DE102018100093B4

DE102018100093B4 - Tracking einer diagnostik für kontinuierlich variable ventilsysteme

Info

Publication number: DE102018100093B4
Application number: DE102018100093.6A
Authority: DE
Inventors: Piranavan Suntharalingam
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2018-01-03
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2038-01-04
Also published as: CN108278161A; DE102018100093A1; CN108278161B; US10525982B2; US20180186383A1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln der Genauigkeit einer Position eines variablen Ventils (42), wobei das Verfahren umfasst:Ermitteln eines Systemfehlers, wobei der Systemfehler die Differenz zwischen einer Sollposition (62) des Ventils (42) und einer gemessenen Position (64) des Ventils (42) ist, die durch ein Rückkopplungssignal des Ventils (42) bereitgestellt wird;Ermitteln, ob eine Bedingung für das Bestehen einer diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn der Systemfehler kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert (K1) und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert (-K1) ist;Ermitteln einer Änderungsrate der gemessenen Position (64), wenn der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) und größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) ist;Ermitteln, ob die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Änderungsrate der gemessenen Position (64) einen vorgegebenen positiven Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) überschreitet; undErmitteln, ob die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Änderungsrate der gemessenen Position (64) kleiner ist als ein vorgegebener negativer Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine diagnostische Strategie zur Bestimmung der Genauigkeit einer Ist-Position eines variablen Ventils im Vergleich zu einer Soll-Position des variablen Ventils.
EINLEITUNG
Ein Motorsteuergerät (ECM) regelt die Drehmomentausgabe eines Kraftfahrzeugmotors. Das ECM kann die Drehmomentausgabe des Motors regulieren, um beispielsweise das durch den Fahrer des Fahrzeugs angeforderte Drehmoment zu erreichen. Unter bestimmten Umständen ist eine Verbrennung in allen Zylindern des Motors möglicherweise nicht erforderlich, um die Anforderungen an das Drehmoment zu erfüllen. Dementsprechend kann das ECM einen oder mehrere Zylinder des Motors deaktivieren. Es kann davon ausgegangen werden, dass das ECM während der Zeit, in der die Zylinder deaktiviert sind, im aktiven Kraftstoffmanagement (AFM) betrieben wird.
Im Motorabgassystem können Geräusche und Gegendruck im Auspuffrohr während des AFM-Modus verändert werden. Dementsprechend kann ein Ventil in einem Auspuffrohr implementiert werden, um den Gegendruck und/oder das Geräusch im Auspuffrohr zu steuern. Ein stufenlos variables Ventil kann eingesetzt werden, um verschiedene Durchflussbereiche zu erreichen. Es kann jedoch schwierig sein, die korrekte Funktion eines Ventils zu diagnostizieren, dessen Öffnungsgröße (Durchflussbereich) ständig verändert wird. Wenn ein derartiges Ventil im Abgasstrom nicht richtig funktioniert, können Kraftstoffverbrauch und Geräuschpegel negativ sein.
Aus der Druckschrift DE 10 2007 000 482 B4 ist ein Abgasrückführungssystem mit Fehlfunktionsüberwachung bekannt. Die Druckschrift US 9 528 445 B2 offenbart ein System und ein Verfahren zur Ableitung und Überwachung einer modellbasierten und kartenbasierten Drosselposition.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren und ein Trackingsystem und ein variables Ventilsystem zum Ermitteln der Genauigkeit einer Position eines variablen Ventils bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dementsprechend stellt die vorliegende Offenbarung ein erfindungsgemäßes Trackingsystem, ein erfindungsgemäßes variables Ventilsystem und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verfügung, um die Genauigkeit in der Position eines stufenlos variablen Ventils durch Korrelation der Befehls- und Rückkopplungswerte zu diagnostizieren. Genauer gesagt, ermittelt das System, ob die gemessene Position des Ventils innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der Sollposition liegt. Falls nicht, ermittelt das System, ob die Änderungsrate der gemessenen Position einen Mindestschwellenwert überschreitet, sodass das System die Fehlstellung des Ventils schnell kompensiert. Wenn das Ventil entweder innerhalb des vorgegebenen Bereichs der Sollposition liegt oder die Größe der Positionsänderungsrate über dem Mindestschwellenwert liegt, stellt das System fest, dass das Ventil ordnungsgemäß funktioniert. Wenn das Ventil jedoch außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt und die Änderungsrate gering ist (unterhalb des Schwellenwerts der Änderungsrate und nicht ausreichend kompensiert wird), stellt das System fest, dass das Ventil nicht ordnungsgemäß funktioniert.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Ermitteln der Genauigkeit der Position eines variablen Ventils bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Ermitteln eines Systemfehlers, wobei der Systemfehler die Differenz zwischen einer Sollposition des Ventils und einer gemessenen Position des Ventils ist, die durch ein Rückkopplungssignal des Ventils bereitgestellt wird. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ermitteln, ob eine Bedingung für das Bestehen einer diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn der Systemfehler kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert ist. Das Verfahren beinhaltet auch das Ermitteln einer Änderungsrate der gemessenen Position, wenn der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert und größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert ist. Das Verfahren beinhaltet das Ermitteln, ob die Bedingung für das Durchlaufen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Änderungsrate der gemessenen Position einen vorgegebenen Schwellenwert für die positive Rückkopplungsrate überschreitet, und das Ermitteln, ob die Bedingung für das Durchlaufen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Änderungsrate der gemessenen Position kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert für die negative Rückkopplungsrate ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein diagnostisches Trackingsystem zum Ermitteln der Genauigkeit einer Position eines variablen Ventils bereitgestellt. Das diagnostische Trackingsystem beinhaltet ein Systemfehler-Modul, das dazu konfiguriert ist, einen Systemfehler zu ermitteln, wobei der Systemfehler die Differenz zwischen einer Sollposition des Ventils und einer gemessenen Position des Ventils ist, die durch ein Rückkopplungssignal des Ventils bereitgestellt wird. Ein Änderungsratenmodul ist dazu konfiguriert, eine Änderungsrate der gemessenen Position zu ermitteln. Ein diagnostisches Genauigkeitsübergabemodul ist dazu konfiguriert, zu ermitteln, dass eine Bedingung für die diagnostische Genauigkeitsübergabe erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert ist; b) die Änderungsrate der gemessenen Position einen vorgegebenen Schwellenwert für die positive Rückkopplungsrate überschreitet; oder c) die Änderungsrate der gemessenen Position kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert für die negative Rückkopplungsrate ist.
Gemäß einen weiteren Aspekt wird ein variables Ventilsystem für ein Kraftfahrzeug-Abgassystem bereitgestellt. Das variable Ventilsystem beinhaltet ein Ventil, das zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Position bewegt werden kann, wobei das Ventil darüber hinaus in eine unendliche Anzahl möglicher Positionen zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Position bewegt werden kann. Ein Ventilstellglied ist dazu konfiguriert, das Ventil in die vollständig geöffnete Position, die vollständig geschlossene Position und dazwischen zu bewegen. Ein Sensor ist dazu konfiguriert, eine gemessene Position des Ventils zu erfassen. Ein Steuereingang ist in Verbindung mit dem Ventilstellglied, wobei der Steuereingang dazu konfiguriert ist, ein Steuersignal zu empfangen, das eine Sollposition des Ventils übermittelt. Ein Rückkopplungsausgang ist in Verbindung mit dem Sensor, wobei der Rückkopplungsausgang dazu konfiguriert ist, ein Rückkopplungssignal zu senden, das die gemessene Position des Ventils übermittelt. Ein Steuerungssystem ist dazu konfiguriert, das Sollwertsignal über den Sollwerteingang an das Stellglied zu liefern und das Istwertsignal über den Istwertausgang zu empfangen. Das Steuerungssystem beinhaltet ein Systemfehler-Modul, das dazu konfiguriert ist, einen Systemfehler zu ermitteln, wobei der Systemfehler die Differenz zwischen einer Sollposition des Ventils und einer gemessenen Position des Ventils ist. Das Steuerungssystem beinhaltet auch ein Änderungsratenmodul, das dazu konfiguriert ist, eine Änderungsrate der gemessenen Position zu ermitteln. Das Steuerungssystem beinhaltet ferner ein diagnostisches Genauigkeitsübergabemodul, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, dass eine Bedingung für die diagnostische Genauigkeitsübergabe erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert ist; b) die Änderungsrate der gemessenen Position einen vorgegebenen Schwellenwert für die positive Rückkopplungsrate überschreitet; oder c) die Änderungsrate der gemessenen Position kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert für die negative Rückkopplungsrate ist.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können die folgenden Ausgestaltungen umfassen: das Verfahren, das variable Ventilsystem oder das diagnostische Trackingsystem weiter dazu konfiguriert ist, um zu ermitteln, dass eine Fehlerbedingung der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert ist und die Änderungsrate der gemessenen Position den vorgegebenen positiven Rückkopplungsschwellenwert nicht überschreitet; oder b) der Systemfehler nicht größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert ist und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert ist; der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert und der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert gleich groß sind; der vorgegebene positive Rückkopplungsschwellenwert und der vorgegebene negative Rückkopplungsschwellenwert gleich groß sind; das Ventil eine unendliche Anzahl an möglichen Positionen zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Position aufweist; das Verfahren, das diagnostische Trackingsystem oder das variable Ventilsystem dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, ob Aktivierungskriterien erfüllt sind, bevor die Schritte oder Module ausgeführt werden, die ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und um festzustellen, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist; das Verfahren, das diagnostische Trackingsystem oder das variable Ventilsystem dazu konfiguriert ist, mindestens ein Abtastintervall zu verzögern, bevor die Schritte oder Module ausgeführt werden, die ermitteln, dass die Bedingung für das Durchlaufen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und ermitteln, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Aussetzungskriterien erfüllt sind; wobei die Aussetzungskriterien mindestens eines der folgenden Kriterien beinhalten: ein neues Ventilbefehlssignal nach einer stationären Periode des Ventilbefehlssignals und ein neues Ventilbefehlssignal, das die Richtung des Ventils ändert; das Ventil, das elektronisch ansteuerbar ist; und das Ventil weist einen Hall-Effekt-Sensor auf, der dazu konfiguriert ist, die gemessene Position des Ventils zu ermitteln.
Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vielfältigen Aspekte der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen leicht ersichtlich.
Figurenliste
Die Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen weder den Umfang dieser Offenbarung noch die angehängten Ansprüche einschränken.

1 ist eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine exemplarische perspektivische Ansicht eines Abgassystems des in 1 dargestellten Kraftfahrzeugsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Ventilanordnung des Abgassystems von 2 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
4 ist eine grafische Darstellung der Steuer- und Rückmeldesignale der Ventilanordnung aus 2-3, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Ermitteln der Genauigkeit der Position eines variablen Ventils veranschaulicht, wie zum Beispiel die in den 2-3 dargestellte Ventilanordnung, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
6 ist eine grafische Darstellung eines Rückkopplungssignals und verschiedener Optionen für Steuersignale der Ventilanordnung der 2-3, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; und
7 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Variation eines Verfahrens zum Ermitteln der Genauigkeit der Position eines variablen Ventils veranschaulicht, wie zum Beispiel die in den 2-3 dargestellte Ventilanordnung, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, ist ein Kraftfahrzeug dargestellt und im Allgemeinen mit 10 bezeichnet. Das Kraftfahrzeug 10 kann jeder Fahrzeugtyp sein, wie zum Beispiel ein PKW, ein LKW, ein Transporter, ein Geländewagen usw.
Das Kraftfahrzeug 10 beinhaltet einen Motor 12 (das könnte zum Beispiel ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor oder ein Hybrid sein). Der Motor 12 ist mit einem Getriebe 14 und einem Achsantrieb 16 verbunden, um einen Radsatz 18 des Kraftfahrzeugs 10 anzutreiben. Das Getriebe 14 kann ein zum Beispiel Stufengetriebe mit Planetenrädern, einem Vorgelegegetriebe, einem kontinuierlich stufenlosen Getriebe oder einem grenzenlos stufenlosen Getriebe sein. Der Motor 12 und das Getriebe 14 können durch ein Steuerungssystem 20 gesteuert werden, das zum Beispiel eine oder mehrere Steuerungen, wie beispielsweise ein ECM und TCM (nicht im Detail dargestellt) beinhalten kann.
Der Motor weist eine Vielzahl von Zylindern 22 auf, von denen jeder einen Kolben (nicht dargestellt) beinhaltet, der mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Die Kurbelwelle ist dazu konfiguriert, jeden einzelnen Kolben in seinem eigenen Zylinder 22 zu bewegen. Obwohl der Motor 12 einschließlich mit acht Zylindern 22 dargestellt ist, kann der Motor 12 zum Beispiel jede beliebige Anzahl an Zylindern 22 beinhalten, z. B. zwei, drei, vier, sechs oder acht. Jeder Zylinder 22 ist dazu konfiguriert, ein Verbrennungsereignis zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 10 zu durchlaufen.
Das Motorsteuermodul (ECM) des Steuerungssystems 20 regelt die Drehmomentabgabe durch den Motor 12. Das ECM kann die Drehmomentausgabe des Motors 12 regulieren, um beispielsweise das vom Fahrer des Fahrzeugs 10 angeforderte Drehmoment zu erreichen. Unter bestimmten Umständen ist eine Verbrennung in allen Zylindern 22 des Motors 12 möglicherweise nicht erforderlich, um die Anforderungen an das Drehmoment zu erfüllen. Dementsprechend kann die Steuerung 20 einen oder mehrere der Zylinder 22 des Motors 12 deaktivieren. Wenn das Steuerungssystem 20 einen oder mehrere Zylinder 22 deaktiviert, wird der Motor 12 im aktiven Kraftstoffmanagement (AFM) betrieben.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Motorabgassystem dargestellt und im Allgemeinen mit 24 bezeichnet. Die Motorzylinder 22 (dargestellt in 1) führen dem Abgaskrümmer 26 Abgase zu. In diesem Beispiel ist der Abgaskrümmer 26 mit sechs Auslassöffnungen für einen Sechszylinder-Motor dargestellt, aber es sollte verstanden werden, dass eine beliebige Anzahl an Motorzylindern und die dazugehörigen Auslassöffnungen verwendet werden können. Vom Abgaskrümmer 26 aus kann das Abgas durch ein oder mehrere Y-Rohre 28 zu einem Katalysator 30 strömen, wobei das Abgas einer Redoxreaktion unterzogen wird, um die Emissionen zu reduzieren. Vom Katalysator 30 aus kann das Abgas durch einen Resonator 32 in das Abgasrohr 34 strömen.
Im Motorabgassystem 24 können Geräusche und Gegendruck im Abgasrohr 34 während des AFM-Modus verändert werden. Dementsprechend kann eine variable Ventilanordnung 36 in einem Abgasrohr 34 eingesetzt werden, um den Gegendruck und/oder das Geräusch im Abgasrohr 34 zu steuern. Die variable Ventilanordnung 36 kann ein stufenlos verstellbares Ventil beinhalten, das in der Lage ist, verschiedene Durchflussbereiche zu erreichen. Von der variablen Ventilanordnung 36 kann dann Abgas in einen Schalldämpfer 38 und aus dem Endrohr 40 strömen.
Die variable Ventilanordnung 36 kann beispielsweise als AFM-Ventil oder als variables Abgasventil bezeichnet werden. Die Position der Ventilanordnung 36 kann beispielsweise basierend auf bestimmten Eingaben gesteuert werden, von denen bekannt ist, dass sie Geräusche, Gegendruck und/oder Kraftstoffverbrauch beeinflussen. In einigen Fällen beinhalten diese Eingaben die Motordrehzahl, das Übersetzungsverhältnis und die Pedalstellung. Diese Eingaben können dann verwendet werden, um eine gewünschte Ventilstellung für die variable Ventilanordnung 36 zu ermitteln.
Unter Bezugnahme auf eine 3 wird ein Beispiel für die variable Ventilanordnung 36 ausführlicher dargestellt. Die variable Ventilanordnung 36 beinhaltet ein Ventil 42, das zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Position bewegt werden kann, wobei das Ventil 42 darüber hinaus in eine unendliche Anzahl möglicher Positionen zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Position bewegt werden kann. In 3 ist das Ventil 42 in der vollständig geöffneten (am wenigsten störenden) Position dargestellt. Ein Ventilstellglied 44 ist funktionsfähig und dazu konfiguriert, das Ventil 42 in die vollständig geöffnete Position, die vollständig geschlossene Position und dazwischen zu bewegen. Das Ventilstellglied 44 kann elektronisch und dazu konfiguriert sein, das Ventil 42 elektronisch zu betätigen. In einigen Fällen ist das Ventil 42 stufenlos zwischen einer unendlichen Anzahl an Positionen zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Position einstellbar. Am Ventil 42 oder am Ventilgehäuse 48 kann ein Sensor 46 angebracht werden. Der Sensor 46 ist dazu konfiguriert, die Ist-Position des Ventils 42 zu erfassen, die als gemessene Position des Ventils 42 bezeichnet werden kann. Der Sensor 46 kann beispielsweise ein Hall-Effekt-Sensor sein.
Ein Steuereingang 50 kann in Verbindung mit dem Ventilstellglied 44 stehen, wobei der Steuereingang 50 so konfiguriert ist, dass er ein Steuersignal empfängt, das eine Sollposition des Ventils 42 übermittelt. Ein Rückkopplungsausgang 52 ist in Verbindung mit dem Sensor 46, wobei der Rückkopplungsausgang 52 dazu konfiguriert ist, ein Rückkopplungssignal zu senden, das die gemessene Position des Ventils 42 übermittelt.
Ein Steuerungssystem 21 (dargestellt in 1) ist dazu konfiguriert, das Befehlssignal an das Ventilstellglied 44 über den Steuereingang 50 zu liefern und das Rückkopplungssignal über den Rückkopplungsausgang 52 zu empfangen. Das Steuerungssystem 21 kann Teil des Fahrzeugsteuerungssystems 20 sein oder von diesem getrennt sein.
Unter Bezugnahme auf 4 zeigt eine grafische Darstellung der Ventilstellung 54 auf der y-Achse und der Zeit 56 (in Sekunden) auf der x-Achse. Eine vollständig geöffnete Position des Ventils 42 wird bei 58 und eine vollständig geschlossene Position bei 60 angezeigt. Die Sollposition des Ventils 42 (das über das Befehlssignal an den Steuereingang 50 gesendet wird) wird auf der durchgezogenen Linie 62 angezeigt. Die aktuelle, gemessene Position des Ventils 42 (über den Rückkopplungsausgang 52 als Rückkopplungssignal gesendet) wird auf der gestrichelten Linie 64 angezeigt.
Das Steuerungssystem 21 ist dazu konfiguriert, einen Systemfehler zu ermitteln, der die Differenz zwischen einer Sollposition 62 des Ventils 42 und einer gemessenen Position 64 des Ventils 42 ist. Der Systemfehler weist beispielsweise zum Zeitpunkt t den Wert B1 auf. Das Steuerungssystem 21 kann auch konfiguriert werden, um eine Änderungsrate der gemessenen Position zu ermitteln. So ermittelt das Steuerungssystem 21 beispielsweise die Ventilstellungen zum Zeitpunkt t (Wert C) und zum Zeitpunkt t+δ (Wert D) und zieht den Wert C vom Wert D ab, um eine Rückführungsdifferenz E1 zu finden. Die Rückführungsdifferenz E1 wird dann durch δ dividiert, um die Änderungsrate der gemessenen Position zwischen Zeit t und Zeit t+δ zu ermitteln.
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Verfahren zum Ermitteln der Genauigkeit einer Position des variablen Ventils 42 dargestellt und im Allgemeinen mit 70 bezeichnet. Das Verfahren 70 kann beispielsweise durch das Steuerungssystem 21 implementiert werden. Das Verfahren 70 beginnt bei Block 72, wobei das Verfahren 70 das Ermitteln des Systemfehlers B zu einem Zeitpunkt beinhaltet, bei dem der Systemfehler B die Differenz zwischen der Sollposition des Ventils 42 und der gemessenen Position des Ventils 42 ist, wie vorstehend erläutert.
Das Verfahren 70 kann anschließend mit dem Entscheidungsblock 74 fortfahren, um zu ermitteln, ob der Systemfehler B größer oder gleich einem vorgegebenen positiven Fehlerschwellenwert K1 ist. Der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 ist eine Konstante, die in das System eingemessen wird und ein angemessener Fehlerbetrag ist, der in einer positiven Richtung (oder einer ersten Richtung) zwischen der Sollposition des Ventils 42 und der gemessenen Position des Ventils 42 bestehen bleibt.
Wenn der Systemfehler B nicht größer oder gleich des vorgegebenen positiven Fehlerschwellenwerts K1 ist, kann das Verfahren 70 zum Entscheidungsblock 76 übergehen. Im Entscheidungsblock 76 ermittelt das Verfahren 70, ob der Systemfehler B kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 und größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert -K1 ist. Der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert -K1 ist eine Konstante, die in das System eingemessen wird und ein angemessener Fehlerbetrag ist, der in einer negativen Richtung (oder einer zweiten Richtung) zwischen der Sollposition des Ventils 42 und der gemessenen Position des Ventils 42 bestehen bleibt. In einigen Fällen kann der Schritt 74 ausgelassen werden und das Verfahren 70 kann von Schritt 72 direkt zu Schritt 76 übergehen.
Wenn das Verfahren 70 in Entscheidungsblock 76 ermittelt, dass der Systemfehler B tatsächlich kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert -K1 ist, fährt das Verfahren 70 mit Schritt 78 fort, um zu ermitteln, dass eine Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist. Wenn jedoch das Verfahren 70 im Entscheidungsblock 76 ermittelt, dass der Systemfehler B nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 und größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert -K1 ist, kann das Verfahren 70 zum Entscheidungsblock 80 übergehen. Das Verfahren 70 kann auch gleichzeitig mit dem Entscheidungsblock 82 fortfahren, wenn der Schritt 74 nicht berücksichtigt wird.
Im Entscheidungsblock 80 beinhaltet das Verfahren 70 das Ermitteln einer Änderungsrate der gemessenen Position d(E)/dt und das Ermitteln, ob die Änderungsrate der gemessenen Position d(E)/dt kleiner als ein vorgegebener negativer Rückkopplungsschwellenwert -K2 ist. Der vorgegebene negative Rückkopplungsschwellenwert -K2 ist ein in das System eingemessener Schwellenwert, der ermittelt, ob die Position des Ventils 42 so schnell verändert wird, dass das Ventil 42 innerhalb der zulässigen Fehlergrenzen (zwischen -K1 und K1) in einem vernünftigen vorgegebenen Zeitrahmen liegt. Wenn die Änderungsrate d(E)/dt nicht sehr schnell ist, würde dies bedeuten, dass die Ventilstellung nicht exakt gesteuert wird. In Block 80 ermittelt das Verfahren 70, ob die Änderungsrate d(E)/dt unterhalb des vorgegebenen Rückkopplungsschwellenwertes -K2 liegt. In diesem Fall gilt, je niedriger die Rate unter -K2, desto schneller wird die Steuerung der Ventilstellung in negativer Richtung kompensiert. Dementsprechend fährt das Verfahren 70, wenn es in Block 80 feststellt, dass die Änderungsrate d(E)/dt kleiner ist als der vorgegebene negative Rückkopplungsschwellenwert -K2, das Verfahren 70 fährt dann mit Schritt 78 fort, um zu ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist.
Wenn jedoch in Block 80 festgestellt wird, dass die Änderungsrate d(E)/dt nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsschwellenwert -K2 ist, fährt das Verfahren 70 mit Block 84 fort, wobei das Verfahren 70 ermittelt, dass eine Fehlerbedingung der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist. Dies liegt daran, dass in Block 76 ermittelt wurde, dass das Ventil 42 außerhalb des zulässigen Positionsfehlerschwellenwertes in negativer Richtung liegt und die Änderungsrate d(E)/dt des Ventils 42 nicht unter dem negativen Rückkopplungsschwellenwert -K2 liegt, was bedeutet, dass das System die Fehlstellung des Ventils 42 nicht ausreichend kompensiert.
Wenn Schritt 74 verwendet wurde und das Verfahren 70 ermittelt, dass der Systemfehler B nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 ist, würde das Verfahren 70 dann mit Block 82 fortfahren. Wenn Schritt 74 nicht verwendet wurde, dann geht das Verfahren 70 von Block 76 entlang des Pfades 86 zu Block 82 weiter, gleichzeitig mit der Fortsetzung zu Block 80 von Block 76.
Im Entscheidungsblock 82 beinhaltet das Verfahren 70 das Ermitteln einer Änderungsrate der gemessenen Position d(E)/dt und das Ermitteln, ob die Änderungsrate der gemessenen Position d(E)/dt einen vorgegebenen positiven Rückkopplungsschwellenwert K2 übersteigt (größer ist als). Der vorgegebene positive Rückkopplungsschwellenwert K2 ist ein in das System eingemessener Schwellenwert, der ermittelt, ob die Position des Ventils 42 so schnell verändert wird, dass das Ventil 42 innerhalb der zulässigen Fehlergrenzen (zwischen - K1 und K1) innerhalb eines vernünftigen vorgegebenen Zeitrahmens liegt. Wenn die Änderungsrate d(E)/dt nicht sehr schnell ist, würde dies bedeuten, dass die Ventilstellung nicht exakt gesteuert wird. In Block 82 ermittelt das Verfahren 70, ob die Änderungsrate d(E)/dt über dem vorgegebenen positiven Rückkopplungsschwellenwert K2 liegt. In diesem Fall gilt, je höher die Rate über K2, desto schneller wird die Steuerung der Ventilstellung in positiver Richtung kompensiert. Dementsprechend fährt das Verfahren 70, wenn es in Block 82 feststellt, dass die Änderungsrate d(E)/dt größer ist als der vorgegebene positive Rückkopplungsschwellenwert K2, das Verfahren 70 fährt dann mit Schritt 78 fort, um zu ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist.
Wenn jedoch in Block 82 festgestellt wird, dass die Änderungsrate d(E)/dt nicht größer als der vorgegebene positive Rückkopplungsschwellenwert K2 ist, fährt das Verfahren 70 mit Block 84 fort, wobei das Verfahren 70 ermittelt, dass eine Fehlerbedingung der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist. Dies liegt daran, dass in Block 74 oder 76 ermittelt wurde, dass das Ventil 42 außerhalb des zulässigen Positionsfehlerschwellenwertes in positiver Richtung liegt und die Änderungsrate d(E)/dt des Ventils 42 nicht über dem positiven Rückkopplungsschwellenwert K2 liegt, was bedeutet, dass das System die Fehlstellung des Ventils 42 nicht ausreichend kompensiert.
Bei einigen Formen des Verfahrens 70 wird die Änderungsrate d(E)/dt der gemessenen Position des Ventils 42 nur dann ermittelt, wenn die Ventilstellung außerhalb des zulässigen Schwellenwerts zwischen K1 und K2 liegt, wie in den Schritten 74 und 76 ermittelt. Dies liegt daran, dass die Änderungsrate d(E)/dt nicht erforderlich ist, um zu ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn der Systemfehler B innerhalb des Rahmens von K1 und -K1 liegt.
Wie in 5 zu sehen ist, ist die Fehlerbedingung der diagnostischen Genauigkeit nicht erfüllt, es sei denn: a) der Systemfehler B ist nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 und die Änderungsrate d(E)/dt der gemessenen Position überschreitet nicht den vorgegebenen positiven Rückkopplungsratenschwellenwert K2; oder b) der Systemfehler B ist nicht größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert -K2 und die Änderungsrate d(E)/dt der gemessenen Position ist nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsschwellenwert -K2.
In einigen Fällen sind der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 und der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert -K1 gleich groß. Zusätzlich können der vorgegebene positive Rückkopplungsschwellenwert K2 und der vorgegebene negative Rückkopplungsschwellenwert -K2 gleich groß sein.
Unter Bezugnahme auf 6 zeigt eine grafische Darstellung die Ventilstellung 87 auf der y-Achse und der Zeit 88 (in Sekunden) auf der x-Achse. Die Sollposition des Ventils wird bei der durchgezogenen Linie 90 angezeigt. Die Rückkopplung der gemessenen Position des Ventils 42 (über den Rückkopplungsausgang 52 als Rückkopplungssignal gesendet) wird auf der gestrichelten Linie 92 angezeigt. Beim Zeitpunkt t wird die Sollposition 90 des Ventils 42 von einer ersten Position L1 auf eine zweite Position L2 stetig über einen Zeitraum δ erhöht, es kann jedoch bis zu dem Zeitraum δ dauern, bis eine interne Steuerung im Ventilstellglied 44 den neuen Ventilsteuerbefehl umsetzt. In diesem Fall ist das Abtastintervall für das Rückkopplungssignal der gemessenen Position 92 ebenfalls δ. Da der neue Befehl erst in der Zeitspanne δ nach Erhalt des neuen Befehls aktualisiert werden kann, beginnt sich die gemessene Position 92 des Ventils 42 erst mit der Zeit t+δ zu ändern, wie in 6 dargestellt. Dementsprechend wäre es nicht sinnvoll, die Genauigkeitsbestimmung oder Diagnostik erst nach Ablauf des Zeitraums δ durchzuführen, mit anderen Worten, bei oder nach t+δ.
Daher kann das Verfahren 70 einen Schritt des Aussetzens der Diagnostik und des Verzögerns für einen vorbestimmten Verzögerungszeitrahmen, wie zum Beispiel δ, beinhalten, bevor die Schritte zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Durchlaufen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, durchgeführt werden.
Des Weiteren kann das Verfahren 70 konfiguriert werden, um den Verzögerungszeitrahmen unter bestimmten Umständen zu verzögern, andere jedoch nicht. So kann beispielsweise das Verfahren 70 ermitteln, ob die Aussetzungskriterien für die Verzögerung oder die Aussetzung der Diagnostik für den Verzögerungszeitrahmen δ erfüllt sind. In BILD 6 zeigt die Grafik das Befehlssignal 90 in einem stationären Zustand vor der Zeit t. In diesem Fall sollte sich das Verfahren 70 um den Zeitrahmen δ verzögern, bevor die Diagnostik erneut zur Zeit t+δ ausgeführt wird. Mit anderen Worten, die Diagnostik sollte verzögert werden, wenn nach einer stationären Periode des Ventilsteuersignals 90 ein neues Befehlssignal empfangen wird; andernfalls würde die Diagnostik ungenau ermitteln, dass die Fehlerbedingung zum Zeitpunkt t+δ erfüllt ist, ohne dem System genügend Zeit zu gewähren, das Ventil 42 in Richtung der Sollposition 90 zu bewegen.
Zusätzlich zeigt die Grafik in 6 vier Szenarien für das Befehlssignal 90 nach der Zeit t+δ, zur Zeit t+2δ. In einem ersten Szenario bewirkt das Befehlssignal 90', dass das Ventil 42 in positiver Richtung weiter geöffnet wird als die Stellung L2, was bewirkt, dass das Ventil 42 in positiver Richtung in einen weniger geöffneten Zustand versetzt wird. In einem zweiten Szenario bewirkt das Befehlssignal 90", dass das Ventil 42 auf demselben Befehl verbleibt wie zum Zeitpunkt t+δ, der Position L2. In einem dritten Szenario bewirkt das Befehlssignal 90'''', dass das Ventil 42 in der gleichen Richtung geöffnet bleibt wie zum Zeitpunkt t+δ, bei einer höheren Öffnungsgröße in positiver Richtung, die näher am Mittelpunkt liegt (vollständig geöffnet). In einem vierten Szenario schließlich bewirkt das Befehlssignal 90'''''', dass das Ventil 42 die Richtung ändert.
Das Verfahren 70 könnte konfiguriert werden, um die Diagnostik (oder die Verzögerung für den Zeitrahmen δ) nur im vierten Szenario dieser vier Beispiele auszusetzen, in welchem das Ventil 42 die Richtung geändert hat und somit das Rückkopplungssignal aufgrund der gemessenen Position 90 wahrscheinlich ausfällt, da der Befehl, die Richtung zu ändern, im Zeitrahmen δ noch nicht vollständig implementiert wurde, und somit das Ventil 42 auf die angewiesene Position zum Zeitpunkt t+δ weiter in die positive Richtung folgt. In den Szenarien 1-3 bewegt sich das Ventil 42 jedoch bereits in einem vorübergehenden Zustand, und selbst wenn sich der Befehl wie in den Szenarien 1 und 3 ändert, könnte die Diagnostik ohne Verzögerung fortgesetzt werden, da das Ventil 42 bereits in die gleiche Richtung bewegt wird wie der neue Befehl.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass in einigen Versionen des Verfahrens 70 das Verfahren 70 das Ermitteln, ob die Aussetzungskriterien für die Aussetzung der Diagnostik erfüllt sind, und das Aussetzungskriterium mindestens eines der folgenden beinhaltet: a) ein neues Ventilbefehlssignal nach einer stationären Periode des Ventilbefehlssignals; und b) ein neues Ventilsteuersignal, das die Richtung des Ventils ändert. Wenn die Aussetzungskriterien erfüllt sind, beinhaltet das Verfahren 70 eine Verzögerung von mindestens einem Probennahmeintervall δ, bevor die Schritte zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, durchgeführt werden.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 7 wird ein Verfahren zum Ermitteln der Genauigkeit einer Position des variablen Ventils 42 veranschaulicht und im Allgemeinen mit 100 bezeichnet. Das Verfahren 100 kann beispielsweise durch das Steuerungssystem 21 implementiert werden. Das Verfahren 100 kann dem in 5 dargestellten Verfahren 70 ähnlich sein, es sei denn, es werden Unterschiede beschrieben. Das Verfahren 100 beginnt bei einem Startblock 102. Ausgehend vom Startblock 102 fährt das Verfahren 100 mit einem Entscheidungsblock 104 fort, der ermittelt, ob die Aktivierungskriterien erfüllt sind, bevor die Schritte zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, durchgeführt werden. So kann es beispielsweise wünschenswert sein, bestimmte Aktivierungskriterien zu erreichen, die erfüllt sein müssen, bevor die restlichen Schritte zum Ermitteln des korrekten Verhaltens des Ventils 42 entsprechend der Sollpositionen ausgeführt werden. Diese Aktivierungskriterien können beispielsweise Anforderungen sein, dass der Motor eingeschaltet und die Batterie ausreichend geladen sein muss. Alle anderen gewünschten Aktivierungskriterien können zusätzlich oder alternativ verwendet werden. Wenn die Aktivierungskriterien nicht erfüllt sind, fährt das Verfahren 100 mit einem Endschritt 106 fort. Das Verfahren 100 kann beim Startblock 102 neu gestartet werden.
Wenn die Aktivierungskriterien erfüllt sind, fährt das Verfahren mit Schritt 108 fort, wobei das Verfahren 100 das Ermitteln von Aussetzungskriterien für die Aussetzung der Diagnostik beinhaltet. Die Aussetzungskriterien können beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Kriterien beinhalten: ein neues Ventilsteuersignal nach einer stationären Periode des Ventilsteuersignals; und ein neues Ventilsteuersignal, das die Richtung des Ventils 42 ändert (wie in 6 dargestellt und beschrieben). Folglich kann das Verfahren 100 in Schritt 108 das Ermitteln beinhalten, ob das Befehlssignal innerhalb des letzten Verzögerungszeitrahmen δ von einer stationären Sollposition zu einer neuen Sollposition mit einem anderen Wert als der stationären Sollposition wechselt. Das Verfahren 100 kann auch in Schritt 108 ermitteln, ob ein neues Befehlssignal die Richtung des vorherigen Befehls ändert.
Das Verfahren 100 fährt dann mit dem Entscheidungsblock 110 fort, um zu ermitteln, ob eines dieser Aussetzungskriterien erfüllt ist, und wenn ja, fährt das Verfahren 100 mit dem Endblock 106 fort, um das Verfahren 100 zu beenden. Das Verfahren 100 wird dann fortgesetzt und beginnt wieder bei Schritt 102, bis die Aussetzungskriterien in Schritt 108 nicht mehr erfüllt sind. Dies führt zu einer Verzögerung für einen Zeitrahmen δ, wenn das Befehlssignal innerhalb des letzten Verzögerungszeitrahmens δ vom stationären Zustand in eine andere Sollposition übergegangen ist oder wenn die Sollposition die Richtung geändert hat, wie vorstehend in Bezug auf 6 erläutert. Wenn also die Aussetzungskriterien erfüllt sind, kann das Verfahren 100 die Verzögerung mindestens eines Probennahmeintervalls δ beinhalten, bevor die Schritte zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, die später im Verfahren 100 auftreten, durchgeführt werden.
Wenn das Verfahren 100 in Block 110 ermittelt, dass die Aussetzungskriterien nicht erfüllt sind, geht das Verfahren 100 zum Entscheidungsblock 176 über. Der Entscheidungsblock 176 ist vergleichbar mit dem vorstehend in 5 beschriebenen Entscheidungsblock 76. Im Entscheidungsblock 176 kann das Verfahren 100 den Systemfehler B ermitteln, wie vorstehend in Bezug auf 4 erläutert, und dann ermitteln, ob der Systemfehler B kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert K1 und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert -K1 ist.
Wenn das Verfahren 100 im Entscheidungsblock 176 ermittelt, dass der Systemfehler B tatsächlich kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert -K1 ist, fährt das Verfahren 100 mit Schritt 178 fort, um zu ermitteln, dass eine Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist. Wenn jedoch das Verfahren 100 im Entscheidungsblock 176 ermittelt, dass der Systemfehler B nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert K1 und größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert -K1 ist, kann das Verfahren 100 zum Entscheidungsblock 181 übergehen.
Im Entscheidungsblock 181 beinhaltet das Verfahren 70 das Ermitteln einer Änderungsrate der gemessenen Position d(E)/dt und das Ermitteln, ob die Änderungsrate der gemessenen Position d(E)/dt einer Änderungsrate entspricht, welche die Anforderung erfüllt. Wenn die Änderungsrate d(E)/dt kleiner als ein vorgegebener negativer RückkopplungsratenSchwellenwert -K2 oder größer als ein vorgegebener negativer RückkopplungsratenSchwellenwert K2 ist, ist die Änderungsrate erfüllt. Die vorgegebenen Rückkopplungsschwellen -K2 und K2 sind Schwellwerte, die in das System eingemessen werden und die festlegen, ob die Position des Ventils 42 mit einer ausreichend hohen Rate geändert wird, um das Ventil 42 innerhalb der zulässigen Fehlerschwellen (zwischen -K1 und K1) in einem vernünftigen vorgegebenen Zeitrahmen zu bringen. Wenn die Änderungsrate d(E)/dt nicht sehr schnell ist, würde dies bedeuten, dass die Ventilstellung nicht exakt gesteuert wird. In diesem Fall gilt, je niedriger die Rate unter -K2, desto schneller wird die Steuerung der Ventilstellung in negativer Richtung kompensiert; und je höher die Rate über K2, desto schneller wird die Steuerung der Ventilstellung in positiver Richtung kompensiert. Dementsprechend, wenn das Verfahren 100 in Block 181 ermittelt, dass die Änderungsrate d(E)/dt die Änderungsrate erfüllt, fährt das Verfahren 100 mit Schritt 178 fort, um zu ermitteln, dass die Bedingung für das Durchlaufen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist.
Wenn jedoch in Block 181 festgestellt wird, dass die Änderungsrate d(E)/dt nicht der Übergangsanforderung entspricht (d.h. die Änderungsrate d(E)/dt ist nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsschwellenwert -K2 oder größer als der vorgegebene positive Rückkopplungsschwellenwert K2), fährt das Verfahren 100 mit Block 184 fort, wobei das Verfahren 100 ermittelt, dass eine Fehlerbedingung der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist. Dies liegt daran, dass in Block 176 ermittelt wurde, dass das Ventil 42 außerhalb des zulässigen Positionsfehlerschwellenwertes in positiver Richtung liegt und die Änderungsrate d(E)/dt des Ventils 42 nicht unter dem negativen Rückkopplungsschwellenwert -K2 oder über dem positiven Rückkopplungsschwellenwert K2 liegt, was bedeutet, dass das System die Fehlstellung des Ventils 42 nicht ausreichend kompensiert.
Ein diagnostisches Trackingsystem oder Steuerungssystem 21 kann implementiert werden, um die Schritte der vorstehend beschriebenen Verfahren 70, 100 durchzuführen. So kann beispielsweise ein diagnostisches Trackingsystem oder Steuerungssystem 21 ein Systemfehlermodul beinhalten, das zum Ermitteln des Systemfehlers konfiguriert ist (der Systemfehler ist die Differenz zwischen einer Sollposition des Ventils 42 und der gemessenen Position des Ventils 42, die durch das Rückkopplungssignal bereitgestellt wird). Das diagnostische System oder das Steuerungssystem 21 kann auch ein Änderungsratenmodul beinhalten, das dazu konfiguriert ist, die Änderungsrate der gemessenen Position zu ermitteln, und ein Modul für die Weitergabe der diagnostische Genauigkeit, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, dass eine Bedingung für die Weitergabe der diagnostische Genauigkeit erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert ist; b) die Änderungsrate der gemessenen Position einen vorgegebenen Schwellenwert für die positive Rückkopplungsrate überschreitet; oder c) die Änderungsrate der gemessenen Position kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert für die negative Rückkopplungsrate ist.
Das diagnostische Trackingsystem oder Steuerungssystem 21 kann ferner ein diagnostisches Genauigkeitsfehlermodul beinhalten, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, dass eine diagnostische Genauigkeitsfehlerbedingung erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert ist und die Änderungsrate der gemessenen Position den vorgegebenen positiven Rückkopplungsschwellenwert nicht überschreitet; oder b) der Systemfehler nicht größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert ist und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert ist.
In einigen Formen kann das diagnostische Trackingsystem und/oder das Steuerungssystem 21 auch ein Freigabemodul beinhalten, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, ob die Freigabekriterien erfüllt sind, bevor das diagnostische Genauigkeitsübergabemodul und das diagnostische Genauigkeitsausfallmodul aktiviert werden. Darüber hinaus kann das diagnostische Trackingsystem und/oder das Steuerungssystem 21 ein Verzögerungsmodul beinhalten, das dazu konfiguriert ist, mindestens ein Abtastintervall nach einem neuen Ventilbefehlssignal zu verzögern, bevor das diagnostische Genauigkeitsübergabemodul und das diagnostische Genauigkeitsausfallmodul unter bestimmten Bedingungen aktiviert werden, z. B. wenn die Aussetzungskriterien für die Aussetzung der Diagnostik erfüllt sind. Die Aussetzungskriterien können beispielsweise ein neues Ventilbefehlssignal nach einer stationären Periode des Ventilbefehlssignals und/oder ein neues Ventilbefehlssignal, das die Richtung des Ventils ändert, sein.
Die Begriffe Steuereinheit, Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuergerät, Prozessor und Ähnliches beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC), elektronische(r) Schaltkreis(e), Zentraleinheit(en), z. B. Mikroprozessor(en) und deren zugeordneten nicht-transitorische Speicherkomponenten in Form von Arbeitsspeicher- und Datenspeichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenspeicher usw.). Die nicht transitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in der Form eines oder mehrerer Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Antriebs-/Abtriebsschaltung(en) und -Vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch den einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen.
Antriebs-/Abtriebsschaltung(en) und Vorrichtungen beinhalten Analog-/Digitalwandler-verwandte Geräte, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder in Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Befehle, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf sämtliche von einer Steuereinheit ausführbaren Befehlssätze, wie z. B. Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jede Steuereinheit führt für Steuerroutine(n) aus, um die gewünschten Funktionen, darunter auch die Überwachung der Eingaben von Sensorgeräten und anderen vernetzten Steuereinheiten, bereitzustellen, und führt zudem Steuer- und Diagnostikroutinen aus, um die Betätigung von Stellgliedern zu steuern. Die Routinen können in regelmäßigen Intervallen, wie z. B. während des laufenden Betriebs alle 100 Mikrosekunden, ausgeführt werden. Alternativ dazu können Routinen in Reaktion auf ein Auslöseereignis ausgeführt werden.
Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und Kommunikation zwischen Steuerungen, Stellgliedern und/oder Sensoren kann über eine direkte Kabelverbindung, eine vernetzte Kommunikationsbus-Verbindung, eine drahtlose Verbindung oder jede andere geeignete Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden. Kommunikationsinhalte beinhalten das Austauschen von Datensignalen auf jede beliebige geeignete Art und Weise, einschließlich z. B. elektrischer Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetischer Signale über die Luft, optischer Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen.
Datensignale können unter anderem Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren repräsentieren, Signale, die Stellgliedbefehle und Kommunikationssignale zwischen Steuerungen repräsentieren. Der Begriff „Modell“ bezeichnet einen prozessorbasierten oder einen mittels des Prozessors ausführbaren Code und der zugehörigen Kalibrierung, die die physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physischen Prozesses simuliert. Wie hier verwendet, beschreibt der Begriff „dynamisch“ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und durch das Überwachen oder sonstige Ermitteln von Parameterzuständen und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine gekennzeichnet sind.
Das Steuerungssystem 21 kann zum Ausführen jeden Schrittes des Verfahrens 70, 100 konfiguriert sein. Somit kann die gesamte Beschreibung bezogen auf die 1-7 durch das Steuersystem 21 auf das in den 5 und 7 gezeigte Verfahren 70, 100 angewendet werden. Weiterhin kann das Steuersystem 21 eine Steuerung beinhalten oder eine sein, die Anzahl an Steuerlogiken beinhaltet, die zum Ausführen der Schritte aus dem Verfahren 70, 100 konfiguriert sind.
Die Steuerung(en) des Steuerungssystems 21 kann/können ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet) einschließlich aller nichtflüchtigen (z. B. konkreten) Medien, die an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt sind, die von einem Computer gelesen werden können (z. B. durch den Prozessor eines Computers), beinhalten. Ein derartiges Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf nicht-flüchtige Medien und flüchtige Medien. Nicht-flüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden, einschließlich der Drähte, die einen mit dem Prozessor gekoppelten Systembus beinhalten. Einige Formen von einem computerlesbaren Medium beinhalten beispielsweise eine Floppy Disk, eine flexible Platte, Festplatte, Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, ein anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen anderen Speicherchip oder eine Speicherkassette oder ein anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Nachschlagetabellen, Datenbanken, Datendepots oder andere hier beschriebene Datenspeicher können verschiedene Arten von Mechanismen zur Speicherung, zum Zugriff und zum Abrufen verschiedener Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem proprietären Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher kann in einem Computergerät beinhaltet sein, das ein Computerbetriebssystem, wie beispielsweise eines der vorstehend aufgeführten, einsetzt und auf das über ein Netzwerk in einer oder mehreren der Vielzahl von Arten zugegriffen werden kann. Ein Dateisystem kann durch ein Computerbetriebssystem zugänglich sein und Dateien beinhalten, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS kann die Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erstellen, Speichern, Bearbeiten und Ausführen gespeicherter Prozeduren, wie beispielsweise die vorstehend aufgeführte PL/SQL-Sprache, einsetzen.

Claims

Verfahren zum Ermitteln der Genauigkeit einer Position eines variablen Ventils (42), wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Systemfehlers, wobei der Systemfehler die Differenz zwischen einer Sollposition (62) des Ventils (42) und einer gemessenen Position (64) des Ventils (42) ist, die durch ein Rückkopplungssignal des Ventils (42) bereitgestellt wird; Ermitteln, ob eine Bedingung für das Bestehen einer diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn der Systemfehler kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert (K1) und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert (-K1) ist; Ermitteln einer Änderungsrate der gemessenen Position (64), wenn der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) und größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) ist; Ermitteln, ob die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Änderungsrate der gemessenen Position (64) einen vorgegebenen positiven Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) überschreitet; und Ermitteln, ob die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Änderungsrate der gemessenen Position (64) kleiner ist als ein vorgegebener negativer Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2).
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Ermitteln, ob eine diagnostische Genauigkeitsausfallbedingung erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) ist und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht größer als der vorgegebene positive Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) ist; oder b) der Systemfehler nicht größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) und der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) gleich groß sind, und worin der vorgegebene positive Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) und der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2) gleich groß sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, das Bereitstellen des Ventils (42) mit einer unendlichen Anzahl an möglichen Positionen zwischen einer vollständig geöffneten Position und einer vollständig geschlossenen Position.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren Folgendes umfassend: das Ermitteln, ob die Aktivierungskriterien erfüllt sind, bevor die Schritte zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und Ermitteln, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, durchgeführt werden; das Ermitteln, ob die Aussetzungskriterien für die Aussetzung der Diagnostik erfüllt sind, und das Aussetzungskriterium mindestens eines der folgenden beinhaltet: ein neues Ventilbefehlssignal nach einer stationären Periode des Ventilbefehlssignals und ein neues Ventilsteuersignal, das die Richtung des Ventils (42) ändert; und wenn die Aussetzungskriterien erfüllt sind, ein Verzögern von mindestens einem Abtastintervall, bevor die Schritte zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Bestehen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, und zum Ermitteln, dass die Bedingung für das Versagen der diagnostischen Genauigkeit erfüllt ist, durchgeführt werden.
Diagnostisches Trackingsystem zum Ermitteln der Genauigkeit einer Position eines variablen Ventils (42), wobei das diagnostische Trackingsystem umfasst: ein Systemfehler-Modul, das dazu konfiguriert ist, einen Systemfehler zu ermitteln, wobei der Systemfehler die Differenz zwischen einer Sollposition des Ventils (42) und einer gemessenen Position des Ventils (42) ist, die durch ein Rückkopplungssignal des Ventils (42) bereitgestellt wird; ein Änderungsratenmodul, das dazu konfiguriert ist, eine Änderungsrate der gemessenen Position zu ermitteln; ein diagnostisches Genauigkeitsübergabemodul, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, dass eine diagnostische Genauigkeitsübergabebedingung erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler kleiner als ein vorgegebener positiver Fehlerschwellenwert (K1) und größer als ein vorgegebener negativer Fehlerschwellenwert (-K1) ist; oder b) die Änderungsrate der gemessenen Position einen vorgegebenen positiven Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) überschreitet; oder c) die Änderungsrate der gemessenen Position kleiner ist als ein vorgegebener negativer Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2).
Diagnostisches Trackingsystem nach Anspruch 6, ferner umfassend ein diagnostisches Genauigkeitsausfallmodul, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, dass eine diagnostische Genauigkeitsausfallbedingung erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) ist und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht größer als der vorgegebene positive Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) ist; oder b) der Systemfehler nicht größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) ist und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2) ist.
Diagnostisches Trackingsystem nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, worin der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) und der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) gleich groß sind, und worin der vorgegebene positive Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) und der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2) gleich groß sind, wobei das Ventil (42) eine unendliche Anzahl an möglichen Positionen zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Position aufweist, wobei das Ventil (42) elektronisch ansteuerbar ist und einen Hall-Effekt-Sensor aufweist, der dazu konfiguriert ist, die gemessene Position des Ventils (42) zu ermitteln, wobei das diagnostische Trackingsystem des Weiteren umfasst: ein Freigabemodul, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, ob die Freigabekriterien erfüllt sind, bevor das diagnostische Genauigkeitsübergabemodul und das diagnostische Genauigkeitsausfallmodul aktiviert werden; ein Verzögerungsmodul konfiguriert ist zum: Ermitteln, ob die Aussetzungskriterien für die Aussetzung der Diagnostik erfüllt sind, und das Aussetzungskriterium mindestens eines der folgenden beinhaltet: ein neues Ventilbefehlssignal nach einer stationären Periode des Ventilbefehlssignals und ein neues Ventilsteuersignal, das die Richtung des Ventils (42) ändert; und wenn die Aussetzungskriterien erfüllt sind, Verzögern von mindestens einem Abstastintervall, bevor das diagnostische GenauigkeitsÜbergabemodul und das diagnostische Genauigkeitsausfallmodul aktiviert werden,
Variables Ventilsystem für ein Kraftfahrzeug-Abgassystem (24), wobei das variable Ventilsystem umfasst: ein Ventil (42), das zwischen einer vollständig geöffneten Position (58) und einer vollständig geschlossenen Position (60) bewegt werden kann, wobei das Ventil (42) darüber hinaus in eine unendliche Anzahl möglicher Positionen zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Position (58, 60) bewegt werden kann; ein Ventilstellglied (44), das dazu konfiguriert ist, das Ventil (42) in die vollständig geöffnete Position (58), die vollständig geschlossene Position (60) und dazwischen zu bewegen; einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, eine gemessene Position (64) des Ventils (42) zu erfassen; einen Steuereingang (50) in Verbindung mit dem Ventilstellglied (44), wobei der Steuereingang (50) dazu konfiguriert ist, ein Steuersignal zu empfangen, das eine Sollposition des Ventils (42) übermittelt; einen Rückkopplungsausgang (52) in Verbindung mit dem Sensor, wobei der Rückkopplungsausgang (52) dazu konfiguriert ist, ein Rückkopplungssignal zu senden, das die gemessene Position des Ventils (42) übermittelt; ein Steuerungssystem (21), das dazu konfiguriert ist, das Steuersignal über den Steuereingang (50) an das Ventilstellglied (44) zu liefern und das Rückkopplungssignal über den Rückkopplungsausgang (52) zu empfangen, wobei das Steuerungssystem (21) umfasst: ein Systemfehler-Modul, das dazu konfiguriert ist, einen Systemfehler (B1) zu ermitteln, wobei der Systemfehler (B 1) die Differenz zwischen einer Sollposition (62) des Ventils (42) und einer gemessenen Position (64) des Ventils (42) ist; ein Änderungsratenmodul, das dazu konfiguriert ist, eine Änderungsrate der gemessenen Position (64) zu ermitteln; ein diagnostisches Genauigkeitsübergabemodul, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, dass eine diagnostische Genauigkeitsübergabebedingung erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler (B 1) kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) und größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) ist; oder b) die Änderungsrate der gemessenen Position einen vorgegebenen positiven Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) überschreitet; oder c) die Änderungsrate der gemessenen Position kleiner ist als ein vorgegebener negativer Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 9, das Steuerungssystem (21) des Weiteren ein diagnostisches Genauigkeitsausfallmodul umfassend, das dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, dass eine diagnostische Genauigkeitsausfallbedingung erfüllt ist, wenn: a) der Systemfehler nicht kleiner als der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert (K1) ist und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht größer als der vorgegebene positive Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) ist; oder b) der Systemfehler nicht größer als der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert (-K1) und die Änderungsrate der gemessenen Position nicht kleiner als der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2) ist, worin der vorgegebene positive Fehlerschwellenwert und der vorgegebene negative Fehlerschwellenwert gleich groß sind, und worin der vorgegebene positive Rückkopplungsratenschwellenwert (K2) und der vorgegebene negative Rückkopplungsratenschwellenwert (-K2) gleich groß sind, wobei das Steuerungssystem (21) des Weiteren ein Verzögerungsmodul umfasst, das konfiguriert ist zum: Ermitteln, ob die Aussetzungskriterien für die Aussetzung der Diagnostik erfüllt sind, und das Aussetzungskriterium mindestens eines der folgenden beinhaltet: ein neues Ventilbefehlssignal nach einer stationären Periode des Ventilbefehlssignals und ein neues Ventilsteuersignal, das die Richtung des Ventils (42) ändert; und wenn die Aussetzungskriterien erfüllt sind, Verzögern von mindestens einem der Abstastintervalle, bevor das diagnostische Genauigkeitsübergabemodul und das diagnostische Genauigkeitsausfallmodul aktiviert werden.