DE102014102180B4

DE102014102180B4 - Verfahren zum Erfassen von Kraftmaschinenventilpositionen

Info

Publication number: DE102014102180B4
Application number: DE102014102180.0A
Authority: DE
Inventors: Douglas R. Verner; Sanjeev M. Naik; Donovan L. Dibble
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: US9404397B2; US20140251242A1; CN104034355B; CN104034355A; DE102014102180A1

Abstract

Verfahren für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst, dass:unter Verwendung eines Elektromagnets (EM) (360) eines Positionssensors (204) ein Magnetfeld in der Nähe entweder eines Einlassventils (118) oder eines Auslassventils (120) einer Kraftmaschine (102) erzeugt wird;unter Verwendung eines Halleffekt-Sensors (364) des Positionssensors (204) ein Positionssignal (376) erzeugt wird, das eine Position entweder des Einlassventils (118) oder des Auslassventils (120) auf der Grundlage des Magnetfelds anzeigt;Strom (372) an den EM (360) geliefert wird; undauf der Grundlage des Positionssignals (376) angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil (118) oder das Auslassventil (120) gerade in einem Modus mit niedrigem Hub oder in einem Modus mit hohem Hub betätigt wird,wobei ein periodisches Signal in dem Strom (372) erzeugt wird;wobei das Verfahren ferner umfasst, dass:das Positionssignal (376) unter Verwendung des Halleffekt-Sensors (364) von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführt wird, wenn das Magnetfeld größer als ein vorbestimmter Wert ist; unddas Positionssignal (376) unter Verwendung des Halleffekt-Sensors (364) von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand überführt wird, wenn das Magnetfeld kleiner als der vorbestimmte Wert ist;wobei das Verfahren ferner umfasst, dass auf der Grundlage dessen, ob eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal (376) in dem ersten Zustand befindet, größer als eine vorbestimmte Zeitspanne ist, angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil (118) oder das Auslassventil (120) gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Brennkraftmaschinen und insbesondere Systeme und Verfahren zum Erfassen der Position von Kraftmaschinenventilen.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Fahrzeuge enthalten eine Brennkraftmaschine, die ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Insbesondere wird ein Einlassventil selektiv geöffnet, um Luft in einen Zylinder der Kraftmaschine einzusaugen. Die Luft vermischt sich mit Kraftstoff, um ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu bilden, das im Zylinder verbrannt wird. Das Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird verdichtet und verbrannt, um einen Kolben im Zylinder anzutreiben. Ein Auslassventil öffnet sich selektiv, um zu ermöglichen, dass das aus der Verbrennung resultierende Abgas den Zylinder verlässt.
Eine rotierende Nockenwelle regelt das Öffnen und Schließen der Einlass- und/oder Auslassventile. Die Nockenwelle enthält Nockenbuckel, die an der Nockenwelle befestigt sind und mit dieser rotieren. Das geometrische Profil eines Nockenbuckels steuert allgemein die Zeitspanne, in der das Ventil offen ist (die Dauer) und die Größe oder den Grad, bis zu welchem sich das Ventil öffnet (den Hub).
Eine variable Ventilbetätigung (WA, von Variable Valve Actuation), die auch variabler Ventilhub (WL, von Variable Valve Lift) genannt wird, verbessert die Kraftstoffsparsamkeit, den Kraftmaschinenwirkungsgrad und/oder die Leistung, indem der Ventilhub und die Dauer als Funktion von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen modifiziert werden. Zweistufige VVA-Systeme enthalten WL-Mechanismen, etwa hydraulisch gesteuerte umschaltbare Rollenschlepphebel (SRFFs, von Switchable Roller Finger Followers). Ein einem Ventil (z.B. einem Einlass- oder einem Auslassventil) zugeordneter SRFF ermöglicht, dass das Ventil in zwei diskreten Modi angehoben wird: in einem Modus mit niedrigem Hub und einem Modus mit hohem Hub. Allgemein ist der Ventilhub, der mit dem Modus mit hohem Hub verbunden ist, größer als der Ventilhub, der mit dem Modus mit niedrigem Hub verbunden ist.
Die Druckschrift US 7 546 827 B1 offenbart Verfahren zur Überwachung einer Zylinderabschaltung in einer Brennkraftmaschine, bei denen ein Positionssensor ein Magnetfeld in der Nähe eines Einlassventils oder eines Auslassventils der Brennkraftmaschine erzeugt und unter Verwendung eines Halleffekt-Sensors ein Positionssignal erzeugt wird, das eine Position entweder des Einlassventils oder des Auslassventils auf der Grundlage des Magnetfelds anzeigt. Auf der Grundlage des Positionssignals wird angezeigt, ob entweder das Einlassventil oder das Auslassventil gerade in einem Modus mit niedrigem Hub oder in einem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
In dem Eintrag „Hall-Effekt“ in Wikipedia, die freie Enzyklopädie, Bearbeitungsstand 17. Januar 2013, ist als Hall-Effekt das Auftreten einer elektrischen Spannung in einem stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem stationären Magnetfeld befindet, offenbart.
Der Eintrag „Magnetismus“ in Wikipedia, die freie Enzyklopädie, Bearbeitungsstand 25. Februar 2013 offenbart, dass Magnetfelder entweder durch magnetische Materialien (Permanentmagnete) oder durch elektrische Ströme oder durch eine zeitliche Änderung eines elektrischen Feldes verursacht werden können.
Die Druckschrift US 2011 / 0 050 220 A1 offenbart eine Sensoranordnung zum Erfassen eines Abstands zwischen einem Steuerarm und der Sensoranordnung, wobei durch einen Elektromagneten der Sensoranordnung ein Magnetfeld erzeugt wird und von einem Halleffektsensor der Sensoranordnung ein Positionssignal erzeugt wird, das eine Position des Steuerarms anzeigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, kostengünstig und mit geringem Platzbedarf festzustellen, ob ein Einlassventil oder Auslassventil einer Brennkraftmaschine gerade in einem Modus mit niedrigem Hub oder in einem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren für ein Fahrzeug umfasst, dass: unter Verwendung eines Elektromagnets (EM) eines Positionssensors ein Magnetfeld nahe bei entweder einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Kraftmaschine erzeugt wird; und dass unter Verwendung eines Halleffekt-Sensors des Positionssensors ein Positionssignal erzeugt wird, das eine Position entweder des Einlassventils oder des Auslassventils auf der Grundlage des Magnetfelds anzeigt. Das Verfahren umfasst ferner, dass: Strom an den EM geliefert wird; und dass auf der Grundlage des Positionssignals angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil oder das Auslassventil gerade in einem Modus mit niedrigem Hub oder in einem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren ferner, dass ein periodisches Signal im Strom erzeugt wird.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren ferner, dass das Positionssignal unter Verwendung des Halleffekt-Sensors von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführt wird, wenn das Magnetfeld größer als ein vorbestimmter Wert ist; und dass das Positionssignal unter Verwendung des Halleffekt-Sensors aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand überführt wird, wenn das Magnetfeld kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren ferner, dass auf der Grundlage dessen, ob eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal im ersten Zustand befindet, größer als eine vorbestimmte Zeitspanne ist, angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil oder das Auslassventil gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Bei weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass auf der Grundlage dessen, ob eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal im ersten Zustand befindet, kleiner als eine vorbestimmte Zeitspanne ist, angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil oder das Auslassventil gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass auf der Grundlage dessen, ob eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal im zweiten Zustand befindet, größer als eine vorbestimmte Zeitspanne ist, angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil oder das Auslassventil gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass auf der Grundlage dessen, ob eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal im zweiten Zustand befindet, kleiner als eine vorbestimmte Zeitspanne ist, angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil oder das Auslassventil gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Bei weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass auf der Grundlage der Anzeige dessen, ob entweder das Einlassventil oder das Auslassventil gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird, selektiv ein Fehler in einem Mechanismus mit variablem Ventilhub (WL-Mechanismus) entweder des Einlassventils oder des Auslassventils diagnostiziert wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass: die Betätigung entweder des Einlassventils oder des Auslassventils in dem Modus mit niedrigem Hub auf der Grundlage einer Drehmomentanforderung selektiv befohlen wird; und ein Fehler in dem WL-Mechanismus diagnostiziert wird, wenn entweder das Einlassventil oder das Auslassventil eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Erzeugen des Befehls in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass: die Betätigung entweder des Einlassventils oder des Auslassventils in dem Modus mit hohem Hub auf der Grundlage einer Drehmomentanforderung selektiv befohlen wird; und ein Fehler in dem WL-Mechanismus diagnostiziert wird, wenn entweder das Einlassventil oder das Auslassventil eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Erzeugen des Befehls in dem Modus mit niedrigem Hub betätigt wird.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:

1A Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
1B eine Zeichnung eines beispielhaften Systems mit variablem Ventilhub (WL-Systems) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 eine weitere Beispielzeichnung des VVL-Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Systems ist, das einen Positionssensor und ein Kraftmaschinensteuerungsmodul gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält;
4A eine beispielhafte Darstellung der Orientierung eines Positionssensors ist, wenn ein Einlassventil geschlossen ist;
4B eine beispielhafte Darstellung der Orientierung eines Positionssensors ist, wenn ein Einlassventil bis zu einer vorbestimmten Position mit niedrigem Hub geöffnet ist;
4C eine beispielhafte Darstellung der Orientierung eines Positionssensors ist, wenn ein Einlassventil bis zu einer vorbestimmten Position mit hohem Hub geöffnet ist; und
5 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen eines Betriebsmodus eines WL-Mechanismus und zum selektiven Diagnostizieren eines Fehlers in dem VVL-Mechanismus gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.

GENAUE BESCHREIBUNG
Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) steuert Kraftmaschinenaktoren auf der Grundlage eines angeforderten Drehmomentbetrags. Kraftmaschinenaktoren können beispielsweise ein Drosselklappenventil, ein Kraftstoffsystem, ein Zündsystem, Nockenphasensteller, ein System mit variablem Ventilhub (WL-System) und andere Arten von Kraftmaschinenaktoren umfassen. Ein VVL-Mechanismus des WL-Systems steuert die Betätigung eines Ventils einer Kraftmaschine, etwa eines Einlassventils.
Auf der Grundlage des angeforderten Drehmomentbetrags kann das ECM den Betrieb des WL-Mechanismus in einem Modus mit niedrigem Hub oder in einem Modus mit hohem Hub befehlen. Beim Betrieb in dem Modus mit niedrigem Hub steuert der VVL-Mechanismus das Öffnen und Schließen des Ventils auf der Grundlage eines geometrischen Profils eines Nockenbuckels mit niedrigem Hub, der mit einer Nockenwelle rotiert. Beim Betrieb in dem Modus mit hohem Hub steuert der VVL-Mechanismus das Öffnen und Schließen des Ventils auf der Grundlage eines geometrischen Profils eines Nockenbuckels mit hohem Hub, der mit der Nockenwelle rotiert. Beispielsweise kann das ECM einen Betrieb des VVL-Mechanismus in dem Modus mit hohem Hub befehlen, wenn der angeforderte Drehmomentbetrag größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
Ein Positionssensor, der mit dem Ventil verbunden ist, enthält einen Elektromagnet (EM) und einen Halleffekt-Sensor. Der EM erzeugt ein Magnetfeld in der Nähe eines Teils des Ventils, etwa innerhalb von 50 Millimetern zu dem Ventil oder innerhalb einer anderen geeigneten Distanz zu dem Ventil. Der EM kann kleiner als ein Selten-Erden-Magnet sein, der ein gleiches oder ähnliches Magnetfeld erzeugt. Zudem kann der EM weniger als ein Selten-Erden-Magnet kosten, der ein gleiches oder ähnliches Magnetfeld erzeugt.
Wenn das Ventil betätigt wird, verändert sich das Magnetfeld. Der Halleffekt-Sensor erzeugt auf der Grundlage des Magnetfelds ein Positionssignal, das anzeigt, ob das Ventil geschlossen oder offen ist. Das Positionssignal verändert sich auf der Grundlage dessen, ob der VVL-Mechanismus gerade in dem Modus mit hohem Hub oder in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird. Beispielsweise kann eine Zeitspanne, in der das Positionssignal anzeigt, dass das Ventil geöffnet ist, während eines Betriebs in dem Modus mit hohem Hub relativ zu einem Betrieb in dem Modus mit niedrigem Hub zunehmen.
Auf der Grundlage des Positionssignals stellt das ECM fest, ob der WL-Mechanismus gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub arbeitet. Die Tatsache, ob der VVL-Mechanismus gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub arbeitet, kann beispielsweise von dem ECM verwendet werden, um festzustellen, ob in dem VVL-Mechanismus ein Fehler vorhanden ist.
Mit Bezug nun auf 1A ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensteuerungssystems präsentiert. Eine Kraftmaschine 102 erzeugt ein Drehmoment für ein Fahrzeug. Durch einen Ansaugkrümmer 104 wird Luft in die Kraftmaschine 102 eingesaugt. Eine Luftströmung in den Ansaugkrümmer 104 hinein kann durch ein Drosselklappenventil 106 verändert werden. Ein Drosselklappenaktormodul 108 (z.B. ein elektronischer Drosselklappencontroller) steuert das Öffnen des Drosselklappenventils 106. Ein oder mehrere Kraftstoffeinspritzventile, etwa das Kraftstoffeinspritzventil 110, vermischen Kraftstoff mit der Luft, um ein brennbares Gemisch aus Luft und Kraftstoff auszubilden. Ein Kraftstoffaktormodul 112 steuert das bzw. die Kraftstoffeinspritzventile.
Ein Zylinder 114 enthält einen (nicht gezeigten) Kolben, der mit einer Kurbelwelle 116 gekoppelt ist. Obwohl die Kraftmaschine 102 so dargestellt ist, dass sie nur den Zylinder 114 enthält, kann die Kraftmaschine 102 mehr als einen Zylinder enthalten. Ein Verbrennungszyklus des Zylinders 114 kann vier Takte enthalten: einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt. Ein Kraftmaschinenzyklus umfasst, dass jeder der Zylinder einen Verbrennungszyklus durchläuft.
1B ist eine Zeichnung eines beispielhaften Systems mit variablem Ventilhub (WL-Systems). Nun mit Bezug auf 1A und 1B wird während des Einlasstakts der Kolben auf eine unterste Position abgesenkt und Luft und Kraftstoff können an den Zylinder 114 geliefert werden. Die unterste Position kann als untere Totpunktposition (UT-Position) bezeichnet werden. Durch ein oder mehrere Einlassventile, etwa das Einlassventil 118, tritt Luft in den Zylinder 114 ein. Mit dem Zylinder 114 sind außerdem auch ein oder mehrere Auslassventile, etwa das Auslassventil 120, verbunden. Nur zu Erörterungszwecken werden nur das Einlassventil 118 und das Auslassventil 120 erörtert werden.
Während des Verdichtungstakts treibt die Kurbelwelle 116 den Kolben zu einer höchsten Position. Das Einlassventil 118 und das Auslassventil 120 können während des Verdichtungstakts beide geschlossen sein und der Kolben verdichtet das Gemisch aus Luft und Kraftstoff im Zylinder 114. Die oberste Position kann als eine obere Totpunktposition (OT-Position) bezeichnet werden. Bei verschiedenen Arten von Kraftmaschinen kann eine Zündkerze 122 das Gemisch aus Luft und Kraftstoff zünden. Ein Zündfunkenaktormodul 124 steuert die Zündkerze 122.
Die Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff treibt den Kolben während des Arbeitstakts wieder zu der UT-Position zurück, wodurch die Kurbelwelle 116 drehend angetrieben wird. Die Rotationskraft (d.h. das Drehmoment) kann eine Quelle der Verdichtungskraft für einen Verdichtungshub eines Verbrennungszyklus eines nächsten Zylinders in einer vorbestimmten Zündreihenfolge sein. Aus der Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff resultierendes Abgas wird während des Auslasstakts aus dem Zylinder 114 ausgestoßen. Das Abgas wird aus dem Zylinder 114 über das Auslassventil 120 ausgestoßen.
Der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 118 wird von einer Einlassnockenwelle 126 geregelt. Für jede Zylinderbank der Kraftmaschine 102 kann eine Einlassnockenwelle wie etwa die Einlassnockenwelle 126 bereitgestellt sein. Der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 120 wird von einer (nicht gezeigten) Auslassnockenwelle geregelt. Für jede Zylinderbank der Kraftmaschine 102 kann eine Auslassnockenwelle bereitgestellt sein. Die Rotation der Einlassnockenwellen und der Auslassnockenwellen wird allgemein durch eine Rotation der Kurbelwelle 116 angetrieben, etwa durch einen Riemen oder durch eine Kette.
Ein Nockenphasensteller regelt die Rotation einer zugehörigen Nockenwelle. Nur als Beispiel kann ein Einlassnockenphasensteller 128 (1A) die Rotation der Einlassnockenwelle 126 (1B) regeln. Der Einlassnockenphasensteller 128 kann die Rotation der Einlassnockenwelle 126 beispielsweise mit Bezug auf eine Rotation der Kurbelwelle 116 verstellen. Nur als Beispiel kann der Einlassnockenphasensteller 128 die Rotation der Einlassnockenwelle 126 nach spät oder nach früh verstellen, wodurch der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 118 verändert wird. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann ein Auslassnockenphasensteller die Rotation der Auslassnockenwelle regeln. Das Verstellen der Rotation einer Nockenwelle mit Bezug auf die Rotation der Kurbelwelle 116 kann als Nockenwellenphasenverstellung bezeichnet werden.
Ein Phasenstelleraktormodul 130 steuert den Einlassnockenphasensteller 128. Das Phasenstelleraktormodul 130 oder ein anderes Phasenstelleraktormodul kann die Arbeitsweise anderer Nockenphasensteller steuern. Der Einlassnockenphasensteller 128 kann beispielsweise elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Ein hydraulisch betätigter Nockenphasensteller wird auf der Grundlage eines Drucks eines Hydraulikfluids (z.B. eines Öls) betätigt, das dem Nockenphasensteller zugeführt wird.
Ein Mechanismus 136 mit variablem Ventilhub (VVL-Mechanismus) (1B) steuert eine Betätigung des Einlassventils 118. Nur als Beispiel kann der WL-Mechanismus 136 einen umschaltbaren Rollenschlepphebelmechanismus (SRFF-Mechanismus) enthalten. Obwohl der VVL-Mechanismus 136 als ein SRFF gezeigt ist und erörtert werden wird, kann der WL-Mechanismus 136 andere Arten von Ventilhubmechanismen umfassen, die ermöglichen, dass ein zugehöriges Ventil in zwei oder mehr diskrete Hubpositionen angehoben wird. Obwohl der WL-Mechanismus 136 so gezeigt ist und erörtert werden wird, dass er mit dem Einlassventil 118 verbunden ist, kann der WL-Mechanismus 136 oder ein anderer VVL-Mechanismus außerdem analog für das Auslassventil 120 implementiert sein. Nur als Beispiel kann ein WL-Mechanismus für jedes Einlassventil bereitgestellt sein und ein VVL-Mechanismus kann für jedes Auslassventil eines Zylinders bereitgestellt sein.
Der VVL-Mechanismus 136 enthält einen Hubversteller 138 und einen Nockenfolger 140. Der Nockenfolger 140 steht in mechanischem Kontakt mit einem Ventilschaft 142 des Einlassventils 118. Eine Vorspannvorrichtung 143 spannt den Ventilschaft 142 in Kontakt mit dem Nockenfolger 140 vor. Der Nockenfolger 140 steht außerdem in mechanischem Kontakt mit der Einlassnockenwelle 126 und dem Hubversteller 138.
Die Einlassnockenwelle 126 rotiert um eine Nockenwellenachse 144. Die Einlassnockenwelle 126 enthält mehrere Nockenbuckel, die Nockenbuckel mit niedrigem Hub wie etwa den Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub und Nockenbuckel mit hohem Hub wie etwa den Nockenbuckel 148 mit hohem Hub enthalten. Nur als Beispiel kann die Einlassnockenwelle 126 für jedes Ventil eines Zylinders einen Nockenbuckel mit niedrigem Hub und einen Nockenbuckel mit hohem Hub enthalten.
Die Nockenbuckel 146 und 148 mit niedrigem und hohem Hub rotieren zusammen mit der Einlassnockenwelle 126. Durch einen Einlassdurchgang 150 kann Luft in den Zylinder 114 hineinströmen, wenn das Einlassventil 118 geöffnet ist. Die Luftströmung in den Zylinder 114 hinein kann blockiert sein, wenn das Einlassventil 118 geschlossen ist. Mit Hilfe der Einlassnockenwelle 126 wird das Einlassventil 118 selektiv angehoben (d.h. geöffnet) und abgesenkt (d.h. geschlossen). Insbesondere wird das Einlassventil 118 durch den Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub oder den Nockenbuckel 148 mit hohem Hub geöffnet und geschlossen.
Ein Nockenbuckel, der den Nockenfolger 140 kontaktiert, bringt eine Kraft auf den Nockenfolger 140 in die Richtung des Ventilschafts 142 und des Hubverstellers 138 auf. Der Hubversteller 138 ist zusammenklappbar, um zu ermöglichen, dass das Einlassventil 118 in zwei unterschiedliche Positionen geöffnet wird, eine Position mit niedrigem Hub und eine Position mit hohem Hub. Das Ausmaß, in dem der Hubversteller 138 zusammenklappbar ist, beruht auf einem Druck eines Hydraulikfluids 152, das an den Hubversteller 138 geliefert wird. Allgemein nimmt das Ausmaß, in dem der Hubversteller 138 zusammenklappbar ist, ab, wenn der Druck des Hydraulikfluids 152 ansteigt und umgekehrt. Wenn die Zusammenklappbarkeit des Hubverstellers 138 abnimmt, bringt der Nockenfolger 140 mehr von der Kraft eines Nockenbuckels auf den Ventilschaft 142 auf, wodurch das Einlassventil 118 in einem größeren Ausmaß geöffnet wird, und umgekehrt.
Das Hydraulikfluid 152 kann an den Hubversteller 138 mit einem vorbestimmten Druck für niedrigen Hub und mit einem vorbestimmten Druck für hohen Hub geliefert werden, um ein Öffnen des Einlassventils 118 in einem Modus mit niedrigem Hub bzw. einem Modus mit hohem Hub zu regeln. Der vorbestimmte Druck für hohen Hub ist größer als der vorbestimmte Druck für niedrigen Hub. Ein Fluidsteuerungsventil 154 regelt den Fluss des Hydraulikfluids 152 zu dem Hubversteller 138. Das Phasenstelleraktormodul 130 kann das Fluidsteuerungsventil 154 steuern. Das Fluidsteuerungsventil 154 kann auch als ein Ölsteuerungsventil (OCV) bezeichnet werden.
Zusammengefasst verursacht während eines Betriebs in dem Modus mit niedrigem Hub der Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub, dass der VVL-Mechanismus 136 in Übereinstimmung mit der Geometrie des Nockenbuckels 146 mit niedrigem Hub verschwenkt. Das von dem Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub verursachte Verschwenken des VVL-Mechanismus 136 öffnet das Einlassventil 118 um einen ersten vorbestimmten Betrag. Während eines Betriebs in dem Modus mit hohem Hub verursacht der Nockenbuckel 148 mit hohem Hub, dass der WL-Mechanismus 136 in Übereinstimmung mit der Geometrie des Nockenbuckels 148 mit hohem Hub verschwenkt. Das durch den Nockenbuckel 148 mit hohem Hub verursachte Verschwenken des VVL-Mechanismus 136 öffnet das Einlassventil 118 um einen zweiten vorbestimmten Betrag. Der zweite vorbestimmte Betrag ist größer als der erste vorbestimmte Betrag.
Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) 180 regelt den Betrieb der Kraftmaschine 102, um einen angeforderten Drehmomentbetrag zu erreichen. Beispielsweise kann das ECM 180 das Öffnen des Drosselklappenventils 106, die Menge und den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, den Zündfunkenzeitpunkt, die Nockenwellenphasenverstellung, den Hubmodus und andere Kraftmaschinenbetriebsparameter auf der Grundlage des angeforderten Drehmomentbetrags regeln.
Mit Bezug nun auf 2 ist eine andere beispielhafte Zeichnung eines VVL-Systems dargestellt. Mit dem Einlassventil 118 ist ein Positionssensor 204 bereitgestellt. Obwohl nur der Positionssensor 204 gezeigt ist und erörtert werden wird, kann ein Positionssensormechanismus für jedes Ventil der Kraftmaschine 102 bereitgestellt sein, das in zwei oder mehr verschiedenen Hubmodi betätigt werden kann. Der Positionssensor 204 empfängt einen Strom von dem ECM 180 und erzeugt ein Positionssignal auf der Grundlage der Position des Einlassventils 118. Auf der Grundlage des Positionssignals stellt das ECM 180 fest, ob das Einlassventil 118 gerade in dem Zustand mit niedrigem Hub oder in dem Zustand mit hohem Hub betrieben wird.
Mit Bezug nun auf 3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Systems dargestellt, das den Positionssensor 204 und das ECM 180 enthält. Ein Drehmomentanforderungsmodul 304 kann eine Drehmomentanforderung 308 auf der Grundlage einer oder mehrerer Fahrereingaben 312 bestimmen, etwa einer Gaspedalposition, einer Bremspedalposition, einer Geschwindigkeitsregelungseingabe und/oder einer oder mehrerer anderer geeigneter Fahrereingaben. Das Drehmomentanforderungsmodul 304 kann die Drehmomentanforderung 308 zusätzlich oder alternativ auf der Grundlage einer oder mehrerer anderer Drehmomentanforderungen bestimmen, etwa von Drehmomentanforderungen, die von dem ECM 180 erzeugt werden, und/oder von Drehmomentanforderungen, die von anderen Modulen des Fahrzeugs empfangen werden, etwa von einem Getriebesteuerungsmodul, einem Hybridsteuerungsmodul, einem Fahrwerksteuerungsmodul usw.
Ein oder mehrere Kraftmaschinenaktoren können auf der Grundlage der Drehmomentanforderung 308 und/oder eines oder mehrerer anderer Parameter gesteuert werden. Beispielsweise kann ein Drosselklappensteuerungsmodul 316 eine Drosselklappenzielöffnung 320 auf der Grundlage der Drehmomentanforderung 308 bestimmen. Das Drosselklappenaktormodul 108 kann die Öffnung des Drosselklappenventils 106 auf der Grundlage der Drosselklappenzielöffnung 320 verstellen.
Ein Zündfunkensteuerungsmodul 324 kann einen Zündfunkenzielzeitpunkt 328 auf der Grundlage der Drehmomentanforderung 308 bestimmen. Das Zündfunkenaktormodul 124 kann den Zündfunken auf der Grundlage des Zündfunkenzielzeitpunkts 328 erzeugen. Ein Kraftstoffsteuerungsmodul 332 kann einen oder mehrere Kraftstoffzufuhr-Zielparameter 336 auf der Grundlage der Drehmomentanforderung 308 bestimmen. Beispielsweise können die Kraftstoffzufuhr-Zielparameter 336 eine Kraftstoffeinspritzmenge, die Anzahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge für das Einspritzen der Menge und den Zeitpunkt für jeden der Einspritzvorgänge umfassen. Das Kraftstoffaktormodul 112 kann Kraftstoff auf der Grundlage der Kraftstoffzufuhr-Zielparameter 336 einspritzen.
Ein Ventilsteuerungsmodul 340 kann Zielwinkel 344 und 348 für Einlass- und Auslassnockenphasensteller auf der Grundlage der Drehmomentanforderung 308 bestimmen. Das Phasenstelleraktormodul 130 kann den Einlassnockenphasensteller 128 und den Auslassnockenphasensteller auf der Grundlage der Zielwinkel 344 bzw. 348 für den Einlass- und Auslassnockenphasensteller regeln. Ein oder mehrere weitere Kraftstoffaktoren können auf der Grundlage der Drehmomentanforderung 308 gesteuert werden.
Das Ventilsteuerungsmodul 340 kann auch einen Zielhubmodus 352 bestimmen. Der Zielhubmodus 352 kann einen Betrieb in dem Modus mit hohem Hub oder einen Betrieb in dem Modus mit niedrigem Hub befehlen. Auf der Grundlage des Zielhubmodus 352 kann das Phasenstelleraktormodul 130 das Fluidsteuerungsventil 154 steuern, um den Druck eines Fluids zu steuern, das an den Hubversteller 138 geliefert wird, und um den WL-Mechanismus 136 in dem Modus mit hohem Hub oder in dem Modus mit niedrigem Hub zu betreiben.
Der Positionssensor 204 umfasst einen Elektromagnet (EM) 360 und einen Halleffekt-Sensor 364. Ein Stromversorgungsmodul 368 liefert einen Strom 372 an den EM 360 und der EM 360 erzeugt ein Magnetfeld auf der Grundlage des Stroms 372. Eigenschaften des EM 360 und/oder der Strom 372 können auf der Grundlage von Abmessungen eines Luftspalts zwischen dem Positionssensor 204 und einem Teil des Einlassventils 118, dem Vorspannelement 143 einer Ventilfederhaltevorrichtung usw. eingestellt werden. Nur als Beispiel kann der EM 360 bei einem Luftspalt von 5 Millimeter (mm) Breite und einer Länge von 9 mm einen Stahlkern mit einer Fläche von 25 mm² enthalten, eine Spule mit 360 Windungen mit einer Drahtlehre 30 enthalten, die in 18 Schichten angeordnet sind und wobei jede Schicht 20 Windungen enthält. Die Kosten für den EM 360 sind geringer als die Kosten für einen Selten-Erden-Magnet, der das gleiche oder ein ähnliches Magnetfeld erzeugen wird. Zudem wird der EM 360 kleiner als ein Selten-Erden-Magnet sein, der das gleiche oder ein ähnliches Magnetfeld erzeugen wird.
Das Stromversorgungsmodul 368 erzeugt den Strom 372 derart, dass er eine Sinuswelle, eine Dreieckswelle oder eine andere geeignete Art eines periodischen Signals enthält. Das Stromversorgungsmodul 368 erzeugt den Strom 372 mit einer vorbestimmten Frequenz, wie etwa 20 Kilohertz (kHz) oder mit einer anderen geeigneten Frequenz. Die vorbestimmte Frequenz kann ein festgelegter Wert sein oder das Stromversorgungsmodul 368 kann die vorbestimmte Frequenz verändern, etwa auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahl. Der Strom 372 kann einen Mittelwert von etwa 0,2 Ampere oder einen anderen geeigneten Wert aufweisen.
Der Halleffekt-Sensor 364 enthält einen schaltenden Halleffekt-Sensor und erzeugt ein Positionssignal 376 auf der Grundlage des Magnetfelds. Ein schaltender Halleffekt-Sensor überführt sein Ausgabesignal zwischen ersten und zweiten Zuständen auf der Grundlage dessen, ob das Magnetfeld größer oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Beispielsweise kann der Halleffekt-Sensor 364 das Positionssignal 376 auf einen ersten Zustand (z.B. 5 Volt) einstellen, wenn das Magnetfeld größer als ein vorbestimmter Wert ist, und er kann das Positionssignal 376 auf einen zweiten Zustand (z.B. 0 Volt) einstellen, wenn das Magnetfeld kleiner als der vorbestimmte Wert ist, oder umgekehrt. Bei verschiedenen Implementierungen können ein Halleffekt-Sensor, der ein Ausgabesignal auf der Grundlage des Magnetfelds erzeugt, und ein Schaltkreis, der das Positionssignal 376 auf der Grundlage des Ausgabesignals in den ersten Zustand oder den zweiten Zustand schaltet, verwendet werden.
Das Magnetfeld verändert sich mit einer Betätigung des Einlassventils 118. Insbesondere verändert sich das Magnetfeld auf der Grundlage dessen, ob das Einlassventil 118 geschlossen oder geöffnet ist. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Magnetfeld größer als der vorbestimmte Wert sein, wenn das Einlassventil 118 geschlossen ist, und das Magnetfeld kann kleiner als der vorbestimmte Wert sein, wenn das Einlassventil 118 geöffnet ist, oder umgekehrt.
Da der Halleffekt-Sensor 364 die Übergänge des Positionssignals 376 zwischen dem ersten und zweiten Zustand umschaltet, kann man sagen, dass das Positionssignal 376 ein pulsbreitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) enthält, und der Zustand des Positionssignals 376 zeigt an, ob das Einlassventil 118 geschlossen oder nicht geschlossen (d.h. geöffnet) ist. Das Profil des Positionssignals 376 verändert sich auf der Grundlage dessen, ob das Einlassventil 118 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird. Insbesondere kann sich eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 in dem ersten Zustand und in dem zweiten Zustand befindet, auf der Grundlage dessen verändern, ob das Einlassventil 118 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird.
4A, 4B und 4C sind Beispielsdiagramme, die beispielhafte Orientierungen des Positionssensors 204 darstellen. In 4A ist das Einlassventil 118 geschlossen. In 4B ist das Einlassventil 118 in die Position mit niedrigem Hub geöffnet. In 4C ist das Einlassventil 118 in die Position mit hohem Hub geöffnet.
Mit Bezug auf 3 zeigt ein Modusanzeigemodul 380 auf der Grundlage des Positionssignals 376 an, ob der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird. Nur als Beispiel kann das Modusanzeigemodul 380 anzeigen, dass der WL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird, wenn eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 in dem ersten Zustand befindet (was anzeigt, dass das Einlassventil 118 geschlossen ist) kleiner als eine vorbestimmte Zeitspanne ist. Wenn die Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 in dem ersten Zustand befindet, größer als die vorbestimmte Zeitspanne ist, kann das Modusanzeigemodul 380 anzeigen, dass der WL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird. Die Zeitspanne kann beginnen, wenn das Positionssignal 376 in den ersten Zustand übergeht, und sie kann enden, wenn das Positionssignal 376 in den zweiten Zustand übergeht. Die Zeitspanne und die vorbestimmte Zeitspanne können beispielsweise mit Hilfe der Zeit, von Rotationswinkelgraden der Kurbelwelle 116 oder von Rotationswinkelgraden der Einlassnockenwelle 126 ausgedrückt werden.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Modusanzeigemodul auf der Grundlage einer Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 im zweiten Zustand befindet, eines Verhältnisses der Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 im ersten Zustand befindet, zu der Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 im zweiten Zustand befindet, oder eines anderen geeigneten Parameters380 feststellen, ob der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird. Wenn nur als Beispiel die Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 im zweiten Zustand befindet (was anzeigt, dass das Einlassventil 118 nicht geschlossen ist) kleiner als eine zweite vorbestimmte Zeitspanne ist, kann das Modusanzeigemodul 380 anzeigen, dass der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird. Wenn die Zeitspanne, in der sich das Positionssignal 376 in dem zweiten Zustand befindet, größer als die zweite vorbestimmte Zeitspanne ist, kann das Modusanzeigemodul 380 anzeigen, dass der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird. Nur als weiteres Beispiel kann das Modusanzeigemodul 380 anzeigen, dass der WL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird, wenn das Verhältnis größer als ein vorbestimmter Wert ist, und es kann anzeigen, dass der WL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird, wenn das Verhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert ist, oder umgekehrt.
Das Modusanzeigemodul 380 zeigt über ein Modussignal 384 an, ob der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird. Das Modusanzeigemodul 380 kann das Modussignal 384 beispielsweise auf einen ersten Zustand setzen, wenn der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird, und es kann das Modussignal 384 auf einen zweiten Zustand setzen, wenn der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird.
Ein Fehlerdiagnosemodul 386 kann einen Fehler in dem WL-Mechanismus 136 auf der Grundlage des Modussignals 384 diagnostizieren. Wenn nur als Beispiel das Modussignal 384 eine vorbestimmte Zeitspanne, nachdem der Zielhubmodus 352 einen Betrieb in dem Modus mit hohem Hub befohlen hat, anzeigt, dass der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird, kann das Fehlerdiagnosemodul 386 diagnostizieren, dass der WL-Mechanismus 136 im Betrieb in dem Modus mit niedrigem Hub festsitzt. Wenn das Modussignal 384 eine vorbestimmte Zeitspanne, nachdem der Zielhubmodus 352 einen Betrieb in dem Modus mit niedrigem Hub befohlen hat, anzeigt, dass der WL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird, kann das Fehlerdiagnosemodul 386 diagnostizieren, dass der VVL-Mechanismus 136 im Betrieb in dem Modus mit hohem Hub festsitzt.
Wenn ein Fehler im WL-Mechanismus 136 diagnostiziert wird, kann das Fehlerdiagnosemodul 386 eine oder mehrere Gegenmaßnahmen ergreifen. Beispielsweise kann das Fehlerdiagnosemodul 386 eine Fehlfunktionsanzeigeleuchte (MIL) 388 aufleuchten lassen, einen vorbestimmten Diagnoseproblemcode (DTC) in einem konkreten computerlesbaren Medium setzen und/oder einen oder mehrere Kraftmaschinenbetriebsparameter verstellen, wenn ein Fehler in dem VVL-Mechanismus 136 diagnostiziert wird. Obwohl die Arbeitsweise des Positionssensors 204 in Verbindung mit dem ECM 180 erörtert worden ist, können das Stromversorgungsmodul 368 und das Modusanzeigemodul 380 in einem anderen Modul, mit dem Positionssensor 204, oder unabhängig implementiert sein.
Nun mit Bezug auf 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen des Betriebsmodus des WL-Mechanismus 136 und zum selektiven Diagnostizieren eines Fehlers in dem WL-Mechanismus 136 zeigt. Die Steuerung kann mit 504 beginnen, wobei das Stromversorgungsmodul 368 den Strom 372 an den EM 360 liefert. Der EM 360 erzeugt das Magnetfeld in der Nähe eines Teils des Einlassventils 118 auf der Grundlage des Stroms 372.
Bei 508 erzeugt der Halleffekt-Sensor 364 das Positionssignal 376 auf der Grundlage dessen, ob das Magnetfeld größer oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und das Modusanzeigemodul 380 empfängt das Positionssignal 376. Bei 512 kann das Modusanzeigemodul 380 feststellen, ob das Profil des Positionssignals 376 anzeigt, dass der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird. Wenn 512 wahr ergibt, erzeugt das Modusanzeigemodul 380 bei 516das Modussignal 384, um anzuzeigen, dass der WL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird, und die Steuerung fährt mit 524 fort. Wenn 512 falsch ergibt, dann erzeugt das Modusanzeigemodul 380 bei 520 das Modussignal 384, um anzuzeigen, dass der WL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird, und die Steuerung fährt mit 524 fort.
Bei 524 kann das Fehlerdiagnosemodul 386 feststellen, ob ein Fehler im WL-Mechanismus 136 vorhanden ist. Beispielsweise kann das Fehlerdiagnosemodul 386 feststellen, dass ein Fehler im VVL-Mechanismus 136 vorhanden ist, wenn das Modussignal 384 eine vorbestimmte Zeitspanne, nachdem das Ventilsteuerungsmodul 340 einen Betrieb in dem Modus mit hohem Hub befohlen hat, anzeigt, dass der VVL-Mechanismus 136 in dem Modus mit niedrigem Hub betrieben wird. Das Fehlerdiagnosemodul 386 kann zusätzlich oder alternativ feststellen, dass ein Fehler in dem VVL-Mechanismus 136 vorhanden ist, wenn das Modussignal 384 eine vorbestimmte Zeitspanne, nachdem das Ventilsteuerungsmodul 340 einen Betrieb in dem Modus mit niedrigem Hub befohlen hat, anzeigt, dass der VVL-Mechanismus 136 gerade in dem Modus mit hohem Hub betrieben wird. Wenn 524 wahr ergibt, zeigt das Fehlerdiagnosemodul 386 bei 528 an, dass ein Fehler in dem VVL-Mechanismus 136 vorhanden ist, und das Fehlerdiagnosemodul 386 kann eine oder mehrere Gegenmaßnahmen ergreifen, und die Steuerung kann enden. Wenn 524 falsch ergibt, kann das Fehlerdiagnosemodul 386 bei 532 anzeigen, dass kein Fehler in dem VVL-Mechanismus 136 vorhanden ist, und die Steuerung kann enden. Obwohl die Steuerung so gezeigt und erörtert ist, dass sie endet, kann 5 eine Steuerungsschleife veranschaulichen und Steuerungsschleifen können mit einer vorbestimmten Rate ausgeführt werden.
Die vorstehende Beschreibung dient nur zur Veranschaulichung und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht auf diese beschränkt sein, da sich bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenbaren werden. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Bei dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Begriff „Modul“ durch den Begriff „Schaltkreis“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge, oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge, oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code speichert, der von einem Prozessor ausgeführt wird; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, etwa bei einem System-on-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein oder diese enthalten.
Der Begriff „Code“ kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff „gemeinsam genutzter Prozessor“ umfasst einen einzigen Prozessor, der einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „Gruppenprozessor“ umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „gemeinsam genutzter Speicher“ umfasst einen einzigen Speicher, der einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff „Gruppenspeicher“ umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern, einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen speichert. Der Begriff „Speicher“ kann eine Teilmenge des Begriffs „computerlesbares Medium“ sein. Der Begriff „computerlesbares Medium“ umfasst nicht vorübergehende elektrische und elektromagnetische Signale, die sich durch ein Medium hindurch ausbreiten, und kann daher als konkret und nicht vorübergehend betrachtet werden. Beispiele ohne Einschränkung für ein nicht vorübergehendes konkretes computerlesbares Medium umfassen nichtflüchtigen Speicher, flüchtigen Speicher, magnetischen Massenspeicher und optischen Massenspeicher.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert sein, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in mindestens einem nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten und/oder sich auf diese stützen.

Claims

Verfahren für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst, dass: unter Verwendung eines Elektromagnets (EM) (360) eines Positionssensors (204) ein Magnetfeld in der Nähe entweder eines Einlassventils (118) oder eines Auslassventils (120) einer Kraftmaschine (102) erzeugt wird; unter Verwendung eines Halleffekt-Sensors (364) des Positionssensors (204) ein Positionssignal (376) erzeugt wird, das eine Position entweder des Einlassventils (118) oder des Auslassventils (120) auf der Grundlage des Magnetfelds anzeigt; Strom (372) an den EM (360) geliefert wird; und auf der Grundlage des Positionssignals (376) angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil (118) oder das Auslassventil (120) gerade in einem Modus mit niedrigem Hub oder in einem Modus mit hohem Hub betätigt wird, wobei ein periodisches Signal in dem Strom (372) erzeugt wird; wobei das Verfahren ferner umfasst, dass: das Positionssignal (376) unter Verwendung des Halleffekt-Sensors (364) von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführt wird, wenn das Magnetfeld größer als ein vorbestimmter Wert ist; und das Positionssignal (376) unter Verwendung des Halleffekt-Sensors (364) von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand überführt wird, wenn das Magnetfeld kleiner als der vorbestimmte Wert ist; wobei das Verfahren ferner umfasst, dass auf der Grundlage dessen, ob eine Zeitspanne, in der sich das Positionssignal (376) in dem ersten Zustand befindet, größer als eine vorbestimmte Zeitspanne ist, angezeigt wird, ob entweder das Einlassventil (118) oder das Auslassventil (120) gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ein Fehler in einem Mechanismus mit variablem Ventilhub (WL-Mechanismus) (136) entweder des Einlassventils (118) oder des Auslassventils (120) auf der Grundlage der Anzeige, ob entweder das Einlassventil (118) oder das Auslassventil (120) gerade in dem Modus mit niedrigem Hub oder in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird, selektiv diagnostiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass: eine Betätigung entweder des Einlassventils (118) oder des Auslassventils (120) in dem Modus mit niedrigem Hub auf der Grundlage einer Drehmomentanforderung (308) selektiv befohlen wird; und ein Fehler in dem VVL-Mechanismus (136) diagnostiziert wird, wenn entweder das Einlassventil (118) oder das Auslassventil (120) eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Erzeugen des Befehls gerade in dem Modus mit hohem Hub betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass: eine Betätigung entweder des Einlassventils (118) oder des Auslassventils (120) in dem Modus mit hohem Hub auf Grundlage einer Drehmomentanforderung (308) selektiv befohlen wird; und ein Fehler in dem WL-Mechanismus (136) diagnostiziert wird, wenn entweder das Einlassventil (118) oder das Auslassventil (120) eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Erzeugen des Befehls gerade in dem Modus mit niedrigem Hub betätigt wird.