DE102015101046B4

DE102015101046B4 - Method for detecting a fault in a valve actuator

Info

Publication number: DE102015101046B4
Application number: DE102015101046.1A
Authority: DE
Inventors: Ronald J. Kubani; Scott T. Feldmann; Donovan L. Dibble
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: CN104819063A; CN104819063B; DE102015101046A1

Abstract

Verfahren, das umfasst, dass:ein Ventilhub eines Ventils (122, 130) ermittelt wird; undeine Störung in einem Ventilaktuator basierend auf dem Ventilhub detektiert wird;dadurch gekennzeichnet , dassder Ventilhub basierend auf einer ersten Zeitdauer ermittelt wird, für die das Ventil (122, 130) offen ist.A method comprising: determining a valve lift of a valve (122, 130); anda fault is detected in a valve actuator based on the valve lift; characterized in that the valve lift is determined based on a first time duration for which the valve (122, 130) is open.

Description

GEBIETTERRITORY

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Störung in einem Ventilaktuator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie beispielsweise aus der US 5 109 675 A bekannt. Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften DE 10 2012 113 144 A1 und DE 10 2010 015 753 A1 verwiesen.The present disclosure relates to a method for detecting a malfunction in a valve actuator according to the preamble of claim 1, such as from US Pat. No. 5,109,675 A known. With regard to the further state of the art, reference is made to the documents at this point DE 10 2012 113 144 A1 and DE 10 2010 015 753 A1 directed.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. Bei Motoren mit Funkenzündung stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Zylinder zu liefern und/oder eine gewünschte Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.Internal combustion engines burn an air and fuel mixture in cylinders to drive pistons, which generates drive torque. An air flow into the engine is regulated by means of a throttle. In spark-ignition engines, the throttle adjusts a throttle area, which increases or decreases the flow of air into the engine. As the throttle area increases, the flow of air into the engine increases. A fuel control system adjusts the rate at which fuel is injected to deliver a desired air / fuel mixture to the cylinders and / or to achieve a desired torque output. Increasing the amount of air and fuel delivered to the cylinders increases the torque output of the engine.

Bei Motoren mit Funkenzündung löst ein Zündfunken die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs aus, das an die Zylinder geliefert wird. Bei Motoren mit Kompressionszündung verbrennt die Kompression in den Zylindern das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das an die Zylinder geliefert wird. Der Zündfunkenzeitpunkt und die Luftströmung können die primären Mechanismen zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Funkenzündung sein, während die Kraftstoffströmung der primäre Mechanismus zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Kompressionszündung sein kann.In spark ignition engines, a spark triggers the combustion of an air / fuel mixture that is delivered to the cylinders. In compression-ignition engines, the compression in the cylinders burns the air-fuel mixture delivered to the cylinders. Spark timing and airflow may be the primary mechanisms for adjusting the torque output of the spark-ignition engines, while fuel flow may be the primary mechanism for adjusting the torque output of the compression-ignition engines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Detektieren einer Störung in einem Ventilaktuator anzugeben, das möglichst zuverlässig arbeitet.The invention is based on the object to provide a method for detecting a fault in a valve actuator, which works as reliably as possible.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der ausführlichen Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen offensichtlich werden. Die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele sind nur zu Darstellungszwecken gedacht.This object is achieved by a method having the features of claim 1.
Further fields of application of the present disclosure will become apparent from the detailed description, the claims, and the drawings. The detailed description and specific examples are intended for purposes of illustration only.

Figurenlistelist of figures

Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 eine Seitenansicht eines beispielhaften Ventiltriebs und eines beispielhaften Ventilhubsensors gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 und 5 Flussdiagramme sind, die beispielhafte Steuerverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellen; und
6 eine Graphik ist, die ein beispielhaftes Ventilhubsignal gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.

The present disclosure will become more fully understood from the detailed description and the accompanying drawings, wherein:

1 FIG. 4 is a functional block diagram of an exemplary engine system according to the principles of the present disclosure; FIG.
2 FIG. 12 is a side view of an exemplary valve train and valve lift sensor in accordance with the principles of the present disclosure; FIG.
3 FIG. 4 is a functional block diagram of an exemplary control system in accordance with the principles of the present disclosure; FIG.
4 and 5 Flowcharts illustrating example control methods in accordance with the principles of the present disclosure; and
6 4 is a graph illustrating an exemplary valve lift signal in accordance with the principles of the present disclosure.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.In the drawings, reference numerals may be reused to identify similar and / or identical elements.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ein Ventiltrieb steuert den Betrieb eines Ventils in einem Motor. In einigen Fällen kann der Ventiltrieb den Betrag steuern, um den das Ventil angehoben wird und der als Ventilhub bezeichnet wird. Ein Ventilhubsensor gibt ein Ventilhubsignal aus, beispielsweise eine Spannungssignal, das den Ventilhub angibt. Der Ventilhub kann basierend auf dem Ventilhubsignal ermittelt werden, und es kann eine Störung in dem Ventiltrieb detektiert werden, wenn der Ventilhub anders ist als erwartet.A valvetrain controls the operation of a valve in an engine. In some cases, the valve train may control the amount by which the valve is raised, referred to as the valve lift. A valve lift sensor outputs a valve lift signal, such as a voltage signal indicating the valve lift. The valve lift may be determined based on the valve lift signal, and a fault in the valve train may be detected when the valve lift is different than expected.

Der Ventilhub kann basierend auf einer einzigen Differenz zwischen einem maximalen Wert des Ventilhubsignals und einem minimalen Wert des Ventilhubsignals ermittelt werden. Das Ermitteln des Ventilhubs auf diese Weise kann jedoch aufgrund eines nicht ausreichenden Signal-Rausch-Verhältnisses, das mit dem Ventilhubsignal verbunden ist, zu Ungenauigkeiten bezüglich des Ventilhubs führen. The valve lift may be determined based on a single difference between a maximum value of the valve lift signal and a minimum value of the valve lift signal. However, determining the valve lift in this manner may result in inaccuracies in the valve lift due to an insufficient signal-to-noise ratio associated with the valve lift signal.

Ungenauigkeiten im Ventilhub können fehlerhafte Detektierungen einer Störung im Ventiltrieb bewirken.Inaccuracies in the valve lift can cause erroneous detections of a fault in the valve train.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ermittelt den Ventilhub basierend auf einem Ventilhubsignal, das durch einen Ventilhubsensor erzeugt wird, beispielsweise basierend auf einem Spannungssignal, und detektiert eine Störung im Ventiltrieb, wenn der Ventilhub anders ist als erwartet. Gemäß einem Beispiel misst das Verfahren den Ventilhub basierend auf einem Verhältnis einer ersten Zeitdauer, für die ein Ventil offen ist, und einer Summe der ersten Zeitdauer und einer zweiten Zeitdauer, für die das Ventil geschlossen ist. Das Ermitteln des Ventilhubs auf diese Weisen kann die Genauigkeit des Ventilhubs trotz des Signal-Rausch-Verhältnisses des Ventilhubsignals verbessern und dadurch fehlerhafte Detektierungen einer Störung im Ventiltrieb verhindern. Zusätzlich kann das Verfahren das Signal-Rausch-Verhältnis des Ventilhubsignals verbessern, indem die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors gelernt wird, wenn das Ventil geschlossen ist, und indem die Ausgangsspannung basierend auf der Lernspannung normiert wird. Beispielsweise kann das Verfahren die Ausgangsspannung mit einem Verhältnis einer nominellen Spannung zu der Lernspannung multiplizieren, um die Ausgangsspannung zu normieren. Obwohl das Verfahren im Zusammenhang mit einem Motor beschrieben wird, kann das Verfahren verwendet werden, um in einem Ventilaktuator, der sich nicht in einem Ventiltrieb eines Motors befindet, den Ventilhub zu messen und eine Störung zu detektieren, beispielsweise in einem Ventilaktuator einer Wasserpumpe.The method according to the present disclosure determines the valve lift based on a valve lift signal generated by a valve lift sensor, for example based on a voltage signal, and detects a fault in the valvetrain if the valve lift is other than expected. In one example, the method measures the valve lift based on a ratio of a first time duration for which a valve is open and a sum of the first time duration and a second time duration for which the valve is closed. Determining the valve lift in these ways can improve the accuracy of the valve lift despite the signal-to-noise ratio of the valve lift signal, thereby preventing erroneous detections of a fault in the valve train. In addition, the method may improve the signal-to-noise ratio of the valve lift signal by learning the output voltage of the valve lift sensor when the valve is closed and normalizing the output voltage based on the learning voltage. For example, the method may multiply the output voltage by a ratio of a nominal voltage to the learning voltage to normalize the output voltage. Although the method is described in the context of an engine, the method may be used to measure the valve lift in a valve actuator that is not in a valve train of an engine and to detect a fault, for example, in a valve actuator of a water pump.

Nun auf 1 Bezug nehmend, umfasst ein Motorsystem 100 einen Motor 102, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Der Betrag des Drehmoments, das durch den Motor 102 erzeugt wird, basiert auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrecht zu erhalten.Now up 1 Referring to, an engine system includes 100 an engine 102 which burns an air / fuel mixture to produce a drive torque for a vehicle. The amount of torque that passes through the engine 102 is based on a driver input from a driver input module 104 , The driver input may be based on a position of an accelerator pedal. The driver input may also be based on cruise control, which may be an adaptive cruise control system that varies vehicle speed to maintain a predetermined following distance.

Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Das Einlasssystem 108 umfasst einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112. Das Drosselventil 112 kann eine Drosselklappe mit einem drehbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.Air is passing through an intake system 108 in the engine 102 admitted. The inlet system 108 includes an intake manifold 110 and a throttle valve 112 , The throttle valve 112 may include a throttle with a rotatable blade. An engine control module (ECM) 114 controls a throttle actuator module 116 , which is the opening of the throttle valve 112 regulates to control the amount of air flowing into the intake manifold 110 is admitted.

Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann einige der Zylinder deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.Air from the intake manifold 110 gets into cylinder of the engine 102 admitted. Although the engine 102 may have a plurality of cylinders is for illustration purposes a single representative cylinder 118 shown. For example only, the engine 102 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 8th . 10 and or 12 Have cylinder. The ECM 114 may deactivate some of the cylinders, which may improve fuel economy under certain engine operating conditions.

Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen.The motor 102 can work using a four-stroke engine cycle. The four strokes described below are referred to as the intake stroke, the compression stroke, the combustion stroke, and the exhaust stroke. During each revolution of a crankshaft (not shown), two of the four strokes occur in the cylinder 118 on. Therefore, two crankshaft revolutions are for the cylinder 118 necessary to go through all four bars.

Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z.B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.During the intake stroke, air is released from the intake manifold 110 through an inlet valve 122 in the cylinder 118 admitted. The ECM 114 controls a fuel actuator module 124 that regulates the fuel injection to achieve a desired air / fuel ratio. Fuel may be in a central location or in multiple locations, such as near the intake valve 122 each of the cylinders, in the intake manifold 110 be injected. In various implementations, the fuel may be injected directly into the cylinders or into mixing chambers associated with the cylinders. The fuel actuator module 124 can stop the injection of fuel into the cylinders, which are disabled.

Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/KraftstoffGemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 zum Erzeugen eines Zündfunkens in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, welche das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.The injected fuel mixes with air and creates an air / fuel mixture in the cylinder 118 , During the compression stroke, a piston (not shown) compresses in the cylinder 118 the air / fuel mixture. The motor 102 may be a compression-ignition engine, in which case the compression in the cylinder 118 the air / fuel mixture ignites. Alternatively, the engine 102 a spark ignition engine, in which case a spark actuator module 126 a spark plug 128 for generating a spark in the cylinder 118 based on a signal from the ECM 114 activated, which ignites the air / fuel mixture. The timing of the spark may be specified relative to the time that the piston is at its uppermost position, referred to as top dead center (TDC).

Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zündfunken-Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition mit der Kurbelwellendrehung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.The spark actuator module 126 may be controlled by a spark timing signal specifying how far before or after TDC the spark is to be generated. Since the piston position is directly related to crankshaft rotation, the operation of the spark actuator module may 126 be synchronized with the crankshaft angle. In various implementations, the spark actuator module may 126 stop the delivery of the spark to the deactivated cylinders.

Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann sogar dann in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis variieren, wenn das Signal für den Zündfunkenzeitpunkt zwischen einem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen, und das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann den Zündfunkenzeitpunkt relativ zu dem TDC für alle Zylinder in dem Motor 102 um denselben Betrag variieren.Generating the spark may be referred to as an ignition event. The spark actuator module 126 may have the ability to change the timing of the spark for each Ignition event to vary. The spark actuator module 126 may even be able to vary the spark timing for a next firing event when the spark timing signal is changed between a last firing event and the next firing event. In various implementations, the engine may 102 have multiple cylinders, and the spark actuator module 126 may determine the spark timing relative to the TDC for all cylinders in the engine 102 vary by the same amount.

Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.During the combustion stroke, combustion of the air / fuel mixture drives the piston down, thereby driving the crankshaft. The combustion stroke may be defined as the time between when the piston reaches TDC and when the piston returns to bottom dead center (BDC). During the exhaust stroke, the piston begins to move up again from the BDC and drives the byproducts of combustion through an exhaust valve 130 out. The by-products of combustion are produced by means of an exhaust system 134 ejected from the vehicle.

Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Das Einlassventil 122 und die Einlassnockenwelle 140 können Teil eines Einlassventiltriebs 144 sein, während das Auslassventil 130 und die Auslassnockenwelle 142 Teil eines Auslassventiltriebs 146 sein können. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.The inlet valve 122 can through an intake camshaft 140 be controlled while the exhaust valve 130 through an exhaust camshaft 142 can be controlled. The inlet valve 122 and the intake camshaft 140 can be part of an intake valve train 144 be while the exhaust valve 130 and the exhaust camshaft 142 Part of an exhaust valve drive 146 could be. In various implementations, multiple intake camshafts (including the intake camshaft 140 ) several intake valves (including the intake valve 122 ) for the cylinder 118 and / or the intake valves (including the intake valve 122 ) several rows of cylinders (including the cylinder 118 ) control. Similarly, multiple exhaust camshafts (including the exhaust camshaft 142 ) several exhaust valves for the cylinder 118 and / or the exhaust valves (including the exhaust valve 130 ) for several rows of cylinders (including the cylinder 118 ) control.

Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Ventil-Aktuatormodul 158 kann den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub ebenso durch das Ventil-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.The time to which the inlet valve 122 can be opened by an intake cam phaser 148 can be varied relative to the piston TDC. The time to which the exhaust valve 130 can be opened by an outlet cam phaser 150 can be varied relative to the piston TDC. A valve actuator module 158 may be the intake and exhaust cam phasers 148 and 150 based on signals from the ECM 114 control. When implemented, variable valve lift may also be provided by the valve actuator module 158 being controlled.

Das Ventil-Aktuatormodul 158 kann den Einlass- und den Auslassventiltrieb 144 und 146 zwischen einem ersten Hubzustand und einem zweiten Hubzustand umschalten. Der Einlass- und der Auslassventiltrieb 144 und 146 können das Einlass- und das Auslassventil 122 und 130 um einen ersten Betrag anheben, wenn sie in dem ersten Hubzustand betrieben werden. Der Einlass- und der Auslassventiltrieb 144 und 146 können das Einlass- und Auslassventil 122 und 130 um einen zweiten Betrag anheben, der größer als der erste Betrag ist, wenn sie in dem zweiten Hubzustand betrieben werden.The valve actuator module 158 can control the intake and exhaust valve train 144 and 146 toggle between a first lift state and a second lift state. The intake and exhaust valve train 144 and 146 can the inlet and the exhaust valve 122 and 130 by a first amount when operated in the first lift state. The intake and exhaust valve train 144 and 146 can the inlet and outlet valve 122 and 130 by a second amount greater than the first amount when operating in the second lift state.

Das Ventil-Aktuatormodul 158 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 abgeschaltet wird. Das Ventil-Aktuatormodul 158 kann das Öffnen des Einlassventils 122 abschalten, indem das Einlassventil 122 von der Einlassnockenwelle 140 entkoppelt wird. Auf ähnliche Weise kann das Ventil-Aktuatormodul 158 das Öffnen des Auslassventils 130 abschalten, indem das Auslassventil 130 von der Auslassnockenwelle 142 abgekoppelt wird. Gemäß verschiedenen Implementierungen kann das Ventil-Aktuatormodul 158 das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 unter Verwendung von anderen Einrichtungen als Nockenwellen steuern, wie beispielsweise unter der Verwendung von elektromagnetischen oder elektrohydraulischen Aktuatoren.The valve actuator module 158 can the cylinder 118 Disable by opening the inlet valve 122 and / or the exhaust valve 130 is switched off. The valve actuator module 158 may be opening the inlet valve 122 shut off by the inlet valve 122 from the intake camshaft 140 is decoupled. Similarly, the valve actuator module 158 opening the exhaust valve 130 shut off by the exhaust valve 130 from the exhaust camshaft 142 is decoupled. According to various implementations, the valve actuator module 158 the inlet valve 122 and / or the exhaust valve 130 control using devices other than camshafts, such as using electromagnetic or electro-hydraulic actuators.

Der Hub des Einlassventils 122 kann unter Verwendung eines Einlassventilhubsensors 160 gemessen werden, während der Hub des Auslassventils 130 unter Verwendung eines Auslassventilhubsensors 162 gemessen werden kann. Der Einlassventilhubsensor 160 kann ein Einlassventilhubsignal (IVL-Signal) 164 ausgeben, das den Einlassventilhub angibt, während der Auslassventilhubsensor 162 ein Auslassventilhubsignal (EVL-Signal) 166 ausgeben kann, das den Auslassventilhub angibt. Das Einlass- und das Auslassventilhubsignal 164 und 166 können Spannungssignale sein.The stroke of the inlet valve 122 can be done using an intake valve lift sensor 160 be measured during the stroke of the exhaust valve 130 using an exhaust valve lift sensor 162 can be measured. The intake valve lift sensor 160 may be an intake valve lift signal (IVL signal) 164 outputting the intake valve lift while the exhaust valve lift sensor 162 an exhaust valve lift signal (EVL signal) 166 which indicates the exhaust valve lift. The intake and exhaust valve lift signals 164 and 166 can be voltage signals.

Die Position der Kurbelwelle kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors (CKP-Sensors) 180 gemessen werden. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt). Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, das die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist.The position of the crankshaft can be determined using a crankshaft position sensor (CKP sensor) 180 be measured. The temperature of the engine coolant may be determined using an engine coolant temperature (ECT) sensor. 182 be measured. The ECT sensor 182 can in the engine 102 or at other locations where the coolant circulates, such as in a radiator (not shown). The pressure in the intake manifold 110 can be measured using a manifold absolute pressure (MAP) sensor 184 be measured. In various implementations, an engine vacuum may be measured that is the difference between the ambient air pressure and the pressure in the intake manifold 110 is.

Die Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 angesaugt wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. The mass air flow rate in the intake manifold 110 can be measured using an air mass flow sensor (MAF sensor) 186 be measured. In various implementations, the MAF sensor 186 be arranged in a housing, which is also the throttle valve 112 includes. The throttle actuator module 116 can the position of the throttle valve 112 using one or more throttle position sensors (TPS) 190 monitor. The ambient temperature of the air in the engine 102 can be aspirated using an inlet air temperature sensor (IAT sensor) 192 be measured.

Das ECM 114 verwendet Signale von den Sensoren, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen und um eine Störung in dem Einlass- und dem Auslassventiltrieb 144 und 146 zu detektieren. Das ECM 114 kann einen Wartungsindikator 194 aktivieren, wenn eine Störung in dem Einlass- oder dem Auslassventiltrieb 144 oder 146 detektiert wird. Wenn er aktiviert wird, gibt der Wartungsindikator 194 unter Verwendung einer sichtbaren Nachricht (z.B. eine Textes, einer Leuchte und/oder eines Symbols), einer hörbaren Nachricht (z.B. eines Tons) und/oder einer fühlbaren Nachricht (z.B. einer Vibration) an, dass eine Wartung erforderlich ist.The ECM 114 uses signals from the sensors to make control decisions for the engine system 100 and a disturbance in the intake and exhaust valve train 144 and 146 to detect. The ECM 114 can be a maintenance indicator 194 activate when a fault in the intake or exhaust valve train 144 or 146 is detected. When activated, the maintenance indicator indicates 194 using a visible message (eg, a text, a light, and / or a symbol), an audible message (eg, a sound), and / or a tactile message (eg, a vibration) that maintenance is required.

Nun auf 2 Bezug nehmend, sind beispielhafte Implementierungen des Einlassventiltriebs 144 und des Einlassventilsubsensors 160 dargestellt. Obgleich lediglich der Einlassventiltrieb 144 und Einlassventilhubsensor 160 gezeigt sind, können der Auslassventiltrieb 146 und der Auslassventilhubsensor 162 ähnlich sein. Der Einlassventiltrieb 144 umfasst das Einlassventil 122, die Einlassnockenwelle 140 (1), einen Kipphebel 202, eine Ventilfeder 204 und eine Federhalterung 206. Wenn ein Nocken an der Einlassnockenwelle 140 mit dem Kipphebel 202 in Eingriff gelangt, bewegt der Kipphebel 202 das Einlassventil 122 in eine Richtung A, und er öffnet dadurch das Einlassventil 122. Wenn der Nocken außer Eingriff des Kipphebels 202 gelangt, ist die Ventilfeder 204 an der Federhalterung 206 vorgespannt, um das Einlassventil 122 in eine Richtung B zu bewegen und um dadurch das Einlassventil 122 zu schließen.Now up 2 Referring to Figure 1, exemplary implementations of the intake valve train are illustrated 144 and the intake valve sub sensor 160 shown. Although only the intake valve train 144 and intake valve lift sensor 160 can be shown, the exhaust valve drive 146 and the exhaust valve lift sensor 162 be similar to. The intake valve drive 144 includes the inlet valve 122 , the intake camshaft 140 ( 1 ), a rocker arm 202 , a valve spring 204 and a spring holder 206 , If a cam on the intake camshaft 140 with the rocker arm 202 engages, moves the rocker arm 202 the inlet valve 122 in a direction A, and thereby opens the inlet valve 122 , When the cam is out of engagement of the rocker arm 202 passes, is the valve spring 204 on the spring holder 206 biased to the inlet valve 122 to move in a direction B and thereby the inlet valve 122 close.

Der Einlassventilhubsensor 160 kann einen Halleffektsensor und einen Magnet umfassen. Der Halleffektsensor kann eine Spannung in Ansprechen auf ein Magnetfeld, das durch den Magnet erzeugt wird, und/oder in Ansprechen auf eine Veränderung in dem Magnetfeld ausgeben. Die Ausgangsspannung des Halleffektsensors kann das Einlassventilhubsignal 164 bilden. Der Halleffektsensor kann in der Nähe des Magneten und der Federhalterung 206 angeordnet sein, so dass sich die Stärke des Magnetfeldes ändert, wenn das Einlassventil 122 öffnet. Die Änderung in der Magnetfeldstärke verändert die Ausgangsspannung des Halleffektsensors.The intake valve lift sensor 160 may include a Hall effect sensor and a magnet. The Hall effect sensor may output a voltage in response to a magnetic field generated by the magnet and / or in response to a change in the magnetic field. The output voltage of the Hall effect sensor may be the intake valve lift signal 164 form. The Hall effect sensor can be near the magnet and spring retainer 206 be arranged so that the strength of the magnetic field changes when the inlet valve 122 opens. The change in the magnetic field strength changes the output voltage of the Hall effect sensor.

Das ECM 114 (1) ermittelt den Einlassventilhub basierend auf dem Einlassventilhubsignal 164. Das ECM 114 kann den Einlassventilhub mit einem Ventilhubbereich vergleichen und eine Störung in dem Einlassventiltrieb 144 detektieren, wenn sich der Einlassventilhub außerhalb des Ventilhubbereichs befindet. Der Ventilhubbereich kann basierend auf einer Ventilhubanweisung ermittelt werden, die von dem ECM 114 an das Ventil-Aktuatormodul 158 gesendet wird. Das ECM 114 kann auf eine ähnliche Weise den Auslassventilhub ermitteln und eine Störung in dem Auslassventiltrieb 146 detektieren.The ECM 114 ( 1 ) determines the intake valve lift based on the intake valve lift signal 164 , The ECM 114 may compare the intake valve lift with a valve lift range and a fault in the intake valve train 144 detect when the intake valve lift is outside the valve lift range. The valve lift range may be determined based on a valve lift instruction provided by the ECM 114 to the valve actuator module 158 is sent. The ECM 114 may determine the exhaust valve lift in a similar manner and a fault in the exhaust valve train 146 detect.

Nun auf 3 Bezug nehmend, umfasst eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 ein Sensorspannungs-Ermittlungsmodul 302. Das Sensorspannungs-Ermittlungsmodul 302 ermittelt oder lernt die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160, wenn das Einlassventil 122 geschlossen ist. Das Sensorspannungs-Ermittlungsmodul 302 ermittelt oder lernt auch die Ausgangsspannung des Auslassventilhubsensors 162, wenn das Auslassventil 130 geschlossen ist.Now up 3 Referring to, an exemplary implementation of the ECM includes 114 a sensor voltage determination module 302 , The sensor voltage determination module 302 determines or learns the output voltage of the intake valve lift sensor 160 when the inlet valve 122 closed is. The sensor voltage determination module 302 also determines or learns the output voltage of the exhaust valve lift sensor 162 when the exhaust valve 130 closed is.

Gemäß einem Beispiel erfasst das Sensorspannungs-Ermittlungsmodul 302 Abtastwerte des Einlassventilhubsignals 164 über eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. 2 Sekunden). Der Wert des Einlassventilhubsignals 164 kann zunehmen, wenn das Einlassventil 122 schließt. Daher kann das Sensorspannungs-Ermittlungsmodul 302 die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 basierend auf (einem Mittelwert) einer vorbestimmten Anzahl (z.B. 50) der Abtastwerte lernen, die größer als alle anderen Abtastwerte sind. Um das Rauschen in den Abtastwerten zu vermeiden, kann das Sensorspannungs-Ermittlungsmodul 302 einen vorbestimmten Prozentanteil (z.B.10 Prozent) der vorbestimmten Anzahl der Abtastwerte verwerfen, die größer als der Rest der vorbestimmten Anzahl der Abtastwerte sind. Das Sensorspannungs-Ermittlungsmodul 302 kann die Ausgangsspannung des Auslassventilhubsensors 162 auf eine ähnliche Weise lernen.According to one example, the sensor voltage determination module detects 302 Sample values of the intake valve lift signal 164 over a predetermined period of time (eg 2 seconds). The value of the intake valve lift signal 164 may increase when the inlet valve 122 closes. Therefore, the sensor voltage determination module 302 the output voltage of the intake valve lift sensor 160 learn based on (a mean) of a predetermined number (eg, 50) of samples greater than all other samples. To avoid the noise in the samples, the sensor voltage determination module may 302 discard a predetermined percentage (eg, 10 percent) of the predetermined number of samples that are greater than the remainder of the predetermined number of samples. The sensor voltage determination module 302 can the output voltage of the Auslassventilhubsensors 162 learn in a similar way.

Ein Sensorspannungs-Normierungsmodul 304 normiert die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 basierend auf der gelernten Spannung bei der geschlossenen Position des Einlassventils 122. Das Sensorspannungs-Normierungsmodul 304 kann die Ausgangsspannung des Auslassventilhubsensors 162 auf eine ähnliche Weise normieren. Das Normieren der Ausgangsspannungen des Einlass- und des Auslassventilhubsensors 160 und 162 kompensiert die Schwankung im Einlass- und Auslassventilhubsignal 164 und 166, welche beispielsweise durch einen Sensorluftspalt und/oder eine Schwankung von Sensor zu Sensor hervorgerufen wird.A sensor voltage standardization module 304 normalizes the output voltage of the intake valve lift sensor 160 based on the learned voltage at the closed position of the intake valve 122 , The sensor voltage standardization module 304 can the output voltage of the Auslassventilhubsensors 162 normalize in a similar way. Normalizing the output voltages of the intake and exhaust valve lift sensors 160 and 162 compensates for the fluctuation in the intake and exhaust valve lift signal 164 and 166 , which for example by a sensor air gap and / or a fluctuation from sensor to sensor is caused.

Das Sensorspannungs-Normierungsmodul 304 kann die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 basierend auf einem Verhältnis einer vorbestimmten Spannung (z.B. 4,5 Volt) zu der gelernten Spannung normieren. Beispielsweise kann das Sensorspannungs-Normierungsmodul 304 die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 mit dem Verhältnis der vorbestimmten Spannung zu der gelernten Spannung multiplizieren, um die Ausgangsspannung zu normieren. Die vorbestimmte Spannung kann die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 sein, wenn alle Komponenten des Einlassventiltriebs 144 und des Einlassventilhubsensors 160 nominell sind (wenn sie beispielsweise gemäß einer Konstruktionsvorschrift hergestellt sind).The sensor voltage standardization module 304 may be the output voltage of the intake valve lift sensor 160 normalize based on a ratio of a predetermined voltage (eg, 4.5 volts) to the learned voltage. For example, the sensor voltage normalization module 304 the output voltage of the intake valve lift sensor 160 with the ratio of the predetermined voltage to the learned voltage to normalize the output voltage. The predetermined voltage may be the output voltage of the intake valve lift sensor 160 be when all components of the intake valve train 144 and the intake valve lift sensor 160 are nominal (if, for example, they are made according to a design specification).

Ein Ventilhubermittlungsmodul 306 ermittelt den Einlass- und den Auslassventilhub basierend auf den normierten Ausgangsspannungen des Einlass- bzw. des Auslassventilhubsensors 160 bzw. 162. Erfindungsgemäß ermittelt das Ventilhubermittlungsmodul 306 ein Einlassventilhub basierend auf einem Verhältnis einer ersten Zeitdauer, für die das Einlassventil 122 offen ist, zu einer Summe der ersten Zeitdauer und einer zweiten Zeitdauer, für das Einlassventil 122 geschlossen ist. Die erste Zeitdauer kann beginnen, wenn das Einlassventil 122 zu öffnen beginnt, und sie kann enden, wenn das Einlassventil 122 geschlossen ist. Die zweite Zeitdauer kann beginnen, wenn das Einlassventil 122 anfänglich geschlossen ist, und sie kann enden, wenn das Einlassventil 122 zu öffnen beginnt.A valve switching module 306 determines the intake and exhaust valve lift based on the normalized output voltages of the intake and exhaust valve lift sensors, respectively 160 or. 162 , According to the invention determines the Ventilhubermittlungsmodul 306 an intake valve lift based on a ratio of a first time duration for which the intake valve 122 is open to a sum of the first time period and a second time duration, for the inlet valve 122 closed is. The first period of time may begin when the inlet valve 122 begins to open, and it may end when the inlet valve 122 closed is. The second period of time may begin when the inlet valve 122 initially closed, and it may end when the inlet valve 122 begins to open.

Das Ventilhubermittlungsmodul 306 kann die erste Zeitdauer basierend auf einer Anzahl von Abtastwerten, die anhand des Einlassventilhubsignals 164 erfasst werden, während das Einlassventil 122 offen ist, und basierend auf einer entsprechenden Abtastrate (z.B. 27 Mikrosekunden (µs)) ermitteln. Beispielsweise kann das Ventilhubermittlungsmodul 306 die Anzahl der erfassten Abtastwerte mit der Abtastrate multiplizieren, um die erste Zeitdauer zu erhalten. Das Ventilhubermittlungsmodul 306 kann die zweite Zeitdauer basierend auf einer Anzahl von Abtastwerten, die anhand des Ventilhubsignals erfasst werden, während das Ventil geschlossen ist, und basierend auf der Abtastrate ermitteln. Beispielsweise kann das Ventilhubermittlungsmodul 306 die Anzahl der erfassten Abtastwerte mit der Abtastrate multiplizieren, um die zweite Zeitdauer zu erhalten.The Ventilhubermittlungsmodul 306 The first time period may be based on a number of samples based on the intake valve lift signal 164 be detected while the inlet valve 122 open, and based on a corresponding sampling rate (eg 27 microseconds (μs)). For example, the Ventilhubermittlungsmodul 306 multiply the number of sampled samples by the sampling rate to obtain the first time duration. The Ventilhubermittlungsmodul 306 For example, the second time period may be determined based on a number of samples acquired based on the valve lift signal while the valve is closed and based on the sampling rate. For example, the Ventilhubermittlungsmodul 306 multiply the number of sampled samples by the sampling rate to obtain the second time duration.

Das Ventilhubermittlungsmodul 306 kann ermitteln, dass das Einlassventil 122 offen ist, wenn die normierte Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 kleiner als ein erster Schwellenwert ist. Das Ventilhubermittlungsmodul 306 kann ermitteln, dass das Einlassventil 122 geschlossen ist, wenn die normierte Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 größer als ein zweiter Schwellenwert ist. Der erste Schwellenwert kann ein erster vorbestimmter Prozentanteil (z.B. 80 Prozent) der gelernten Spannung sein, und der zweite Schwellenwert kann ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil (z.B. 85 Prozent) der gelernten Spannung sein. Der zweite vorbestimmte Prozentanteil kann größer als der erste vorbestimmte Prozentanteil sein.The Ventilhubermittlungsmodul 306 can determine that the inlet valve 122 is open when the normalized output voltage of the intake valve lift sensor 160 is less than a first threshold. The Ventilhubermittlungsmodul 306 can determine that the inlet valve 122 is closed when the normalized output voltage of the intake valve lift sensor 160 is greater than a second threshold. The first threshold may be a first predetermined percentage (eg, 80 percent) of the learned voltage, and the second threshold may be a second predetermined percentage (eg, 85 percent) of the learned voltage. The second predetermined percentage may be greater than the first predetermined percentage.

Das Ventilhubermittlungsmodul 306 kann das Verhältnis der ersten Zeitdauer zu der Summe der ersten Zeitdauer und der zweiten Zeitdauer in einen Prozentanteil umwandeln und den Einlassventilhub basierend auf dem Prozentanteil ermitteln. Beispielsweise kann Ventilhubermittlungsmodul 306 den Einlassventilhub basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Prozentanteil und dem Einlassventilhub ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder in einer Gleichung verkörpert sein.The Ventilhubermittlungsmodul 306 may convert the ratio of the first time period to the sum of the first time period and the second time duration into a percentage and determine the intake valve lift based on the percentage. For example, Ventilhubermittlungsmodul 306 determine the intake valve lift based on a predetermined relationship between the percentage and the intake valve lift. The predetermined relationship may be embodied in a look-up table and / or in an equation.

Gemäß einer nicht beanspruchten Ausführungsform kann das Ventilhubermittlungsmodul 306 Abtastwerte der normierten Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors 160 erfassen, wenn das Einlassventil 122 offen ist, und den Einlassventilhub basierend auf den erfassten Abtastwerten ermitteln. Das Ventilhubermittlungsmodul 306 kann den Ventilhub basierend auf einer Summe der Differenzen zwischen den abgetasteten Spannungen und der gelernten Spannung ermitteln. Beispielsweise kann das Ventilhubermittlungsmodul 306 den Einlassventilhub basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Summe der Differenzen und dem Einlassventilhub ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder in einer Gleichung verkörpert werden.According to an embodiment not claimed, the valve switching module 306 Samples of the normalized output voltage of the intake valve lift sensor 160 detect when the inlet valve 122 is open, and determine the intake valve lift based on the acquired samples. The Ventilhubermittlungsmodul 306 can determine the valve lift based on a sum of the differences between the sampled voltages and the learned voltage. For example, the Ventilhubermittlungsmodul 306 determine the intake valve lift based on a predetermined relationship between the sum of the differences and the intake valve lift. The predetermined relationship may be embodied in a look-up table and / or in an equation.

Ein Störungsdetektionsmodul 308 detektiert eine Störung in dem Einlass- und dem Auslassventiltrieb 144 und 146 basierend auf dem Einlass- bzw. dem Auslassventilhub. Gemäß einem Beispiel detektiert das Störungsdetektionsmodul 308 eine Störung in dem Einlassventiltrieb 144, wenn der Einlassventilhub außerhalb eines Ventilhubbereichs liegt, der einen maximalen Ventilhub und/oder einen minimalen Ventilhub umfassen kann. Das Störungsdetektionsmodul 308 kann den Ventilhubbereich basierend auf einer Einlassventilhubanweisung ermitteln, die von einem Ventilsteuermodul 310 an das Ventil-Aktuatormodul 158 gesendet wird, um den Einlassventilhub zu steuern. Das Störungsdetektionsmodul 308 kann eine Störung in dem Einlassventiltrieb 144 detektieren, wenn der Einlassventilhub größer als der maximale Ventilhub und/oder kleiner als der minimale Ventilhub ist.A fault detection module 308 detects a disturbance in the intake and exhaust valve train 144 and 146 based on the intake and exhaust valve lift, respectively. According to one example, the fault detection module detects 308 a disturbance in the intake valve train 144 when the intake valve lift is outside of a valve lift range that may include a maximum valve lift and / or a minimum valve lift. The fault detection module 308 may determine the valve lift range based on an intake valve lift instruction received from a valve control module 310 to the valve actuator module 158 is sent to control the intake valve lift. The fault detection module 308 may be a disturbance in the intake valve train 144 detect when the intake valve lift is greater than the maximum valve lift and / or less than the minimum valve lift.

Das Störungsdetektionsmodul 308 kann eine Störung in dem Einlass- und dem Auslassventiltrieb 144 und 146 basierend auf einem oder mehreren Parametern detektieren, die verwendet werden können, um den Einlass- bzw. den Auslassventilhub zu ermitteln. Gemäß einem Beispiel kann das Störungsdetektionsmodul 308 eine Störung in dem Einlassventiltrieb 144 basierend auf der Summe der Differenzen zwischen den abgetasteten Spannungen und den gelernten Spannungen detektieren. Gemäß einem anderen Beispiel kann das Störungsdetektionsmodul 308 eine Störung in dem Einlassventiltrieb 144 basierend auf dem Verhältnis der ersten Zeitdauer, für die das Einlassventil 122 offen ist, zu der Summe der ersten Zeitdauer und der zweiten Zeitdauer, für die das Einlassventil 122 geschlossen ist, detektieren.The fault detection module 308 may cause a disturbance in the intake and exhaust valve train 144 and 146 detect based on one or more parameters that can be used to determine the intake and the exhaust valve lift. According to one example, the fault detection module 308 a disturbance in the intake valve train 144 detect based on the sum of the differences between the sampled voltages and the learned voltages. As another example, the fault detection module 308 a disturbance in the intake valve train 144 based on the ratio of the first time period for which the intake valve 122 is open to the sum of the first time period and the second time duration for which the inlet valve 122 is closed, detect.

Zusätzlich oder alternativ kann das Störungsdetektionsmodul 308 eine Störung in dem Einlass- und dem Auslassventiltrieb 144 und 146 basierend auf dem Prozentanteil detektieren, der dem Verhältnis der ersten Zeitdauer zu der Summe der ersten Zeitdauer und der zweiten Zeitdauer entspricht. Beispielsweise kann der Prozentanteil normalerweise ein erster Prozentanteil sein (z.B. 27 Prozent), wenn der Einlassventiltrieb 144 in dem ersten Hubzustand betrieben wird, und der Prozentanteil kann normalerweise ein zweiter Prozentanteil sein (z.B. 35 Prozent), wenn der Einlassventiltrieb 144 in dem zweiten Hubzustand betrieben wird. Daher kann das Störungsdetektionsmodul 308 einen Schwellenwert zum Detektieren einer Störung in dem Einlassventiltrieb 144 gleich einem vorbestimmten Prozentanteil zwischen dem ersten und dem zweiten Prozentanteil setzen (z.B. gleich 31 Prozent). Das Störungsdetektionsmodul 308 kann wiederum eine Störung in dem Einlassventiltrieb 144 detektieren, wenn der Einlassventiltrieb 144 in dem ersten Hubzustand betrieben wird und der Prozentanteil, der dem Verhältnis entspricht, größer als der vorbestimmte Prozentanteil ist. Umgekehrt kann das Störungsdetektionsmodul 308 eine Störung in dem Einlassventiltrieb 144 detektieren, wenn der Einlassventiltrieb 144 in dem zweiten Hubzustand betrieben wird und der Prozentanteil, der dem Verhältnis entspricht, kleiner als der vorbestimmte Prozentanteil ist. Das Störungsdetektionsmodul 308 kann eine Störung in dem Auslassventiltrieb 146 auf eine ähnliche Weise detektieren.Additionally or alternatively, the fault detection module 308 a disturbance in the intake and exhaust valve train 144 and 146 based on the percentage corresponding to the ratio of the first time period to the sum of the first time period and the second time duration. For example, the percentage may normally be a first percentage (eg, 27 percent) when the intake valve train 144 is operated in the first lift state and the percentage may normally be a second percentage (eg, 35 percent) when the intake valve drive 144 is operated in the second stroke state. Therefore, the fault detection module 308 a threshold for detecting a fault in the intake valve train 144 set equal to a predetermined percentage between the first and the second percentage (eg equal to 31 percent). The fault detection module 308 again may cause a disturbance in the intake valve train 144 detect when the intake valve train 144 is operated in the first stroke state and the percentage corresponding to the ratio is greater than the predetermined percentage. Conversely, the fault detection module 308 a disturbance in the intake valve train 144 detect when the intake valve train 144 is operated in the second stroke state and the percentage corresponding to the ratio is smaller than the predetermined percentage. The fault detection module 308 may cause a malfunction in the exhaust valve train 146 in a similar way.

Das Störungsdetektionsmodul 308 kann den Wartungsindikator 194 aktivieren, wenn das Störungsdetektionsmodul 308 eine Störung in dem Einlass- oder dem Auslassventiltrieb 144 oder 146 detektiert. Zusätzlich kann das Störungsdetektionsmodul 308 einen Diagnosefehlercode (DTC) setzen und/oder ein Signal erzeugen, das angibt, wann das Störungsdetektionsmodul 308 eine Störung in dem Einlass- oder dem Auslassventiltrieb 144 oder 146 detektiert.The fault detection module 308 can the maintenance indicator 194 activate when the fault detection module 308 a disturbance in the intake or exhaust valve train 144 or 146 detected. In addition, the fault detection module 308 Set a diagnostic error code (DTC) and / or generate a signal indicating when the fault detection module 308 a disturbance in the intake or exhaust valve train 144 or 146 detected.

Das Ventilsteuermodul 310 gibt einen gewünschten Ventilhub an das Ventil-Aktuatormodul 158 aus, welcher einen gewünschten Hubzustand angibt. Ein Drosselsteuermodul 312 sendet ein Signal an das Drossel-Aktuatormodul 116, das eine gewünschte Drosselfläche angibt. Ein Kraftstoffsteuermodul 314 sendet ein Signal an das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das eine gewünschte zeitliche Einstellung für die Kraftstoffeinspritzung und/oder eine gewünschte Menge für die Kraftstoffeinspritzung angibt. Ein Zündfunkensteuermodul 316 sendet ein Signal an das Zündfunken-Aktuatormodul 126, das einen gewünschten Zündfunkenzeitpunkt angibt.The valve control module 310 gives a desired valve lift to the valve actuator module 158 off, which indicates a desired Hubzustand. A throttle control module 312 sends a signal to the throttle actuator module 116 indicating a desired throttle area. A fuel control module 314 sends a signal to the fuel actuator module 124 indicative of a desired timing for fuel injection and / or a desired amount of fuel injection. A spark control module 316 sends a signal to the spark actuator module 126 indicating a desired spark timing.

Das Ventilsteuermodul 310, das Drosselsteuermodul 312, das Kraftstoffsteuermodul 314 und/oder das Zündfunkensteuermodul 316 können eine oder mehrere Abhilfemaßnahmen ergreifen, wenn eine Störung in dem Einlass- oder dem Auslassventiltrieb 144 oder 146 detektiert wird. Gemäß einem Beispiel setzt das Ventilsteuermodul 310 den gewünschten Hubzustand auf einen Standard-Hubzustand, wie beispielsweise den zweiten Hubzustand. Gemäß einem anderen Beispiel können das Drosselsteuermodul 312, das Kraftstoffsteuermodul 314 und das Zündfunkensteuermodul 316 die Einlassluftströmung, die Kraftstoffzufuhr und die Zündfunkenerzeugung anpassen, um die Motordrehzahl und/oder die Drehmomentausgabe des Motors 102 zu begrenzen.The valve control module 310 , the throttle control module 312 , the fuel control module 314 and / or the spark control module 316 may take one or more remedial action if a fault in the intake or exhaust valve train 144 or 146 is detected. In one example, the valve control module is set 310 the desired lift state to a standard lift state, such as the second lift state. As another example, the throttle control module may 312 , the fuel control module 314 and the spark control module 316 Adjust intake airflow, fueling, and spark generation to match the engine speed and / or torque output of the engine 102 to limit.

Nun auf 4 Bezug nehmend, beginnt bei 402 ein erstes Verfahren zum Messen eines Ventilhubs und zum Detektieren einer Störung in einem Ventiltrieb basierend auf dem Ventilhub. Bei 404 ermittelt oder lernt das Verfahren die Ausgangsspannung eines Ventilhubsensors, wenn ein Ventil geschlossen ist. Beispielsweise kann das Verfahren Abtastwerte der Ausgangsspannung des Ventilhubsensors über eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. 2 Sekunden) erfassen. Die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors kann zunehmen, wenn das Ventil schließt. Daher kann das Verfahren die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors basierend auf (einem Mittelwert) einer vorbestimmten Anzahl (z.B. 50) der Abtastwerte lernen, die größer als alle anderen Abtastwerte sind.Now up 4 Referring to, starts at 402 a first method for measuring a valve lift and for detecting a fault in a valve train based on the valve lift. at 404 The method determines or learns the output voltage of a valve lift sensor when a valve is closed. For example, the method may detect samples of the output voltage of the valve lift sensor over a predetermined period of time (eg, 2 seconds). The output voltage of the valve lift sensor may increase as the valve closes. Therefore, the method may learn the output voltage of the valve lift sensor based on (a mean) of a predetermined number (eg, 50) of the samples that are greater than all other samples.

Bei 406 ermittelt das Verfahren einen ersten Schwellenwert zum Ermitteln, wann das Ventil offen ist, und einen zweiten Schwellenwert zum Ermitteln, wann das Ventil geschlossen ist. Der erste Schwellenwert kann ein erster vorbestimmter Prozentanteil (z.B. 80 Prozent) der gelernten Spannung sein, und der zweite Schwellenwert kann ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil (z.B. 85 Prozent) der gelernten Spannung sein. Der zweite vorbestimmte Prozentanteil kann größer als der erste vorbestimmte Prozentanteil sein.at 406 the method determines a first threshold for determining when the valve is open and a second threshold for determining when the valve is closed. The first threshold may be a first predetermined percentage (eg, 80 percent) of the learned voltage, and the second threshold may be a second predetermined percentage (eg, 85 percent) of the learned voltage. The second predetermined percentage may be greater than the first predetermined percentage.

Bei 408 normiert das Verfahren die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors. Das Verfahren kann die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors basierend auf einem Verhältnis einer vorbestimmten Spannung (z.B. 4,5 Volt) zu der gelernten Spannung normieren. Beispielsweise kann das Verfahren die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors mit dem Verhältnis der vorbestimmten Spannung zu der gelernten Spannung multiplizieren, um die Ausgangsspannung zu normieren. Die vorbestimmte Spannung kann die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors sein, wenn alle Komponenten des Ventiltriebs und des Ventilhubsensors nominell sind. Das Verfahren kann die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors einmal pro Einschaltzyklus oder mehrere Male pro Einschaltzyklus lernen und normieren. at 408 The procedure normalizes the output voltage of the valve lift sensor. The method may normalize the output voltage of the valve lift sensor based on a ratio of a predetermined voltage (eg, 4.5 volts) to the learned voltage. For example, the method may multiply the output voltage of the intake valve lift sensor by the ratio of the predetermined voltage to the learned voltage to normalize the output voltage. The predetermined voltage may be the output voltage of the valve lift sensor when all components of the valvetrain and the valve lift sensor are nominal. The method may learn and normalize the output voltage of the valve lift sensor once per duty cycle or several times per duty cycle.

Ein Einschaltzyklus beginnt, wenn ein Zündschalter von einer ausgeschalteten Position in eine Betriebsposition umgeschaltet wird, und er endet, wenn der Zündschalter von der Betriebsposition in die ausgeschaltete Position umgeschaltet wird.A turn-on cycle begins when an ignition switch is switched from an off position to an operating position and ends when the ignition switch is switched from the operating position to the off position.

Bei 410 ermittelt das Verfahren, ob das Ventil offen ist. Das Verfahren kann ermitteln, dass das Ventil offen ist, wenn die normierte Ausgangsspannung des Ventilhubsensors kleiner als der erste Schwellenwert ist. Wenn das Ventil offen ist, fährt das Verfahren bei 412 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 414 fort.at 410 the procedure determines if the valve is open. The method may determine that the valve is open when the normalized output voltage of the valve lift sensor is less than the first threshold. If the valve is open, the procedure continues 412 continued. Otherwise, the procedure continues 414 continued.

Bei 412 ermittelt das Verfahren eine erste Zeitdauer, für die das Ventil offen ist. Die erste Zeitdauer kann beginnen, wenn das Ventil zu öffnen beginnt, und sie kann enden, wenn das Ventil geschlossen ist. Das Verfahren kann die erste Zeitdauer basierend auf einer Anzahl von Abtastwerten, die anhand des Ventilhubsignals erfasst werden, während das Ventil offen ist, und basierend auf einer entsprechenden Abtastrate (z.B. 27 µs) ermitteln. Beispielsweise kann das Verfahren die Anzahl der erfassten Abtastwerte mit der Abtastrate multiplizieren, um die erste Zeitdauer zu erhalten.at 412 the method determines a first time duration for which the valve is open. The first time period may begin when the valve starts to open and may end when the valve is closed. The method may determine the first time duration based on a number of samples acquired from the valve lift signal while the valve is open and based on a corresponding sampling rate (eg, 27 μs). For example, the method may multiply the number of acquired samples by the sampling rate to obtain the first time duration.

Bei 414 ermittelt das Verfahren eine zweite Zeitdauer, für die das Ventil geschlossen ist. Die zweite Zeitdauer kann beginnen, wenn das Einlassventil 122 anfänglich geschlossen ist, und sie kann enden, wenn das Einlassventil 122 zu öffnen beginnt. Das Verfahren kann die zweite Zeitdauer basierend auf einer Anzahl von Abtastwerten, die anhand des Ventilhubsignals erfasst werden, während das Ventil geschlossen ist, und basierend auf der Abtastrate ermitteln. Beispielsweise kann das Verfahren die Anzahl der erfassten Abtastwerte mit der Abtastrate multiplizieren, um die zweite Zeitdauer zu erhalten.at 414 the method determines a second time duration for which the valve is closed. The second period of time may begin when the inlet valve 122 initially closed, and it may end when the inlet valve 122 begins to open. The method may determine the second time period based on a number of samples acquired based on the valve lift signal while the valve is closed and based on the sampling rate. For example, the method may multiply the number of acquired samples by the sampling rate to obtain the second time duration.

Bei 416 ermittelt das Verfahren, ob das Ventil geschlossen ist. Das Verfahren kann ermitteln, dass das Ventil geschlossen ist, wenn die normierte Ausgangsspannung des Ventilhubsensors größer als der zweite Schwellenwert ist. Wenn das Ventil geschlossen ist, fährt das Verfahren bei 418 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 412 fort.at 416 the procedure determines if the valve is closed. The method may determine that the valve is closed when the normalized output voltage of the valve lift sensor is greater than the second threshold. When the valve is closed, the procedure continues 418 continued. Otherwise, the procedure continues 412 continued.

Bei 418 ermittelt das Verfahren den Ventilhub. Das Verfahren kann den Ventilhub basierend auf einem Verhältnis der ersten Zeitdauer, für die das Ventil offen ist, zu einer Summe der ersten Zeitdauer und der zweiten Zeitdauer, für die das Ventil geschlossen ist, ermitteln. Das Verfahren kann das Verhältnis der ersten Zeitdauer zu der Summe der ersten Zeitdauer und der zweiten Zeitdauer in einen Prozentanteil umwandeln und den Einlassventilhub basierend auf dem Prozentanteil ermitteln. Beispielsweise kann das Ventilhubermittlungsmodul 306 den Einlassventilhub basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Prozentanteil und dem Einlassventilhub ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder in einer Gleichung verkörpert werden.at 418 the procedure determines the valve lift. The method may determine the valve lift based on a ratio of the first time duration for which the valve is open to a sum of the first time duration and the second time duration for which the valve is closed. The method may convert the ratio of the first time period to the sum of the first time period and the second time duration into a percentage and determine the intake valve lift based on the percentage. For example, the Ventilhubermittlungsmodul 306 determine the intake valve lift based on a predetermined relationship between the percentage and the intake valve lift. The predetermined relationship may be embodied in a look-up table and / or in an equation.

Bei 420 ermittelt das Verfahren, ob der Ventilhub außerhalb eines Ventilhubbereichs liegt. Der Ventilhubbereich kann einen maximalen Ventilhub und/oder einen minimalen Ventilhub umfassen. Das Verfahren kann den Ventilhubbereich basierend auf einer Ventilhubanweisung ermitteln, die an dem Ventiltrieb gesendet wird, um den Ventilhub zu steuern. Wenn der Ventilhub außerhalb des Ventilhubbereichs liegt, fährt das Verfahren bei 422 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 404 fort.at 420 the procedure determines whether the valve lift is outside of a valve lift range. The valve lift range may include a maximum valve lift and / or a minimum valve lift. The method may determine the valve lift range based on a valve lift instruction sent to the valve train to control the valve lift. If the valve lift is outside the valve lift range, the procedure continues 422 continued. Otherwise, the method continues at 404.

Bei 422 detektiert das Verfahren eine Störung in dem Ventiltrieb. Zusätzlich kann das Verfahren einen Diagnosefehlercode (DTC) setzen, die Drehmomentausgabe des Motors begrenzen und/oder die Drehzahl des Motors begrenzen. Ferner kann das Verfahren einen gewünschten Hubzustand des Ventiltriebs auf einen Standard-Hubzustand setzen. Beispielsweise kann der Ventiltrieb ein zweistufiger Ventiltrieb sein, der in einem Zustand mit hohem Hub oder in einem Zustand mit niedrigem Hub betrieben wird, und der Standard-Hubzustand kann der Zustand mit hohem Hub sein.at 422 the method detects a fault in the valve train. In addition, the method may set a diagnostic DTC, limit the torque output of the engine, and / or limit the speed of the engine. Further, the method may set a desired lift state of the valve train to a standard lift state. For example, the valvetrain may be a two-stage valvetrain that operates in a high lift state or a low lift state, and the default lift state may be the high lift state.

Nun auf 5 Bezug nehmend, beginnt bei 502 ein zweites Verfahren zum Messen eines Ventilhubs und zum Detektieren einer Störung in einem Ventiltrieb basierend auf dem Ventilhub. Bei 504 ermittelt oder lernt das Verfahren die Ausgangsspannung eines Ventilhubsensors, wenn ein Ventil geschlossen ist. Beispielsweise kann das Verfahren Abtastwerte der Ausgangsspannung des Ventilhubsensors über eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. 2 Sekunden) erfassen. Die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors kann zunehmen, wenn das Ventil schließt. Daher kann das Verfahren die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors basierend auf (einem Mittelwert) einer vorbestimmten Anzahl (z.B. 50) der Abtastwerte lernen, die größer als alle anderen Abtastwerte sind.Now up 5 Referring to, starts at 502 a second method of measuring a valve lift and detecting a fault in a valve train based on the valve lift. at 504 The method determines or learns the output voltage of a valve lift sensor when a valve is closed. For example, the method may detect samples of the output voltage of the valve lift sensor over a predetermined period of time (eg, 2 seconds). The output voltage of the valve lift sensor may increase as the valve closes. Therefore, the method may determine the output voltage of the valve lift sensor based on ( an average) of a predetermined number (eg, 50) of the samples that are greater than all other samples.

Bei 506 ermittelt das Verfahren einen ersten Schwellenwert zum Ermitteln, wann das Ventil offen ist, und einen zweiten Schwellenwert zum Ermitteln, wann das Ventil geschlossen ist. Der erste Schwellenwert kann ein erster vorbestimmter Prozentanteil (z.B. 80 Prozent) der gelernten Spannung sein, und der zweite Schwellenwert kann ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil (z.B. 85 Prozent) der gelernten Spannung sein. Der zweite vorbestimmte Prozentanteil kann größer als der erste vorbestimmte Prozentanteil sein.at 506 the method determines a first threshold for determining when the valve is open and a second threshold for determining when the valve is closed. The first threshold may be a first predetermined percentage (eg, 80 percent) of the learned voltage, and the second threshold may be a second predetermined percentage (eg, 85 percent) of the learned voltage. The second predetermined percentage may be greater than the first predetermined percentage.

Bei 508 normiert das Verfahren die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors. Das Verfahren kann die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors basierend auf einem Verhältnis einer vorbestimmten Spannung (z.B. 4,5 Volt) zu der gelernten Spannung normieren. Beispielsweise kann das Verfahren die Ausgangsspannung des Einlassventilhubsensors mit dem Verhältnis der vorbestimmten Spannung zu der gelernten Spannung multiplizieren, um die Ausgangsspannung zu normieren. Die vorbestimmte Spannung kann die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors sein, wenn alle Komponenten des Ventiltriebs und des Ventilhubsensors nominell sind. Das Verfahren kann die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors einmal pro Einschaltzyklus oder mehrere Male pro Einschaltzyklus lernen. Ein Einschaltzyklus beginnt, wenn ein Zündschalter von einer ausgeschalteten Position in eine Betriebsposition umgeschaltet wird, und endet, wenn der Zündschalter von der Betriebsposition in die ausgeschaltete Position umgeschaltet wird.at 508 The procedure normalizes the output voltage of the valve lift sensor. The method may normalize the output voltage of the valve lift sensor based on a ratio of a predetermined voltage (eg, 4.5 volts) to the learned voltage. For example, the method may multiply the output voltage of the intake valve lift sensor by the ratio of the predetermined voltage to the learned voltage to normalize the output voltage. The predetermined voltage may be the output voltage of the valve lift sensor when all components of the valvetrain and the valve lift sensor are nominal. The method may learn the output voltage of the valve lift sensor once per duty cycle or several times per duty cycle. A duty cycle begins when an ignition switch is switched from an off position to an operating position, and ends when the ignition switch is switched from the operating position to the off position.

Bei 510 ermittelt das Verfahren, ob das Ventil offen ist. Das Verfahren kann ermitteln, dass das Ventil offen ist, wenn die normierte Ausgangsspannung des Ventilhubsensors kleiner als der erste Schwellenwert ist. Wenn das Ventil offen ist, fährt das Verfahren bei 512 fort. Ansonsten ermittelt das Verfahren weiterhin bei 510, ob das Ventil offen ist.at 510 the procedure determines if the valve is open. The method may determine that the valve is open when the normalized output voltage of the valve lift sensor is less than the first threshold. If the valve is open, the procedure continues 512 continued. Otherwise, the method continues to determine 510 whether the valve is open.

Bei 512 erfasst das Verfahren Abtastwerte der normierten Ausgangsspannung des Ventilhubsensors, wenn das Ventil offen ist. Bei verschiedenen Implementierungen können die Verfahren von 4 und 5 die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors kontinuierlich abtasten. Beispielsweise können die Verfahren die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors mit einer vorbestimmten Rate abtasten, wenn der Zündschalter in die Betriebsposition umgeschaltet ist. Zusätzlich können die Verfahren die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors basierend auf den erfassten Abtastwerten lernen. Daher kann das Verfahren von 5 die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors bei 512 abtasten, bevor das Verfahren die Ausgangsspannung des Ventilhubsensors bei 504 lernt.at 512 the method detects samples of the normalized output voltage of the valve lift sensor when the valve is open. In various implementations, the methods of 4 and 5 continuously sample the output voltage of the valve lift sensor. For example, the methods may sample the output voltage of the valve lift sensor at a predetermined rate when the ignition switch is switched to the operating position. Additionally, the methods may learn the output voltage of the valve lift sensor based on the acquired samples. Therefore, the method of 5 the output voltage of the valve lift sensor at 512 before the method adds the output voltage of the valve lift sensor 504 learns.

Bei 514 ermittelt das Verfahren eine Summe der Differenzen zwischen den abgetasteten Spannungen und der gelernten Spannung. Bei 516 ermittelt das Verfahren, ob das Ventil geschlossen ist. Das Verfahren kann ermitteln, dass das Ventil geschlossen ist, wenn die normierte Ausgangsspannung des Ventilhubsensors größer als der zweite Schwellenwert ist. Wenn das Ventil geschlossen ist, fährt das Verfahren bei 518 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 512 fort.at 514 the method determines a sum of the differences between the sampled voltages and the learned voltage. at 516 the procedure determines if the valve is closed. The method may determine that the valve is closed when the normalized output voltage of the valve lift sensor is greater than the second threshold. When the valve is closed, the procedure continues 518 continued. Otherwise, the procedure continues 512 continued.

Bei 518 ermittelt das Verfahren den Ventilhub. Das Verfahren kann gemäß einer nicht beanspruchten Ausführungsform den Ventilhub basierend auf einer Summe der Differenzen zwischen den abgetasteten Spannungen und der gelernten Spannung ermitteln. Beispielsweise kann das Verfahren den Ventilhub basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Summe der Differenzen und dem Ventilhub ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder in einer Gleichung verkörpert werden.at 518 the procedure determines the valve lift. The method may determine the valve lift based on a sum of the differences between the sampled voltages and the learned voltage according to an unclaimed embodiment. For example, the method may determine the valve lift based on a predetermined relationship between the sum of the differences and the valve lift. The predetermined relationship may be embodied in a look-up table and / or in an equation.

Bei 520 ermittelt das Verfahren, ob der Ventilhub außerhalb eines Ventilhubbereichs liegt. Der Ventilhubbereich kann einen maximalen Ventilhub und/oder einen minimalen Ventilhub umfassen. Das Verfahren kann den Ventilhubbereich basierend auf einer Ventilhubanweisung ermitteln, die an den Ventiltrieb gesendet wird, um den Ventilhub zu steuern. Wenn der Ventilhub außerhalb des Ventilhubbereichs liegt, fährt das Verfahren bei 522 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 504 fort.at 520 the procedure determines whether the valve lift is outside of a valve lift range. The valve lift range may include a maximum valve lift and / or a minimum valve lift. The method may determine the valve lift range based on a valve lift instruction sent to the valve train to control the valve lift. If the valve lift is outside the valve lift range, the procedure continues 522 continued. Otherwise, the procedure continues 504 continued.

Bei 522 detektiert das Verfahren eine Störung in dem Ventiltrieb. Zusätzlich kann das Verfahren einen Diagnosefehlercode (DTC) setzen, die Drehmomentausgabe des Motors begrenzen und/oder die Drehzahl des Motors begrenzen. Ferner kann das Verfahren einen gewünschten Hubzustand des Ventiltriebs auf einen Standard-Hubzustand setzen. Beispielsweise kann der Ventiltrieb ein zweistufiger Ventiltrieb sein, der in einem Zustand mit hohem Hub oder in einem Zustand mit niedrigem Hub betrieben wird, und der Standard-Hubzustand kann der Zustand mit hohem Hub sein.at 522 the method detects a fault in the valve train. In addition, the method may set a diagnostic DTC, limit the torque output of the engine, and / or limit the speed of the engine. Further, the method may set a desired lift state of the valve train to a standard lift state. For example, the valvetrain may be a two-stage valvetrain that operates in a high lift state or a low lift state, and the default lift state may be the high lift state.

Nun auf 6 Bezug nehmend, ist ein Ventilhubsignal 602 bezogen auf eine x-Achse 604, welche die Zeit in Millisekunden (ms) repräsentiert, und eine y-Achse 606 aufgetragen, welche eine Spannung in Volt repräsentiert. Das Ventilhubsignal 602 gibt den Betrag an, um den ein zweistufiger Ventiltrieb ein Ventil eines Motors anhebt. Das Ventilhubsignal 602 nimmt ab, wenn das Ventil offen ist. Daher ist ein Ereignis mit niedrigem Hub bei 608 gezeigt, und Ereignisse mit hohem Hub sind bei 610 gezeigt, und das Ventil ist bei 612 geschlossen.Now up 6 Referring to FIG. 12, a valve lift signal is shown 602 relative to an x-axis 604 , which represents the time in milliseconds (ms), and a y-axis 606 plotted representing a voltage in volts. The valve lift signal 602 indicates the amount by which a two-stage valve train lifts a valve of an engine. The valve lift signal 602 decreases when the valve is open. Therefore, a low-lift event is included 608 and high lift events are shown at 610 and the valve is on 612 closed.

Bei 614 ist das Ventil anfänglich nach dem ersten der Ereignisse 610 mit hohem Hub geschlossen. Bei 616 beginnt das Ventil zu öffnen, wenn das zweite der Ereignisse 610 mit hohem Hub beginnt. Bei 618 schließt das Ventil, wenn das zweite der Ereignisse mit hohem Hub endet. Daher ist das Ventil während einer Zeitdauer 620 von 616 bis 618 offen, und das Ventil ist während einer zweiten Zeitdauer von 614 bis 616 geschlossen.at 614 the valve is initially after the first of the events 610 closed with high lift. at 616 the valve starts to open when the second of the events 610 starts with a high lift. at 618 closes the valve when the second of the high lift events ends. Therefore, the valve is for a period of time 620 from 616 to 618 open, and the valve is off for a second period of time 614 to 616 closed.

Das Verfahren kann ermitteln, dass das Ventil offen ist, wenn das Ventilhubsignal 602 kleiner als ein erster Schwellenwert 622 ist. Der erste Schwellenwert 622 kann ein erster vorbestimmter Prozentanteil der gelernten Spannung sein. Das System und das Verfahren können ermitteln, dass das Ventil geschlossen ist, wenn das Ventilhubsignal 602 größer als ein zweiter Schwellenwert 624 ist. Der zweite Schwellenwert 624 kann ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil der gelernten Spannung sein. Der zweite vorbestimmte Prozentanteil kann größer als der erste vorbestimmte Prozentanteil sein.The method may determine that the valve is open when the valve lift signal 602 less than a first threshold 622 is. The first threshold 622 may be a first predetermined percentage of the learned voltage. The system and method may determine that the valve is closed when the valve lift signal 602 greater than a second threshold 624 is. The second threshold 624 may be a second predetermined percentage of the learned voltage. The second predetermined percentage may be greater than the first predetermined percentage.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Spannung lernen, die durch das Ventilhubsignal 602 angegeben wird, wenn das Ventil geschlossen ist. Das Verfahren kann das Ventilhubsignal 602 mit einem Verhältnis einer nominellen Spannung zu der gelernten Spannung multiplizieren, um das Ventilhubsignal 602 zu normieren. Beispielsweise kann die Spannung, die durch das Ventilhubsignal 602 angegeben wird, wenn das Ventil geschlossen ist, anfänglich 3,5 Volt sein, und die Spannung kann auf ungefähr 5 Volt nach oben verschoben werden, wie es gezeigt ist, nachdem die Spannung normiert ist.The method according to the present disclosure may learn the voltage caused by the valve lift signal 602 is specified when the valve is closed. The method may be the valve lift signal 602 multiply by a ratio of a nominal voltage to the learned voltage to the valve lift signal 602 to normalize. For example, the voltage generated by the valve lift signal 602 is indicated, when the valve is closed, be initially 3.5 volts, and the voltage can be shifted up to about 5 volts, as shown after the voltage is normalized.

Das Verfahren ermittelt den Ventilhub basierend auf einem Verhältnis der ersten Zeitdauer zu einer gesamten Zeitdauer 626, die gleich einer Summe der ersten Zeitdauer 620 und der zweiten Zeitdauer ist. Gemäß einer nicht beanspruchten Ausführungsform erfasst das Verfahren Abtastwerte des Ventilhubsignals 602 während der ersten Zeitdauer und ermitteln den Ventilhub basierend auf einer Summe der Differenzen zwischen Abtastwerten und der gelernten Spannung. In einigen Fällen kann das Verfahren jede Differenz mit einer entsprechenden Abtastzeitdauer multiplizieren, um eine Fläche 628 innerhalb der Kurve zu erhalten, die jeweils das Ereignis 608 mit niedrigem Hub und das Ereignis 610 mit hohem Hub repräsentiert. Das Verfahren kann anschließend den Ventilhub basierend auf der Fläche 628 ermitteln.The method determines the valve lift based on a ratio of the first time duration to a total time duration 626 which is equal to a sum of the first time duration 620 and the second time period. According to an embodiment not claimed, the method detects samples of the valve lift signal 602 during the first time period and determine the valve lift based on a sum of the differences between samples and the learned voltage. In some cases, the method may multiply each difference by a corresponding sampling period by one area 628 within the curve, each containing the event 608 with low lift and the event 610 represented with a high lift. The method may then follow the valve lift based on the area 628 determine.

Claims

A method comprising: determining a valve lift of a valve (122, 130); and a fault is detected in a valve actuator based on the valve lift; characterized in that the valve lift is determined based on a first time duration for which the valve (122, 130) is open.

Method according to Claim 1 further comprising detecting a failure in the valve actuator when the valve lift is outside of a valve lift range.

Method according to Claim 2 , further comprising determining the valve lift range based on a valve lift instruction sent to the valve actuator.

Method according to Claim 1 and further comprising determining the valve lift based on a ratio of the first time duration to a sum of the first time duration and a second time duration for which the valve (122, 130) is closed.

Method according to Claim 4 method further comprising determining an output voltage of a valve lift sensor (160, 162) when the valve (122, 130) is closed based on a predetermined number of samples detected from the valve lift signal over a predetermined period of time the predetermined time period are greater than other samples that are detected based on the Ventilhubsignals.

Method according to Claim 5 method of further comprising: normalizing an output voltage of the valve lift sensor (160, 162) by multiplying the output voltage by a ratio of a predetermined voltage to the output voltage when the valve (122, 130) is closed; and determining the first and second values of the valve lift signal based on the normalized output voltage.

Method according to Claim 5 further comprising: determining a first and a second threshold based on the output voltage when the valve (122, 130) is closed; determining that the valve (122, 130) is open when the output voltage of the valve lift sensor (160, 162) is less than the first threshold; and determining that the valve (122, 130) is closed when the output voltage is greater than the second threshold, the second threshold being greater than the first threshold.

Method according to Claim 1 wherein the valve comprises an intake valve (122) of an engine (102) and / or an exhaust valve (122, 130) of the engine (102).

Method according to Claim 1 further comprising controlling the valve actuator based on a default condition when a failure in the valve actuator is detected.