DE102012209763B4

DE102012209763B4 - Verfahren zum Steuern eines Elektromotors eines Nockenwellenphasenstellers

Info

Publication number: DE102012209763B4
Application number: DE102012209763.5A
Authority: DE
Inventors: Etsuko Muraji Stewart; Vijay Ramappan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2032-06-13
Also published as: US8726880B2; CN102828836B; DE102012209763A1; US20120318223A1; CN102828836A

Abstract

Verfahren, das umfasst: Steuern eines Elektromotors eines Nockenwellenphasenstellers auf der Grundlage eines durch eine Kurbelwellenposition und durch eine Nockenwellenposition definierten Sollwinkels; wahlweises Einstellen des Sollwinkels auf einen ersten Phasenwinkel vor einem Schubabschaltungsereignis (DFCO-Ereignis); wahlweises Überführen des Sollwinkels auf einen vorgegebenen Phasenwinkel während des DFCO-Ereignisses; wahlweises Vergleichen eines Werts der Kurbelwellenposition mit einem vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereich während des DFCO-Ereignisses; und Aufrechterhalten des Sollwinkels bei dem vorgegebenen Phasenwinkel, nachdem das DFCO-Ereignis beendet ist und die Kraftstoffbeaufschlagung wieder freigegeben worden ist, wenn der Wert der Kurbelwellenposition außerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichs liegt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Elektromotors eines Nockenwellenphasenstellers.
HINTERGRUND
Fahrzeuge enthalten üblicherweise eine Brennkraftmaschine, die ein Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb von Zylindern verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Die Kraftmaschine kann Kolben enthalten, die innerhalb der Zylinder hin- und hergehen und die mit einer Kurbelwelle gekoppelt sind. Die Kolben treiben die Drehung der Kurbelwelle an. Außerdem kann die Kraftmaschine einen Ventiltrieb enthalten, der die Luftströmung in die und aus den Zylindern steuert. Der Ventiltrieb kann eine oder mehrere Nockenwellen enthalten, die Einlassventile und Auslassventile der Zylinder wahlweise öffnen und schließen.
Die Nockenwelle dreht sich (die Nockenwellen drehen sich) mit der Kurbelwelle und steuert (steuern) die Zeiteinstellung des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile relativ zu einer Position der Kurbelwelle. Ferner kann der Ventiltrieb einen oder mehrere Nockenphasensteller enthalten, die mit einer oder mit mehreren Nockenwellen und mit der Kurbelwelle gekoppelt sind. Der Nockenphasensteller kann (die Nockenphasensteller können) die Drehposition der Nockenwelle(n) in Bezug auf die Position der Kurbelwelle einstellen.
Die Druckschrift US 2005/0 066 934 A1 beschreibt ein herkömmliches Verfahren, das folgende Schritte umfasst: Steuern eines Elektromotors eines Nockenwellenphasenstellers auf der Grundlage eines durch eine Kurbelwellenposition und durch eine Nockenwellenposition definierten Sollwinkels; wahlweises Einstellen des Sollwinkels auf einen ersten Phasenwinkel vor einem Schubabschaltungsereignis (DFCO-Ereignis); und wahlweises Überführen des Sollwinkels auf einen vorgegebenen Phasenwinkel während des DFCO-Ereignisses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Verfahren anzugeben, welches einen Elektromotor eines Nockenwellenphasenstellers während eines Schubabschaltungsereignisses steuert, wobei das Verfahren Fehler bei der Steuerung während des Schubabschaltungsereignisses detektiert und eine geeignete Abhilfemaßnahme ergreift.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren enthält: Steuern eines Elektromotors eines Nockenwellenphasenstellers auf der Grundlage eines durch eine Kurbelwellenposition und durch eine Nockenwellenposition definierten Sollwinkels; wahlweises Einstellen des Sollwinkels auf einen ersten Phasenwinkel vor einem Schubabschaltungsereignis (DFCO-Ereignis); wahlweises Überführen des Sollwinkels auf einen vorgegebenen Phasenwinkel während des DFCO-Ereignisses; wahlweises Vergleichen eines Werts der Kurbelwellenposition mit einem vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereich während des DFCO-Ereignisses; und Aufrechterhalten des Sollwinkels bei dem vorgegebenen Phasenwinkel, nachdem das DFCO-Ereignis beendet ist und die Kraftstoffbeaufschlagung wieder freigegeben worden ist, wenn der Wert der Kurbelwellenposition außerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichs liegt.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung gehen aus der im Folgenden gegebenen ausführlichen Beschreibung hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Ventilsteuersystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung ist; und
4 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Ventilöffnens und -schließens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend. Der Klarheit halber sind in den Zeichnungen zur Bezeichnung ähnlicher Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Wie der Ausdruck wenigstens eines von A, B und C hier verwendet ist, soll er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließenden logischen Oder bedeuten. Es ist festzustellen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Wie der Begriff Modul hier verwendet ist, kann er sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); auf eine elektronische Schaltung; auf eine Kombinationslogikschaltung; auf eine feldprogrammierbare Logikanordnung (FPGA); auf einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; auf andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder auf eine Kombination einiger oder aller der Obigen wie etwa in einem chipintegrierten System beziehen, ein Teil von ihnen sein oder sie enthalten. Der Begriff Modul kann Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) enthalten, der Code speichert, der von dem Prozessor ausgeführt wird.
Der Begriff Code, wie er oben verwendet ist, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzt, wie er oben verwendet ist, bedeutet, dass einiger oder aller Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Außerdem kann einiger oder aller Code von mehreren Modulen von einem einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff Gruppe, wie er oben verwendet ist, bedeutet, dass einiger oder aller Code unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren von einem einzelnen Modul ausgeführt werden kann. Außerdem kann einiger oder aller Code von einem einzelnen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch eines oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten mittels Prozessor ausführbare Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Außerdem können die Computerprogramme gespeicherte Daten enthalten. Nicht einschränkende Beispiele des nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Mediums sind nicht flüchtiger Speicher, magnetische Ablage und optische Ablage.
Nockenphasensteller werden üblicherweise unter Verwendung von Öl, das z. B. durch eine durch die Kraftmaschine angetriebene Ölpumpe mit Druck beaufschlagt wird, hydraulisch betätigt. Unter einigen Umständen, wie etwa, wenn die Kraftmaschine nicht läuft, kann mit Druck beaufschlagtes Öl nicht verfügbar sein. Ein Vorbelastungsglied (z. B. eine oder mehrere Federn) kann einen Nockenphasensteller gegen einen mechanischen Endanschlag und in einer Standardposition (z. B. vollständig eingefahren oder vollständig ausgefahren) vorbelasten, wenn kein mit Druck beaufschlagtes Öl verfügbar ist. Somit wird ein hydraulisch betätigter Nockenphasensteller in der Standardposition geparkt, wenn die Kraftmaschine gestartet wird. Nachdem die Kraftmaschine gestartet worden ist, kann ein hydraulisch betätigter Nockenphasensteller in der Standardposition verbleiben, bis ausreichend Öldruck verfügbar ist, um die Position des Nockenphasenstellers in eine gewünschte Position einzustellen.
Elektrisch betätigte Nockenphasensteller stützen sich dagegen nicht auf die Verfügbarkeit von mit Druck beaufschlagtem Öl für die Betätigung. Wie hydraulische Nockenphasensteller können elektrische Nockenphasensteller in der Standardposition geparkt werden, nachdem die Kraftmaschine abgeschaltet worden ist, und dort verbleiben, bis die Kraftmaschine gestartet wird. Anders als hydraulische Nockenphasensteller können elektrische Nockenphasensteller in anderen Positionen als der Standardposition geparkt werden und dort belassen werden, bis die Kraftmaschine gestartet wird.
Ein Kraftmaschinensteuermodul überwacht die Position der Kurbelwelle und die Position der Nockenwelle. Das Kraftmaschinensteuermodul tastet die Kurbelwellenposition ab, wenn die Nockenwellenposition vorgegebene Positionen erreicht. Das Kraftmaschinensteuermodul vergleicht die abgetasteten Kurbelwellenpositionen mit vorgegebenen Bereichen von Kurbelwellenpositionen, die jeweils den vorgegebenen Nockenwellenpositionen zugeordnet sind. Wenn die Kurbelwelle und die Nockenwelle richtig eingebaut worden sind und der Nockenwellen- und der Kurbelwellenpositionssensor genau sind, sollten die Kurbelwellenpositionen jeweils innerhalb der vorgegebenen Bereiche liegen.
Das Kraftmaschinensteuermodul kann die Kurbelwellenpositionen jeweils mit den vorgegebenen Bereichen vergleichen. Wenn eine oder mehrere der Kurbelwellenpositionen jeweils nicht innerhalb der vorgegebenen Bereiche liegen, kann das Kraftmaschinensteuermodul eine oder mehrere Abhilfemaßnahmen (z. B. Setzen eines Diagnosefehlercodes oder DTC, der eine Störungsindikatorlampe auslöst, usw.) ergreifen.
In Kraftmaschinensystemen mit einem hydraulischen Nockenphasensteller kann das Kraftmaschinensteuermodul innerhalb einer vorgegebenen Periode, nachdem die Kraftmaschine gestartet worden ist, bestimmen, ob die Kurbelwellenpositionen mit den vorgegebenen Bereichen korrelieren. Während der vorgegebenen Periode, nachdem die Kraftmaschine gestartet worden ist, ist der hydraulische Nockenphasensteller in der Standardposition. In Kraftmaschinensystemen mit einem elektrischen Nockenphasensteller kann der Nockenphasensteller dagegen in einer anderen Position sein, wenn die Kraftmaschine gestartet wird. Die andere Position kann z. B. so eingestellt werden, dass der Kraftmaschinenbetrieb optimiert wird, wenn die Kraftmaschine gestartet wird.
Das Kraftmaschinensteuermodul der vorliegenden Offenbarung bestimmt, ob die Kurbelwellenpositionen mit den vorgegebenen Bereichen korrelieren, wenn ein Schubabschaltungsereignis (DFCO-Ereignis) ausgeführt wird. Ein DFCO-Ereignis kann z. B. initiiert werden, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Kraftmaschinendrehzahl höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit bzw. Drehzahl sind (die größer als null sind) und eine Verzögerung größer als eine vorgegebene Verzögerung ist.
Nun in 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems 100 dargestellt. Das Fahrzeugsystem 100 enthält einen Antriebsstrang 102, der durch ein Antriebsstrangsteuermodul 104 gesteuert wird. Der Antriebsstrang 102 erzeugt ein Antriebsdrehmoment, das zum Antreiben eines oder mehrerer Räder 106 des Fahrzeugs verwendet wird. Der Antriebsstrang 102 enthält ein Kraftmaschinensystem 110, ein Getriebe 112 und einen Endantrieb 114.
Das Kraftmaschinensystem 110 erzeugt ein Antriebsdrehmoment, das über das Getriebe 112 und den Endantrieb 114 an die Räder 106 übertragen wird. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf Getriebe oder Endantriebe eines bestimmten Typs beschränkt. Nur beispielhaft kann das Getriebe 112 ein Automatikgetriebe, ein Handschaltgetriebe, ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein anderer geeigneter Getriebetyp sein.
Das Antriebsstrangsteuermodul 104 steuert auf der Grundlage verschiedener Fahrereingaben, Fahrzeugbetriebsbedingungen und anderer Fahrzeugsystemsignale den Betrieb des Antriebsstrangs 102. Die Fahrereingaben können von Fahrerschnittstellenmodulen 120 empfangen werden, die in Ansprechen auf die Fahrereingaben Fahrersignale erzeugen.
Die Fahrerschnittstellenmodule 120 können einen Zündschalter oder -knopf 122 enthalten, der durch den Fahrer manipuliert werden kann, um das Fahrzeug zu starten und abzuschalten. Der Zündschalter 122 kann mehrere Positionen, z. B. eine AUS-Position, eine EIN-Position und eine ANLASSEN-Position, besitzen. Der Zündschalter 122 kann ein Zündungssignal 124 ausgeben, das die Zündschalterposition angibt.
Ferner kann das Fahrerschnittstellenmodul 120 z. B. ein Fahrpedal (nicht gezeigt) und ein Bremspedal (nicht gezeigt) enthalten, die durch den Fahrer manipuliert werden können. Auf der Grundlage der Positionen des Fahrpedals und des Bremspedals können ein Fahrpedalpositionssignal bzw. ein Bremspedalpositionssignal erzeugt werden. Die Fahrerschnittstellenmodule 120 können ferner ein Tempomatsystem (nicht gezeigt) enthalten.
Verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen und -parameter werden wie im Folgenden ausführlicher diskutiert durch Sensoren gemessen und/oder bestimmt. Die Fahrzeugsystemsignale enthalten die durch die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugsystems 100 erzeugten Fahrersignale und andere Signale 130.
Nun in 2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Kraftmaschinensystems 110 dargestellt. Allgemein enthält das Kraftmaschinensystem 110 eine Brennkraftmaschine (ICE) 202, die auf der Grundlage verschiedener Fahrereingaben, Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und anderer Fahrzeugsystemsignale durch ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 204 gesteuert wird.
Die ICE 202 erzeugt durch Verbrennen eines Luft/Kraftstoff-Gemischs ein Antriebsdrehmoment und kann eine von mehreren Typen sein. Nur beispielhaft kann die ICE 202 eine Fremdzündungskraftmaschine (SI-Kraftmaschine) oder eine Kompressionszündungskraftmaschine (CI-Kraftmaschine) sein. Die ICE 202 verbrennt das Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb eines Zylinders 210 der Kraftmaschine. Der Einfachheit halber ist die ICE 202 als eine Einzylinderkraftmaschine dargestellt, wobei die ICE 202 aber mehr als einen Zylinder enthalten kann. Ein Kolben 212 geht innerhalb des Zylinders 210 zwischen einer oberen Totpunktposition (TDC-Position) und einer unteren Totpunktposition (BDC-Position) hin und her. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs treibt den Kolben 212 an und der Kolben 212 treibt die Drehung einer Kurbelwelle 214 an.
Die ICE 202 enthält ein Einlasssystem 216, ein Kraftstoffsystem 218, ein Zündungssystem 220, einen Ventiltrieb 222 und ein Auslasssystem 224. Das Einlasssystem 216 steuert die Luftströmung in die ICE 202. Das Einlasssystem 216 kann eine Drosselklappe 226 enthalten, die die Luftströmung in einen Einlasskrümmer 228 steuert. Die Drosselklappe 226 kann eine Absperrklappe, die eine drehbare Membran aufweist, oder einen anderen geeigneten Drosselklappentyp enthalten. Von dem Einlasskrümmer 228 wird Luft in den Zylinder 210 angesaugt.
Das Kraftstoffsystem 218 führt der ICE 202 Kraftstoff zu und kann eine Kraftstofftankanordnung (nicht gezeigt), die den Kraftstoff enthält, und eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, die die Menge des zugeführten Kraftstoffs steuern, enthalten. In verschiedenen Implementierungen wie etwa Zentraleinspritzungs- und Mehrpunkteinspritzungsimplementierungen können eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen oberstromig des Zylinders 210 Kraftstoff in das Einlasssystem 216 einspritzen. In Direkteinspritzungsimplementierungen können eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen Kraftstoff direkt in den Zylinder 210 einspritzen. Nur beispielhaft ist eine einzelne Kraftstoffeinspritzeinrichtung 230 gezeigt, die Kraftstoff oberstromig des Zylinders 210 in das Einlasssystem 216 einspritzt.
Das Zündungssystem 220 kann Energie in Form eines Zündfunkens, der von einer Zündkerze 232 zugeführt wird, die in den Zylinder 210 verläuft, zuführen, um die Verbrennung innerhalb des Zylinders 210 zu initiieren. In alternativen Implementierungen wie etwa in CI-Kraftmaschinenimplementierungen kann die Zündkerze 232 weggelassen sein.
Der Ventiltrieb 222 enthält wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil, die durch wenigstens eine Nockenwelle betätigt werden. Der Ventiltrieb 222 kann eine von mehreren Konfigurationen wie etwa eine Konfiguration mit obenliegender Nockenwelle oder eine Konfiguration mit Nockenwelle im Kraftmaschinenblock aufweisen. Nur beispielhaft weist der dargestellte Ventiltrieb 222 eine Konfiguration mit obenliegender Nockenwelle auf, die ein Einlassventil 234 und ein Auslassventil 236 enthält, die durch eine Einlassnockenwelle 238 bzw. durch eine Auslassnockenwelle 240 betätigt werden.
In einer offenen Position ermöglicht das Einlassventil 234, dass Luft und Kraftstoff über das Einlasssystem 216 in den Zylinder 210 eintreten. In einer geschlossenen Position schließt das Einlassventil 234 den Zylinder 210 gegenüber dem Einlasssystem 216. In einer offenen Position ermöglicht das Auslassventil 236, dass Verbrennungsgase den Zylinder 210 zu dem Auslasssystem 224 verlassen. In einer geschlossenen Position schließt das Auslassventil 236 den Zylinder 210 gegenüber dem Auslasssystem 224. In verschiedenen Implementierungen können für jeden Zylinder der ICE 202 mehrere Einlassventile und/oder Auslassventile bereitgestellt sein.
Die Einlassnockenwelle 238 und die Auslassnockenwelle 240 sind mit der Kurbelwelle 214 gekoppelt und drehen sich mit ihr. Die Einlassnockenwelle 238 und die Auslassnockenwelle 240 können über eine Kette oder über einen Riemen mit der Kurbelwelle 214 gekoppelt sein. Auf diese Weise werden die Drehungen der Einlassnockenwelle 238 und der Auslassnockenwelle 240 mit der Drehung der Kurbelwelle 214 synchronisiert.
Die Einlassnockenwelle 238 steuert das Öffnen und Schließen des Einlassventils 234 (d. h. die Einlassventilzeiteinstellung). Die Einlassnockenwelle 238 enthält einen Nocken (nicht gezeigt), der dem Einlassventil 234 zugeordnet ist. Der Nocken ist mit dem Einlassventil 234 in Eingriff, um das Öffnen und Schließen des Einlassventils 234 zu steuern. In verschiedenen Implementierungen kann die Einlassnockenwelle 238 einen zusätzlichen Nocken (nicht gezeigt) enthalten, der dem Einlassventil 234 zugeordnet ist und der ein anderes Profil aufweist. Zu einem gegebenen Zeitpunkt kann einer der Nocken mit dem Einlassventil 234 in Eingriff sein.
Derjenige der Nocken mit niedrigem oder mit hohem Hub, der mit dem Einlassventil 234 in Eingriff ist, steuert den Betrag (z. B. die Entfernung), die das Einlassventil 234 geöffnet wird (d. h. den Einlassventilhub). Nur beispielhaft kann das Einlassventil 234 einen ersten Betrag geöffnet sein, wenn der Nocken mit niedrigem Hub mit dem Einlassventil 234 in Eingriff ist, und kann das Einlassventil einen zweiten Betrag geöffnet sein, wenn der Nocken mit hohem Hub mit dem Einlassventil 234 in Eingriff ist. Der zweite Betrag ist höher als der erste Betrag. Es können andere Typen von Systemen mit variablem Ventilhub verwendet werden.
Ein Ventilhubaktuatormodul 242 kann das System mit variablem Ventilhub steuern. Genauer steuert das Ventilhubaktuatormodul 242 den Einlassventilhub. Nur beispielhaft kann das Ventilhubaktuatormodul 242 den Einlassventilhub zwischen dem Betrieb mit niedrigem Hub und dem Betrieb mit hohem Hub steuern. Das Einlassventil 234 kann sich während eines Betriebs mit hohem Hub auf einen maximalen Betrag öffnen und während eines Betriebs mit niedrigem Hub auf einen minimalen Betrag öffnen. Das Ventilhubaktuatormodul 242 kann den Einlassventilhub außerdem auf einen oder mehrere zusätzliche Einlassventilhubzustände zwischen dem Betrieb mit hohem und dem mit niedrigem Hub steuern.
Die Auslassnockenwelle 240 steuert das Öffnen und Schließen des Auslassventils 236. Die Auslassnockenwelle 240 enthält ebenfalls einen Nocken (nicht gezeigt). Der Nocken ist mit dem Auslassventil 236 in Eingriff, um das Öffnen und Schließen des Auslassventils 236 zu steuern. Während sich die erste und die zweite Nockenwelle 238, 240 drehen, verlagern die Nocken der Einlass- und der Auslassnockenwelle 238 und 240 das Einlass- und das Auslassventil 234 bzw. 236 zwischen den offenen und den geschlossenen Positionen.
Außerdem enthält der Ventiltrieb 222 ein Nockenphasenstellersystem, das durch Steuern der Phasenwinkel zwischen der Kurbelwelle 214 und der Einlass- und der Auslassnockenwelle 238 und 240 die Einlass- und/oder die Auslassventilzeiteinstellung wahlweise einstellt. Das dargestellte Nockenphasenstellersystem enthält einen Einlassphasensteller 250, einen Auslassphasensteller 252 und ein Motortreibermodul 254.
Der Einlassphasensteller 250 steuert durch wahlweises Einstellen der Position der Einlassnockenwelle 238 relativ zu der Position der Kurbelwelle 214 die Einlassventilzeiteinstellung. Die Drehposition der Einlassnockenwelle 238 relativ zu der Position der Kurbelwelle 214 kann als Einlassphasenwinkel bezeichnet werden. Der Einlassphasensteller 250 enthält einen Getriebezug 256, einen Elektromotor 258 und einen Positionssensor 260. Der Getriebezug 256 enthält ein Antriebszahnrad (nicht gezeigt) in einer kämmenden Anordnung mit einem getriebenen Zahnrad (nicht gezeigt). Das Antriebszahnrad ist mit der Kurbelwelle 214 gekoppelt und das getriebene Zahnrad ist mit der Einlassnockenwelle 238 gekoppelt. In verschiedenen Anordnungen können zwischen das Antriebszahnrad und das getriebene Zahnrad eines oder mehrere Zwischenzahnräder zwischengeschaltet sein. In den Getriebezug 256 können mechanische Anschläge (nicht gezeigt) eingebaut sein.
Der Elektromotor 258 ist antriebstechnisch mit dem Getriebezug 256 gekoppelt. Die Drehung des Elektromotors 258 in einer ersten Drehrichtung verstellt den Einlassphasenwinkel nach früh (d. h. verstellt die Einlassnockenwellenposition relativ zu der Kurbelwellenposition nach früh). Die Drehung des Elektromotors 258 in einer zweiten (entgegengesetzten) Drehrichtung verstellt den Einlassphasenwinkel nach spät. Die mechanischen Anschläge können verhindern, dass der Elektromotor 258 die Einlassnockenwelle 238 in der Weise nach früh oder nach spät verstellt, dass der Einlassphasenwinkel einen vollständig nach früh verstellten Winkel oder einen vollständig nach spät verstellten Winkel übersteigen würde. Auf diese Weise stellen die mechanischen Anschläge etwas her, das als ein Phaseneinstellbereich oder als eine Phaseneinstellberechtigung bezeichnet werden kann. Der Getriebezug 256 und der Elektromotor 258 können zusammenarbeiten, um einen Einlassphasenwinkel aufrechtzuerhalten. Der Positionssensor 260 erfasst eine Drehposition des Elektromotors 258 und gibt ein Signal aus, das die erfasste Drehposition angibt.
Der Auslassphasensteller 252 kann durch wahlweises Einstellen der Position der Auslassnockenwelle 240 relativ zu der Kurbelwellenposition die Auslassventilzeiteinstellung steuern. Die Position der Auslassnockenwelle 240 relativ zu der Position der Kurbelwelle 214 kann als Auslassphasenwinkel bezeichnet werden. Der Auslassphasensteller 252 kann strukturell und funktional ähnlich dem Eilassphasensteller 250 sein. Der Auslassphasensteller 252 enthält einen Getriebezug 262, einen Elektromotor 264 und einen Positionssensor 266, die im Wesentlichen ähnlich dem Getriebezug 256, dem Elektromotor 258 und dem Positionssensor 260, die oben diskutiert sind, sind.
Das Motortreibermodul 254 steuert über die Elektromotoren 258 und 264 auf der Grundlage verschiedener Eingaben den Einlassphasenwinkel und den Auslassphasenwinkel. Die Eingaben enthalten verschiedene Steuerwerte, die von dem ECM 204 empfangen werden, einschließlich eines gewünschten Einlassphasenwinkels 282 und eines gewünschten Auslassphasenwinkels 284. Das Motortreibermodul 254 stellt den Einlass- und den Auslassphasenwinkel über die Elektromotoren 258 bzw. 264 ein, um den gewünschten Einlass- und Auslassphasenwinkel 282 und 284 zu erzielen. Das Motortreibermodul 254 kann gegenwärtige Werte des Einlass- und Auslassphasenwinkels bestimmen, um zu bestimmen, wie die Elektromotoren 258 und 264 zu betreiben sind, um die gewünschten Einlass- und Auslassphasenwinkel 282 und 284 zu erzielen. In verschiedenen Implementierungen kann das Motortreibermodul 254 innerhalb des ECM 204 integriert sein.
Ein Kurbelwellenpositionssensor 268 kann eine Drehposition der Kurbelwelle 214 erfassen und auf der Grundlage der erfassten Kurbelwellendrehposition ein Kurbelwellenpositionssignal (CPS) 270 erzeugen. Nur beispielhaft kann das CPS eine Folge von Impulsen enthalten, bei denen der Kurbelwellenpositionssensor 268 einen Impuls in der Impulsfolge erzeugt, während ein Zahn eines ersten Zahnrads, das sich mit der Kurbelwelle 214 dreht, an dem Kurbelwellenpositionssensor 268 vorbeigeht. Das ECM 204 kann durch Zählen der Impulse in dem CPS 270 die Kurbelwellenposition 271 bestimmen. Die Kurbelwellenposition 271 kann der gegenwärtigen Position der Kurbelwelle 214 entsprechen.
Die Nockenwellenpositionssensoren 272 und 274 können die Drehpositionen der Einlass- und der Auslassnockenwelle 238 bzw. 240 erfassen. Die Nockenwellenpositionssensoren 272 und 274 geben Nockenwellenpositionssignale 276 und 278 aus, die die erfasste Einlass- bzw. Auslassnockenwellendrehposition angeben.
Das Motortreibermodul 254 kann die Einlassnockenwellenposition 279 durch Zählen der Impulse in dem Nockenwellenpositionssignal 276 bestimmen. Das Motortreibermodul 254 kann die Auslassnockenwellenposition 281 durch Zählen der Impulse in dem Nockenwellenpositionssignal 278 bestimmen. Die Einlass- und die Auslassnockenwellenposition 279 und 281 können den gegenwärtigen Positionen der Einlass- und der Auslassnockenwelle 238 und 240 entsprechen.
Das Motortreibermodul 254 kann die gegenwärtigen Werte des Einlass- und des Auslassphasenwinkels auf der Grundlage der Kurbelwellenposition 271 und der Einlass- und der Auslassnockenwellenposition 279 bzw. 281 bestimmen. Wenn Einstellungen vorgenommen werden, kann das Motortreibermodul 254 den Betrieb der Elektromotoren 258 und 264 zusätzlich oder alternativ auf der Grundlage der Ausgaben der Positionssensoren 260 und 266 steuern. Somit können der Einlass- und der Auslassphasensteller 250 und 252 in der Weise eingestellt werden, dass zu dem richtigen Zeitpunkt der gewünschte Einlassphasenwinkel und der gewünschte Auslassphasenwinkel 282 und 284 erzielt werden.
Das ECM 204 steuert den Betrieb der ICE 202 und die Kraftmaschinendrehmomentausgabe. Das ECM 204 kann die Kraftmaschinendrehmomentausgabe durch Steuern verschiedener Kraftmaschinenbetriebsparameter einschließlich der Luftmassendurchflussrate (MAF), des Luft/Kraftstoff-Gemischs, der Zündfunkenzeiteinstellung, der Ventilzeiteinstellung, des Ventilhubs und eines oder mehrerer geeigneter Kraftmaschinenbetriebsparameter steuern.
Nur beispielhaft kann das ECM 204 ein Ventilsteuermodul 280 enthalten, das den gewünschten Einlassphasenwinkel 282, den gewünschten Auslassphasenwinkel 284 und einen gewünschten Ventilhub 286 erzeugt. Das Motortreibermodul 254 kann die Elektromotoren 258 und 264 auf der Grundlage des gewünschten Einlassphasenwinkels und des gewünschten Auslassphasenwinkels 282 bzw. 284 steuern. Das Ventilhubaktuatormodul 242 kann den Einlassventilhub auf der Grundlage des gewünschten Ventilhubs 286 steuern.
Außerdem kann das ECM 204 ein Schubabschaltungsmodul (DFCO-Modul) 290 enthalten, das die Ausführung von DFCO-Ereignissen steuert.
Während eines DFCO-Ereignisses wird die Bereitstellung von Kraftstoff für die ICE 202 gesperrt. Die Sperrung der Bereitstellung von Kraftstoff für die ICE 202 kann z. B. ausgeführt werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erhöhen. Während die Bereitstellung von Kraftstoff während eines DFCO-Ereignisses gesperrt ist, pumpt die ICE 202 weiter Luft durch die ICE 202. Das Ansaugen von Luft in die ICE 202, das Verdichten von Luft innerhalb des Zylinders (der Zylinder) der ICE 202 und das Ausstoßen von Luft von der ICE 202 können ein Bremsdrehmoment (d. h. ein negatives Drehmoment) auf die Kurbelwelle 214 anwenden. Mit anderen Worten, während eines DFCO-Ereignisses treten Drehmomentverluste auf, die dem Kraftmaschinenpumpen (d. h. Pumpverlusten) zuzuschreiben sind.
Das DFCO-Modul 290 kann ein DFCO-Signal 292 für ein DFCO-Ereignis erzeugen. Nur beispielhaft kann das DFCO-Modul 290 das DFCO-Signal 292 auf einen aktiven Zustand einstellen, um ein DFCO-Ereignis zu initiieren, wenn eine oder mehrere DFCO-Freigabebedingungen erfüllt sind, und das DFCO-Signal 292 in dem aktiven Zustand halten, bis eine oder mehrere DFCO-Sperrbedingungen erfüllt sind. Wenn eine oder mehrere DFCO-Sperrbedingungen erfüllt sind, kann das DFCO-Modul 290 das DFCO-Signal 292 in einen inaktiven Zustand überführen und das DFCO-Ereignis beenden.
Das Ventilsteuermodul 280 kann das DFCO-Signal 292 empfangen. Wenn ein DFCO-Ereignis initiiert wird, überführt das Ventilsteuermodul 280 den gewünschten Einlassphasenwinkel 282 auf einen vorgegebenen Phasenwinkel wie etwa den vollständig nach früh verstellten Winkel, den vollständig nach spät verstellten Winkel oder einen anderen geeigneten Phasenwinkel. Obwohl die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ebenfalls auf die Auslassnockenwelle 240 anwendbar sein können, wird die vorliegende Offenbarung nur zu Diskussionszwecken in Verbindung mit der Einlassnockenwelle 238 und mit dem gewünschten Einlassphasenwinkel 282 beschrieben.
Wenn der gewünschte Einlassphasenwinkel 282 bei dem vorgegebenen Phasenwinkel ist oder in ihn übergeht, tastet das Ventilsteuermodul 280 die Kurbelwellenposition 271 ab, wenn die Einlassnockenwellenposition 279 vorgegebene Positionen erreicht. Das Ventilsteuermodul 280 diagnostiziert auf Grund dessen, ob die Abtastwerte der Kurbelwellenposition 271 jeweils innerhalb der vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereiche liegen, die Anwesenheit einer Störung. Die Anwesenheit der Störung kann z. B. der Tatsache, dass die Kurbelwelle 214 und/oder die Einlassnockenwelle 238 falsch in die ICE 202 eingebaut sind, einer Ungenauigkeit des Kurbelwellenpositionssensors 268 und/oder des Einlassnockenwellenpositionssensors 260 zuzuschreiben sein, und/oder der Bestimmung eines gewünschten Einlassphasenwinkels können eine oder mehrere andere Quellen zugeordnet sein. Das ECM 204 lässt wahlweise einen Indikator 296 (z. B. eine Störungsindikatorlampe oder MIL) leuchten, erzeugt wahlweise ein Signal (z. B. einen Diagnosefehlercode), sperrt wahlweise eine oder mehrere andere Merkmale oder die Störungsdiagnose und/oder ergreift auf der Grundlage der Bestimmung eine oder mehrere andere Abhilfemaßnahmen.
Nun in 3 ist ein Funktionsblockschaltplan einer beispielhaften Implementierung eines Ventilsteuersystems 300 dargestellt. Ein Kurbelwellenpositions-Bestimmungsmodul 304 kann das CPS 270 von dem Kurbelwellenpositionssensor 268 empfangen. Das Kurbelwellenpositions-Bestimmungsmodul 304 kann auf der Grundlage der Impulse in dem CPS 270 die Kurbelwellenposition 271 bestimmen.
Ein erstes Auswahlmodul 308 kann einen vorgegebenen Phasenwinkel 312 und einen angewiesenen Phasenwinkel 316 empfangen. Der vorgegebene Phasenwinkel 312 und der angewiesene Phasenwinkel 316 können beim Einstellen des gewünschten Einlassphasenwinkels 282 verwendet werden. Der vorgegebene Phasenwinkel 312 ist ein vorgegebener Wert für den Winkel zwischen der Kurbelwellenposition 271 und der Einlassnockenwellenposition 279. Der vorgegebene Phasenwinkel 312 kann kalibriert und im Speicher (nicht gezeigt) gespeichert werden. Der vorgegebene Phasenwinkel 312 kann dem vollständig nach früh verstellten Winkel, dem vollständig nach spät verstellten Winkel oder einem anderen geeigneten Winkel zwischen dem vollständig nach früh verstellten und dem vollständig nach spät verstellten Winkel entsprechen.
Ein Positionsbefehlsmodul 320 kann den angewiesenen Phasenwinkel 316 bestimmen und ausgeben. Nur beispielhaft kann das Positionsbefehlsmodul 320 den angewiesenen Phasenwinkel 316 auf der Grundlage von Fahrereingaben 318 wie etwa der Fahrpedalposition, der Bremspedalposition und/oder Tempomateingaben bestimmen. Zusätzlich oder alternativ kann das Positionsbefehlsmodul 320 den angewiesenen Phasenwinkel 316 auf der Grundlage einer oder mehrerer anderer geeigneter Eingaben bestimmen.
Das erste Auswahlmodul 308 gibt den vorgegebenen Phasenwinkel 312 oder den angewiesenen Phasenwinkel 316 als einen ausgewählten Phasenwinkel 324 aus. Das erste Auswahlmodul 308 wählt auf der Grundlage eines Auswahlsignals 328 aus, ob der vorgegebene Phasenwinkel 312 oder der angewiesene Phasenwinkel 316 als der ausgewählte Phasenwinkel 324 ausgegeben werden soll. Nur beispielhaft kann das erste Auswahlmodul 308 den vorgegebenen Phasenwinkel 312 als den ausgewählten Phasenwinkel 324 ausgegeben, wenn das Auswahlsignal 328 in einem ersten Zustand ist. Das erste Auswahlmodul 308 kann den angewiesenen Phasenwinkel 316 als den ausgewählten Phasenwinkel 324 ausgeben, wenn das Auswahlsignal 328 in einem zweiten Zustand ist.
Ein Korrelationssteuermodul 332 kann das Auswahlsignal 328 erzeugen. Das Korrelationssteuermodul 332 kann das Auswahlsignal 328 wahlweise auf den ersten Zustand einstellen, wenn das DFCO-Signal 292 in dem aktiven Zustand ist. Das Korrelationssteuermodul 332 kann das Auswahlsignal 328 auf den zweiten Zustand einstellen, wenn das DFCO-Signal 292 in dem inaktiven Zustand ist. Auf diese Weise kann das erste Auswahlmodul 308 während eines DFCO-Ereignisses den vorgegebenen Phasenwinkel 312 als den ausgewählten Phasenwinkel 324 ausgeben. Wenn kein DFCO-Ereignis stattfindet, kann das erste Auswahlmodul 308 den angewiesenen Phasenwinkel 316 als den ausgewählten Phasenwinkel 324 ausgeben.
Ein Ratenbegrenzermodul 336 kann den ausgewählten Phasenwinkel 324 empfangen und auf der Grundlage des ausgewählten Phasenwinkels 324 den gewünschten Einlassphasenwinkel 282 ausgeben. Nur beispielhaft kann das Ratenbegrenzermodul 336 den gewünschten Einlassphasenwinkel 282 ab einer vorgegebenen Rate auf den ausgewählten Phasenwinkel 324 einstellen. Nur beispielhaft kann die vorgegebene Rate näherungsweise 50 Kurbelwellengrad (CAD) pro Sekunde oder eine andere geeignete Rate sein.
In verschiedenen Implementierungen kann das Ratenbegrenzermodul 336 weggelassen sein. In diesen Implementierungen kann das erste Auswahlmodul 308 den ausgewählten des vorgegebenen Phasenwinkels 312 und des angewiesenen Phasenwinkels 316 als den gewünschten Einlassphasenwinkel 282 ausgeben.
In anderen Implementierungen kann das erste Auswahlmodul 308 ebenfalls weggelassen sein. In diesen Implementierungen kann das Positionsbefehlsmodul 320 den angewiesenen Phasenwinkel 316 mit einer vorgegebenen Rate auf den vorgegebenen Phasenwinkel 312 einstellen oder den angewiesenen Phasenwinkel 316 in Ansprechen darauf, dass das Auswahlsignal 328 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand übergeht, gleich dem vorgegebenen Phasenwinkel 312 einstellen. Ein Sollphasenwinkelmodul 340 kann das Positionsbefehlsmodul 320, das erste Auswahlmodul 308 und/oder das Ratenbegrenzermodul 336 enthalten.
Wieder mit Bezug auf das Korrelationssteuermodul 332 kann das Korrelationssteuermodul 332 ebenfalls wahlweise das Auswahlsignal 328 auf den zweiten Zustand einstellen, wenn die Ausführung eines Korrelationsereignisses zwischen der Kurbelwellenposition 271 und der Einlassnockenwellenposition 279 abgeschlossen ist. Das Korrelationssteuermodul 332 kann die Ausführung eines Korrelationsereignisses in Ansprechen darauf initiieren, dass das DFCO-Signal 292 von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand übergeht. Außerdem oder alternativ kann das Korrelationssteuermodul 332 die Ausführung eines Korrelationsereignisses initiieren, wenn der nichtflüchtige Speicher (NVM) des ECM 204 zurückgesetzt oder neu geflasht worden ist.
Das Korrelationssteuermodul 332 kann das Korrelationsereignis auf der Grundlage der Einlassnockenwellenposition 279 und der Kurbelwellenposition 271 ausführen. Das Korrelationssteuermodul 332 kann das Korrelationsereignis auf der Grundlage von Werten der Kurbelwellenposition 271 ausführen, die genommen werden, wenn die Einlassnockenwellenposition 279 während eines Kraftmaschinenzyklus jeweils vorgegebene Positionen erreicht. In verschiedenen Kraftmaschinensystemen kann sich ein Kraftmaschinenzyklus darauf beziehen, dass jeder der Zylinder der Kraftmaschine einen vollständigen Kraftmaschinenzyklus durchläuft. Nur beispielhaft kann sich ein Kraftmaschinenzyklus auf 720 Grad Drehung der Kurbelwelle 214 (d. h. 2 Kurbelwellenumdrehungen) beziehen. Auf diese Weise bezieht sich ein Kraftmaschinenzyklus ebenfalls auf 720 Grad Drehung der Einlassnockenwelle 238 (d. h. 2 Nockenwellendrehungen). Die vorgegebenen Einlassnockenwellenpositionen können z. B. näherungsweise je 180 Grad Nockenwellendrehung sein, wie durch einen Zahn mit einem vorgegebenen Zahnprofil, der an dem Nockenwellenpositionssensor 272 vorbeigeht, angegeben wird.
Für das Korrelationsereignis wird jeder der vorgegebenen Einlassnockenwellenpositionen ein vorgegebener Kurbelwellenpositionsbereich zugeordnet. Nur beispielhaft kann einer vorgegebenen Einlassnockenwellenposition von 10 Grad ein vorgegebener Kurbelwellenpositionsbereich von 17 Grad bis 37 Grad (d. h. 27 Grad ± 10 Grad) zugeordnet werden.
Das Korrelationssteuermodul 332 erhält die Werte der Kurbelwellenposition 271, wenn die Einlassnockenwellenposition 279 während des Korrelationsereignisses jeweils die vorgegebene Einlassnockenwellenpositionen erreicht. Das Korrelationssteuermodul 332 vergleicht die Werte der Kurbelwellenposition 271 mit den vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichen, die jeweils den vorgegebenen Einlassnockenwellenpositionen zugeordnet sind. Das Korrelationssteuermodul 332 kann auf der Grundlage dessen, ob die Werte der Kurbelwellenposition 271 jeweils innerhalb der vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereiche liegen, bestimmen, ob die Kurbelwellenposition 271 und die Einlassnockenwellenposition 279 korrelieren. Nur beispielhaft kann das Korrelationssteuermodul 332 bestimmen, dass die Kurbelwellenposition 271 und die Einlassnockenwellenposition 279 nicht korrelieren, wenn einer oder mehrere der Werte der Kurbelwellenposition 271 jeweils nicht innerhalb der vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereiche liegen. Dass die Kurbelwellenposition 271 und die Einlassnockenwellenposition 279 nicht korrelieren, kann angeben, dass die Kurbelwelle 214 und/oder die Einlassnockenwelle 238 nicht richtig in die ICE 202 eingebaut sind oder dass die Sensoren und Aktuatoren, die zu dem Einlassphasenwinkel beitragen, nicht zuverlässig funktionieren.
Wenn die Kurbelwellenposition 271 und die Einlassnockenwellenposition 279 nicht korrelieren, kann das Korrelationssteuermodul 332 eine oder mehrere Abhilfemaßnahmen ergreifen. Nur beispielhaft kann das Korrelationssteuermodul 332 das Auswahlsignal 328 selbst dann auf den ersten Zustand einstellen, nachdem das DFCO-Signal 292 in den inaktiven Zustand übergegangen ist. Dies hält den gewünschten Einlassphasenwinkel 282 selbst nach Beendigung des DFCO-Ereignisses bei dem vorgegebenen Phasenwinkel 312. Außerdem kann das Korrelationssteuermodul 332 ein Leuchten des Indikators 296 auslösen, einen Code/Merker im Speicher (z. B. einen Diagnosefehlercode) setzen, der einem fehlgeschlagenen Korrelationsereignis zugeordnet ist, das angibt, dass die Kurbelwellenposition 271 und die Einlassnockenwellenposition 279 nicht korrelieren. Zusätzlich oder alternativ kann das Korrelationssteuermodul 332 eine oder mehrere andere Abhilfemaßnahmen ergreifen.
Wenn die Werte der Kurbelwellenposition 271 jeweils innerhalb der vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereiche liegen, kann das Korrelationssteuermodul 332 das Auswahlsignal 328 in den zweiten Zustand überführen. Das Korrelationssteuermodul 332 kann das Auswahlsignal 328 in den zweiten Zustand überführen, noch bevor das DFCO-Ereignis 292 in den inaktiven Zustand übergeht. Auf diese Weise kann der gewünschte Einlassphasenwinkel 282 auf den angewiesenen Phasenwinkel 316 eingestellt werden.
Das Ventilsteuermodul 280 kann außerdem ein zweites Auswahlmodul 350 enthalten, das einen vorgegebenen Ventilhub 354 und einen angewiesenen Ventilhub 358 empfangen kann. Der vorgegebene Ventilhub 354 und der angewiesene Ventilhub 358 können beim Einstellen des gewünschten Ventilhubs 286 verwendet werden. Der vorgegebene Ventilhub 354 kann kalibriert und im Speicher (nicht gezeigt) gespeichert werden. Der vorgegebene Ventilhub 354 kann der Position mit hohem Hub, der Position mit niedrigem Hub oder einer anderen geeigneten Hubposition zwischen der Position mit hohem Hub und der Position mit niedrigem Hub entsprechen.
Ein Hubbefehlsmodul 362 kann den angewiesenen Ventilhub 358 bestimmen und ausgeben. Nur beispielhaft kann das Hubbefehlsmodul 362 den angewiesenen Ventilhub 358 auf der Grundlage der Fahrereingaben 318 wie etwa der Fahrpedalposition, der Bremspedalposition und/oder Tempomateingaben bestimmen. Zusätzlich oder alternativ kann das Hubbefehlsmodul 362 den angewiesenen Ventilhub 358 auf der Grundlage einer oder mehrerer anderer geeigneter Eingaben bestimmen.
Das zweite Auswahlmodul 350 kann den vorgegebenen Ventilhub 354 oder den angewiesenen Ventilhub 358 als den ausgewählten Ventilhub 364 ausgeben. Das zweite Auswahlmodul 350 wählt auf der Grundlage des Auswahlsignals 328 aus, ob der vorgegebene Ventilhub 354 oder der angewiesene Ventilhub 358 als der ausgewählte Ventilhub 364 ausgeben werden soll. Nur beispielhaft kann das zweite Auswahlmodul 350 den vorgegebenen Ventilhub 354 als den ausgewählten Ventilhub 364 ausgeben, wenn das Auswahlsignal 328 in dem ersten Zustand ist. Das zweite Auswahlmodul 350 kann den angewiesenen Ventilhub 358 als den ausgewählten Ventilhub 364 ausgeben, wenn das Auswahlsignal 328 in dem zweiten Zustand ist.
Ein Ratenbegrenzermodul 366 kann den ausgewählten Ventilhub 364 empfangen und auf der Grundlage des ausgewählten Ventilhubs 364 den gewünschten Ventilhub 286 ausgeben. Nur beispielhaft kann das Ratenbegrenzermodul 366 den gewünschten Ventilhub 286 mit bis zu einer vorgegebenen Rate auf den ausgewählten Ventilhub 364 einstellen. In verschiedenen Implementierungen kann das Ratenbegrenzermodul 336 weggelassen sein. In diesen Implementierungen kann das zweite Auswahlmodul 350 den vorgegebenen Ventilhub 354 oder den angewiesenen Ventilhub 358 als den gewünschten Ventilhub 286 ausgeben.
In anderen Implementierungen kann das zweite Auswahlmodul 350 ebenfalls weggelassen sein. In diesen Implementierungen kann das Hubbefehlsmodul 362 den angewiesenen Ventilhub 358 mit einer vorgegebenen Rate auf den vorgegebenen Ventilhub 354 einstellen oder den angewiesenen Ventilhub 358 gleich dem vorgegebenen Ventilhub 354 einstellen, wenn das Auswahlsignal 328 in dem ersten Zustand ist. Ein Sollhubmodul 370 kann das Hubbefehlsmodul 362, das zweite Auswahlmodul 350 und/oder das Ratenbegrenzermodul 366 enthalten.
In 4 ist nun ein Ablaufplan dargestellt, der ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Steuern des Ventilöffnens und -schließens zeigt. Wenn das Fahrzeug gestartet wird (z. B. Zündschlüssel EIN), kann die Steuerung mit 404 beginnen, wo die Steuerung bestimmt, ob der NVM des ECM 204 zurückgesetzt oder neu geflasht worden ist. Falls das falsch ist, kann die Steuerung mit 408 fortgesetzt werden; falls das wahr ist, kann die Steuerung zu 416 übergehen, was im Folgenden weiter diskutiert ist.
Bei 408 bestimmt die Steuerung, ob ein DFCO-Ereignis initiiert werden soll. Falls das wahr ist, kann die Steuerung bei 412 die Bereitstellung von Kraftstoff für die ICE 202 sperren und mit 416 fortfahren. Falls das falsch ist, kann die Steuerung zu 408 zurückkehren. Nur beispielhaft kann die Steuerung ein DFCO-Ereignis initiieren, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist (die größer als null ist), wenn die Kraftmaschinendrehzahl höher als eine vorgegebene Drehzahl ist (die größer als null ist) und wenn eine Verzögerung größer als eine vorgegebene Verzögerung ist. Die Verzögerung kann z. B. auf einer vom Fahrer gewünschten Verzögerung (z. B. Fahrerdrehmomentanforderung, Fahrpedalposition usw.) und/oder auf einem anderen geeigneten Fahrzeugverzögerungsparameter beruhen. Nur beispielhaft kann die Verzögerung größer als die vorgegebene Verzögerung sein, wenn die Fahrpedalposition kleiner als eine vorgegebene Position ist.
Bei 416 steuert die Steuerung den Einlassphasensteller 250 auf der Grundlage des vorgegebenen Phasenwinkels 312. Nur beispielhaft kann die Steuerung den gewünschten Einlassphasenwinkel 282 auf den vorgegebenen Phasenwinkel 312 überführen und den Einlassphasensteller 250 zum Erzielen des gewünschten Einlassphasenwinkels 282 steuern. Die Steuerung kann die Rate des Übergangs des gewünschten Einlassphasenwinkels 282 auf den vorgegebenen Phasenwinkel 312 begrenzen. Außerdem kann die Steuerung bei 416 das Ventilhubaktuatormodul 242 auf der Grundlage des vorgegebenen Ventilhubs 354 steuern. Vor dem Überführen des gewünschten Einlassphasenwinkels 282 und des gewünschten Ventilhubs 286 auf den vorgegebenen Phasenwinkel 312 und auf den vorgegebenen Ventilhub 354 kann die Steuerung auf der Grundlage des angewiesenen Phasenwinkels 316 bzw. des angewiesenen Ventilhubs 358 den gewünschten Einlassphasenwinkel 282 und den gewünschten Ventilhub 286 einstellen.
Bei 424 initiiert die Steuerung die Ausführung eines Korrelationsereignisses. Während des Korrelationsereignisses bestimmt die Steuerung die Werte der Kurbelwellenposition 271, wenn die Einlassnockenwellenposition 279 jeweils die vorgegebenen Nockenwellenpositionen erreicht. Die Steuerung vergleicht die Werte der Kurbelwellenposition 271 mit vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichen, die jeweils den vorgegebenen Nockenwellenpositionen zugeordnet sind.
Bei 428 bestimmt die Steuerung, ob die Kurbelwellenposition 271 mit der Einlassnockenwellenposition 279 korreliert. Genauer kann die Steuerung bei 428 bestimmen, ob die Werte der Kurbelwellenposition 271 innerhalb der vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereiche liegen, die jeweils den vorgegebenen Nockenwellenpositionen zugeordnet sind. Falls das wahr ist, kann die Steuerung bei 432 den Einlassphasensteller 250 auf der Grundlage des angewiesenen Phasenwinkels 316 steuern und kann die Steuerung bis zu einem nächsten Fahrzeugstartereignis enden. Falls das falsch ist, kann die Steuerung zu 436 übergehen. Einer oder mehrere der Werte der Kurbelwellenposition 271, die jeweils nicht innerhalb der vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereiche liegen, können jeweils angeben, dass die Kurbelwelle 214 und/oder die Einlassnockenwelle 238 falsch eingebaut worden sind.
Bei 436 kann die Steuerung einen Zählerwert inkrementieren. Der Zählerwert kann die Anzahl (z. B. die Kraftmaschinenzyklen) nachführen, in der die Steuerung bestimmt hat, dass die Kurbelwellenposition 271 nicht mit der Einlassnockenwellenposition 279 korreliert. Bei 440 kann die Steuerung bestimmen, ob der Zählerwert größer als ein vorgegebener Wert ist. Falls das wahr ist, kann die Steuerung bei 444 eine oder mehrere Abhilfemaßnahmen ergreifen und kann die Steuerung enden, bis der Fahrer ein nächstes Mal den Knopf, den Zündschlüssel usw. betätigt, um das Fahrzeug zu starten. Nur beispielhaft kann der vorgegebene Wert näherungsweise 3 sein. Die Abhilfemaßnahmen können z. B. das Leuchten des Indikators 296, das Setzen des DTC, das Aufrechterhalten der Steuerung des Einlassphasenstellers 250 auf der Grundlage des vorgegebenen Phasenwinkels 312 und/oder eine oder mehrere andere geeignete Abhilfemaßnahmen enthalten.

Claims

Verfahren, das umfasst: Steuern eines Elektromotors eines Nockenwellenphasenstellers auf der Grundlage eines durch eine Kurbelwellenposition und durch eine Nockenwellenposition definierten Sollwinkels; wahlweises Einstellen des Sollwinkels auf einen ersten Phasenwinkel vor einem Schubabschaltungsereignis (DFCO-Ereignis); wahlweises Überführen des Sollwinkels auf einen vorgegebenen Phasenwinkel während des DFCO-Ereignisses; wahlweises Vergleichen eines Werts der Kurbelwellenposition mit einem vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereich während des DFCO-Ereignisses; und Aufrechterhalten des Sollwinkels bei dem vorgegebenen Phasenwinkel, nachdem das DFCO-Ereignis beendet ist und die Kraftstoffbeaufschlagung wieder freigegeben worden ist, wenn der Wert der Kurbelwellenposition außerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das wahlweise Initiieren des DFCO-Ereignisses und das Sperren der Bereitstellung von Kraftstoff zu einer Kraftmaschine, wenn eine Kraftmaschinendrehzahl höher als eine erste vorgegebene Drehzahl ist und wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine erste vorgegebene Geschwindigkeit ist und wenn eine Fahrpedalposition kleiner als eine vorgegebene Position ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Steuern des Hubs wenigstens eines Ventils einer Kraftmaschine auf der Grundlage eines Sollhubwerts; wahlweises Einstellen des Sollhubwerts auf einen ersten Hubwert vor dem DFCO-Ereignis; und Überführen des Sollhubwerts auf einen vorgegebenen Hubwert während des DFCO-Ereignisses.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Überführen des Sollwinkels auf den vorgegebenen Phasenwinkel mit einer vorgegebenen Rate umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Leuchten einer Indikatorlampe, wenn der Wert der Kurbelwellenposition außerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichs liegt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einstellen eines vorgegebenen Codes, wenn der Wert der Kurbelwellenposition außerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichs liegt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nockenwelle eine Einlassnockenwelle oder eine Auslassnockenwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das wahlweise Überführen des Sollwinkels von dem vorgegebenen Phasenwinkel zu dem ersten Phasenwinkel, wenn der Wert der Kurbelwellenposition innerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenpositionsbereichs liegt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner das wahlweise Überführen des Sollwinkels von dem vorgegebenen Phasenwinkel zu dem ersten Phasenwinkel, bevor das DFCO-Ereignis beendet ist, umfasst.