETS) 58 behandelt werden, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird. Lediglich beispielhaft kann das ETS 58 einen Oxidationskatalysator (OC), Stickstoffoxid-Absorber/Adsorber (NOx-Absorber/Adsorber), ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System), einen Partikelfilter (PM-Filter) und/oder einen katalytischen Dreiwegewandler umfassen.
Ein Steuermodul 60 steuert den Betrieb des Motorsystems 10. Das Steuermodul 60 kann Signale von den Turboladern 26 und 28, der Drossel 32, den MAF-Sensoren 34 und 36, dem TIP-Sensor 38, dem TPS 40, dem MAP-Sensor 42, den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 46, den Zündkerzen 48, dem Getriebe 52, dem Endantrieb 54 und/oder dem ETS 58 empfangen. Das Steuermodul 60 kann auch Signale von anderen geeigneten Sensoren empfangen, wie beispielsweise Signale, welche die Motordrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit angeben. Das Steuermodul 60 kann die Turbolader 26 und 28, die Drossel 32, die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 46, die Zündkerzen 48, das Getriebe 52 und/oder das ETS 58 steuern. Das Steuermodul 60 kann auch andere geeignete Komponenten steuern, wie beispielsweise Turbolader-Ladedruckcontroller und Ladedruck-Regelventile. Das Steuermodul 60 kann auch das System oder das Verfahren der vorliegenden Offenbarung implementieren.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Beispiel des Steuermoduls 60 gezeigt. Das Steuermodul 60 kann ein Modul 70 zur Schätzung der gesamten MAF, ein Faktorerzeugungsmodul 72, ein MAF-Aufteilungsermittlungsmodul 74, ein Restwert-Berechnungsmodul 76 und ein Störungsdetektionsmodul 78 umfassen.
Das Modul 70 zur Schätzung der gesamten MAF empfängt Signale von dem TIP-Sensor 38, dem TPS 40 und dem MAP-Sensor 42, welche den gemessenen TIP, die gemessene Drosselposition bzw. den gemessenen MAP angeben. Das Verhältnis zwischen dem gemessenen MAP und dem gemessenen TIP (d. h. MAP/TIP) repräsentiert ein Druckverhältnis über die Drossel 32. Das Modul 70 zur Schätzung der gesamten MAF schätzt eine gesamte MAF (MAF_TOT) in den Motor 12 basierend auf dem Druckverhältnis über die Drossel 32 und einer Querschnittsfläche der Drossel 32. Die gemessene Drosselposition kann verwendet werden, um die Querschnittsfläche der Drossel zu ermitteln. Alternativ kann die Querschnittsfläche der Drossel 32 beispielsweise basierend auf einem Durchmesser des Drosselkörpers vorbestimmt sein.
Das Faktorerzeugungsmodul 72 erzeugt einen Faktor (R) zum Aufteilen der gesamten MAF in separate Komponenten. Der Faktor R basiert auf Strömungsraten durch die Einleitungswege. Spezieller kann eine erste Strömungsrate (F₁) eine Strömungsrate durch die Einlassleitung 18 repräsentieren, und eine zweite Strömungsrate (F₂) kann eine Strömungsrate durch die Einlassleitung 20 repräsentieren. Der Faktor R repräsentiert ein Verhältnis der ersten und der zweiten Strömungsrate F₁ bzw. F₂. Spezieller kann der Faktor R gleich F₁/(F₁ + F₂) sein. Zusätzlich kann der Faktor R bei einigen Implementierungen basierend auf Motorbetriebsparametern variieren.
Das MAF-Aufteilungsermittlungsmodul 74 empfängt die geschätzte gesamte MAF MAF_TOT von dem Modul 70 zur Schätzung der gesamten MAF. Das MAF-Aufteilungsermittlungsmodul 74 empfängt auch den Faktor R von dem Faktorerzeugungsmodul 72. Das MAF-Aufteilungsermittlungsmodul 74 ermittelt eine erste geschätzte MAF (MAF1_EST) und eine zweite geschätzte MAF (MAF2_EST) basierend auf der geschätzten gesamten MAF MAF_TOT und dem Faktor R. Die erste geschätzte MAF MAF1_EST repräsentiert eine geschätzte MAF durch die Einlassleitung 18, und die zweite geschätzte MAF MAF2_EST repräsentiert eine geschätzte MAF durch die Einlassleitung 20. Beispielsweise können die erste und die zweite geschätzte MAF MAF1_EST und MAF2_EST wie folgt ermittelt werden: MAF1_EST = MAF_TOT × R; und MAF2_EST = MAF_TOT × (1 – R).
Das Restwert-Berechnungsmodul 76 empfängt die erste und die zweite geschätzte MAF MAF1_EST und MAF2_EST. Das Restwert-Berechnungsmodul 76 empfängt auch Signale von dem ersten und dem zweiten MAF-Sensor 34 und 36, welche jeweils gemessene MAFs (MAF1_ACT und MAF2_ACT) durch die Einlassleitungen 18 bzw. 20 angeben. Das Restwert-Berechnungsmodul 76 berechnet einen ersten und einen zweiten MAF-Restwert (MAF1_RES und MAF2_RES) basierend auf der ersten und der zweiten geschätzten MAF MAF1_EST bzw. MAF2_EST sowie basierend auf der ersten und der zweiten gemessenen MAF MAF1_ACT bzw. MAF2_ACT. Beispielsweise kann das Restwert-Berechnungsmodul 76 den ersten und den zweiten MAF-Restwert MAF1_RES und MAF2_RES wie folgt berechnen: MAF1_RES = MAF1_ACT – MAF1_EST; und MAF2_RES = MAF2_ACT – MAF2_EST.
Das Störungsdetektionsmodul 78 empfängt den ersten und den zweiten MAF-Restwert MAF1_RES und MAF2_RES. Das Störungsdetektionsmodul 78 detektiert Störungen des MAF-Sensors 34 und/oder des MAF-Sensors 36 basierend auf dem ersten und dem zweiten MAF-Restwert MAF1_RES und MAF2_RES sowie basierend auf einem oder mehreren Schwellenwerten. Speziell gibt ein erster MAF-Restwert MAF1_RES mit einem Absolutwert größer als ein Schwellenwert eine Störung des MAF-Sensors 34 an. Auf ähnliche Weise gibt ein zweiter MAF-Restwert MAF2_RES mit einem Absolutwert größer als ein Schwellenwert eine Störung des MAF-Sensors 36 an.
Bei einigen Implementierungen kann ein Schwellenwert zum Detektieren von Störungen sowohl des MAF-Sensors 34 als auch des MAF-Sensors 36 verwendet werden. Es können jedoch auch separate Schwellenwerte verwendet werden (z. B. in Abhängigkeit von Konstruktionsüberlegungen, wie beispielsweise der Luftströmungsunterschiede zwischen MAF1 und MAF2). Wenn eine Störung des MAF-Sensors 34 detektiert wird, kann das Störungsdetektionsmodul 78 ein Störungssignal 80 erzeugen. Auf ähnliche Weise kann das Störungsdetektionsmodul 78 dann, wenn eine Störung des MAF-Sensors 36 detektiert wird, ein Störungssignal 82 erzeugen. Die Störungssignale 80 und 82 können verwendet werden, um ein Diagnoseflag bzw. Diagnoseflags zu setzen und/oder um einen Fahrer des Fahrzeugs zu benachrichtigen.
Nun auf 3 Bezug nehmend, beginnt ein beispielhaftes Verfahren zum Detektieren von Störungen von MAF-Sensoren in einem Motor mit parallelem Einlass bei 100. Bei 100 schätzt das Steuermodul 60 die gesamte MAF basierend auf dem Druckverhältnis über die Drossel 32 und der Querschnittsfläche der Drossel 32. Bei 104 erzeugt das Steuermodul 60 den Faktor. Bei 108 ermittelt das Steuermodul 60 die erste und die zweite geschätzte MAF basierend auf der geschätzten gesamten MAF und dem Faktor. Bei 112 berechnet das Steuermodul 60 den ersten und den zweiten MAF-Restwert basierend auf der ersten bzw. der zweiten geschätzten MAF sowie basierend auf der gemessenen ersten bzw. zweiten MAF von dem MAF-Sensor 34 bzw. 36.
Bei 116 ermittelt das Steuermodul 60, ob der erste MAF-Restwert größer als ein entsprechender Schwellenwert ist und/oder ob der zweite MAF-Restwert größer als ein entsprechender Schwellenwert ist. Wenn ja, kann die Steuerung zu 120 voranschreiten. Wenn nein, kann die Steuerung zu 100 zurückkehren. Bei 120 kann das Steuermodul 60 ein Störungssignal, das eine Störung des MAF-Sensors 34 angibt, und/oder ein Störungssignal erzeugen, das eine Störung des MAF-Sensors 36 angibt. Die Steuerung kann anschließend enden.
Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen für den erfahrenen Praktiker nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6701282 [0020, 0020]

Claims

Verfahren für einen Motor mit parallelem Einlass, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine gesamte Luftmassenströmung (MAF) in den Motor basierend auf einer Querschnittsfläche einer Drossel und einem Druckverhältnis über die Drossel geschätzt wird; eine erste und eine zweite MAF durch einen ersten bzw. einen zweiten Einleitungsweg basierend auf der geschätzten gesamten MAF und einem Faktor geschätzt werden; eine erste und eine zweite Differenz zwischen der geschätzten ersten bzw. zweiten MAF und einer ersten bzw. einer zweiten MAF, die durch einen ersten bzw. einen zweiten MAF-Sensor gemessen wird, berechnet wird; und Störungen des ersten bzw. des zweiten MAF-Sensors basierend auf der ersten bzw. der zweiten Differenz und basierend auf einem ersten bzw. einem zweiten Schwellenwert detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Faktor auf einer ersten bzw. einer zweiten Strömungsrate durch den ersten bzw. zweiten Einleitungsweg basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Faktor gleich der ersten Strömungsrate dividiert durch eine Summe der ersten Strömungsrate und der zweiten Strömungsrate ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die erste MAF basierend auf einem Produkt der geschätzten gesamten MAF und des Faktors geschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die zweite MAF basierend auf einem Produkt der geschätzten gesamten MAF und einer Differenz geschätzt wird, wobei die Differenz eine Differenz zwischen Eins und dem Faktor ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass eine Störung des ersten oder des zweiten MAF-Sensors detektiert wird, wenn die entsprechende Differenz größer als der entsprechende Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass Störungen sowohl des ersten als auch des zweiten MAF-Sensors detektiert werden, wenn die erste Differenz größer als der erste Schwellenwert ist und die zweite Differenz größer als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass Messwerte von einem fehlerhaften des ersten oder des zweiten MAF-Sensors verworfen werden und eine geschätzte MAF basierend auf einer entsprechenden Turbolader-Turbinendrehzahl, einer Position der Drossel und/oder einer Abgas-Sauerstoffkonzentration erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ein Störungssignal erzeugt wird, wenn eine Störung des ersten oder des zweiten MAF-Sensors detektiert wird, wobei das Störungssignal ein Diagnoseflag setzt und/oder einen Fahrer eines Fahrzeugs benachrichtigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motor ferner zwei Turbolader aufweist, die in einer Konfiguration mit parallelem doppeltem Turbolader implementiert sind, wobei jeder der Einleitungswege eine Einlassleitung aufweist und wobei die Turbolader Luft unter Druck setzen, die jeweils durch die Einlassleitungen angesaugt wird.