DE102016102266B4

DE102016102266B4 - Detektion einer Reversion auf der Grundlage von Lesewerten eines Luftmassenstromsensors

Info

Publication number: DE102016102266B4
Application number: DE102016102266.7A
Authority: DE
Inventors: Yiran Hu; Shifang Li; Chen-Fang Chang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2036-02-11
Also published as: US20160237940A1; DE102016102266A1; US10125710B2

Abstract

Kraftmaschinensystem, das umfasst:einen Krümmerabsolutdrucksensor, der ausgestaltet ist, um während eines Ereignisses ein Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal bereitzustellen;einen Luftmassenstromsensor, der ausgestaltet ist, um einen Satz von Luftmassenstrom-Lesewerten auf der Grundlage einer Luftströmung durch den Luftmassenstromsensor während des Ereignisses zu erzeugen, wobei der Satz von Luftmassenstrom-Lesewerten einen Maximalwert und einen Minimalwert aufweist; undeinen Controller, der mit dem Luftmassenstromsensor und mit dem Krümmerabsolutdrucksensor wirksam verbunden ist und der einen Prozessor und einen konkreten, nicht transienten Speicher aufweist, in welchem Anweisungen aufgezeichnet sind, um ein Verfahren zum Detektieren einer Reversion in dem Luftstrom auszuführen;wobei eine Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor bewirkt, dass der Controller:ermittelt, ob eine Änderungsrate in dem Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal größer oder gleich einem vorbestimmten transienten Schwellenwert (T0) ist;einen Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Satzes von Luftmassenstrom-Lesewerten festsetzt, wenn die Änderungsrate in dem Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal kleiner als der vorbestimmte transiente Schwellenwert (T0) ist; unddie Reversion zumindest teilweise auf der Grundlage einer Größe des Deltafaktors (D) detektiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft allgemein das Detektieren einer Reversion auf der Grundlage von Lesewerten eines Luftmassenstromsensors und insbesondere das Detektieren einer Reversion auf der Grundlage von Echtzeit-Lesewerten eines Luftmassenstromsensors in einem Kraftmaschinensystem.
HINTERGRUND
Ein Fahrzeug enthält typischerweise eine Kraftmaschine mit einem Luftansaugkrümmer und einem Lufteinlass, so dass Luft durch den Lufteinlass in den Ansaugkrümmer hineinströmt. Luftmassenstromsensoren bzw. Luftmassendurchsatzsensoren können verwendet werden, um die Luftmasse zu messen, die durch den Lufteinlass hindurch in die Kraftmaschine hineinströmt. Die Reversion ist die umgekehrte Strömung von Luft aus dem Ansaugkrümmer zurück durch den Lufteinlass hindurch. Die Reversion kann zu unzuverlässigen Lesewerten des Luftmassenstromsensors führen.
Die Druckschrift EP 0 575 635 A1 offenbart das Messen eines pulsierenden Luftmassenstroms im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine. Dabei wird eine Amplitude der Pulsation während eines Saughubs eines Zylinders ermittelt und wenn diese einen Grenzwert überschreitet, werden anstelle des Luftmassenstroms vorgegebene Ersatzwerte aus einem Ersatzkennfeld verwendet.
In der Druckschrift DE 33 44 276 A1 ist ein Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen eines Verbrennungsmotors offenbart. Dabei wird eine Saugluftmenge gemessen und eine Größe von Saugluftschwingungen auf der Basis der Änderung der gemessenen Saugluftmenge erhalten. Es wird ein Koeffizient berechnet, der die Empfindlichkeit auf die Schwingung darstellt. Beruhend auf der Größe der Schwingung und dem Koeffizienten wird ein Korrekturwert erhalten, um die gesteuerte bzw. geregelte Variable zu korrigieren.
Die Druckschrift DE 10 2004 047 786 A1 offenbart ein Verfahren zur Pulsationskorrektur innerhalb eines Messgeräts, das einen pulsierenden Luftmassenstrom in einer Brennkraftmaschine misst. Dabei wird ein sensorinternes Korrekturkennfeld eingesetzt, das über Größen adressiert wird, die nach entsprechender Frequenzfilterung aus dem Rohsignal des Sensors selbst gewonnen werden.
In der Druckschrift DE 10 2009 056 796 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation eines Messfehlers in einem Messsignal eines Luftmassensensors offenbart, bei dem bei einer Pulsation des Luftmassenstroms das Messsignal durch ein Korrektursignal beeinflusst wird, wobei ein Pulsationsgrad direkt aus dem Messsignal und ein vom Pulsationsgrad abhängiges Korrektursignal vor der Erzeugung eines Ausgangssignals ermittelt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Kraftmaschinensystem enthält einen Luftmassenstromsensor und einen Krümmerabsolutdrucksensor, der ausgestaltet ist, um während eines Ereignisses ein Krümmerabsolutdrucksignal (MAP-Signal) in Echtzeit bereitzustellen. Das Ereignis kann ein Ansaugereignis der Kraftmaschine sein. Der Luftmassenstromsensor ist ausgestaltet, um einen Satz von Luftmassenstrom-Lesewerten auf der Grundlage einer Luftströmung durch den Luftmassenstromsensor hindurch während des Ereignisses zu erzeugen. Der Satz von Luftmassenstromlesewerten weist einen Maximalwert und einen Minimalwert auf. Ein Controller ist mit dem Luftmassenstromsensor und einem Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) wirksam verbunden. Der Controller weist einen Prozessor und einen konkreten, nicht vorübergehenden Speicher auf, in welchem Anweisungen zum Ausführen eines Verfahrens aufgezeichnet sind, um eine Reversion in der Luftströmung zu detektieren.
Das Ausführen der Anweisungen durch den Prozessor veranlasst den Controller dazu (d.h. der Controller ist ausgestaltet, um) festzustellen, ob eine Änderungsrate in dem Echtzeit-MAP-Signal größer oder gleich einem vorbestimmten transienten Schwellenwert (T₀) ist. Das Verfahren umfasst, dass dann, wenn die Änderungsrate in dem Echtzeit-MAP-Signal kleiner als der vorbestimmte transiente Schwellenwert (T₀) ist, ein Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert festgesetzt wird. Die Reversion wird zumindest teilweise auf der Grundlage einer Größe des Deltafaktors (D) detektiert. Das Verfahren erfordert eine Kalibrierung nur für den speziellen Luftmassenstromsensor statt für jedes Kraftmaschinensystem. Folglich kann jeder Luftmassenstromsensor mit einer einzigen Kalibrierung bei vielen Kraftmaschinensystemen verwendet werden.
Der Controller kann ausgestaltet sein, um einen Reversionszonen-Merker (R) derart einzurichten, dass ein Vorhandensein der Reversion dadurch angezeigt wird, dass der Reversionszonen-Merker gleich Eins ist (R = 1) und dass das Fehlen der Reversion dadurch angezeigt wird, dass der Reversionszonen-Merker gleich Null ist (R = 0).
Der Controller ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als eine erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse größer oder gleich dem Eintrittsschwellenwert ist, keine Änderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen. Der Controller ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für mindestens die erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse größer oder gleich dem Eintrittsschwellenwert ist, den Reversionszonen-Merker auf Eins zu setzen (R = 1).
Der Controller ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als eine zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert ist, keine Änderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen. Der Controller ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für mindestens die zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisses kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert ist, den Reversionszonen-Merker auf Null zu setzen (R = 0).
Der Controller ist ausgestaltet, um dann, wenn die zeitliche Änderungsrate des Echtzeit-MAP-Signals größer oder gleich einem vorbestimmten transienten Schwellenwert (T₀) ist, zu ermitteln, ob eine vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe erfüllt ist. Der Controller ist ausgestaltet, um dann, wenn die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe nicht erfüllt ist den Reversionszonen-Merker auf Null zu setzen (R = 0). Die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe kann dadurch definiert sein, dass das Drosselklappenventil mehr als 90% geöffnet ist. Die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe kann dadurch definiert sein, dass ein Druck stromabwärts zu dem Drosselklappenventil um 90% größer als ein Druck stromaufwärts zu dem Drosselklappenventil ist. Der Controller ist ausgestaltet, um dann, wenn die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe erfüllt ist, den Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Satzes von Luftmassenstromlesewerten festzusetzen.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Offenbarung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische fragmentarische Ansicht eines Fahrzeugs, das eine Kraftmaschine mit einem Ansaugkrümmer und einem Luftmassenstromsensor aufweist;
2 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Detektieren einer Reversion auf der Grundlage der Lesewerte des Luftmassenstromsensors von 1; und
3 ist ein Satz von graphischen Darstellungen, die durch eine Kalibrierungseinrichtung erzeugt wurden, um Eintritts- und Austritts-Schwellenwerte (T₁, T₂) zu bestimmen, die in dem Verfahren von 2 verwendet werden.

GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Figuren, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten in den mehreren Ansichten bezeichnen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10 mit einem Kraftmaschinensystem 12. Das Kraftmaschinensystem 12 umfasst eine Kraftmaschine 14 und einen Ansaugkrümmer 16. Ein Lufteinlass 18 ermöglicht ein Strömen von Luft von einer externen Quelle, etwa der Atmosphäre, in den Ansaugkrümmer 16 hinein. Ein Luftfilter 20, ein Luftmassenstromsensor 22 und ein Drosselklappenventil 24 sind entlang des Lufteinlasses 18 angeordnet.
Mit Bezug auf 1 filtert das Luftfilter 20 die Luft, während diese durch den Lufteinlass 18 hindurch zu der Kraftmaschine 14 wandert, um Schmutz oder Verunreinigungen zu entfernen. Das Drosselklappenventil 24 ist verstellbar, um die Luft zu regeln, die in den Ansaugkrümmer 16 hineinströmt. Das Drosselklappenventil 24 kann eine elektronisch gesteuerte Vorrichtung umfassen, die eine Luftströmung an die Kraftmaschine 14 in Ansprechen auf ein Steuerungssignal von dem Controller 50 steuert. Das Drosselklappenventil 24 ist in einer vollständig geöffneten Position 26 (durchgezogene Linie), einer halboffenen Position 28 (gestrichelte Linie) und einer geschlossenen Position 30 (gepunktete Linie) gezeigt. Ein Drosselklappenpositionssensor 32 kann verwendet werden, um die Position/Öffnung der Drosselklappe zu detektieren. Der Drosselklappenpositionssensor kann eine Ausgabespannung aufweisen, die mit der Position des Drosselklappenventils 24 variiert.
Mit Bezug auf 1 ist ein Controller 50 mit dem Luftmassenstromsensor 22 und mit verschiedenen anderen Komponenten der Kraftmaschine 14 wirksam verbunden. Der Controller 50 kann ein integraler Abschnitt von anderen Steuerungsmodulen des Fahrzeugs 10 oder ein separates Modul sein, das mit diesen wirksam verbunden ist, etwa mit dem Kraftmaschinensteuerungsmodul. Das Fahrzeug 10 kann ein beliebiges Personen- oder Nutzfahrzeug sein, etwa ein Hybridelektrofahrzeug, das ein Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeug, ein Elektrofahrzeug mit vergrößerter Reichweite oder andere Fahrzeuge umfasst. Das Fahrzeug 10 kann viele verschiedene Formen annehmen und viele und/oder alternative Komponenten und Einrichtungen enthalten. Zwar ist in den Figuren ein beispielhaftes Fahrzeug gezeigt, jedoch sollen die in den Figuren dargestellten Komponenten keine Einschränkung darstellen. In der Tat können zusätzliche oder alternative Komponenten und/oder Implementierungen verwendet werden.
Mit Bezug auf 1 enthält die Kraftmaschine 14 einen Zylinder 36 mit einem Kraftstoffeinspritzventil 38 und einer Zündkerze 40. Obwohl ein einziger Zylinder gezeigt ist, versteht es sich, dass die Kraftmaschine 14 mehrere Zylinder mit entsprechenden Kraftstoffeinspritzventilen und Zündkerzen enthalten kann. Der Controller 50 justiert das Strömen von Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 38 hindurch auf der Grundlage der Luft, die in den Zylinder 36 hineinströmt, um das Verhältnis von Luft und Kraftstoff (AFR) in dem Zylinder 36 zu steuern. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (AFR-Sensor) 42 kann mit der Kraftmaschine 14 und mit dem Controller 50 wirksam verbunden sein.
Mit Bezug auf 1 enthält das Kraftmaschinensystem 12 einen Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 34, welcher mit dem Ansaugkrümmer 16 wirksam verbunden ist und in der Lage ist, den Druck der Luft im Inneren des Ansaugkrümmers 16 zu messen und zu überwachen. Der Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 34 ist ausgestaltet, um während eines Ereignisses ein Echtzeit-MAP-Signal bereitzustellen. Das Ereignis kann ein Ansaugereignis der Kraftmaschine 14 sein. Wie bekannt ist, liegt ein Ansaugereignis für eine Kraftmaschine vor, wenn das Gemisch aus Luft und Kraftstoff zugeführt wird, um den (nicht gezeigten) Brennraum zu füllen. Das Ansaugereignis kann als die Zeitspanne von dem Zeitpunkt direkt vor dem Öffnen des (nicht gezeigten) Einlassventils bis zu dem Zeitpunkt direkt nach dem Schließen des Einlassventils definiert sein. Die tatsächliche Zeitspanne, die diesem Ereignis entspricht, kann mit der Kraftmaschinendrehzahl variieren.
Mit Bezug auf 1 ist der Luftmassenstromsensor 22 mit dem Ansaugkrümmer 16 wirksam verbunden und er kann die Masse der Luft messen, die durch den Lufteinlass 18 hindurchströmt und in den Ansaugkrümmer 16 eintritt. Der Luftmassenstromsensor 22 ist ausgestaltet, um während des Ansaugereignisses der Kraftmaschine 14 einen Satz von Luftmassenstromlesewerten auf der Grundlage einer Luftströmung durch den Luftmassenstromsensor 22 hindurch zu erzeugen. Die jeweiligen Sätze von Luftmassenstromlesewerten weisen jeweils einen Maximalwert und einen Minimalwert auf. Mit Bezug auf 1 wird eine Luftströmung zu dem Ansaugkrümmer 16 hin durch eine Vorwärts-Luftströmung 46 angezeigt. Ein Teil der Luft kann von dem Ansaugkrümmer 16 weg zurück durch den Lufteinlass 18 hindurchströmen und dies wird als Reversion bezeichnet. Eine Luftströmung von dem Ansaugkrümmer 16 weg wird durch eine umgekehrte Luftströmung 48 angezeigt. Die Reversion kann zu nicht korrekten Lesewerten des Luftmassenstromsensors 22 führen.
Mit Bezug auf 1 weist der Controller 50 einen Prozessor 52 einen und einen konkreten, nicht vorübergehenden Speicher 54 auf, in dem Anweisungen aufgezeichnet sind, um ein Verfahren 100 auszuführen, welches nachstehend mit Bezug auf 2 beschrieben wird, um eine Reversion in Echtzeit auf der Grundlage der Lesewerte von dem Luftmassenstromsensor 22 zu detektieren. In dem Verfahren 100 kann jede Art von Luftmassenstromsensor verwendet werden.
Mit Bezug nun auf 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 gezeigt, das in dem Controller 50 von 1 gespeichert ist und von diesem ausgeführt werden kann. Das Verfahren 100 wird nachstehend mit Bezug auf 1 - 2 beschrieben. Das Verfahren 100 wird verwendet, um die Reversion zumindest teilweise auf der Grundlage eines Deltafaktors (D) zu detektieren (d.h. der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Satzes von Luftmassenstromlesewerten für jedes jeweilige Ansaugereignis). Das Verfahren 100 muss nicht in der hier angegebenen speziellen Reihenfolge angewendet werden. Ferner versteht es sich, dass einige Schritte oder Blöcke beseitigt werden können. Die Buchstaben „J“ und „N“ in 2 zeigen „Ja“ bzw. „Nein“ an.
Mit Bezug auf 2 kann das Verfahren 100 mit Block 101 beginnen, bei dem der Controller 50 einen Reversionszonen-Merker (R) derart einrichtet, dass das Vorhandensein einer Reversion dadurch angezeigt wird, dass der Reversionszonen-Merker gleich Eins ist (R = 1) und dass das Fehlen einer Reversion dadurch angezeigt wird, dass der Reversionszonen-Merker gleich Null ist (R = 0). Der Reversionszonen-Merker (R) kann mit einem Nullwert initialisiert werden (R = 0). Alternativ kann der Reversionszonen-Merker (R) mit einem „TBD“-Status (noch zu bestimmen) initialisiert werden.
Das Verfahren 100 geht zu Block 102 weiter, bei dem der Controller 50 ermittelt, ob eine Änderung in dem Echtzeit-MAP-Signal (d.h. eine zeitliche Änderungsrate) größer als ein vorbestimmter transienter Schwellenwert (T₀) ist. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist der Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 34 ausgestaltet, um ein Echtzeit-MAP-Signal bereitzustellen. Ein Beispiel für den transienten Schwellenwert (T₀) ist, wenn das vorherige MAP-Signal oder der vorherige MAP-Messwert von dem aktuellen MAP-Signal oder dem aktuellen MAP-Messwert um mehr als 5 kPa abweicht.
Wenn die Änderung in dem Echtzeit-MAP-Signal kleiner als der (oder gleich dem) transiente(n) Schwellenwert (T₀) ist, geht das Verfahren 100 zu Block 104 von 2 weiter, wie durch eine Linie 103 angezeigt ist. In Block 104 setzt der Controller 50 einen Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Satzes von Luftmassenstrom-Lesewerten (MAF-Lesewerten) für jedes jeweilige Ansaugereignis fest. Wenn die Änderung in dem Echtzeit-MAP-Signal größer als der transiente Schwellenwert (T₀) ist, geht das Verfahren 100 zu einer Linie 122 weiter, die später beschrieben wird.
Nach dem Festsetzen des Deltafaktors (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Satzes von Luftmassenstrom-Lesewerten (MAF-Lesewerten) für jedes jeweilige Ansaugereignis durch Block 104 von 2, geht das Verfahren 100 parallel zu Blöcken 106A und 106B weiter. In Block 106A von 2 ermittelt der Controller 50, ob der Deltafaktor (D) größer oder gleich einem Eintrittsschwellenwert (T₁) ist. Der Controller 50 ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) kleiner als der Eintrittsschwellenwert (T₁) ist, keine Änderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen, wie durch Linie 108A und Block 110 angezeigt ist („NC“ zeigt keine Änderung an).
In Block 112A von 2 ermittelt der Controller 50, ob der Deltafaktor (D) für mindestens eine erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₁) größer oder gleich einem Eintrittsschwellenwert (T₁) ist. Der Controller 50 ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als die erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₁) größer oder gleich dem Eintrittsschwellenwert (T₁) ist, keine Änderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen, wie durch Linie 114A und durch Block 110 angezeigt ist.
Der Controller 50 ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für mindestens die erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₁) größer oder gleich dem Eintrittsschwellenwert (T₁) ist, den Reversionszonen-Merker auf Eins zu setzen (R = 1), wie in Block 116 angezeigt ist. Die erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₁) kann nach Bedarf auf einen beliebigen Wert gesetzt werden, wie er für die Anwendung benötigt wird. In einem Beispiel ist die erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₁) gleich Drei.
In Block 106B von 2 ermittelt der Controller 50, ob der Deltafaktor (D) kleiner oder gleich einem Austrittsschwellenwert (T₂) ist. Der Controller 50 ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) größer als der Austrittsschwellenwert (T₂) ist, keine Änderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen, wie durch eine Linie 108B und den Block 110 angezeigt ist („NC“ zeigt keine Änderung an).
In Block 112B von 2 ermittelt der Controller 50, ob der Deltafaktor (D) für mindestens eine zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₂) kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert (T₂) ist. Der Controller 50 ist ausgestaltet, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als die zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₂) kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert (T₂) ist, keine Änderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen, wie durch Linie 114B und durch den Block 110 angezeigt ist.
Wenn der Deltafaktor (D) für mindestens die zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₂) kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert (T₂) ist, setzt der Controller 50 den Reversionszonen-Merker in Block 120 auf Null (R = 0), wie durch Linie 118 angezeigt ist. Die zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₂) kann auf einen beliebigen Wert gesetzt werden, der von der Anwendung benötigt wird. In einem Beispiel ist die zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse (C₂) gleich Vier.
Nun wieder mit Bezug auf Block 102 geht das Verfahren 100 dann, wenn die Änderung in dem Echtzeit-MAP-Signal größer oder gleich dem transienten Schwellenwert (T₀) ist, zu Block 124 weiter, wie durch Linie 122 angezeigt ist. In Block 124 ermittelt der Controller 50, ob eine vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe (die in 2 als „POT“ angezeigt ist) erfüllt ist. Der Controller 50 ist ausgestaltet, um dann, wenn die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe nicht erfüllt ist, den Reversionszonen-Merker auf Null zu setzen (R = 0). Die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe kann durch eine minimale Öffnungsgröße des Drosselklappenventils 24 definiert sein. Beispielsweise kann die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe dadurch definiert sein, dass das Drosselklappenventil 24 mindestens zu 90% geöffnet ist. Die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe kann durch ein minimales Ansaugkrümmerdruck-MAP-Signal definiert sein, beispielsweise dadurch, dass ein Druck stromabwärts zu dem Drosselklappenventil 24 um 90% größer als ein Druck stromaufwärts zu der Drosselklappe ist.
Im Endeffekt berücksichtigt das Verfahren 100, wenn sich die Kraftmaschine 14 in einem transienten Zustand befindet (d.h. die Änderung des Echtzeit-MAP-Signals ist größer als der transiente Schwellenwert (T₀)), wie durch Linie 122 angezeigt ist, ob eine vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe erfüllt ist (in Block 124). Wenn sich die Kraftmaschine 14 jedoch nicht in einem transienten Zustand befindet, kann das Verfahren 100 ausgeführt werden, um unabhängig von der Drosselklappenbedingung den Deltafaktor (D) etwa durch Block 104 zu ermitteln (um die maximale und minimale Strömung zu untersuchen, um feststellen, ob gerade eine Reversion stattfindet).
Mit Bezug auf Linie 126 von 2 setzt der Controller 50 dann, wenn in Block 124 die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe nicht erfüllt ist, den Reversionszonen-Merker in Block 120 auf Null (R = 0). Mit Bezug auf Linie 128 in 2 setzt der Controller 50 dann, wenn die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe in Block 124 erfüllt ist, den Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert fest, wie durch Block 104 angezeigt ist. Das Verfahren 100 geht dann zu den Blöcken 106A und 106B weiter, wie vorstehend beschrieben ist. Das Verfahren 100 kann kontinuierlich zyklisch ausgeführt werden, während sich die Kraftmaschine 14 in Betrieb befindet.
Die Eintritts- und Austrittsschwellenwerte (T₁, T₂) in den Blöcken 106A bzw. 106B hängen von den Eigenschaften des speziellen verwendeten Luftmassenstromsensors ab. Die Eintritts- und Austrittsschwellenwerte (T₁, T₂) können durch eine Kalibrierung ermittelt werden. Mit Bezug auf 3 ist eine graphische Darstellung 200 der Einstellung einer Kalibrierung für den Eintrittsschwellenwert (T₁) gezeigt. Eine Achse 202 repräsentiert den Luftmassenstrom in Gramm. Eine Achse 204 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die Einstellung der Kalibrierung erfordert einen Vergleich der Signale von dem Luftmassenstromsensor 22, der von einer Reversion betroffen ist, und von einem Kalibrierungssensor, der nicht von einer Reversion betroffen ist. Der Kalibrierungssensor-Lesewert kann aus einem Weitbereichs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensormesswert (AFR-Sensormesswert) (etwa von dem AFR-Sensor 42, der in 1 gezeigt ist) der Kraftmaschine 14 zusammen mit der Kraftstoffmenge, die durch das Kraftstoffeinspritzventil 38 eingespritzt wird, hergeleitet werden. Alternativ kann der Kalibrierungssensor ein (nicht gezeigtes) laminares Strömungselement sein, das in einer Testzelle oder in einem Labor montiert ist. Laminare Strömungselemente sind allgemein aus einer großen Anzahl paralleler Röhren aufgebaut.
Mit Bezug auf 3 ist ein Beispiel für das Signal von dem Luftmassenstromsensor 22 über die Zeit durch einen ersten Verlauf 206 gezeigt. Ein Beispiel für das Signal von einem Kalibrierungssensor ist durch einen zweiten Verlauf 208 gezeigt. Die Differenz zwischen dem ersten und zweiten Verlauf 206, 208 ist in einem dritten Verlauf 210 gezeigt.
Mit Bezug auf 3 ist der Eintrittsschwellenwert (T₁) (der durch die flach verlaufende Linie 212 angezeigt ist) so gewählt, dass Stellen erfasst werden, bei denen der primäre und der sekundäre Verlauf 206, 208 voneinander signifikant abweichen, d.h. die Strömungsschwingungsamplitude konsistent größer als der Eintrittsschwellenwert (T₁) ist. Der Reversionszonen-Merker ist durch einen Verlauf R angezeigt. Mit Bezug auf 3 ist der Reversionszonen-Merker bei Regionen 216, 218 und 220 gleich Eins (R = 1) und ansonsten ist der Reversionszonen-Merker gleich Null (R = 0). Es wird darauf hingewiesen, dass der primäre und sekundäre Verlauf 206, 208 bei Region 222 voneinander nicht signifikant abweichen, und folglich ist der Reversionszonen-Merker gleich Null (R = 0).
Der Austrittsschwellenwert (T₂) kann so gewählt sein, dass er um einen speziellen Betrag kleiner als der Eintrittsschwellenwert (T₁) ist. In einem Beispiel ist der Austrittsschwellenwert (T₂) so gewählt, dass er etwa 10% kleiner als der Eintrittsschwellenwert (T₁) ist. In einem Beispiel beträgt der Eintrittsschwellenwert (T₁) 10 Gramm pro Sekunde und der Austrittsschwellenwert (T₂) beträgt 8 Gramm pro Sekunde. In einem anderen Beispiel beträgt der Eintrittsschwellenwert (T₁) 30 Gramm pro Sekunde und der Austrittsschwellenwert (T₂) beträgt 25 Gramm pro Sekunde.
Zusammengefasst ermöglicht das Verfahren 100 eine Echtzeiterkennung von Regionen, bei denen ein Pulsieren des Luftstroms und eine Reversion ausreichen, um zu fehlerhaften Lesewerten von dem Luftmassenstromsensor 22 zu führen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, detektiert das Verfahren 100 ein Pulsieren des Luftstroms oder anhaltende Schwingungen des Stroms zwischen Ereignissen, die von dem Luftmassenstromsensor 22 gemessen werden, als eine Anzeige für einen umgekehrten Luftstrom. Das Verfahren 100 detektiert die Größe der Schwingungen und es wird ein Kalibrierungstest ausgeführt, um zu ermitteln, welches Schwingungsniveau einen nicht vertrauenswürdigen Lesewert erzeugen wird. Da das Verfahren 100 nicht von dem Kraftmaschinensystem 12 abhängt, wird für jeden Luftmassenstromsensor 22 nur ein Kalibrierungstest benötigt. Da der gleiche Luftmassenstromsensor 22 zusammen mit vielen verschiedenen Kraftmaschinensystemen oder Fahrzeugen verwendet werden kann, kann dies die Menge der Kalibrierungen verringern, die für jedes Fahrzeug benötigt werden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, kann der Controller 50 von 1 eine Berechnungsvorrichtung enthalten, die ein Betriebssystem oder einen Prozessor 52 und einen Speicher 54 verwendet, um von einem Computer ausführbare Anweisungen zu speichern und auszuführen. Von einem Computer ausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielfalt von Programmiersprachen und/oder Technologien erzeugt wurden, welche ohne Einschränkung entweder alleinstehend oder in Kombination Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, usw. umfassen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor 52 (beispielsweise ein Mikroprozessor) Anweisungen, beispielsweise von einem Speicher, von einem computerlesbaren Medium usw., und er führt diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse durchgeführt werden, welche einen oder mehrere der hier beschriebenen Prozesse umfassen. Diese Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein computerlesbares Medium (das auch als ein durch einen Prozessor lesbares Medium bezeichnet wird) umfasst ein beliebiges, nicht vorübergehendes (beispielsweise konkretes) Medium, das am Bereitstellen von Daten (beispielsweise Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer gelesen werden können (beispielsweise von einem Prozessor eines Computers). Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, welche nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Platten oder einen anderen persistenten Speicher umfassen. Flüchtige Medien können beispielsweise einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) umfassen, der einen Arbeitsspeicher bilden kann. Diese Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, die Koaxialkabel, Kupferdraht und Glasfaser umfassen, einschließlich der Drähte, die einen Systembus bilden, der mit einem Prozessor eines Computers gekoppelt ist. Einige Formen von computerlesbaren Medien umfassen beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder ein beliebiges Steckmodul oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Nachschlagetabellen, Datenbanken, Datenarchive oder andere Datenspeicher, die hier beschrieben sind, können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern von, zum Zugreifen auf und zum Holen von verschiedenen Arten von Daten enthalten, welche eine hierarchische Datenbank, einen Satz von Dateien in einem Dateisystem, eine Anwendungsdatenbank in einem proprietären Format, ein relationales Datenbankmanagementsystem (RDBMS) usw. umfassen. Jeder derartige Datenspeicher kann in einer Berechnungsvorrichtung enthalten sein, die ein Computerbetriebssystem verwendet, etwa eines derjenigen, die vorstehend erwähnt wurden, und auf ihn kann über ein Netzwerk in einer beliebigen oder in mehreren einer Vielzahl von Weisen zugegriffen werden. Auf ein Dateisystem kann von einem Computerbetriebssystem aus zugegriffen werden und es kann Dateien enthalten, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS kann zusätzlich zu einer Sprache zum Erzeugen, Speichern, Editieren und Ausführen von gespeicherten Prozeduren, etwa der vorstehend erwähnten PL/SQL-Sprache, die strukturierte Abfragesprache (SQL) verwenden.

Claims

Kraftmaschinensystem, das umfasst: einen Krümmerabsolutdrucksensor, der ausgestaltet ist, um während eines Ereignisses ein Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal bereitzustellen; einen Luftmassenstromsensor, der ausgestaltet ist, um einen Satz von Luftmassenstrom-Lesewerten auf der Grundlage einer Luftströmung durch den Luftmassenstromsensor während des Ereignisses zu erzeugen, wobei der Satz von Luftmassenstrom-Lesewerten einen Maximalwert und einen Minimalwert aufweist; und einen Controller, der mit dem Luftmassenstromsensor und mit dem Krümmerabsolutdrucksensor wirksam verbunden ist und der einen Prozessor und einen konkreten, nicht transienten Speicher aufweist, in welchem Anweisungen aufgezeichnet sind, um ein Verfahren zum Detektieren einer Reversion in dem Luftstrom auszuführen; wobei eine Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor bewirkt, dass der Controller: ermittelt, ob eine Änderungsrate in dem Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal größer oder gleich einem vorbestimmten transienten Schwellenwert (T₀) ist; einen Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Satzes von Luftmassenstrom-Lesewerten festsetzt, wenn die Änderungsrate in dem Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal kleiner als der vorbestimmte transiente Schwellenwert (T₀) ist; und die Reversion zumindest teilweise auf der Grundlage einer Größe des Deltafaktors (D) detektiert.
System nach Anspruch 1, wobei der Controller ausgestaltet ist, um einen Reversionszonen-Merker (R) derart einzustellen, dass das Vorhandensein der Reversion dadurch angezeigt wird, dass der Reversionszonen-Merker gleich Eins ist (R = 1), und dass das Fehlen der Reversion dadurch angezeigt wird, dass der Reversionszonen-Merker gleich Null ist (R = 0).
System nach Anspruch 2, wobei: der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als eine erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse größer oder gleich einem Eintrittsschwellenwert ist, keine Änderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen; und der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für die erste Anzahl oder mehr aufeinanderfolgende Ereignisse größer oder gleich dem Eintrittsschwellenwert ist, den Reversionszonen-Merker auf Eins (R = 1) zu setzen.
System nach Anspruch 2, wobei: der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als eine zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse kleiner oder gleich einem Austrittsschwellenwert ist, keine Veränderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen; und der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für die zweite Anzahl oder mehr aufeinanderfolgende Ereignisse kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert ist, den Reversionszonen-Merker auf Null (R = 0) zu setzen.
System nach Anspruch 2, wobei das Kraftmaschinensystem ein Drosselklappenventil enthält, und wobei: der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn die Änderungsrate des Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signals größer oder gleich dem vorbestimmten transienten Schwellenwert (T₀) ist, festzustellen, ob eine vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe erfüllt ist; und der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe nicht erfüllt ist, den Reversionszonen-Merker auf Null (R = 0) zu setzen.
System nach Anspruch 5, wobei die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe dadurch definiert ist, dass das Drosselklappenventil zu mehr als 90% geöffnet ist.
System nach Anspruch 5, wobei die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe dadurch definiert ist, dass ein Druck stromabwärts des Drosselklappenventils um 90% größer als ein Druck stromaufwärts zu dem Drosselklappenventil ist.
System nach Anspruch 5, wobei: der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn die Änderungsrate des Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signals größer oder gleich dem vorbestimmten transienten Schwellenwert (T₀) ist, festzustellen, ob eine vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe erfüllt ist; der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn die vordefinierte Bedingung mit offener Drosselklappe erfüllt ist, den Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Satzes von Luftmassenstromlesewerten zu setzen; der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als eine erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse größer als der Eintrittsschwellenwert ist, keine Veränderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen; und der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für mindestens die erste Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse größer als der Eintrittsschwellenwert ist, den Reversionszonen-Merker auf Eins (R = 1) zu setzen.
System nach Anspruch 5, wobei: der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für weniger als eine zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert ist, keine Veränderung an dem Reversionszonen-Merker vorzunehmen; und der Controller ausgestaltet ist, um dann, wenn der Deltafaktor (D) für mindestens die zweite Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse kleiner oder gleich dem Austrittsschwellenwert ist, den Reversionszonen-Merker auf Null (R = 0) zu setzen.
Verfahren zum Detektieren einer Reversion in einem Kraftmaschinensystem, das einen Krümmerabsolutdrucksensor, der ausgestaltet ist, um ein Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal während eines Ereignisses bereitzustellen, und einen Luftmassenstromsensor aufweist, wobei das Verfahren umfasst, dass: ermittelt wird, ob eine Änderungsrate in dem Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal größer oder gleich einem vorbestimmten transienten Schwellenwert (T₀) ist; wobei der Luftmassenstromsensor ausgestaltet ist, um einen Satz von Luftmassenstromlesewerten auf der Grundlage einer Luftströmung durch den Luftmassenstromsensor hindurch während des Ereignisses zu erzeugen, wobei der Satz von Luftmassenstromlesewerten einen Maximalwert und einen Minimalwert aufweist; wenn die Änderungsrate in dem Echtzeit-Krümmerabsolutdruck-Signal kleiner als der vorbestimmte transiente Schwellenwert (T₀) ist, ein Deltafaktor (D) als die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert festgesetzt wird; und die Reversion zumindest teilweise auf der Grundlage einer Größe des Deltafaktors (D) detektiert wird.