DE102019131099A1 - CVVD-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren und CVVD-System davon - Google Patents

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Abstract

Ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CVVD)-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren kann aufweisen: eine ausfallsichere CWD-Steuerung zum Beseitigen eines Berechnungsfehlers einer Zylinderfüllmenge aufgrund eines Hardwarefehlers eines CWD-Systems, wobei die Zylinderfüllmenge ermittelt wird durch eine von einer Strömungsratenalternative, einer Strömungsratenabweichungskorrektur und einer Ventildaueraktualisierung, wenn der Hardwarefehler von einer CVVD-Steuerungseinheit erkannt wird, und zum Anwenden der Zylinderfüllmenge zum Sicherstellen einer Luftmenge für eine Brennkammer.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 4. Dezember 2018 eingereichten koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2018-0154406 , deren gesamter Inhalt hier für alle Zwecke durch diese Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine CWD-System-Steuerung und insbesondere ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CVVD)-System, welches eine CWD-Fehlfunktionsalternativsteuerung anwendet, die in der Lage ist, eine präzise Luftmenge einem Motor bzw. Verbrennungsmotor zuzuführen, selbst wenn eine CWD-Hardwarefehlersituation vorliegt.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Im Allgemeinen können, wenn ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CWD)-System als ein variabler Ventilmechanismus angewendet wird, Vorteile jeweiliger Antriebsbereiche durch Anwenden einer optimalen Dauer bzw. Ventildauer bzw. Ventilsteuerzeit für jeden Verbrennungsmotorantriebsbereich voll genutzt werden, indem eine Variation (d.h. eine Steuerzeiteinstellung von kurz zu lang) einer Ventilsteuerzeit zum Steuern jeweiliger Öffnungs- und Schließzeitpunkte eines Ventils (zum Beispiel eines Einlassventils) verwendet wird, wobei Kompromiss-Grenzwerte bedingt durch eine Verbrennungsmotorkraftstoffeinsparung und -funktion profitabel bzw. effizient beseitigt werden können.
  • Dementsprechend ist es für das CVVD-System erforderlich, eine präzise Ventilposition zu berechnen, in welcher ein Berechnungsfehler für die Luftmenge, die in einen Zylinder des Verbrennungsmotors eingeführt wird, verhindert wird, wobei eine Technologie zum Detektieren der Ventilposition erforderlich ist.
  • Ein Beispiel der Technologie zum Detektieren der Ventilposition ist ein Hall-Sensor-Zählschema. Das Hall-Sensor-Zählschema zählt Werte eines Hall-Sensors, der an einem Bürstenloser-Gleichstrom-Dreiphasenmotor (BLDC-Dreiphasenmotor) eines Aktuators bereitgestellt ist, und analogisiert eine Ventilendposition ausgehend von einer Ventilstartposition für ein Ventilverhalten durch die Sensorzählung.
  • Hierdurch kann das CVVD-System einen Berechnungsfehler der Luftmenge, der eine Verzögerung, ein Klopfen oder/und ein Abschalten des Motors durch den Luftmengenbetrieb verursachen kann, unter Verwendung der Ventilstartposition anstelle der Ventilenderkennung verhindern.
  • Jedoch kann der Luftmengenbetrieb von einem Hall-Sensor-Zähltyp, der auf das CWD-System angewendet wird, nur unter der Annahme als gültige Information behandelt werden, dass eine CWD-Aktuator-Mechanismusvorrichtung (d.h. ein Aktuator und ein Mechanismusteil), auf welchen ein Motor angewendet wird, nicht beschädigt ist.
  • Beispielsweise kann eine Unterbrechung einer CAN-Kommunikation oder ein Verlust einer Hall-Sensor-Information dazu führen, dass ein Ventil unfähig ist, sich aufgrund einer Schwierigkeit eines Informationsaustausches zwischen dem CVVD-System und einer Steuerungseinheit zu bewegen, wobei sich aber das Mechanismusteil des CVVD-Systems in einem Zustand bewegen kann, in welchem der Aktuator angehalten ist.
  • Da eine derartige Bewegung des Mechanismusteils im Gegensatz zu einem Anhalten des Aktuators einen Einfluss auf das Ventil hat, kann der Hall-Sensor-Wert keine präzise Ventilposition sicherstellen, so dass die Steuerungseinheit fehlerhaft die Position des Ventils einstellen bzw. ändern kann. Als Ergebnis davon kann der Luftmengenberechnungsfehler eine Inkonsistenz der Luftmenge, die in dem CWD-System erforderlich ist, verursachen, wodurch das Verzögern, Klopfen oder/und Abschalten des Verbrennungsmotors während des Betriebs des CVVD-Systems eintreten können.
  • Dementsprechend ist es in dem Luftmengenbetrieb vom Hall-Sensor-Zähltyp sehr wichtig, Strategien zu entwickeln, wie eine Ventilstandardposition definiert wird bzw. werden kann und wie die Luftmenge berechnet wird bzw. werden kann, wenn die CVVD-Aktuator-Mechanismusvorrichtung ausfällt, und hierdurch ist es notwendig, die Betriebszuverlässigkeit des CVVD-Systems aufrechtzuerhalten.
  • Die in diesem Hintergrund-Der-Vorliegenden-Erfindung-Abschnitt offenbarten Informationen dienen lediglich einem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollen nicht als ein Anerkenntnis oder als irgendeine Form von Hinweis aufgefasst werden, dass diese Informationen den einem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden.
  • Kurzinhalt
  • Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind gerichtet auf eine Bereitstellung eines Verfahrens für eine alternative Steuerung bei einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CWD)-Fehlfunktion und eines CVVD-Systems davon, die einen Verbrennungsmotor in Situationen einer Verzögerung, eines Klopfens oder/und eines Abschaltens, die durch einen Luftmengenfehler verursacht werden, schützen kann, indem die Luftmenge selbst in einer CWD-Hardwarefehlersituation ermittelt wird und indem die Ermittlungsgenauigkeit der Luftmenge in Bezug auf eine Ventilstandardposition durch zahlreiche Luftmengenermittlungsstrategien, wie etwa alternative Luftmengenschemata bzw. Alternativluftmengenschemata, Luftmengenabweichungsschemata und Luftmengenvorhersageschemata, erhöht wird.
  • Andere zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung können durch die nachfolgende Beschreibung verstanden werden und werden ersichtlich werden durch Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Es ist ebenso für die Fachleute, an die sich die vorliegende Erfindung richtet, ersichtlich, dass die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beanspruchten Mittel und durch Kombinationen davon realisiert werden können.
  • Gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CWD)-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren auf: eine ausfallsichere CWD-Steuerung zum Beseitigen eines Berechnungsfehlers einer Zylinderfüllmenge aufgrund eines Hardwarefehlers eines CWD-Systems, wobei die Zylinderfüllmenge durch eine aus einer Strömungsratenalternative, Strömungsratenabweichungskorrektur und Ventildaueraktualisierung ermittelt wird, wenn der Hardwarefehler durch eine CVVD-Steuerungseinheit erkannt wird, und zum Anwenden der Zylinderfüllmenge zum Sicherstellen einer Luftmenge für eine Brennkammer.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die ausfallsichere CVVD-Steuerung aufgeteilt in: eine Luftmengenalternativsteuerung, die angewendet wird, um die Luftmenge durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch eine Strömungsratenalternative sicherzustellen, eine Luftmengenabweichungssteuerung, die angewendet wird, um die Luftmenge durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch eine Strömungsratenabweichungskorrektur sicherzustellen, und eine Luftmengenvorhersagesteuerung, die angewendet wird, um die Luftmenge durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch eine Ventildaueraktualisierung sicherzustellen.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Luftmengenalternativsteuerung auf: einen Schritt zum Ermitteln einer Gültigkeit eines Rückkopplungssensorwerts durch Detektieren eines Signals für eine Position einer kurzen/langen Dauer in dem Hardwarefehler, einen Berechnungsfehleralternativsteuerungsschritt zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge zum Beseitigen des Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge, wenn der Rückkopplungssensorwert keine Gültigkeit hat, einen Informationsanwendungssteuerungsschritt zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge, die den Berechnungsfehler der Zylinderfüllmenge variiert bzw. alterniert bzw. ändert, wenn der Rückkopplungssensorwert gültig ist, und einen Schritt zum Sicherstellen der Luftmenge.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Berechnungsfehleralternativsteuerung die Schritte auf: Abschalten einer CVVD-Leistung für das CVVD-System, Variieren bzw. Alternieren bzw. Ändern der Berechnung der Zylinderfüllmenge durch Identifizieren der Zylinderfüllmenge vor dem Ermitteln der Gültigkeit des Rückkopplungssensorwerts und Ändern der Zylinderfüllmenge auf einen MAF-Sensorströmungsratenmesswert nach dem Identifizieren der Zylinderfüllmenge.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Ändern der Zylinderfüllmenge in Bezug auf die Zylinderfüllmenge durch einen Drosselmodellströmungsratenwert oder die Zylinderfüllmenge durch einen pulsationskorrekturlosen Wert durchgeführt.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Luftmengenabweichungssteuerung auf: einen Schritt zum Ermitteln einer Gültigkeit eines Rückkopplungssensorwerts durch Detektieren eines Signals für eine Position mit einer kurzen/langen Dauer in dem Hardwarefehler, einen Berechnungsfehlerabweichungssteuerungsschritt zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge zum Beseitigen des Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge, wenn der Rückkopplungssensorwert keine Gültigkeit hat, einen Informationsanwendungssteuerungsschritt zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge, die den Berechnungsfehler der Zylinderfüllmenge alterniert bzw. ändert, falls der Rückkopplungssensorwert gültig ist, und einen Schritt zum Sicherstellen der Luftmenge.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Berechnungsfehlerabweichungssteuerung die Schritte auf: Abschalten einer CWD-Leistung für das CVVD-System, Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch Ermitteln einer Ventilposition unter Verwendung einer Ventildauer unmittelbar bevor der Rückkopplungssensorwert keine Gültigkeit hat, Ermitteln eines Abweichungswerts durch einen Vergleich einer MAF-Sensorströmungsrate mit dem Zylinderfüllmengenberechnungswert und Ermitteln einer Abweichung der Zylinderfüllmenge durch den Abweichungswert und Durchführen einer Abweichungskorrektur der Zylinderfüllmengenberechnung.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Abweichungseignung durch Anwenden eines Schwellenwertes auf den Abweichungswert nach dem Ermitteln des Abweichungswerts als ein Messwert der MAF-Sensorströmungsrate durch Subtrahieren des Zylinderfüllmengenberechnungswerts davon ermittelt. Die Abweichungskorrektur führt die Zylinderfüllmengenberechnung unter Berücksichtigung des Abweichungswertes als ein Abweichungskorrekturfaktor oder durch Abbilden des Abweichungswertes auf eine Karte als ein Abweichungskorrekturfaktor erneut durch.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Luftmengenvorhersagesteuerung auf: einen Schritt zum Ermitteln einer Gültigkeit eines Rückkopplungssensorwerts durch Detektieren eines Signals für eine Position mit einer kurzen/langen Dauer in dem Hardwarefehler, einen Berechnungsfehleraktualisierungssteuerungsschritt zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge zum Beseitigen des Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge, wenn der Rückkopplungssensorwert keine Gültigkeit hat, einen Informationsanwendungssteuerungsschritt zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge, die den Berechnungsfehler der Zylinderfüllmenge alterniert bzw. ändert, falls der Rückkopplungssensorwert gültig ist, und einen Schritt zum Sicherstellen der Luftmenge.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Berechnungsfehleraktualisierungssteuerung die Schritte auf: Abschalten einer CWD-Leistung für das CWD-System, Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch Ermitteln einer Ventilposition unter Verwendung einer Ventildauer unmittelbar bevor der Rückkopplungssensorwert keine Gültigkeit hat, Vorhersagen einer Ventilschließzeit, Aktualisieren der Ventildauer durch Anwenden der Ventilschließzeitvorhersage auf die Ventildauer und erneutes Durchführen der Zylinderfüllmengenermittlung durch die Ventilpositionsberechnung unter Verwendung der Ventildaueraktualisierung.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Ventilschließzeitvorhersage als eine MAF-Strömungsrate oder als eine Drosselmodellströmungsrate ermittelt.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Informationsanwendungssteuerung auf: Ermitteln einer gegenwärtigen Ventilposition durch eine Ventildauerposition gemäß der Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung und Ermitteln der Zylinderfüllmenge zum Sicherstellen der Luftmenge in der Ventildauerposition.
  • Gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CWD)-System auf: eine CWD-Steuerungseinheit, die dazu eingerichtet ist, durchzuführen: eine Luftmengenersatzsteuerung bzw. eine Luftmengenalternativsteuerung, die angewendet wird, um eine Luftmenge für eine Brennkammer durch Berechnen einer Zylinderfüllmenge durch eine Strömungsratenalternative zum Beseitigen eines Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge aufgrund eines Hardwarefehlers sicherzustellen, eine Luftmengenabweichungssteuerung, die angewendet wird, um die Luftmenge für die Brennkammer durch eine Berechnung der Zylinderfüllmenge durch eine Strömungsratenabweichungskorrektur sicherzustellen, und eine Luftmengenvorhersagesteuerung, die angewendet wird, um die Luftmenge für die Brennkammer durch Berechnen der Zylinderfüllmenge durch eine Ventildaueraktualisierung sicherzustellen.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die CVVD-Steuerungseinheit dazu eingerichtet, die Luftmenge einer Einlassleitung bzw. Ansaugleitung durch einen Luftmassenstrom/Massenluftstrom-(MAF)-Luftströmungsratenmesswert zu erkennen, der von einem MAF-Sensor detektiert wird, der in der Ansaugleitung bereitgestellt ist, um die Luftströmungsrate an die Brennkammer zu senden.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die CVVD-Steuerungseinheit dazu eingerichtet, einen Steuerungsbefehl an ein CVVT-System auszugeben, welches mit einer Nockenwelle verbunden ist, um das CWT-System anzusteuern bzw. anzutreiben.
  • Die CWD-Steuerung, die auf das CWD-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, erfüllt die Luftmenge bzw. stellt die Luftmenge sicher, die für den Motor bzw. Verbrennungsmotor erforderlich ist, durch die ausfallsichere Steuerung und implementiert die folgenden Operationen und Effekte.
  • Erstens ist es möglich, ein Fahrzeug selbst in einer CVVD-Hardwarefehlersituation sicher zu bewegen. Zweitens ist es möglich, erhebliche Effekte hinsichtlich der Sicherheit zum Verhindern eines sekundären Unfalls in einer Komponentenausfallsituation durch die Fahrzeugbewegungsaufrechterhaltung bereitzustellen. Drittens ist es möglich, unnötige Abschleppgebühren durch die Fahrzeugbewegungsaufrechterhaltung zu sparen und Unannehmlichkeiten für einen Kunden zu minimieren. Viertens ist es möglich eine Verzögerung bzw. Spätzündung, ein Klopfen oder/und ein Abschalten des Verbrennungsmotors zu verhindern, da die für den Motor notwendige Luftmenge selbst dann bereitgestellt wird, wenn der Betrieb des CVVD-Systems angehalten ist. Fünftens ist es möglich zusätzliche Kostenersparnisse hinsichtlich Kundendienstkosten durch eine Verhinderung eines Verbrennungsmotorschadens aufgrund des Klopfens zu erzielen.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen andere Merkmale und Vorteile auf, welche ersichtlich werden aus und detaillierter dargelegt werden in den hier aufgenommenen beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Flussdiagramm, welches ein CVVD-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 2 ist eine Darstellung, welche die Konfiguration eines Verbrennungsmotors veranschaulicht, der einen MAF-Sensor aufweist, auf welchen ein CVVD-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
    • 3 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel eines CVVD-Systems veranschaulicht, auf welches eine CVVD-Fehlfunktionsalternativsteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
    • 4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Luftmengenalternativsteuerung einer ausfallsicheren Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Luftmengenabweichungssteuerung einer ausfallsicheren Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Luftmengenvorhersagesteuerung einer ausfallsicheren Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Es kann bzw. sollte verständlich sein, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern dass sie eine gewissermaßen vereinfachte Darstellung zahlreicher Merkmale sind, die die grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die speziellen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden, hier offenbarten Erfindung, einschließlich beispielsweise spezieller Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und Benutzungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich gleiche oder ähnliche Bezugszahlen auf dieselben oder auf äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durchgehend in den zahlreichen Figuren der Zeichnungen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Bezug wird nun im Detail auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) genommen, von welcher/welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgend beschrieben sind. Während die vorliegende(n) Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird/werden, wird es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die vorliegende(n) Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die vorliegende(n) Erfindung(en) ist/sind im Gegenteil dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenso zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche vom Wesen und Umfang der vorliegenden, in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung umfasst sind.
  • Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail durch Bezugnahme auf die beigefügten beispielhaften Zeichnungen beschrieben. Da eine derartige beispielhafte Ausführungsform beispielhaft ist und auf zahlreiche verschiedene Arten von den einschlägigen Fachleuten, an die sich die vorliegende Erfindung richtet, implementiert werden kann, ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die beispielhafte Ausführungsform beschränkt, die nachfolgend beschrieben wird.
  • Bezugnehmend auf 1 schaltet ein CWD-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren auf eine ausfallsichere CWD-Steuerung um (S30), falls eine CVVD-Fehlfunktion auftritt (S10), in Folge welcher eine CWD-Steuerung (S20) nicht durchgeführt werden kann. In dem vorliegenden Fall ist die ausfallsichere CVVD-Steuerung (S30) aufgeteilt in eine Luftmengenalternativsteuerung (S40), eine Luftmengenabweichungssteuerung (S50) und eine Luftmengenvorhersagesteuerung (S60), um ein Fahren eines Fahrzeugs durchzuführen (S70).
  • Als Ergebnis davon verhindert das ausfallsichere Steuerungsverfahren für die Luftmengensicherstellung einen Luftmengenbetriebsfehler aufgrund eines ungenauen bzw. unangemessenen Ventildauerwerts bzw. Ventilsteuerzeitwerts durch verschiedene Schemata, die klassifiziert sind in die Luftmengenalternativsteuerung (S40), die Luftmengenabweichungssteuerung (S50) und die Luftmengenvorhersagesteuerung (S60), wodurch nicht nur eine Verbrennungsmotorspätzündung bzw. -verzögerung oder/und ein Klopfen, welche aufgrund eines Luftmengenfehlers in einer CWD-Fehlersituation auftreten können, verhindert werden können, sondern ebenso eine Motorabschaltung verhindert werden kann, um ein sicheres Fahren durch einen Fahrer aufrechtzuerhalten.
  • Dementsprechend ermöglicht das Fahrzeug, dass der Fahrer das Fahren beibehält, ohne in die Gefahr eines sekundären Unfalls während des CVVD-Fehlers zu geraten. Darüber hinaus können hierdurch unnötige Abschleppkosten und Kundendienstkosten aufgrund des Klopfens eingespart werden. Darüber hinaus kann eine Unzufriedenheit eines Kunden minimiert werden, um die Vermarktbarkeit zu verbessern.
  • 2 und 3 veranschaulichen Beispiele, in welchen ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CWD)-System bzw. ein Kontinuierlich-Variable-Ventilsteuerzeit-(CVVD)-System, welches die ausfallsichere Steuerung für eine Luftmengensicherstellung implementiert, in einem Verbrennungsmotor eingebaut ist.
  • Bezugnehmend auf 2 ist ein CWD-System 1 an einem Verbrennungsmotor 200 montiert und ist mit einer CVVD-Steuerungseinheit 10 bereitgestellt, die einen MAF-Luftströmungsratenmesswert als Eingabedaten empfängt.
  • Beispielsweise ist der Verbrennungsmotor 200 mit einer Brennkammer 200-1, die in einem Zylinderblock gebildet ist, bereitgestellt, wobei ein Einlassventil 201 - 1 sowie ein Auslassventil 201-2, für welche die Ventildauersteuerung durch die CWD-Steuerungseinheit 10 durchgeführt wird, in der Brennkammer 200-1 bereitgestellt sind. Das Einlassventil 201-1 bildet eine Einlassleitung bzw. Ansaugleitung 202, die mit der Brennkammer 200-1 in Strömungsverbindung steht, damit Ansaugluft der Ansaugleitung 202 in die Brennkammer 200-1 einströmt, und das Auslassventil 201-2 bildet eine Auslassleitung 203, die mit der Brennkammer 200-1 in Strömungsverbindung steht, um Abgase der Brennkammer 200-1 an die Auslassleitung 203 abzugeben. Darüber hinaus ist der Verbrennungsmotor 200 mit einem Luftmassenstrom/Massenluftstrom-(MAF)-Sensor 300 bereitgestellt, welcher in der Ansaugleitung 202 angeordnet ist, um die Luftströmungsrate zu detektieren, die an die Brennkammer 200-1 als ein MAF-Sensorströmungsratenmesswert übermittelt wird. Darüber hinaus können an der Auslassleitung optional ein oder mehrere Krümmer-Katalysatoren MCC bereitgestellt sein.
  • Beispielsweise weist das CVVD-System 1 einen CWD-Aktuator 2, eine CVVD-Mechanismuseinheit 3 und einen Nockensensor bzw. Nockenpositionssensor 6 auf. Die CWD-Steuerungseinheit 10 empfängt eine Eingabe des MAF-Luftströmungsratenmesswerts als detektierte Luftmengendaten und steuert den CVVD-Aktuator 2 der CWD-Steuerungseinheit 10.
  • In 3 sind die detaillierten Konfigurationen des CWD-Aktuators 2, des Nockensensors 6 und der CWD-Steuerungseinheit 10 veranschaulicht.
  • Beispielsweise weist der CWD-Aktuator 2 einen bürstenlosen Gleichstrom-Dreiphasenmotor (BLDC-Dreiphasenmotor) 2-1 und eine Steuerungswelle 2-2, welche von dem Motor 2-1 in Zuordnung zu einer Nockenwelle 5 gedreht wird, auf.
  • Die Steuerungswelle 2-2 arbeitet, um eine Ankunft an einer Position einer kurzen/langen Dauer bzw. Ventildauer (etwa einer vorbestimmten Position) für eine Drehung des Motors 2-1 zu identifizieren, welche in physischem Kontakt mit einem Stopper steht, der an einem Wellenendabschnitt bereitgestellt ist. Die CWD-Mechanismuseinheit 3 weist auf: ein Zahnrad 3-1, welches der Steuerungswelle 2-2 zugeordnet ist, ein Gehäuse 3-2, welches eine externe Gestalt bildet, die das Zahnrad 3-1 umgibt, und Verbindungen bzw. Verbindungsglieder 3-3, die einem Nocken der Nockenwelle 5 zugeordnet sind, die ein Öffnen/Schließen der Einlass- und Auslassventile 200-1 und 200-2 steuern.
  • Beispielsweise befindet sich der Nockensensor 6 an einem Endabschnitt der Nockenwelle 5 und ist dazu eingerichtet, einen Nockenwellendrehwinkel zu detektieren, welcher durch Erkennen eines Vorsprungs eines Zielrades 6-1, welches um die Nockenwelle 5 gebildet ist, detektiert wird. Die Nockenwelle 5 ist mit einem Kontinuierlich-Variable-Ventilzeiten-(CVVT)-System 100 verbunden, welches von einer CVVT-Ausgabe der CWD-Steuerungseinheit 10 gesteuert wird. Das CVVT-System 100 steuert direkt die Nockenwelle 5, so dass ein Ventilöffnungszeitpunkt und Ventilschließzeitpunkt gleichzeitig in einem Zustand verändert werden, in welchem eine kurze/lange Dauer bzw. Ventildauer bzw. Ventilsteuerzeit festgelegt ist.
  • Dementsprechend führt das CWT-System 100 eine Einstellung einer Zylinderfüllmenge und der Restgasmenge durch Steuern eines Überlappungszeitpunkts durch Einstellen einer Ventilöffnungszeit/Ventilschließzeit (zum Beispiel Einlassventil offen (IVO) und Einlassventil geschlossen (IVC)) und eines Öffnungs-/Schließbetrags gemäß dem Drehbereich des Verbrennungsmotors durch.
  • Beispielsweise ist die CVVD-Steuerungseinheit 10 einer Zylinderfüllmengenkarte 10-1, einer Ventildauerkorrekturkarte 10-2 und einer Drosselmodellkarte 10-3 zugeordnet und erzeugt eine CVVD-Ausgabe für den Motor 2-1 des CWD-Aktuators 2. Darüber hinaus ist die CVVD-Steuerungseinheit 10 einer Dateneingabevorrichtung 20 zugeordnet und empfängt Messwerte als Eingabedaten, die von einem MAF-Sensor 300 und zahlreichen Arten von Sensoren, die in dem Verbrennungsmotor 200 und dem Fahrzeug angeordnet sind, detektiert werden.
  • Dementsprechend kann die CWD-Steuerungseinheit 10 einen Treiber einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) aufweisen, der der Zylinderfüllmengenkarte 10-1, der Ventildauerkorrekturkarte 10-2, der Drosselmodellkarte 10-3 und der Dateneingabevorrichtung 20 zugeordnet ist.
  • Im Detail ermittelt die Zylinderfüllmengenkarte 10-1, wenn die Zylinderfüllmenge der Brennkammer 200-1 ein gültiger Rückkopplungssensorwert während des Ausfalls des CVVD-Systems 1 ist, den Wert als die Ventilposition, wohingegen, wenn die Zylinderfüllmenge ein ungeeigneter Rückkopplungssensorwert ist, die Zylinderfüllmengenkarte 10-1 den Wert an einen MAF-Sensorströmungsratenmesswert des MAF-Sensors 300 anpasst. Dementsprechend kann die CWD-Steuerungseinheit 1 mit der Zylinderfüllmenge durch die Anpassung bereitgestellt werden und kann die Luftmengenalternativsteuerung (S40) in einem Zustand durchführen, in welchem eine geeignete Luftmenge sichergestellt ist.
  • Wenn die Zylinderfüllmenge der Brennkammer 200-1 ein gültiger Rückkopplungssensorwert während des Ausfalls des CVVD-Systems 1 ist, ermittelt die Ventildauerkorrekturkarte 10-2 den Wert als die Ventilposition, wohingegen, wenn die Zylinderfüllmenge ein ungeeigneter Rückkopplungssensorwert ist, die Ventildauerkorrekturkarte 10-2 die Ventildauer durch eine Abweichung zwischen einem Zylinderfüllmengenberechnungswert, auf welchen die Ventilposition, die unmittelbar vor dem Auftreten des Fehlers gespeichert wurde, angewendet wird, und einem MAF-Sensorströmungsratenmesswert des MAF-Sensors 300 in einem kontinuierlichen bzw. stabilen Antriebsbereich korrigiert. Dementsprechend kann die CWD-Steuerungseinheit 1 mit der Zylinderfüllmenge durch die Abweichungskorrektur bereitgestellt werden und kann eine Luftmengenabweichungssteuerung (S50) in einem Zustand durchführen, in welchem eine geeignete Luftmenge sichergestellt ist.
  • Wenn die Zylinderfüllmenge der Brennkammer 200-1 ein gültiger Rückkopplungssensorwert während des Ausfalls des CVVD-Systems 1 ist, ermittelt die Drosselmodellkarte 10-3 den Wert als die Ventilposition, wohingegen, wenn die Zylinderfüllmenge ein ungeeigneter Rückkopplungssensorwert ist, die Drosselmodellkarte 10-3 einen aktuellen Ventildauerwert basierend auf einer Ventilschließzeit aktualisiert, die unter Verwendung des MAF-Sensorströmungsratenmesswertes des MAF-Sensors 300 in einem stabilen bzw. dauerhaften Antriebsbereich vorhergesagt wird. Dementsprechend kann die CVVD-Steuerungseinheit 1 mit der Zylinderfüllmenge durch die Aktualisierung bereitgestellt werden und kann eine Luftmengenvorhersagesteuerung (S60) in einem Zustand durchführen, in welchem eine geeignete Luftmenge sichergestellt ist.
  • Die Dateneingabevorrichtung 20 detektiert Verbrennungsmotordaten, welche einschließen: einen Verbrennungsmotornockenwellendrehwinkel (Nockenwellendrehzustand durch einen Startmotor), eine Verbrennungsmotordrehzahl, einen Einschalt-/Ausschaltzustand (Zündung), eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Gaspedalbetätigungsbetrag bzw. Gaspedalöffnungsbetrag, eine Batteriespannung und einen Kühlwassertemperaturbereich bzw. einen Einlasstemperaturbereich, und detektiert als CWD-Daten eine Motordrehzahl, einen Steuerungswellendrehwinkel, eine Position einer kurzen/langen Dauer, ein Zahnradverklemmen, einen Einlassventilhub/Auslassventilhub und Nockensensormesswerte und detektiert als detektierte Luftmengendaten den MAF-Sensorströmungsratenmesswert des MAF-Sensors 300.
  • Nachfolgend wird das CVVD-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren von 1 im Detail durch Bezugnahme auf die 2 bis 6 beschrieben. Im vorliegenden Fall ist der Steuerungsgegenstand die CVVD-Steuerungseinheit 10 und die Steuerungsziele sind das CWD-System 1, der Verbrennungsmotor 200 und das Verbrennungsmotorsystem, welches diese aufweist.
  • Bezugnehmend auf 1 ist die CWD-Steuerungseinheit dazu eingerichtet, die CWD-Steuerung (S20) und die ausfallsichere CWD-Steuerung (S30) im CVVD-Ausfallauftrittidentifizierungsbetrieb zu bestimmen (S10).
  • Bezugnehmend auf 3 erkennt die CVVD-Steuerungseinheit 10 den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 200 durch die Verbrennungsmotordaten, die von der Dateneingabevorrichtung 20 bereitgestellt werden, identifiziert die Luftmenge, die der Brennkammer 200-1 zugeführt wird, durch die detektierten Luftmengendaten und ermittelt, ob das CVVD-System 1 ausgefallen ist, indem ein/eine oder mehrere der folgenden detektiert wird: die Motordrehzahl, der Steuerungswellendrehwinkel, die Position einer kurzen/langen Dauer, ein Zahnradverklemmen, den Einlassventilhub/Auslassventilhub und die Nockensensormesswerte aus den CWD-Daten.
  • Als Ergebnis davon wird, wenn der CVVD-Fehlerauftritt (S10) ermittelt, dass das CWD-System 1 in einem normalen Betriebszustand vorliegt, die CWD-Steuerung (S20) beibehalten. Im vorliegenden Fall wird die CWD-Steuerung (S20) derart durchgeführt, dass die CWD-Steuerungseinheit 10 das CVVD-System 1 durch den Luftmengenbetrieb unter Verwendung der Ventilstartposition ohne einen Luftmengenberechnungsfehler steuert, so dass der Verbrennungsmotor 200 ohne die Verbrennungsmotorverzögerung, das Klopfen oder/und ein (unbeabsichtigtes) Abschalten in dem Betriebszustand des CVVD-Systems 1 betrieben wird. Dementsprechend bedeutet die CVVD-Steuerung (S20), dass es durch das/die existierende CVVD-Steuerungsverfahren, -Logik oder -Programm gesteuert wird.
  • Im Gegensatz dazu wird, wenn der CVVD-Fehlerauftritt (S10) ermittelt, dass das CWD-System 1 in einem Fehlerzustand vorliegt, die CVVD-Steuerung in die ausfallsichere CVVD-Steuerung umgeschaltet (S30) und die ausfallsichere CVVD-Steuerung (S30) beseitigt den Luftmengenfehler aufgrund des Fehlers des CVVD-Systems 1 mit der Zylinderströmungsmenge durch die Alternative, Abweichung oder Vorhersage durch eine von der Luftmengenalternativsteuerung (S40), Luftmengenabweichungssteuerung (S50) und Luftmengenvorhersagesteuerung (S60). Dementsprechend kann selbst ohne die Steuerung des CVVD-Systems 1 ein Fahrzeug ohne Verzögerung, Klopfen oder/und (unbeabsichtigtes) Abschalten des Verbrennungsmotors 200 fahren (S70).
  • Dementsprechend kann die ausfallsichere CWD-Steuerung (S30) die Verbrennungsmotorstabilität im Vergleich zu einem Notfallmodus, in welchem ein Standardwert angewendet wird, verbessern.
  • Demgegenüber veranschaulichen die 4, 5 und 6 die Luftmengenalternativsteuerung (S40), die Luftmengenabweichungssteuerung (S50) bzw. die Luftmengenvorhersagesteuerung (S60), wobei, wie in 3 gezeigt, die CWD-Steuerungseinheit 10, welche die vorangehend beschriebenen Steuerungen (S40, S50 und S60) durchführt, eine/eines oder mehrere von: der Verbrennungsmotordrehzahl RPM, die von der Eingabevorrichtung 20 bereitgestellt wird, einem Einschalt-/Ausschaltzustand (Zündung), einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Gaspedalbetätigungsbetrag anwendet, um den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 200 zu erfassen, eine/eines oder mehrere von: der Motordrehzahl, dem Steuerungswellendrehwinkel, der Position einer kurzen/langen Dauer, einem Zahnradverklemmen, einem Einlassventilhub/Auslassventilhub und von Nockensensormesswerten aus den CWD-Daten verwendet, um die Zylinderfüllmenge zu ermitteln, und den MAF-Sensorströmungsratenmesswert zum Korrigieren des Zylinderfüllmengenfehlers verwendet.
  • Nachfolgend bedeuten die vorhergehende Zylinderfüllmenge, die gegenwärtige (aktuelle) Zylinderfüllmenge und die überprüfte Zylinderfüllmenge Zylinderfüllmengen aber ihre Berechnungsschemata können sich voneinander in der Fehlersituation des CVVD-Systems 1 unterscheiden.
  • Bezugnehmend auf die Luftmengenalternativsteuerung (S40) von 4 kann die Luftmengenalternativsteuerung (S40) eine geeignete Luftmenge selbst in einem Zustand, in dem die CWD-Leistung aufgrund des CWD-Fehlers abgeschaltet ist, sicherstellen, indem die Zylinderfüllmenge auf den MAF-Sensorströmungsratenmesswert umgestellt wird.
  • Aus diesem Grund weist die Luftmengenalternativsteuerung (S40) die Schritte einer Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung (S41), einer Berechnungsfehleralternativsteuerung (S42 bis S44), einer Informationsanwendungssteuerung (S47 bis S48) und einer Luftmengensicherstellung (S49) auf.
  • Beispielsweise ermittelt die Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung (S41) eine Signaldetektion unter Berücksichtigung eines Steuerungswellendrehwinkels von welchem die Position mit einer kurzen/langen Zeitdauer bekannt sein kann, oder einer Motordrehzahl als einen Rückkopplungssensorwert. Als Ergebnis davon wird, wenn der Rückkopplungssensorwert nicht gültig ist, die Berechnungsfehleralternativsteuerung (S42 bis S44) gewählt, wohingegen, wenn der Rückkopplungssensorwert gültig ist, die Berechnungsfehleralternativsteuerung in die Informationsanwendungssteuerung (S47 bis S48) geändert wird.
  • Beispielsweise weist die Berechnungsfehleralternativsteuerung (S42 bis S44) die Schritte eines Abschaltens der CWD-Leistung (S42), einer Identifikation einer überprüften Zylinderfüllmenge (S43) und einer Änderung der überprüften Zylinderfüllmenge (S44) auf.
  • Das Abschalten der CVVD-Leistung (S42) hält den Betrieb des Motors 2-1 durch Unterbrechen der Leistungszufuhr zu dem CWD-Aktuator 2 an. Die Identifikation der überprüften Zylinderfüllmenge (S43) liest die vorhergehende Zylinderfüllmenge aus, die unmittelbar bevor der Rückkopplungssensorwert seine Gültigkeit verloren hat, verwendet wurde.
  • Die Änderung der überprüften Zylinderfüllmenge (S44) ermittelt eine geeignete Zylinderfüllmenge ohne den Berechnungsfehler, der durch Verwenden der vorhergehenden Zylinderfüllmenge verursacht wird, durch Ändern des Berechnungsfehlers der ausgelesenen vorhergehenden Zylinderfüllmenge in den genauen alternativ Wert.
  • In dem vorliegenden Fall kann der Alternativwert beispielsweise der MAF-Sensorströmungsratenmesswert, welcher die Zylinderfüllmenge angibt, der Drosselmodellströmungsratenwert oder der pulsationskorrekturlose Wert sein. Durch direktes Ersetzen der vorhergehenden Zylinderfüllmenge durch den MAF-Sensorströmungsratenmesswert ist die Genauigkeit des Wertes durch den MAF-Sensor 300 der Ansaugleitung 202 sichergestellt. Als Drosselmodellströmungsratenwert ersetzt die Luftströmungsrate, die aus der Drosselmodellströmungsrate des Drosselmodells ermittelt wird, welches basierend auf dem Druckverhältnis zwischen vorderen und hinteren Endabschnitten der Drossel und des Drosselöffnungsbetrags ermittelt werden, die vorherige Zylinderfüllmenge. Der pulsationskorrekturlose Wert ist ein Wert ohne Pulsationskorrektur und die ermittelte Luftströmungsrate ersetzt die vorhergehende Zylinderfüllmenge.
  • Dementsprechend ist bei der Luftmengensicherstellung (S49) jede Zylinderfüllmenge aus dem MAF-Sensorströmungsratenmesswert, dem Drosselmodellströmungsratenwert und dem pulsationskorrekturlosen Wert als die Luftmenge der Brennkammer 200-1 selbst in der Fehlersituation des CVVD-Systems 1 sichergestellt.
  • Beispielsweise weist die Informationsanwendungssteuerung (S47 bis S48) die Schritte einer Berechnung einer gegenwärtigen (aktuellen) Ventilposition (S47) und einer Berechnung einer gegenwärtigen Zylinderfüllmenge (S48) auf. Die Berechnung der gegenwärtigen (aktuellen) Ventilposition (S47) ermittelt die Ventildauerposition durch den CWD-Systemübertragungswert. Die Berechnung der gegenwärtigen Zylinderfüllmenge (S48) ermittelt die Zylinderfüllmenge in einer Ventildauerposition, die durch den CWD-Systemübertragungswert ermittelt wird.
  • Dementsprechend ist bei der Luftmengensicherstellung (S49) die Zylinderfüllmenge, die durch den normal detektierten und gültigen Rückkopplungssensorwert präzise ermittelt wird, als die Luftmenge der Brennkammer 200-1 selbst in der Fehlersituation des CVVD-Systems 1 sichergestellt.
  • Bezugnehmend auf die Luftmengenabweichungssteuerung (S50) von 5 kann die Luftmengenabweichungssteuerung (S50) eine geeignete Luftmenge, selbst in dem Fall, in dem die CVVD-Leistung aufgrund des CVVD-Fehlers abgeschaltet ist, sicherstellen, indem die Ventildauer durch eine Abweichung zwischen dem Zylinderfüllmengenberechnungswert, auf welchen die Ventilposition angewendet wird, die unmittelbar vor dem Auftreten des Fehlers gespeichert wurde, und dem MAF-Sensorströmungsratenmesswert des stabilen Antriebsbereichs, korrigiert wird.
  • Aus diesem Grund weist die Luftmengenabweichungssteuerung (S50) die Schritte einer Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung (S51), einer Berechnungsfehlerabweichungssteuerung (S52 bis S55-2), einer Informationsanwendungssteuerung (S57 bis S58) und einer Luftmengensicherstellung (S59) auf.
  • Beispielsweise ermittelt die Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung (S51) eine Signaldetektion bzw. ein Signal unter Berücksichtigung des Steuerungswellendrehwinkels, von welchem die Position einer kurzen/langen Zeitdauer bekannt ist bzw. sein kann, oder der Motordrehzahl als den Rückkopplungssensorwert. Als Ergebnis davon wird, wenn der Rückkopplungssensorwert ungültig ist, die Berechnungsfehlerabweichungssteuerung (S52 bis S55-2) gewählt, wohingegen, wenn der Rückkopplungssensorwert gültig ist, die Berechnungsfehlerabweichungssteuerung in die Informationsanwendungssteuerung geändert wird (S57 bis S58).
  • Beispielsweise weist die Berechnungsfehlerabweichungssteuerung (S52 bis S55-2) die Schritte eines Abschaltens einer CVVD-Leistung (S52), einer Identifizierung einer überprüften Zylinderfüllmenge (S53), einer Ermittlung einer überprüften Zylinderfüllmengenabweichung (S54), einer Dauerkorrektur bzw. Steuerzeitkorrektur, die eine Abweichung widerspiegelt, (S55-1) und einer Dauerkorrektur bzw. Steuerzeitkorrektur, die eine Karte widerspiegelt, (S55-2) auf.
  • Das Abschalten der CVVD-Leistung (S52) hält den Betrieb des Motors 2-1 durch Unterbrechen der Leistungszufuhr zu dem CWD-Aktuator 2 an. Die Identifikation der überprüften Zylinderfüllmenge (S53) ermittelt die Ventilposition durch die Ventildauer unmittelbar bevor der Rückkopplungssensorwert seine Gültigkeit verloren hat durch Berechnen der vorhergehenden Ventilposition (S53-1) und ermittelt die überprüfte Zylinderfüllmenge aufgrund des CVVD-Fehlers durch Berechnen der überprüften Zylinderfüllmenge (S53-2).
  • Die Ermittlung der überprüften Zylinderfüllmengenabweichung (S54) ermittelt die Eignung durch Vergleich des Berechnungsfehlers der überprüften Zylinderfüllmenge mit dem MAF-Sensorströmungsratenmesswert und wendet aus diesem Grund eine Abweichungserlaubnisermittlungsgleichung an.
  • Abweichungserlaubnisermittlungsgleichung: A-B > C
  • Hier bezeichnen „A“ eine MAF-Sensorströmungsrate, „B“ eine Zylinderfüllmenge, die als eine überprüfte Zylinderfüllmenge ermittelt wird, und „C“ einen Abweichungsschwellenwert. Da der Abweichungsschwellenwert unterschiedlich konfiguriert ist, um zu einem Verbrennungsmotorbetriebszustand zu einem Zeitpunkt eines CVVD-Systemfehlers zu passen, ist er nicht auf eine bestimmte Zahl bzw. auf einen bestimmten Wert begrenzt. Darüber hinaus ist „-“ ein Symbol, welches eine Differenz zwischen zwei Werten angibt und „>“ ist ein Symbol, welches eine Beziehung von Größen zwischen zwei Werten angibt.
  • Als Ergebnis davon ist, wenn ein Abweichungswert A-B, welcher durch Subtrahieren der überprüften Zylinderfüllmenge B von der MAF-Sensorströmungsrate A erhalten wird, kleiner als der Abweichungsschwellenwert C (gemäß „A-B > C“) ist, die überprüfte Zylinderfüllmenge als die Zylinderfüllmenge konfiguriert, wohingegen, wenn der verbleibende Messwert A-B größer als der Abweichungsschwellenwert C ist, entschieden wird, dass die überprüfte Zylinderfüllmenge ungeeignet ist und dass die überprüfte Zylinderfüllmenge korrigiert wird.
  • Die Dauerkorrektur bzw. Steuerzeitkorrektur, die die Abweichung widerspiegelt, (S55-1) ändert einen Berechnungswert der überprüften Zylinderfüllmenge unter Berücksichtigung des Abweichungswerts A-B als ein Abweichungskorrekturfaktor (zum Beispiel eine Zahl in dem Bereich von 0-10). Im Gegensatz dazu ändert die Dauerkorrektur bzw. Steuerzeitkorrektur, die die Karte widerspiegelt, (S55-2) den Berechnungswert der überprüften Zylinderfüllmenge durch Abbilden des Abweichungswertes auf eine Karte, die als eine Tabelle für jede Verbrennungsmotorbetriebsbedingung als der Abweichungskorrekturfaktor festgelegt ist (zum Beispiel eine Zahl in dem Bereich von 0 bis 10).
  • Anschließend wird eine erneut berechnete überprüfte Zylinderfüllmenge der Dauerkorrektur, die die Abweichung widerspiegelt, (S55-1) oder eine erneut berechnete überprüfte Zylinderfüllmenge der Dauerkorrektur, die die Karte widerspiegelt, (S55-2) als die überprüfte Zylinderfüllmenge aufgrund des CWD-Fehlers durch die Berechnung der überprüften Zylinderfüllmenge (S53-2) berechnet und anschließend wird die Eignung derselben durch die Ermittlung der überprüften Zylinderfüllmengenabweichung (S54) ermittelt.
  • Dementsprechend wird bei der Luftmengensicherstellung (S59) die Zylinderfüllmenge innerhalb des Schwellenwerts als die Luftmenge der Brennkammer 200-1 selbst in der Fehlersituation des CVVD-Systems 1 gesichert bzw. sichergestellt.
  • Beispielsweise weist die Informationsanwendungssteuerung (S57 bis S58) die Schritte einer Berechnung einer gegenwärtigen (aktuellen) Ventilposition (S57) und einer Berechnung einer gegenwärtigen (aktuellen) Zylinderfüllmenge (S58) auf. Bei der Berechnung der gegenwärtigen Ventilposition (S57) wird die Ventildauerposition durch den CVVD-Systemübertragungswert bestimmt. Bei der Berechnung der gegenwärtigen Zylinderfüllmenge (S58) wird die Zylinderfüllmenge in einer Ventildauerposition ermittelt, die von dem CWD-Systemübertragungswert bestimmt wird.
  • Dementsprechend wird beim Sicherstellen der Luftmenge (S59) die Zylinderfüllmenge, die durch den normal detektierten und gültigen Rückkopplungssensorwert präzise ermittelt wird, als die Luftmenge der Brennkammer 200-1 selbst in der Fehlersituation des CVVD-Systems 1 sichergestellt.
  • Bezugnehmend auf die Luftmengenvorhersagesteuerung (S60) von 6 kann die Luftmengenvorhersagesteuerung (S60) eine geeignete Luftmenge, selbst wenn die CWD-Leistung aufgrund des CWD-Fehlers abgeschaltet ist, sicherstellen, indem der gegenwärtige Ventildauerwert basierend auf einer Ventilschließzeit aktualisiert wird, die unter Verwendung des MAF-Sensorströmungsratenmesswerts des stabilen Antriebsbereichs vorhergesagt wird, während die Zylinderfüllmenge in der Ventilposition ermittelt wird, die unmittelbar vor dem Fehlereintritt gespeichert wurde.
  • Aus diesem Grund weist die Luftmengenvorhersagesteuerung (S60) die Schritte einer Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung (S61), einer Berechnungsfehleraktualisierungssteuerung (S62 bis S66-1), einer Informationsanwendungssteuerung (S67 bis S68) und einer Luftmengensicherstellung (S69) auf.
  • Beispielsweise ermittelt die Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung (S61) eine Signaldetektion bzw. ein Signal unter Berücksichtigung des Steuerungswellendrehwinkels, von welchem die Position einer kurzen/langen Dauer bekannt ist bzw. sein kann, oder der Motordrehzahl als den Rückkopplungssensorwert. Als Ergebnis davon wird, wenn der Rückkopplungssensorwert nicht gültig ist, die Berechnungsfehleraktualisierungssteuerung (S62 bis S66-1) gewählt, wohingegen, wenn der Rückkopplungssensorwert gültig ist, die Berechnungsfehleraktualisierungssteuerung in die Informationsanwendungssteuerung (S67 bis S68) geändert wird.
  • Beispielsweise weist die Berechnungsfehleraktualisierungssteuerung (S62 bis S66-1) die Schritte eines Abschaltens einer CVVD-Leistung (S62), einer Identifizierung einer überprüften Zylinderfüllmenge (S63), einer Vorhersage einer Ventilschließzeit basierend auf einer MAF-Strömungsrate (S65-1), einer Vorhersage einer Ventilschließzeit basierend auf einer Drosselmodellströmungsrate (S65-2), einer Ventildaueraktualisierung (S66) und einer erneuten Berechnung der überprüften Zylinderfüllmenge (S66-1) auf.
  • Die Abschaltung der CVVD-Leistung (S62) hält den Betrieb des Motors 2-1 durch Unterbrechen der Leistungszufuhr zu dem CVVD-Aktuator 2 an. Die Identifizierung der überprüften Zylinderfüllmenge (S63) ermittelt die Ventilposition durch die Ventildauer unmittelbar bevor der Rückkopplungssensorwert seine Gültigkeit verloren hat durch Berechnen der vorhergehenden Ventilposition (S63-1) und ermittelt anschließend die überprüfte Zylinderfüllmenge aufgrund des CWD-Fehlers durch Berechnen der überprüften Zylinderfüllmenge (S63-2).
  • Bei der Vorhersage der Ventilschließzeit basierend auf der MAF-Strömungsrate (S65-1) wird die Ventilschließzeit des Ventils (zum Beispiel des Einlassventils 201-1), die basierend auf der MAF-Strömungsrate des MAF-Sensorströmungsratenmesswerts konfiguriert ist, vorhergesagt. Im Gegensatz dazu wird bei der Vorhersage der Ventilschließzeit basierend auf der Drosselmodellströmungsrate (S65-2) die Ventilschließzeit des Ventils (zum Beispiel des Einlassventils 201-1) durch Abbilden auf die Karte, die als eine Tabelle für jede Drosselmodellströmungsrate aufgebaut ist, vorhergesagt.
  • In der Ventildaueraktualisierung (S66) wird die Ventilschließzeit der Rückkopplungssensorwertgültigkeitsverlustzeit aktualisiert und in die Ventilschließzeit geändert, unter Verwendung einer Vorhersage einer Ventilschließzeit basierend auf einer MAF-Strömungsrate oder einem Vorhersagewert der Ventilschließzeit basierend auf einer Drosselmodellströmungsrate. Bei der erneuten Berechnung der überprüften Zylinderfüllmenge (S66-1) wird der überprüfte Zylinderfüllmengenberechnungswert (S63-2) unter Verwendung der aktualisierten Ventilschließzeit geändert.
  • Dementsprechend wird beim Sicherstellen der Luftmenge (S69) die Zylinderfüllmenge, auf welche die aktualisierte Ventilschließzeit durch die MAF-Strömungsrate oder die Drosselmodellströmungsrate, angewendet wird, als die Luftmenge der Brennkammer 200-1 selbst in der Fehlersituation des CVVD-Systems 1 sichergestellt.
  • Beispielsweise weist die Informationsanwendungssteuerung (S67 bis S68) die Schritte einer Berechnung einer gegenwärtigen (aktuellen) Ventilposition (S67) und einer Berechnung der gegenwärtigen (aktuellen) Zylinderfüllmenge (S68) auf. Bei der Berechnung der gegenwärtigen Ventilposition (S67) wird die Ventildauerposition durch den CVVD-Systemübertragungswert ermittelt. Bei der Berechnung der gegenwärtigen Zylinderfüllmenge (S68) wird die Zylinderfüllmenge in einer Ventildauerposition ermittelt, die durch den CWD-Systemübertragungswert bestimmt wird.
  • Dementsprechend wird bei der Luftmengensicherstellung (S69) die Zylinderfüllmenge, die durch den normal detektierten und gültigen Rückkopplungssensorwert präzise ermittelt wird, als die Luftmenge der Brennkammer 200-1 selbst in der Fehlersituation des CVVD-Systems 1 sichergestellt.
  • Gemäß dem CVVD-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren, welches auf das CWD-System 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, beseitigt die CWD-Steuerungseinheit 10, welche die Hardwarefehlfunktion des Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CWD)-Systems erkannt hat, wie vorangehend beschrieben den Berechnungsfehler der Zylinderfüllmenge aufgrund des Hardwarefehlers durch Sicherstellen der Luftmenge für die Brennkammer durch eine aus einer Luftmengenalternativsteuerung zum Durchführen der Zylinderfüllmengenberechnung durch die Strömungsratenalternative, der Luftmengenabweichungssteuerung zum Durchführen der Zylinderfüllmengenberechnung durch die Strömungsratenabweichungskorrektur und der Luftmengenvorhersagesteuerung zum Durchführen der Zylinderfüllmengenberechnung durch die Ventildaueraktualisierung. Dementsprechend ist es möglich, den Verbrennungsmotor vor Verzögerung, Klopfen oder/und einem (unbeabsichtigten) Abschalten aufgrund des fehlerhaften Betriebs der Luftmenge durch die präzise Berechnung der Luftmenge in Bezug auf die Ventilstandardposition, selbst in der CVVD-Hardwarefehlersituation zu schützen.
  • Zur Vereinfachung der Erklärung und für eine akkurate Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer/obere/oberes“, „unterer/untere/unteres“, „innen-“, „außen-“, „oben“, „unten“, „ober-“, „unter-“, „nach oben“, „nach unten“, „vorder-“, „hinter-“, „hinten“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „innerhalb“, „außerhalb“, „innerer/innere/inneres“, „äußerer/äußere/äußeres“, „nach vorne“ und „nach hinten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen durch Bezugnahme auf die Positionen derartiger Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben. Es wird ferner verständlich sein, dass der Begriff „verbinden“ und seine Abwandlungen sich sowohl auf eine direkte als auch auf eine indirekte Verbindung beziehen.
  • Die vorangehende Beschreibung spezieller beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie ist nicht dazu vorgesehen, abschließend zu sein oder die vorliegende Erfindung auf die genauen offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, wobei offensichtlich zahlreiche Modifikationen und Variationen im Lichte der vorangehenden Lehren möglich sind. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um andere Fachleute in die Lage zu versetzen, zahlreiche beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenso wie zahlreiche Alternativen und Abwandlungen davon zu realisieren und zu nutzen. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
  • 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
    • KR 1020180154406 [0001]

Claims (20)

  1. Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CVVD)-Fehlfunktionsalternativsteuerungsverfahren, wobei das Verfahren aufweist: eine ausfallsichere CWD-Steuerung (S30) zum Beseitigen eines Berechnungsfehlers einer Zylinderfüllmenge aufgrund eines Hardwarefehlers eines CVVD-Systems (1), wobei die Zylinderfüllmenge durch eine von einer Strömungsratenalternative, einer Strömungsratenabweichungskorrektur und einer Ventildaueraktualisierung ermittelt wird, wenn der Hardwarefehler von einer CWD-Steuerungseinheit (10) erkannt wird, und zum Anwenden der Zylinderfüllmenge, um eine Luftmenge für eine Brennkammer (200-1) sicherzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ausfallsichere CVVD-Steuerung (S30) aufweist: eine Luftmengenalternativsteuerung (S40) zum Sicherstellen der Luftmenge durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch die Strömungsratenalternative, eine Luftmengenabweichungssteuerung (S50) zum Sicherstellen der Luftmenge durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch die Strömungsratenabweichungskorrektur und eine Luftmengenvorhersagesteuerung (S60) zum Sicherstellen der Luftmenge durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch die Ventildaueraktualisierung.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Luftmengenalternativsteuerung (S40) aufweist: einen Schritt (S41) zum Ermitteln einer Gültigkeit eines Rückkopplungssensorwerts durch Detektieren eines Signals für eine Position einer kurzen/langen Dauer in dem Hardwarefehler, einen Berechnungsfehleralternativsteuerungsschritt (S42-S44) zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge zum Beseitigen des Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge, wenn der Rückkopplungssensorwert nicht gültig ist, einen Informationsanwendungssteuerungsschritt (S47, S48) zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge, die den Berechnungsfehler der Zylinderfüllmenge ändert, wenn der Rückkopplungssensorwert gültig ist, und einen Luftmengensicherstellungsschritt (S49).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Berechnungsfehleralternativsteuerung (S42-S44) die Schritte aufweist: Abschalten (S42) einer CVVD-Leistung für das CWD-System (1), Ändern (S43) der Ermittlung der Zylinderfüllmenge durch Identifizieren der Zylinderfüllmenge vor dem Ermitteln der Gültigkeit des Rückkopplungssensorwerts, und Ändern (S44) der Zylinderfüllmenge auf einen MAF-Sensorströmungsratenmesswert nach dem Identifizieren der Zylinderfüllmenge.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ändern (S44) der Zylinderfüllmenge durchgeführt wird in Bezug auf die Zylinderfüllmenge durch einen Drosselmodellströmungsratenwert oder die Zylinderfüllmenge durch einen pulsationskorrekturlosen Wert.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Informationsanwendungssteuerung (S47, S48) aufweist: Ermitteln (S47) einer gegenwärtigen Ventilposition durch eine Ventildauerposition gemäß der Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung und Ermitteln (S48) der Zylinderfüllmenge zum Sicherstellen der Luftmenge in der Ventildauerposition.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Luftmengenabweichungssteuerung (S50) aufweist: einen Schritt (S51) zum Ermitteln einer Gültigkeit eines Rückkopplungssensorwerts durch Detektieren eines Signals für eine Position einer kurzen/langen Dauer in dem Hardwarefehler, einen Berechnungsfehlerabweichungssteuerungsschritt (S52-S55-2) zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge zum Beseitigen des Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge, wenn der Rückkopplungssensorwert nicht gültig ist, einen Informationsanwendungssteuerungsschritt (S57, S58) zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge, die den Berechnungsfehler der Zylinderfüllmenge ändert, wenn der Rückkopplungssensorwert gültig ist, und einen Luftmengensicherstellungsschritt (S59).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Berechnungsfehlerabweichungssteuerung (S52-S55-2) die Schritte aufweist: Abschalten (S52) einer CVVD-Leistung für das CWD-System (1), Ermitteln (S53-1) der Zylinderfüllmenge durch Ermitteln einer Ventilposition unter Verwendung einer Ventildauer, bevor der Rückkopplungssensorwert keine Gültigkeit hat, Ermitteln (S54) eines Abweichungswerts durch einen Vergleich einer MAF-Sensorströmungsrate mit einem Zylinderfüllmengenberechnungswert und Ermitteln einer Abweichung der Zylinderfüllmenge durch den Abweichungswert und Durchführen (S55-1, S55-2) einer Abweichungskorrektur der Zylinderfüllmengenberechnung.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Abweichungseignung durch Anwenden eines Schwellenwertes auf den Abweichungswert nach dem Ermitteln des Abweichungswerts als ein Messwert der MAF-Sensorströmungsrate durch Subtrahieren des Zylinderfüllmengenberechnungswertes davon ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Abweichungskorrektur (S55-1) die Zylinderfüllmengenberechnung unter Berücksichtigung des Abweichungswertes als ein Abweichungskorrekturfaktor erneut durchführt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Abweichungskorrektur (S55-2) die Zylinderfüllmengenberechnung durch Abbilden des Abweichungswertes auf eine Karte als ein Abweichungskorrekturfaktor erneut durchführt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Informationsanwendungssteuerung (S57, S58) aufweist: Ermitteln (S57) einer gegenwärtigen Ventilposition durch eine Ventildauerposition gemäß der Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung und Ermitteln (S58) der Zylinderfüllmenge zum Sicherstellen der Luftmenge in der Ventildauerposition.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei die Luftmengenvorhersagesteuerung (S60) aufweist: einen Schritt (S61) zum Ermitteln einer Gültigkeit eines Rückkopplungssensorwerts durch Detektieren eines Signals für eine Position einer kurzen/langen Dauer in dem Hardwarefehler, einen Berechnungsfehleraktualisierungssteuerungsschritt (S62-S66-1) zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge zum Beseitigen des Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge, wenn der Rückkopplungssensorwert keine Gültigkeit hat, einen Informationsanwendungssteuerungsschritt (S67, S68) zum Ermitteln der Zylinderfüllmenge, die den Berechnungsfehler der Zylinderfüllmenge ändert, wenn der Rückkopplungssensorwert gültig ist und einen Luftmengensicherstellungsschritt (S59).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Berechnungsfehleraktualisierungssteuerung (S62-S66-1) die Schritte aufweist: Abschalten (S62) einer CVVD-Leistung für das CWD-System (1), Ermitteln (S63-2) der Zylinderfüllmenge durch Ermitteln (S63-1) einer Ventilposition unter Verwendung einer Ventildauer, bevor der Rückkopplungssensorwert seine Gültigkeit verloren hat, Vorhersagen (S65-1, S65-2) einer Ventilschließzeit, Aktualisieren (S66) der Ventildauer durch Anwenden einer Ventilschließzeitvorhersage auf die Ventildauer und erneutes Durchführen (S66-1) der Zylinderfüllmengenberechnung durch die Ventilpositionsberechnung unter Verwendung der Ventildaueraktualisierung.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Ventilschließzeitvorhersage (S65-1, S66-2) als eine MAF-Strömungsrate ermittelt wird (S65-1).
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Ventilschließzeitvorhersage (S65-1, S65-2) als eine Drosselmodellströmungsrate ermittelt wird (S65-2).
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Informationsanwendungssteuerung (S67, S68) aufweist: Ermitteln (S67) einer gegenwärtigen Ventilposition durch eine Ventildauerposition gemäß der Rückkopplungssensorwertgültigkeitsermittlung und Ermitteln (S68) der Zylinderfüllmenge zum Sicherstellen der Luftmenge in der Ventildauerposition.
  18. Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-(CVVD)-System (1), aufweisend: eine CWD-Steuerungseinheit (10), die dazu eingerichtet ist, durchzuführen: eine Luftmengenalternativsteuerung (S40) zum Sicherstellen einer Luftmenge für eine Brennkammer (200-1) durch Ermitteln einer Zylinderfüllmenge durch eine Strömungsratenalternative zum Beseitigen eines Berechnungsfehlers der Zylinderfüllmenge aufgrund eines Hardwarefehlers, eine Luftmengenabweichungssteuerung (S50) zum Sicherstellen der Luftmenge für die Brennkammer (200-1) durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch eine Strömungsratenabweichungskorrektur und eine Luftmengenvorhersagesteuerung (S60) zum Sicherstellen der Luftmenge für die Brennkammer (200-1) durch Ermitteln der Zylinderfüllmenge durch eine Ventildaueraktualisierung.
  19. CWD-System (1) nach Anspruch 18, wobei die CWD-Steuerungseinheit (10) dazu eingerichtet ist, die Luftmenge einer Einlassleitung (202) durch einen Massenluftstrom-(MAF)-Luftströmungsratenmesswert zu erkennen, der von einem MAF-Sensor (300) detektiert wird, der in der Einlassleitung (202) bereitgestellt ist, um eine Luftströmungsrate zu der Brennkammer (200-1) zu senden.
  20. CWD-System (1) nach Anspruch 18 oder 19, wobei die CVVD-Steuerungseinheit (10) dazu eingerichtet ist, einen Steuerungsbefehl an ein CWT-System (100) auszugeben, welches mit einer Nockenwelle (5) verbunden ist, um das CWT-System (100) anzutreiben.
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