DE102018104977A1

DE102018104977A1 - Verfahren und system zur steuerung variabler nockenwellenverstellung

Info

Publication number: DE102018104977A1
Application number: DE102018104977.3A
Authority: DE
Inventors: Erol Dogan Sumer; Yan Wang; Mohammad Farid; Dimitat Petrov Filev
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2018-09-13
Also published as: CN108571351A; US10337362B2; US20180258800A1; RU2018105015A; RU2018105015A3; CN108571351B

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern eines Systems zur variablen Nockenwellenverstellung bereitgestellt. In einem Beispiel kann eine Verfahren Betätigen eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenarbeitszyklus, der auf Grundlage einer abgetasteten Nockenwellenstellung und einer geschätzten Nockenwellenstellung bestimmt wird, wobei die geschätzte Nockenwellenstellung auf Grundlage eines zuvor bestimmten Nockenwellenarbeitszyklus bestimmt wird, beinhalten.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Systems zur variablen Nockenwellenverstellung.
STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
Verbrennungsmotoren können ein System zur variablen Nockenwellenverstellung (Variable Camshaft Timing - VCT) verwenden, um die Kraftstoffeffizienz und das Emissionsverhalten eines Fahrzeugs zu verbessern. Das VCT-System kann zum Frühverstellen oder Spätverstellen von Ventilhubereignissen an das Einlass- und/oder Auslassventil gekoppelt sein. Um ein Beispiel zu nennen, kann das VCT-System in einer per Öldruck betätigten Vorrichtung ein Ölregelventil (Oil Control Valve - OCV) zum Einstellen einer Winkelstellung (oder Nockenwellenstellung) eines Nockenwellenverstellers relativ zur Nockenwelle enthalten. Das OCV kann durch einen Aktor betätigt werden, der mit einem Nockenwellenarbeitszyklus auf Grundlage einer gewünschten Nockenwellenverstellung gesteuert wird. Der Nockenwellenarbeitszyklus muss eng gesteuert werden, um der gewünschten Nockenwellenverstellung zu entsprechen.
Zu anderen Versuchen der Steuerung der Nockenwellenverstellung gehört das Angleichen eines Steuersignals an das VCT-System auf Grundlage von Rückkopplungen einer Nockenwellenstellung. Ein beispielhafter Ansatz wird von Simpson et al. in US 6.571.757 aufgezeigt. Dabei wird ein VCT-Versteller anhand eines Kolbenventils aktiviert. Die Stellung des Kolbenventils wird auf Grundlage von Rückkopplungen von einer VCT-Phasenmessung anhand eines Sensors gesteuert.
Nun haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung jedoch mögliche Probleme im Zusammenhang mit solchen Systemen erkannt. Um ein Beispiel zu nennen, kann die Kolbenventilstellung unter bestimmten Bedingungen wegen einer langsamen Abtastgeschwindigkeit der VCT-Phase auf Grundlage von Rückkopplungen der VCT-Phasenmessung nicht effektiv gesteuert werden. Die VCT-Phase, oder Nockenwellenstellung, kann abgetastet werden, wenn sich eine Nockenwellentriggerradflanke an dem Nockenwellenversteller an einem Nockenwellenstellungssensor vorbeibewegt. Da sich der Nockenwellenversteller, zusammen mit der Nockenwellentriggerradflanke, mit der Nockenwelle relativ zu dem sich nicht drehenden Nockenwellenstellungssensor dreht, wird die Nockenwellenstellung diskret abgetastet. Der Abtastzeitraum der Nockenwellenstellung wird sowohl anhand der Motordrehzahl als auch der Anzahl der Nockenwellentriggerradflanken an dem Nockenwellenversteller bestimmt. Beispielsweise kann der Abtastzeitraum T2 der Nockenwellenstellung in einem typischen Viertaktmotor-VCT-System wie folgt ausgedrückt werden: $T 2 = \frac{60 \times 2}{ω_{K u r b e l} \times N_{F l a n k e n}},$
wobei ω_Kurbel die Motordrehzahl in RPM bezeichnet und N_Flanken die Anzahl der Nockenwellentriggerradflanken bezeichnet. Bei niedriger Motordrehzahl oder wenn die Rate der Motordrehzahländerung hoch ist, kann der Nockenwellenstellungs-Abtastzeitraum zu lang sein, um die Nockenwellenverstellung effektiv zu steuern, damit den dynamischen Änderungen der Motorbetriebsbedingung entsprochen werden kann.
In einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme anhand eines Verfahrens behoben werden, welches umfasst: Einstellen eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenarbeitszyklus, der auf Grundlage einer abgetasteten Nockenwellenstellung bestimmt wird; und Einstellen des Nockenwellenverstellers mit einer geschätzten Nockenwellenstellung, die auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus zwischen dem Abtasten der Nockenwellenstellung bestimmt wird. Auf diese Weise kann das VCT-System mit einem Nockenwellenarbeitszyklussignal mit ausreichend hoher Frequenz bei einem breiteren Spektrum an Motorbetriebsbedingungen gesteuert werden.
Um ein Beispiel zu nennen, kann die Nockenwellenverstellung durch Betätigen des Ölregelventils des VCT-Systems mit einem Nockenwellenarbeitszyklussignal eingestellt werden. Wenn die Motordrehzahl über einem Schwellenwert liegt, kann der Nockenwellenarbeitszyklus auf Grundlage einer Rückkopplung der abgetasteten Nockenwellenstellung und unabhängig von einer geschätzten Nockenwellenstellung eingestellt werden. Liegt die Motordrehzahl unter dem Schwellenwert, kann das Nockenwellenarbeitszyklussignal auf Grundlage der abgetasteten Nockenwellenstellung und der geschätzten Nockenwellenstellung eingestellt werden, mit der geschätzten Nockenwellenstellungszwischenstufe, die auf abgetastete Nockenwellenstellungen folgt. Die geschätzte Nockenwellenstellung kann auf Grundlage des aktuellsten Nockenwellenarbeitszyklussignals anhand eines Modells des VCT-Systems berechnet werden. Die geschätzte Nockenwellenstellung kann die Nockenwellenstellung zwischen den Zeitpunkten der tatsächlichen Nockenwellenstellung vorhersagen. Somit lässt sich die Reaktionszeit der VCT-Steuerung reduzieren, und die Systemleistung bei instationären Betriebsbedingungen lässt sich verbessern.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Damit wird nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Ansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Motorsystem mit einem System zur variablen Nockenwellenverstellung.
2A zeigt ein Blockdiagramm hoher Ebene zur Steuerung der Nockenwellenverstellung.
2B zeigt ein Blockdiagramm niedriger Ebene zur Steuerung der Nockenwellenverstellung.
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern der Nockenwellenverstellung.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Kalibrieren eines Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators aus 2B.
5 zeigt Zeitachsen von Motorbetriebsparametern während der Umsetzung des Verfahrens nach 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Einstellen der Nockenwellenverstellung durch Einstellen eines Nockenwellenverstellers eines VCT-Systems, das an einen Verbrennungsmotor gekoppelt ist. Ein beispielhafter Verbrennungsmotor wird in 1 gezeigt. Der Nockenwellenversteller kann durch Betätigen eines Ölregelventils (OCV) mit einem Nockenwellenarbeitszyklussignal eingestellt werden. Wie in 2A gezeigt, kann das Nockenwellenarbeitszyklussignal anhand einer Rückkopplungssteuerschleife, die eine VCT-Steuerung beinhaltet, erzeugt werden. Details der Rückkopplungssteuerschleife werden in 2B gezeigt. Das Rückkopplungssignal beinhaltet die abgetastete Nockenwellenstellung und die geschätzte Zwischenabtastungs-Nockenwellenstellung. Die geschätzte Nockenwellenstellung kann auf Grundlage eines invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators in Form einer Verweistabelle bestimmt werden. Prozeduren zum Kalibrieren der Verweistabelle werden in 4 gezeigt. 3 zeigt ein Beispielverfahren zum Steuern der Nockenwellenverstellung auf Grundlage der Rückkopplungssteuerschleife aus 2A-2B. Die Variationen von Motorbetriebsparametern während des Umsetzens des Verfahrens nach 3 werden in 5 gezeigt.
1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines Brennraums oder Zylinders des Verbrennungsmotors 10 dar. Der Motor 10 kann Steuerungsparameter von einem Steuersystem, das die Steuerung 12 beinhaltet, sowie eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 190 über eine Eingabevorrichtung 192 empfangen. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 192 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 194 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP.
Der Zylinder (vorliegend auch „Brennraum“) 30 des Motors 10 kann Brennraumwände 32 aufweisen, in denen ein Kolben 36 positioniert ist. Der Kolben 36 kann an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen. Die Kurbelwelle 40 kann an eine Ölpumpe gekoppelt sein, um der Motorölschmieranlage Druck zuzuführen.
Der Zylinder 30 kann Ansaugluft über einen Ansaugkrümmer oder Luftkanäle 44 erhalten. Der Ansaugluftkanal 44 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In manchen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, aufweisen. Eine Drosselsystem, das eine Drosselplatte 62 aufweist, kann entlang eines Ansaugkanals des Motors zum Variieren der Durchflussrate und/oder des Drucks der Ansaugluft bereitgestellt sein, die den Zylindern des Motors bereitgestellt werden. In diesem konkreten Beispiel ist die Drosselplatte 62 an einen Elektroantrieb 94 gekoppelt, sodass die Position der elliptischen Drosselplatte 62 durch die Steuerung 12 mittels des Elektroantriebs 94 gesteuert wird. Diese Auslegung kann als elektronische Drosselsteuerung (Electronic Throttle Control - ETC) bezeichnet werden, die auch bei einer Leerlaufdrehzahlsteuerung genutzt werden kann.
In der Darstellung steht der Brennraum 30 über jeweilige Einlassventile 52a und 52b (nicht gezeigt) und Auslassventile 54a und 54b (nicht gezeigt) mit dem Ansaugkrümmer 44 und Abgaskrümmer 48 in Kommunikation. Daher können, während pro Zylinder vier Ventile verwendet werden können, in einem anderen Beispiel auch ein einzelnes Einlass- und ein einzelnes Auslassventil pro Zylinder verwendet werden. In einem weiteren Beispiel können zwei Einlassventile und ein Auslassventil pro Zylinder verwendet werden.
Die Nockenwellenverstellung wird anhand eines Systems 19 zur variablen Nockenwellenverstellung (VCT) gesteuert. In diesem Beispiel ist ein System mit obenliegender Nockenwelle dargestellt, obwohl auch andere Ansätze angewendet werden können. Konkret steht die Nockenwelle 130 des Motors 10 in der Darstellung mit Kipphebeln 132 und 134 in Kommunikation, um die Einlassventile 52a, 52b und Auslassventile 54a, 54b anzusteuern. Das VCT-System 19 kann per Öldruck betätigt (Oil-Pressure Actuated - OPA), per Nockendrehmoment betätigt (Cam-Torque Actuated - CTA), eine Kombination aus OPA und CTA oder elektrisch betätigt sein. Durch Einstellen einer Vielzahl von Ölregelventilen (OCVs) 145, um dadurch ein Hydraulikfluid wie etwa Motoröl in den Hohlraum (wie etwa einen Frühverstellraum oder einen Spätverstellraum) eines Nockenwellenverstellers zu leiten, kann die Ventilsteuerzeit geändert, sprich nach früh oder nach spät verstellt werden. Im Falle einer elektrisch betätigten VCT wird die Steuerung der Ventilsteuerzeit durch Angleichen des Drehmoments an den Elektroantrieb mit Motorstrom umgesetzt, ein Steuerparadigma, das jenem von Hydraulikaktoren ähnelt. Vorliegend wird die Steuerung der Hydraulikaktoren als Beispiel präsentiert. Wie vorliegend weiter erarbeitet wird, kann der Betrieb der Hydraulikregelventile durch jeweilige Magnetschalter gesteuert werden. Konkret kann eine Motorsteuerung ein Nockenwellenarbeitszyklussignal 146 an die Elektromagnete übertragen, um ein Kolbenventil zu bewegen, welches den Ölfluss durch den Hohlraum des Nockenwellenverstellers leitet. Im hier verwendeten Sinne beziehen sich die Früh- und Spätverstellung der Nockenwellenverstellung insofern auf relative Nockenwellenverstellungen, als eine vollständig nach früh verstellte Stellung in Bezug auf den oberen Totpunkt dennoch eine verzögerte Einlassventilöffnung bereitstellen kann, um nur ein Beispiel zu nennen.
Die Nockenwelle 130 ist hydraulisch an das Gehäuse 136 gekoppelt. Das Gehäuse 136 bildet ein Inkrementenrad, das eine Vielzahl von Nockenwellentriggerradflanken 138 aufweist. Im Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 136 über eine Steuerkette oder einen Steuerriemen (nicht gezeigt) mechanisch an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Dadurch drehen sich das Gehäuse 136 und die Nockenwelle 130 mit einer Geschwindigkeit, die in Bezug aufeinander im Wesentlichen äquivalent und in Bezug auf die Kurbelwelle synchron ist. In einer alternativen Ausführungsform, wie in einem Viertaktmotor, können das Gehäuse 136 und die Kurbelwelle 40 beispielsweise mechanisch an die Nockenwelle 130 gekoppelt sein, sodass sich das Gehäuse 136 und die Kurbelwelle 40 bei einer Geschwindigkeit synchron drehen können, die von jener der Nockenwelle 130 abweicht (bspw. mit einem Verhältnis von 2:1, wobei sich die Kurbelwelle zweimal so schnell wie die Nockenwelle dreht). In der alternativen Ausführungsform können die Nockenwellentriggerradflanken 138 mechanisch an die Nockenwelle 130 gekoppelt sein. Durch das Manipulieren der Hydraulikkopplung, wie hier beschrieben, kann die relative Stellung der Nockenwelle 130 zur Kurbelwelle 40 durch Hydraulikdrücke im Spätverstellraum 142 und Frühverstellraum 144 variiert werden. Indem man Hochdruck-Hydraulikfluid in den Spätverstellraum 142 eintreten lässt, wird das relative Verhältnis zwischen der Nockenwelle 130 und der Kurbelwelle 40 nach spät verstellt. Somit öffnen und schließen sich die Einlassventile 52a, 52b und Auslassventile 54a, 54b später, als im Verhältnis zur Kurbelwelle 40 normalerweise der Fall. Indem man Hochdruck-Hydraulikfluid in den Frühverstellraum 144 eintreten lässt, wird das relative Verhältnis zwischen der Nockenwelle 130 und der Kurbelwelle 40 analog dazu nach früh verstellt. Somit öffnen und schließen sich die Einlassventile 52a, 52b und Auslassventile 54a, 54b früher, als im Verhältnis zur Kurbelwelle 40 normalerweise der Fall. In einer anderen Ausführungsform können das Einlassventil und das Auslassventil jeweils mit einem VCT-System gekoppelt sein, sodass die Einlass- und Auslassventilsteuerzeit unabhängig eingestellt werden kann.
Zwar zeigt dieses Beispiel ein System, in welchem die Einlass- und Auslassventilsteuerzeit zeitgleich gesteuert werden, doch können auch eine variable Einlassnockenwellenverstellung, eine variable Auslassnockenwellenverstellung, eine duale unabhängige variable Nockenwellenverstellung, eine duale gleiche variable Nockenwellenverstellung oder eine andere Art der variablen Nockenwellenverstellung verwendet werden. Ferner kann auch ein variabler Ventilhub verwendet werden. Ferner kann ein Nockenwellenprofilwechsel verwendet werden, um verschiedene Nockenwellenprofile unter verschiedenen Betriebsbedingungen bereitzustellen. Darüber hinaus kann es sich bei dem Ventiltrieb um einen Rollenschwinghebel, einen direktwirkenden mechanischen Becherstößel, elektrohydraulische oder andere Alternativen zu Kipphebeln handeln.
Mit dem System zur variablen Nockenwellenverstellung fortsetzend, ermöglichen die Nockenwellentriggerradflanken 138, die sich synchron mit der Nockenwelle 130 drehen, eine Messung der relativen Nockenwellenstellung anhand des Nockenwellenstellungssensors 150, welcher der Steuerung 12 eine Signal-VCT bereitstellt. Die Nockenwellentriggerradflanke 138a, 138b, 138c und 138d kann zur Messung der Nockenwellenverstellung verwendet werden, und sie sind gleichmäßig voneinander beabstandet (in einem V8-Motor mit zwei Banken mit einem Abstand von bspw. 90 Grad voneinander), während die Nockenwellentriggerradflanke 138e zur Zylindererkennung verwendet werden kann. Die Steuerung 12 sendet Nockenwellenarbeitszyklussignale 146 an die Ölregelventile 145, um den Fluss von Hydraulikfluid entweder in den Spätverstellraum 142, den Frühverstellraum 144 oder keinen davon zu leiten.
Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, die relative Nockenwellenverstellung zu messen. Allgemein formuliert, liefert der Takt, oder Drehwinkel, zwischen der steigenden Flanke des PIP-Signals und dem Empfangen eines Signals von einem aus der Vielzahl von Nockenwellentriggerradflanken 138 an dem Gehäuse 136 ein Maß für die relative Nockenwellenverstellung. Im konkreten Beispiel eines V8-Motors, der zwei Zylinderbänke und ein Rad mit fünf Nockenwellenflanken aufweist, kann ein Maß für die Nockenwellenverstellung für eine jeweilige Bank viermal pro Umdrehung empfangen werden, wobei das zusätzliche Signal zur Zylindererkennung verwendet wird.
Der Abgaskrümmer 48 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 Abgase aus anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Ein Abgassensor 76 ist der Darstellung nach an den Abgaskrümmer 48 vor dem Katalysator 70 gekoppelt (wobei der Sensor 76 unterschiedlichen Sensoren entsprechen kann). Zum Beispiel kann es sich bei dem Sensor 76 um einen beliebigen von vielen bekannten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas handeln, wie etwa eine lineare Lambdasonde, ein UEGO, eine Zweizustands-Lambdasonde, eine EGO-, HEGO-Sonde oder einen HC- oder CO-Sensor. Die Emissionssteuervorrichtung 72 ist in der Darstellung hinter dem Katalysator 70 positioniert. Bei der Emissionssteuervorrichtung 72 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator, eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen daraus handeln.
In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 zum Initiieren der Verbrennung eine Zündkerze 92 aufweisen. Das Zündsystem 88 kann dem Brennraum 30 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. In manchen Ausführungsformen kann die Zündkerze 92 jedoch weggelassen werden, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch das Einspritzen von Kraftstoff initiieren kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ausgelegt sein, um diesem Kraftstoff zuzuführen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66A in der Darstellung direkt an den Zylinder 30 gekoppelt, um Kraftstoff im Verhältnis zur Impulsweite des Signals dfpw, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66A eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 30 bereit.
Die Steuerung 12 ist als Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicherchip 106 dargestellt ist, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus beinhaltet. In der Darstellung empfängt die Steuerung 12 zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren, einschließlich der Messung des eingeleitetem Luftmassenstroms (Mass Air Flow - MAF) von einem an die Drossel 62 gekoppelten Luftmassenstromsensor 100; der Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an die Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (Profile Ignition Pickup - PIP) von einem Hall-Sensor 118, der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; der Drosselposition (Throttle Position - TP) von einem Drosselpositionssensor 20; des Krümmerabsolutdrucks (Absolute Manifold Pressure - MAP) von einem Sensor 122; und der Nockenwellenstellung VCT von dem Nockenwellenstellungssensor 150. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann auf herkömmliche Art und Weise durch die Steuerung 12 von dem PIP-Signal ausgehend geschätzt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor stellt einen Hinweis auf Vakuum oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereit. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der Krümmerdrucksensor einen Hinweis auf die Motorlast geben. Ferner kann der Krümmerdrucksensor gemeinsam mit der geschätzten Motordrehzahl eine Schätzung der Ladung (einschließlich Luft), die in den Zylinder eingeleitet wird, bereitstellen. Anhand der empfangenen Signale von den unterschiedlichen Sensoren und von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, kann die Steuerung 12 unterschiedliche Aktoren einsetzen, um den Motorbetrieb einzustellen. Beispielsweise kann ein Einstellen der Nockenwellenverstellung ein Angleichen des Nockenwellenarbeitszyklussignals 146 an das OCV 145 anhand des Nockenwellenstellungssignals VCT, das von dem Nockenwellenstellungssensor 150 empfangen wird, beinhalten.
Wie oben beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors und, dass jeder Zylinder über seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Zündkerzen usw. verfügt.
Die 2A und 2B sind Blockdiagramme, welche eine beispielhafte Rückkopplungssteuerung der Nockenwellenverstellung demonstrieren. Die Rückkopplungssteuerschleife kann eine VCT-Steuerung beinhalten. Die Nockenwellenstellung von dem VCT-System kann abgetastet und extrapoliert werden, bevor sie zur Eingabe der VCT-Steuerung rückgekoppelt wird.
2A zeigt ein Blockdiagramm hoher Ebene der Rückkopplungssteuerschleife. Das VCT-System 230 kann anhand eines Nockenwellenarbeitszyklussignals gesteuert werden, das von einer VCT-Steuerung 210 erzeugt wird. Das VCT-System gibt eine Nockenwellenstellung aus, die von einem Sensor (wie etwa dem Nockenwellenstellungssensor 150 aus 1) in einem Zeitraum von T2 abgetastet wird. Die abgetastete Nockenwellenstellung durchläuft einen Halter nullter Ordnung (Zero-Order Holder - ZOH) 240 und wird in ein Zwischenabtastungs-Extrapolationsmodul 250 eingegeben. Auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus und der abgetasteten Nockenwellenstellung gibt das Zwischenabtastungs-Extrapolationsmodul 250 ein Nockenwellenstellungs-Rückkopplungssignal 280 aus, welches die abgetastete Nockenwellenstellung und eine geschätzte Nockenwellenstellungszwischenstufe, die auf abgetastete Nockenwellenstellungen folgt, beinhaltet. Die Ausgabe des Zwischenabtastungs-Extrapolationsmoduls 250 kann anschließend mit einer gewünschten Nockenwellenstellung abgeglichen werden, um ein Nockenwellenstellungs-Fehlersignal zu erzeugen. Das Nockenwellenstellungs-Fehlersignal wird in einem Zeitraum von T1 digitalisiert, bevor es in die VCT-Steuerung 210 eingegeben wird. T1 kann der kürzeste Zeitraum sein, den die VCT-Steuerung aufgrund der Programmausführungszeit und Aufgabenplanungseinschränkungen in der CPU 102 erreichen kann, in welcher die Aufgaben der VCT-Steuerung ausgeführt werden. Die Ausgabe der VCT-Steuerung 210 ist ein Nockenwellenarbeitszyklussignal. Der Nockenwellenarbeitszyklus kann über einen Halter nullter Ordnung 220 in ein analoges Signal umgewandelt werden, damit das VCT-System betätigt werden kann. Der zum VCT-System gesendete Nockenwellenarbeitszyklus wird in einem Zeitraum von T1 aktualisiert. Unter bestimmten Bedingungen, wie etwa bei einer geringen Motordrehzahl, kann der Abtastzeitraum T2 der Nockenwellenstellung länger als der Betriebszeitraum T1 der VCT-Steuerung sein. Damit kann das VCT-System bei einer Frequenz gesteuert werden, die höher als die Abtastfrequenz des Nockenwellenstellungssensors ist, um ein schnelles Regelverhalten zu gewährleisten.
2B ist ein Blockdiagramm niedriger Ebene, das Einzelheiten der VCT-Steuerung 210, des VCT-Systems 230 und des Zwischenabtastungs-Extrapolationsmoduls 250 zeigt. Das System stellt einen zeitkontinuierlichen und zeitdiskreten Betrieb dar.
Die VCT-Steuerung 210 kann einen Fehler-zu-Rate-Operator 211 enthalten, der mit einem Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator 212 in Reihenverbindung steht. Die VCT-Steuerung 210 kann ferner ein integrales Steuermodul 213 enthalten, das mit dem Fehler-zu-Rate-Operator und dem Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator in Parallelverbindung steht. Die VCT-Steuerung 210 arbeitet bei einer festen Aufgabenrate von 1/T1. Der Fehler-zu-Rate-Operator 211 kann den Nockenwellenstellungsfehler in eine gewünschte Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers umwandeln. Um ein Beispiel zu nennen, kann der Fehler-zu-Rate-Operator eine vorgegebene Verweistabelle sein. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann der Fehler-zu-Rate-Operator einfach ein Verstärkungsoperator sein. Der Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator 212 kann ein invertiertes nicht lineares Modell des Systems zur variablen Nockenwellenverstellung sein, das die gewünschte Winkelgeschwindigkeitsausgabe von dem Fehler-zu-Rate-Operator in einen Nockenwellenarbeitszyklus umwandelt. Der Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator kann eine Verweistabelle sein. Die Verweistabelle kann im Werk oder online kalibriert werden, während das Fahrzeug betrieben wird. Der Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator 212 ist monoton und damit invertierbar. 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Kalibrieren des Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators.
Das VCT-System kann ein OCV 231, einen Nockenwellenversteller 232 und einen Integrationsoperator 233 enthalten, die in Reihe verbunden sind. Die Eingabe in das OCV ist eine impulsweitenmodulierte Spannung, welche durch eine feste Spannungshöhe und einen Nockenwellenarbeitszyklus definiert ist. Die Ausgabe des OCV ist eine Öldurchsatz. Da Motoröl in einen Raum des Nockenwellenverstellers 232 fließt, wird die Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers eingestellt. Nach dem Integrieren der Winkelgeschwindigkeit gibt der Integrationsoperator 233 die Nockenwellenstellung aus.
Das Zwischenabtastungs-Extrapolationsmodul 250 umfasst ein Verzögerungsmodul 255, einen invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator 254, einen flankengetriggerten Integrator 253, einen Schalter 252 und einen Halter nullter Ordnung 251, die in Reihe verbunden sind. Der Nockenwellenarbeitszyklus, welcher durch die VCT-Steuerung über den Halter nullter Ordnung erzeugt wird, wird zuerst über das Verzögerungsmodul 255 um eine Zeitspanne d verzögert. Die Verzögerung kann bekannte Zeitverzögerungen im VCT-System kompensieren. Der invertierte Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator 254 ist das invertierte nicht lineare Modell des Systems zur variablen Nockenwellenverstellung. Anders formuliert, ist der invertierte Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator 254 die invertierte Form des Operators 212. Der invertierte Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator 254 gibt eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers auf Grundlage des verzögerten Nockenwellenarbeitszyklus aus. Der flankengetriggerte Integrator 253 kann durch die Ausgabe des Halters nullter Ordnung 240 getriggert werden. Jedes Mal, wenn die Ablesung des Nockenwellenstellungssensors aktualisiert oder die Nockenwellenstellung abgetastet wird, beginnt der flankengetriggerte Integrator 253 damit, die geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers zu integrieren und erzeugt eine geschätzte Änderung der Nockenwellenstellung. Die Ausgabe des flankengetriggerten Integrators 253 wird bei einem Abtastzeitraum von T3 abgetastet und auf die erfasste Nockenwellenstellung nach dem Halter nullter Ordnung 251 addiert. Auf diese Weise wird die erfasste Nockenwellenstellung in einem Zeitraum von T3 aktualisiert. Die Nockenwellenstellungsrückkopplung 280 stimmt mit der erfassten Nockenwellenstellung überein, wenn die erfasste Nockenwellenstellung aktualisiert wird. Die Nockenwellenstellungsrückkopplung 280 stimmt mit der geschätzten Nockenwellenstellung überein, wenn bei der erfassten Nockenwellenstellung keine Änderung vorliegt. Die geschätzte Nockenwellenstellung wird durch Ergänzen der erfassten Nockenwellenstellung mit der geschätzten Änderung der Nockenwellenstellung berechnet. Um ein Beispiel zu nennen, ist T3 kürzer als T2, sodass die Nockenwellenstellungsrückkopplung 280 im Vergleich zur Rückkopplung auf Grundlage der abgetasteten Nockenwellenstellung allein eine größere Bandbreite aufweist. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann T3 mit T1 gleichgesetzt werden, sodass die Bandbreite der Nockenwellenstellungsrückkopplung mit der Bandbreite übereinstimmt, welche durch die VCT-Steuerung 210 theoretisch erreicht werden kann.
Die Funktionsweise von Block 250 ist derart, dass bei Empfang jedes neuen oder aktualisierten Nockenarbeitszyklus die Ausgabe eine integrierte Schätzung der Nockenstellung ist, solchermaßen, dass eine geschätzte Nockenstellung gebildet wird, bis eine neue Ablesung der tatsächlichen Nockenstellung empfangen wird. Die geschätzte Nockenstellung wird dann vollständig durch die gemessene Nockenstellung ersetzt. Es versteht sich, dass bei Empfang eines aktualisierten Befehls bezüglich des Nockenarbeitszyklus mehrere Aktualisierungen auf die geschätzte Nockenstellung erfolgen können und ferner bei Empfang weiter aktualisierter Befehle bezüglich des Nockenarbeitszyklus, vor dem Empfang einer aktualisierten tatsächlichen Nockenstellung, noch mehr Aktualisierungen auf die geschätzte Nockenstellung erfolgen können.
3 zeigt ein Beispielverfahren 300 zum Steuern der Nockenwellenverstellung auf Grundlage des Blockdiagramms der 2A und 2B. Das OCV wird mittels Nockenwellenstellungsrückkopplung betätigt, welche die durch einen Sensor erfasste Nockenwellenstellung und eine geschätzte Nockenwellenstellung auf Grundlage eines Modells des VCT-Systems beinhaltet.
Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage in einem Speicher der Steuerung gespeicherter Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen, wie etwa den weiter oben in Bezug auf 1 beschriebenen Sensoren, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 301 können Motorbetriebsbedingungen durch eine Steuerung (wie etwa die Steuerung 12 aus 1) bestimmt werden. Die Steuerung erfasst Messungen von verschiedenen Sensoren in dem Motorsystem und schätzt Betriebsbedingungen, zu denen die Motorlast, der Motordrehmomentbedarf, die Motordrehzahl, der Motorkurbelwinkel, der Zündzeitpunkt des Motors, die Temperatur des Motorkühlmittels und die Umgebungstemperatur gehören. Die Steuerung kann die gewünschte Nockenwellenstellung auf Grundlage der Messungen bestimmen.
Bei 302 kann das Verfahren 300 optional den Zeitraum T1 bestimmen. Bei dem Zeitraum T1 kann es sich um den idealen Zeitraum zum Betätigen des VCT-Systems handeln. In einem anderen Beispiel kann der Zeitraum T1 auch anhand der Bandbreite bestimmt werden, die durch eine Steuerung theoretisch erreicht werden kann, welche in Reihe an das VCT-System gekoppelt ist (wie etwa die Steuerung 210).
Bei 303 bestimmt das Verfahren 300, ob eine Einstellung der Nockenwellenverstellung durch das VCT-System notwendig ist. Das Verfahren 300 kann auf Grundlage der Motordrehzahl, der Motortemperatur, der Motorlast und der Zeit seit dem Motorstart bestimmen, ob die Nockenwellenverstellung einzustellen ist. Um ein Beispiel zu nennen, kann das Verfahren 300 die Nockenwellenverstellung anhand des VCT-Systems einstellen, wenn die Motordrehzahl über einem Schwellenwert liegt. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann das Verfahren 300 die Nockenwellenverstellung anhand des VCT-Systems einstellen, wenn das Motordrehmoment unter einem Schwellenwert liegt. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann das Verfahren 300 den Nockenwellenversteller während des Motorstarts und/oder Motorstopps in einer Nockenwellenbasisposition feststellen. Wenn die Steuerung ein Einstellen der Nockenwellenverstellung bestimmt, dann geht das Verfahren 300 zu 305 über. Wenn die Steuerung bestimmt, dass die Nockenwellenverstellung nicht eingestellt wird, dann geht das Verfahren 300 zu 304 über, wo das Verfahren 300 mit dem Überwachen der Motorbetriebsbedingungen fortfährt.
Bei 305 bestimmt das Verfahren 305 die gewünschte Nockenwellenstellung auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, darunter beispielsweise die Motortemperatur, Motordrehzahl und Motorlast.
Bei 306 bestimmt das Verfahren 300, ob die Motordrehzahl einen Schwellenwert übersteigt. Als ein Beispiel kann der Schwellenwert auf Grundlage des Zeitraums T1 bestimmt werden. Liegt die Motordrehzahl über dem Schwellenwert, dann kann die Nockenwellenstellung in einem Zeitraum, der kürzer als der Zeitraum T1 ist, durch den Nockenwellenstellungssensor abgetastet werden. Unter dieser Bedingung besteht keine Notwendigkeit, die abgetastete Nockenwellenstellung zu extrapolieren, und nur die abgetastete Nockenwellenstellung, jedoch nicht die geschätzte Nockenwellenstellung, wird bei 310 zur Rückkopplungssteuerung verwendet. Wenn die Motordrehzahl unter dem Schwellenwert liegt, geht das Verfahren 300 zu 307 über. Alternativ kann das Verfahren 300 bestimmen, dass die abgetastete Nockenwellenstellung bei instationärem Motorbetrieb extrapoliert wird. Beispielsweise kann das Verfahren 300 als Reaktion darauf die Nockenwellenstellung zwischen den geschätzten Nockenwellenstellungen schätzen, dass die Änderung der Motordrehzahl im Zeitverlauf (beispielsweise U/sek) über einem Schwellenwert liegt.
Bei 307 bestimmt das Verfahren 300 den Zeitraum T3 zum Aktualisieren der abgetasteten Nockenwellenstellung, um die Nockenwellenstellungsrückkopplung zu erhalten. Der Zeitraum T3 kann der Abtastzeitraum des Schalters 252 in 2B sein. Als ein Beispiel kann der Zeitraum T3 mit der Ausgabenfrequenz T1 der VCT-Steuerung übereinstimmen. Als ein anderes Beispiel kann der Zeitraum T3 kürzer als die Abtastfrequenz (T2 in 2B) der Nockenwellenstellung sein.
Bei 308 bestimmt das Verfahren 300, ob die Nockenwellenstellung nach dem Zeitraum T3 abgetastet wurde. Wurde die Nockenwellenstellung abgetastet, so geht das Verfahren 300 zu 311 über, wo das VCT-System auf Grundlage der abgetasteten Nockenwellenstellung gesteuert wird. Wenn die Nockenwellenstellung nicht nach dem Zeitraum T3 abgetastet wurde, geht das Verfahren 300 zu 309 über.
Bei 309 schätzt das Verfahren 300 eine Nockenwellenstellung auf Grundlage eines zuvor bestimmten Nockenwellenarbeitszyklus zum Betätigen des OCV. Um ein Beispiel zu nennen, kann das Verfahren 300 die Nockenwellenstellung durch Ergänzen der abgetasteten Nockenwellenstellung mit einer geschätzten Änderung der Nockenwellenstellung schätzen. Die geschätzte Änderung der Nockenwellenstellung kann anhand eines Modells des VCT-Systems (wie etwa des invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators 254) erzeugt werden, wobei der zu einem früheren Zeitpunkt aktualisierte Arbeitszyklus als Eingabe herangezogen wird. Wenn alternativ dazu in dem OCV-Aktor eine bekannte Zeitverzögerung d vorliegt, dann kann die geschätzte Änderung der Nockenwellenstellung anhand eines Modells des VCT-Systems (wie etwa des invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators 254) erzeugt werden, wobei die um d-Schritte verschobene Ausgabe des Nockenwellenarbeitszyklus des Verzögerungsmoduls 255 als Eingabe herangezogen wird. 4 zeigt Prozeduren zum Kalibrieren des VCT-Modells.
Bei 312 kann das VCT-System auf Grundlage der geschätzten Nockenwellenstellung von 309 gesteuert werden.
Bei 313 bestimmt das Verfahren 300, ob das Steuern der Nockenwellenverstellung anhand des VCT-Systems gestoppt werden soll. Als ein Beispiel kann das Verfahren 300 das Steuern der Nockenwellenverstellung anhand des VCT-Systems als Reaktion auf einen Motorstopp anhalten. Wenn die Steuerung ein Anhalten der VCT entscheidet, so kann das Verfahren 300 zu 314 übergehen, um Motorbetriebsbedingungen zu bestimmen. Andernfalls endet das Verfahren 300.
4 zeigt ein Beispielverfahren 400 zum Kalibrieren einer Verweistabelle M für ein Mehrfacheingabensystem. Das Verfahren kann zur Online- oder Offline-Anpassung eines Systems mit mehreren Eingaben und einer Einzelausgabe (Multiple-Input Single-Output - MISO) oder eines Systems mit mehreren Eingaben und mehreren Ausgaben (Multiple-Input Multiple-Output- MIMO) verwendet werden.
Man nehme an, dass M: u → y für eine m x 1-Verweistabellenfunktion steht, wobei der Eingabevektor u = [u₁ ... u_m]^T ∈ R^m, ist und der Ausgabevektor y ∈ R ist. Die Verweistabelle M wird anhand der Eingabe-Haltepunkt-Koeffizienten u_i,j_i ∈ R mit i ∈ {1,..., m} und j_i ∈ {1,..., l_i} parametriert, wobei l_i für die Anzahl der Haltepunkte für die i^te-Eingabe steht und die Verweistabellen-Ausgabekoeffizienten θ_j
1,...,j
m ∈ R jedem Punkt (j₁,...,j_m) in R^m entsprechen. Hier wird angenommen, dass für jeden u_i die Eingabe-Haltepunkte als monoton zunehmende Koeffizienten indiziert werden, sprich, u_i,1 < u_i,2 < ... < u_i,l
i. Wenn jede Eingabe u_i in den Eingabevektor u mit einem Eingabe-Haltepunkt kollokiert wird, sodass u = [u_1,j
1 ... u_m,j
m]^T , dann ist die Ausgabe der Verweistabelle durch y = θ_j
1,...,j
m gegeben. Andernfalls wird die Ausgabe durch Interpolieren zwischen Eingabe-Haltepunkten erzeugt. Wenn eine lineare Interpolation verwendet wird, dann ist die Ausgabe der Nachweistabelle eine Funktion der benachbarten 2^m -Eingabe-Haltepunkte. Wenn Interpolationsverfahren höherer Ordnung verwendet werden, dann kann die Ausgabe der Verweistabelle eine Funktion der benachbarten Haltepunkte sowie eine Kombination der nicht benachbarten Haltepunkte sein.
Der Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator (wie etwa 212 in 2B) ist hier als ein nicht einschränkendes Beispiel kalibriert. Der Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator kann in Form einer MISO-Verweistabelle vorliegen. Zu den Eingaben zählen die Winkelgeschwindigkeit (oder VCT-Rate) des Nockenwellenverstellers des VCT-Systems und die Motoröltemperatur (u₂). Die Ausgabe der Verweistabelle ist der Arbeitszyklus. Hier ist die Offline-Kalibrierung des Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators als ein nicht einschränkendes Beispiel präsentiert.
Bei 401 bestimmt das Verfahren 400 die Haltepunkte der Verweistabelle. Konkret werden Bereiche für die VCT-Rate (u₁) und die Motoröltemperatur (u₂) bestimmt, und repräsentative Haltepunkte innerhalb des Eingabebereichs werden ausgewählt. Als ein Beispiel können die Haltepunkte [-100 -50 -25 0 25 50 100] Grad/s für u₁ sein, und [100 150 200] Grad F für u₂.
Bei 402 initialisiert das Verfahren 400 einen Verweistabellenparametervektor θ̂(0), der gebildet werden kann, indem die Anfangsschätzungen θ̂_j
1,, _j
2 (0) für die Ausgabekoeffizienten θ_j
1,j
2 in einem Spaltenvektor übereinander angeordnet werden $\overset{\land}{θ} (0) ≜ [\begin{matrix} {\overset{\land}{θ}}_{1,1} (0) \\ ⋮ \\ {\overset{\land}{θ}}_{l_{1},1} (0) \\ {\overset{\land}{θ}}_{1,2} (0) \\ ⋮ \\ {\overset{\land}{θ}}_{l_{1},2} (0) \\ ⋮ \\ {\hat{θ}}_{1, l_{2}} (0) \\ ⋮ \\ {\hat{θ}}_{l_{1} {,l}_{2}} (0) \end{matrix}] \in R^{(l 1 * l 2)},$
wobei die Anfangsschätzungen für die Ausgabekoeffizienten durch eine im Voraus verfügbare Basiskalibrierung bereitgestellt oder mit beliebigen Zahlenwerten gleichgesetzt werden können. Die Genauigkeit, mit welcher der initialisierte Verweistabellenparametervektor die Parameter der idealen Verweistabelle M angleicht, kann die Dauer des Online-Kalibrierungsverfahrens 400 bestimmen.
Bei 403 betreibt das Verfahren 400 das System und misst die Eingaben und Ausgaben des Systems. Das Verfahren 400 kann das System derart betreiben, dass der volle Betriebsbereich des Systems abgedeckt ist. Um ein Beispiel zu nennen, kann eine Steuerung (wie etwa die Steuerung 12 aus 1) das VCT-System mit einem variierten Nockenarbeitszyklus bei einer variierten Motoröltemperatur betreiben. Der Nockenarbeitszyklus kann innerhalb eines Arbeitszyklusprofils variiert werden, das den Betriebsbereich des OCV abdeckt. Alternativ dazu kann der Nockenarbeitszyklus indirekt variiert werden, indem der gewünschten Nockenstellung innerhalb des Betriebsbereichs des OCV und des Gehäuses 136 ein geringes Anregungssignal hinzugefügt wird. Die Motoröltemperatur kann innerhalb eines Motorölbereichs variiert werden, der den Bereich der Motoröltemperatur bei unterschiedlichen Motorbedingungen abdeckt. Die VCT-Rate u₁ und die Motoröltemperatur u₂ werden gemessen, während das VCT-System betrieben wird. Bei jeder Iteration k bildet das Verfahren 400 für den gemessenen Eingabevektor u(k) = [u₁(k) u₂(k)]^T den Regressorvektor $φ (u (k)) ≜ [\begin{matrix} d_{1,1} (u (k)) \\ ⋮ \\ d_{l_{1},1} (u (k)) \\ d_{1,2} (u (k)) \\ ⋮ \\ d_{l_{1},2} (u (k)) \\ ⋮ \\ d_{1, l_{2}} (u (k)) \\ ⋮ \\ d_{l_{1}, l_{2}} (u (k)) \end{matrix}] \in R^{(l i)},$
wobei d_j
1,j
2 (u(k)) Gewichtsfunktionen sind, die einen Skalarwert zurücksetzen, der für die Distanz der Eingabe u(k) von den Eingabe-Haltepunkten u_1,j
1, u_2,j
1+1,u₂,_j
2 und u_2,j
2+1 repräsentativ ist. Mathematische Eigenschaften der Gewichtsfunktionen sind vom Interpolationsverfahren abhängig, das von der Verweistabellenoperation verwendet wird. Im Allgemeinen ist d(.,.) derart auszuwählen, dass die Eingabe y(k) der Verweistabelle M mit dem Eingabevektor u(k) gegeben ist durch $y (k) = θ^{T} φ (u (k)) .$
wobei θ der Vektor ist, der dadurch gebildet wird, dass die Ausgabekoeffizienten θ_j
1,j
2 der Verweistabelle M übereinander angeordnet werden, sprich, ähnlich der rechten Seite von Gleichung 1, wobei _θ̂j
1,j
2(0) (0) mit θ_j
1,j
2 ersetzt ist.
Bei 404 kann der Verweistabellenparametervektor aktualisiert werden. Der Verweistabellenparametervektor kann anhand eines rekursiven adaptiven Algorithmus aktualisiert werden. Zu Beispielen für solche Algorithmen zählen das Verfahren der Normalized Least Mean Squares (NLMS), das Verfahren des Recursive Least Square (RLS) und so weiter. Solche rekursiven adaptiven Algorithmen sind in der Fachliteratur allgemein dokumentiert.
Bei 405 bestimmt das Verfahren 400, ob die Kalibrierung beendet wird. Als ein Beispiel kann die Kalibrierung enden, wenn die Änderung des Verweistabellenparametervektors zwischen aufeinanderfolgenden Iterationen unter einem Schwellenwert liegt. Wenn die Kalibrierung endet, dann endet das Verfahren 400. Andernfalls geht das Verfahren 400 zu 406 über und setzt bei 406 den Betrieb des Systems fort, um den Verweistabellenparametervektor zu aktualisieren.
In einer anderen Ausführungsform können die kalibrierten Verweistabellenparameter während des Fahrzeugbetriebs online angepasst werden. Beispielsweise kann die Steuerung während des Motorbetriebs die Motoröltemperatur und die VCT-Rate messen. Der Verweistabellenparametervektor kann auf Grundlage des Nockenarbeitszyklus, der gemessenen Motoröltemperatur und der gemessenen VCT-Rate online aktualisiert werden. Damit kann die Offline-Kalibrierung umgangen werden. Als ein anderes Beispiel kann die vorkalibrierte Verweistabelle mit der gemessenen Motoröltemperatur und VCT-Rate weiter online eingestellt werden. Die Online-Anpassung kann die Genauigkeit der Verweistabelle und die Leistung des Fahrzeugs verbessern. Ferner kann die Online-Anpassung die Robustheit der Verweistabelle gegenüber zeitlich veränderlichen Betriebsbedingungen sowie Schwankungen zwischen Bauteilen erhöhen.
5 zeigt die Variation von Motorbetriebsparametern im Zeitverlauf, während das Verfahren 400 umgesetzt wird. Die x-Achsen zeigen die Zeit an. Der Motorstatus 510 kann An oder Aus sein. Der Motorstatus kann als Reaktion auf ein Schlüsselbetätigungsereignis geschätzt werden. Der Status des VCT-Systems 520 kann An oder Aus sein. Ein Steuerung (wie etwa die Steuerung 12 aus 1) kann bestimmen, ob das VCT-System zum Einstellen der Nockenwellenverstellung betrieben werden soll. Die Motordrehzahl 530 steigt, wie anhand des Pfeils der y-Achse angezeigt. Die gewünschte Nockenwellenstellung 540 kann im Verhältnis zu einer Nockenwellenbasisstellung 541 nach spät oder nach früh verstellt sein. Die abgetastete Nockenwellenstellung 550 ist die Ablesung von einem Nockenwellenstellungssensor (wie etwa dem Nockenwellenstellungssensor 150 aus 1). Die abgetastete Nockenwellenstellung kann mit einem Zeitraum als Reaktion auf die Motordrehzahl aktualisiert werden. Jedes x von 550 gibt den Zeitpunkt an, zu welchem die Nockenwellenstellung abgetastet wird. Die geschätzte Nockenwellenstellung 560 ist ein Signal, das durch ein Zwischenabtastungs-Extrapolationsmodul (wie etwa das Zwischenabtastungs-Extrapolationsmodul 250 aus 2A) erzeugt wird. Die geschätzte Nockenwellenstellung kann auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus berechnet werden. Beispielsweise kann die geschätzte Nockenwellenstellung durch Ergänzen einer Änderung der Nockenwellenstellung mit der abgetasteten Nockenwellenstellung berechnet werden. Die Änderung der Nockenwellenstellung kann anhand eines invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators (wie etwa des invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators 254 aus 2B) auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus berechnet werden. Die Nockenwellenstellungsrückkopplung 570 kann anhand eines Haltens nullter Ordnung der abgetasteten Nockenwellenstellung und der geschätzten Nockenwellenstellung erhalten werden. Die Nockenwellenstellungsrückkopplung (wie etwa die Nockenwellenstellungsrückkopplung 280 aus 2A) kann mit der gewünschten Nockenwellenstellung abgeglichen werden, um einen Nockenwellenstellungsfehler zum Eingeben in eine VCT-Steuerung (wie etwa die VCT-Steuerung 210 aus 2A) zu erzeugen. Der Nockenwellenarbeitszyklus 580 zum Betätigen des VCT-Systems reicht von Null bis Eins, wie auf der y-Achse angegeben.
Bei T₀ wird der Motor angeschaltet, und die Motordrehzahl beginnt, von einer Drehzahl von Null zu steigen.
Bei T₁ bestimmt die Steuerung als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einem Schwellenwert 531 liegt, dass die Nockenwellenverstellung anhand des VCT-Systems gesteuert wird. Beispielsweise kann die Steuerung das VCT-System aus der Nockenwellenbasisstellung freigeben und mit dem Einstellen der Nockenwellenverstellung beginnen, indem Motoröl in den Früh- oder Spätverstellraum des Nockenwellenverstellers eingespritzt wird. Der Nockenwellenstellungssensor beginnt damit, die Zeitposition zu erfassen, wie bei 550 gezeigt. Da von T₁ bis T₂ die Motordrehzahl über einem Schwellenwert liegt, ist die Nockenwellenstellungsrückkopplung die gleiche wie die abgetastete Nockenwellenstellung.
Bei T₂ geht die Motordrehzahl zurück. Aufgrund der zurückgegangenen Motordrehzahl wird die abgetastete Nockenwellenstellung bei einem längeren Zeitraum aktualisiert. Zwischen T₂ und T₅ wird die Nockenwellenstellung nicht abgetastet. Das Zwischenabtastungs-Extrapolationsmodul beginnt, die geschätzte Nockenwellenstellung 560 auf Grundlage des zuvor aktualisierten Nockenwellenarbeitszyklussignals zu erzeugen.
Bei T₃, nach einem gewissen Zeitraum (wie etwa dem Zeitraum T3 aus 2B), wird die geschätzte Nockenwellenstellung auf Grundlage des zuvor bei T₂ aktualisierten Nockenwellenarbeitszyklussignals und der zuvor bei T₂ abgetasteten Nockenwellenstellung bestimmt. Die geschätzte Nockenwellenstellung wird als die Nockenwellenstellungsrückkopplung verwendet und erzeugt das Nockenwellenarbeitssignal bei T₃. Bei T₄ wird die geschätzte Nockenwellenstellung auf Grundlage des zuvor bei T₃ aktualisierten Nockenwellenarbeitszyklussignals und der zuvor bei T₂ abgetasteten Nockenwellenstellung bestimmt. Bei T₅ wird die Nockenwellenstellung abgetastet, und die abgetastete Nockenwellenstellung wird zur Nockenwellenstellungsrückkopplung verwendet. Damit kann die Nockenwellenstellungsrückkopplung häufig aktualisiert werden, damit sie die Variation der Nockenwellenstellung wiedergibt.
Bei T₆ wird der Motor gestoppt, und das VCT-System wird abgeschaltet. Als ein Beispiel kann das VCT-System abgeschaltet werden, indem der Nockenwellenversteller in einer Nockenwellenbasisstellung festgestellt wird.
Auf diese Weise lässt sich die Nockenwellenverstellung akkurat steuern, indem die abgetastete Nockenwellenstellung auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus, der an das OCV-Ventil gesendet wird, extrapoliert wird. Der technische Effekt des Extrapolierens der abgetasteten Nockenwellenstellung auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus besteht darin, dass die Reaktion der Rückkopplungsregelschleife schnell sein kann, mit einem geringeren Überschwingen im Vergleich dazu, dass nur die abgetastete Nockenwellenstellung zur Rückkopplungssteuerung verwendet wird. Der technische Effekt des Schätzens der Nockenwellenstellung auf Grundlage des Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators besteht darin, dass eine Änderung der Nockenwellenstellung zwischen Nockenstellungsabtastungen mit einem kalibrierten Systemmodell geschätzt werden kann. Zu dem technischen Effekt der Online-Anpassung des Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators zählt eine verbesserte Leistungsfähigkeit des VCT-Systems und ein Aufheben der Notwendigkeit der Offline-Kalibrierung. Ferner kann die Schwankung des VCT-Systems im Laufe der Zeit, wie etwa durch Systemverschleiß, während der VCT-Steuerung berücksichtigt werden.
Als eine Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren für einen Motor ein Einstellen eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenarbeitzyklus, der auf Grundlage einer abgetasteten Nockenwellenstellung bestimmt wird; und ein Einstellen des Nockenwellenverstellers mit einer geschätzten Nockenwellenstellung, die auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus zwischen dem Abtasten der Nockenwellenstellung bestimmt wird. Ein erstes Beispiel des Verfahrens umfasst ferner ein Bestimmen der geschätzten Nockenwellenstellung durch Ergänzen der abgetasteten Nockenwellenstellung mit einer geschätzten Änderung der Nockenwellenstellung. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein Bestimmen der geschätzten Änderung der Nockenwellenstellung durch Integrieren einer geschätzten Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers, die auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus bestimmt wird. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers als Reaktion auf ein Aktualisieren der abgetasteten Nockenwellenstellung integriert wird. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus anhand eines invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators bestimmt wird, wobei der invertierte Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator ein nicht lineares Modell eines Systems zur variablen Nockenwellenverstellung ist. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel und beinhaltet ferner ein Online- Kalibrieren des invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators durch Optimieren eines Verweistabellenparametervektors auf Grundlage einer gemessenen Motoröltemperatur und einer gemessenen Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis fünften Beispiel und beinhaltet ferner ein Online-Aktualisieren des invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators auf Grundlage einer gemessenen Motoröltemperatur und einer gemessenen Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers. Ein siebtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis sechsten Beispiel und beinhaltet ferner ein Erzeugen des Nockenwellenarbeitszyklus auf Grundlage eines Nockenwellenstellungsfehlers anhand einer Steuerung, wobei die Steuerung einen Fehler-zu-Rate-Operator beinhaltet, der mit dem Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator in Reihenverbindung steht. Ein achtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis siebten Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Nockenwellenarbeitszyklus bei einer ersten Frequenz aktualisiert wird, die Nockenwellenstellung bei einer zweiten Frequenz abgetastet wird, wobei zweite Frequenz niedriger als die erste Frequenz ist. Ein neuntes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis achten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die geschätzte Nockenwellenstellung bei der ersten Frequenz aktualisiert wird.
Als eine andere Ausführungsform umfasst ein Verfahren ein Betätigen eines Ölregelventils eines Systems zur variablen Nockenverstellung über einen Nockenwellenarbeitszyklus; ein Abtasten einer Nockenwellenstellung zu einem ersten Zeitpunkt; ein Schätzen einer Nockenwellenstellung zu einem zweiten Zeitpunkt auf Grundlage der abgetasteten Nockenwellenstellung und des Nockenwellenarbeitszyklus; und ein Aktualisieren des Nockenwellenarbeitszyklus auf Grundlage der geschätzten Nockenwellenstellung. Ein erstes Beispiel des Verfahrens umfasst ferner ein Schätzen einer Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus und ein Schätzen der Nockenwellenstellung durch Ergänzen der abgetasteten Nockenwellenstellung mit einer Integration der geschätzten Winkelgeschwindigkeit. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der zweite Zeitpunkt vom ersten Zeitpunkt abweicht, und die geschätzten Nockenwellenstellungszwischenstufen, die auf abgetastete Nockenwellenstellungen folgen. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner ein Aktualisieren des Nockenwellenarbeitszyklus auf Grundlage der zum ersten Zeitpunkt abgetasteten Nockenwellenstellung. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Dauer vom ersten Zeitpunkt zum zweiten Zeitpunkt kürzer als ein Zeitraum für das Abstasten der Nockenwellenstellung ist. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel und beinhaltet ferner ein Aktualisieren des Nockenwellenarbeitszyklus auf Grundlage eines Nockenwellenstellungsfehlers zwischen einer gewünschten Nockenwellenstellung und einer Nockenwellenstellungsrückkopplung, wobei die Nockenwellenstellungsrückkopplung die Summierung aus der abgetasteten Nockenwellenstellung und der geschätzten Nockenwellenstellung ist.
Eine weitere Ausführungsform besteht in einem Motorsystem, umfassend: einen Zylinder; ein Einlassventil und ein Auslassventil, die an den Zylinder gekoppelt sind; eine Nockenwelle, die an das Einlass- und an das Auslassventil gekoppelt ist; einen Nockenwellenversteller, der an die Nockenwelle gekoppelt ist; einen Sensor zum Abtasten der Stellung des Nockenwellenverstellers; ein Ölregelventil, das an den Nockenwellenversteller gekoppelt ist, zum Einstellen einer Nockenwellenverstellung; und eine Steuerung, die mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen für Folgendes konfiguriert ist: als Reaktion darauf, dass eine Motordrehzahl unter einem Schwellenwert liegt - Betätigen des Ölregelventils anhand eines Nockenwellenarbeitszyklus, der auf Grundlage einer abgetasteten Stellung des Nockenwellenverstellers und einer geschätzten Nockenwellenstellung bestimmt wird, wobei die geschätzte Nockenwellenstellung auf Grundlage eines zuvor bestimmten Nockenwellenarbeitszyklus bestimmt wird. Ein erstes Beispiel des Systems beinhaltet ferner ein Konfigurieren der Steuerung zum Erzeugen des Nockenwellenarbeitszyklus in einem ersten Zeitraum, ein Erfassen der Stellung des Nockenwellenverstellers in einem zweiten Zeitraum, wobei der zweite Zeitrum länger als der erste Zeitraum ist. Ein zweites Beispiel des Systems beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner ein Konfigurieren der Steuerung zum Bestimmen der geschätzten Nockenwellenstellung zwischen dem Abtasten der Nockenwellenstellung. Ein drittes Beispiel des Systems beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten bis zweiten Beispiel und beinhaltet ferner ein Konfigurieren der Steuerung zum Betätigen des Ölregelventils anhand des Nockenwellenarbeitszyklus, der auf Grundlage der abgetasteten Stellung des Nockenwellenverstellers bestimmt wird, als Reaktion darauf, dass eine Motordrehzahl über dem Schwellenwert liegt.
Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die vorliegend offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware enthält, ausgeführt werden. Die vorliegend beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der dargestellten Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Vorgänge durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die vorliegend offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Auslegungen und weitere vorliegend offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen einen weiter oder enger gefassten, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6571757 [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: Einstellen eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenarbeitzyklus, der auf Grundlage einer abgetasteten Nockenwellenstellung bestimmt wird; und Einstellen des Nockenwellenverstellers mit einer geschätzten Nockenwellenstellung, die auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus zwischen dem Abtasten der Nockenwellenstellung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen der geschätzten Nockenwellenstellung durch Ergänzen der abgetasteten Nockenwellenstellung mit einer geschätzten Änderung der Nockenwellenstellung.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Bestimmen der geschätzten Änderung der Nockenwellenstellung durch Integrieren einer geschätzten Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers, die auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers als Reaktion auf ein Aktualisieren der abgetasteten Nockenwellenstellung integriert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus anhand eines invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators bestimmt wird, wobei der invertierte Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator ein nicht lineares Modell eines Systems zur variablen Nockenwellenverstellung ist.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Online-Kalibrieren des invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators durch Optimieren eines Verweistabellenparametervektors auf Grundlage einer gemessenen Motoröltemperatur und einer gemessenen Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Online-Aktualisieren des invertierten Rate-zu-Arbeitszyklus-Operators auf Grundlage einer gemessenen Motoröltemperatur und einer gemessenen Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Erzeugen des Nockenwellenarbeitszyklus auf Grundlage eines Nockenwellenstellungsfehlers anhand einer Steuerung, wobei die Steuerung einen Fehler-zu-Rate-Operator beinhaltet, der mit dem Rate-zu-Arbeitszyklus-Operator in Reihenverbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Nockenwellenarbeitszyklus bei einer ersten Frequenz aktualisiert wird, die Nockenwellenstellung bei einer zweiten Frequenz abgetastet wird, wobei zweite Frequenz niedriger als die erste Frequenz ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die geschätzte Nockenwellenstellung bei der ersten Frequenz aktualisiert wird.
Motorsystem, umfassend: einen Zylinder; ein Einlassventil und ein Auslassventil, die an den Zylinder gekoppelt sind; eine Nockenwelle, die an das Einlass- und an das Auslassventil gekoppelt ist; einen Nockenwellenversteller, der an die Nockenwelle gekoppelt ist; einen Sensor zum Abtasten der Stellung des Nockenwellenverstellers; ein Ölregelventil, das an den Nockenwellenversteller gekoppelt ist, zum Einstellen einer Nockenwellenverstellung; und eine Steuerung, die mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen für Folgendes konfiguriert ist: als Reaktion darauf, dass eine Motordrehzahl unter einem Schwellenwert liegt, Betätigen des Ölregelventils anhand eines Nockenwellenarbeitszyklus, der auf Grundlage einer abgetasteten Stellung des Nockenwellenverstellers und einer geschätzten Nockenwellenstellung bestimmt wird, wobei die geschätzte Nockenwellenstellung auf Grundlage eines zuvor bestimmten Nockenwellenarbeitszyklus bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Konfigurieren der Steuerung zum Erzeugen des Nockenwellenarbeitszyklus in einem ersten Zeitraum, Erfassen der Stellung des Nockenwellenverstellers in einem zweiten Zeitraum, wobei der zweite Zeitraum länger als der erste Zeitraum ist.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Konfigurieren der Steuerung zum Bestimmen der geschätzten Nockenwellenstellung zwischen dem Abtasten der Nockenwellenstellung.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Konfigurieren der Steuerung zum Betätigen des Ölregelventils anhand des Nockenwellenarbeitszyklus, der auf Grundlage der abgetasteten Stellung des Nockenwellenverstellers bestimmt wird, als Reaktion darauf, dass eine Motordrehzahl über dem Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Schätzen einer Winkelgeschwindigkeit des Nockenwellenverstellers auf Grundlage des Nockenwellenarbeitszyklus und Schätzen der Nockenwellenstellung durch Ergänzen der abgetasteten Nockenwellenstellung mit einer Integration der geschätzten Winkelgeschwindigkeit.