-
Erfindungsgebiet:
-
Die vorliegende Erfindung betriff eine Motorsteuerungseinheit (ECU) und ein Verfahren zum Anpassen der ECU an Impulsgeberradunregelmäßigkeiten.
-
Hintergrund der Erfindung:
-
Ein Impulsgeberrad mit einer vordefinierten Zahnkonfiguration (z. B. 24-2) ist an einer Kurbelwelle montiert. Diese Zähne müssen unter einem gleichen Abstand auf dem Impulsgeberrad platziert sein. Ein Kurbelwellensensor liefert ein Signal von diesem Impulsgeberrad an eine Motor- bzw. elektronische Steuereinheit (ECU). Dies ist die grundlegendste und kritischste Eingabe für die ECU oder das Motorstellungsmanagementsystem (EPMS). Jeglicher mit diesem Signal zusammenhängender Fehler führt zu einem Verlust von Synchronisation zwischen der ECU und dem Motor und zum Fahrzeugaufhalten.
-
Das EPMS verarbeitet diese Kurbelwellensignale und berechnet die Zahnzeit und die Zähnezahl. Die Zahnzeit hängt von der Zahnbreite und der Kurbelwellendrehzahl ab. Idealerweise muss jeder Zahn auf dem Impulsgeberrad gleich beabstandet sein. Das EPMS führt unter Verwendung der Zahnzeit und der Motordrehzahl eine Plausibilitätsprüfung des Kurbelwellensensorsignals durch. Hierfür werden unter Verwendung der früheren Zahnzeit eine minimale und eine maximale Zahnzeit des kommenden/nachfolgenden Zahns definiert. Falls der nächste Zahn außerhalb des Zeitbereichs fällt, wird das Signal als nicht plausibles Signal behandelt und die Synchronisation wird zurückgesetzt. Dies ist auch aufgrund von sehr hoher Beschleunigung oder Entschleunigung oder aufgrund des mit dem Kurbelwellensensor selbst zusammenhängenden Fehlers möglich.
-
Die Plausibilitätsprüfung wird mit dem Impulsgeberrad kalibriert und hängt von der maximalen Beschleunigung und Entschleunigung des bestimmen Motors ab. Weiterhin wird ein Sicherheitspuffer auf der Grundlage der Toleranz des Impulsgeberrads vorgegeben. In den meisten Fällen übertrifft die Toleranz während der Massenproduktion die Spezifikation. Der Raum zwischen den Zähnen ist möglicherweise nicht gleichmäßig oder die Breite der Zähne ist möglicherweise nicht gleichmäßig und erzeugt Unregelmäßigkeit. Hier versagt die Plausibilitätsprüfung und das Fahrzeug wird aufgehalten. Weiterhin ist die Plausibilitätsprüfung ein Muss und kann nicht vermieden werden.
-
Gemäß dem durch
US20130275022 repräsentierten Stand der Technik sind ein Motorkurbelsignalkorrekturverfahren und -controller offenbart. Ein Motorsteuerungsmodul und -verfahren werden bereitgestellt, ausgelegt zum Korrigieren eines Motorkurbelsignals hinsichtlich Fehlern einer Zahnflanke an einem scheinbaren Ort auf einem Kurbelrad. Ein Korrekturfaktor wird auf der Grundlage einer ersten Formel bestimmt, wenn ein Vergleich von Nachbarimpulsintervallen mit vorbestimmten Schwellen anzeigt, dass eine Zahnflanke anomal spät erscheint, und wird auf der Grundlage einer zweiten Formel bestimmt, wenn ein Vergleich von Nachbarimpulsintervallen mit anderen vorbestimmten Schwellen anzeigt, dass eine Zahnflanke anomal zu sein scheint. Der Korrekturfaktor wird auf einen Nullwert gesetzt, wenn der Korrekturfaktor nicht auf der Grundlage der ersten Formel oder der zweiten Formel bestimmt wird, und ein Motor wird auf der Grundlage des Korrekturfaktors betrieben.
-
Figurenliste
-
Eine Ausführungsform der Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die folgende begleitende Zeichnung beschrieben,
- 1 veranschaulicht eine Motorsteuerungseinheit (ECU), gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
- 2 veranschaulicht ein Verfahren zum Anpassen der ECU an Unregelmäßigkeiten in einem Impulsgeberrad, gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen:
-
1 veranschaulicht eine Motorsteuerungseinheit (ECU), gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die ECU 100 ist vorgesehen zum Anpassen hinsichtlich von Unregelmäßigkeiten in dem Impulsgeberrad 110. Das Impulsgeberrad 110 wird auch als Kurbelwellenrad oder Zahnrad bezeichnet, das mit einer Kurbelwelle eines Motors eines Fahrzeugs gekoppelt ist. Die ECU 100 ist ausgelegt zum Detektieren eines Zahns 120 und einer entsprechenden Zahnnummer unter Verwendung eines Positionssensors 102 und zum Einstellen eines Zeitbereichs für die Detektion eins nachfolgenden Zahns 120 unter Verwendung von Daten aus einer Tabelle, die Abmaße des Impulsgeberrads 110 speichert. Die Tabelle wird in einem Speicherelement der ECU 100 gespeichert. Falls der Zahn 120 nicht innerhalb des entsprechenden eingestellten Zeitbereichs detektiert wird, bestimmt dann die ECU 100 den Positionssensor 102 als fehlerhaft.
-
Die Abmaße des Impulsgeberrads 110 umfassen die Zahnanzahl und die entsprechende in einem Prüfstand gemessene und erlernte tatsächliche Zahnbreite. Die Abmaße werden bei einer konstanten Motordrehzahl ohne Kraftstoffzufuhr auf dem Prüfstand gemessen. Auch wird der Raum zwischen jedem Zahn durch die ECU 100 gemessen und erlernt und dann in der Tabelle gespeichert, da das Fehlermuster in dem Impulsgeberrad 110 von Fahrzeug zu Fahrzeug oder von Charge zu Charge einer Massenproduktion variiert.
-
Während Erlemens auf dem Prüfstand speichert die ECU 100 für jeden Zahn 120 einen Zeitpuffer. Die ECU 100 nimmt die Zeit für einen einzelnen Zahn 120 für wenige vollständige Umdrehungen auf bzw. zeichnet diese auf (z. B. werden im Falle von 2 Umdrehungen 48 Einträge für ein Impulsgeberrad 110 mit einer 24-2 Konfiguration aufgezeichnet). Wenn der Motor mit einer konstanten Drehzahl läuft, modelliert die ECU 100 das Profil des Impulsgeberrads 110 durch Bewerten des Zeitpuffers des Zahns 120 und der Zahl des Zahns 120. Somit erlernt die ECU 100 die Abweichung bei jedem Zahn 120 und von Lücken zwischen jedem Zahn 120. Das Erlernen wird am Ende der Produktionslinie des Fahrzeugs ausgeführt.
-
Eine Plausibilitätsprüfung des Positionssensors 102 (wie etwa ein Kurbelwellenpositionssensor) wird vorgenommen, um die Qualität des Kurbelwellensignals zu gewährleisten. Die maximal mögliche Beschleunigung und Entschleunigung werden für einen bestimmten Motor auf der Grundlage des Motordrehzahlbereichs definiert. Falls der nächste Zahn 120 nicht innerhalb des Zeitbereichs detektiert wird, wird das Positionssignal als ungültig angenommen. Dasselbe wird angenommen, wenn die Zähne nicht gleichmäßig beabstandet oder unregelmäßig sind. In beiden der Szenarien versagt die Plausibilitätsprüfung und hält das Fahrzeug auf. Die ECU 100 ist vorgesehen zum Verhindern eines Fehlers aufgrund eines fehlerhaften Impulsgeberrads 110, d.h. des Impulsgeberrads 110 mit unregelmäßigen oder ungeraden Zähnen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die ECU vorgesehen zum Verhindern von Versagen der Plausibilitätsprüfung des Positionssensors 102 aufgrund von Unregelmäßigkeiten des Impulsgeberrads 110.
-
Nach der Produktion wird eine Endprüfung durchgeführt, um das Funktionieren des Positionssensors 102 zu verifizieren. Während dieser Zeit wird das Erlernen des Impulsgeberrads 110 von der ECU 100 durchgeführt. Das Fahrzeug wird ohne Kraftstoffeinspritzung mit einer konstanten Drehzahl angetrieben, um Drehzahlvariationen aufgrund von Verbrennung zu verhindern und um die Motordrehzahl stabil zu halten. Zu diesem Zeitpunkt berechnet und erlernt die ECU 100 die Breite von jedem Zahn (in Grad) auf der Grundlage des von dem Positionssensor 102 empfangenen Signals und speichert sie in der Tabelle. Die ECU 100 aktiviert die Plausibilitätsprüfung nur nach dem Erlernen des Impulsgeberrads 110. Die ECU 100 führt dann die Plausibilitätsprüfung unter Verwendung der Tabelle durch.
-
Sobald die Tabelle mit den Zahnabmaßen aller Zähne des Impulsgeberrads 110 fertig ist, ist die ECU ausgelegt zum Detektieren eines Zahns 120 bei irgendeiner konstanten Motordrehzahl und einer variierenden Motordrehzahl. Die Zahnnummer wird auf der Grundlage der an dem Impulsgeberrad 110 vorhandenen Lücke detektiert oder identifiziert. Sobald die Nummer des Zahns 120 detektiert ist, ist der Zeitbereich, in dem der nachfolgende Zahn detektiert werden muss, anhand der in dem Speicherelement gespeicherten Tabelle bekannt. Weiterhin umfasst der Zeitbereich eine minimale Zeit und eine maximale Zeit innerhalb welcher der Zahn 120 detektiert werden muss. Der Zeitbereich wird instantan auf der Grundlage der variierenden Motordrehzahl berechnet. Der Zeitbereich wird anhand der Breite des detektierten Zahns und/oder des nachfolgenden Zahns angepasst.
-
Statt für jeden Zahn 120 denselben Zeitbereich/Auszeitwert zu haben, werden die erlernte Zahnbreite und -lücke zusammen mit der Zahnzahl verwendet. Alternativ wird nur die Zahnbreite verwendet. Daher versagt die dynamische Plausibilitätsprüfung nur dann, wenn es neben den überwiegenden Eigenschaften des Impulsgeberrads 110 ein echtes Problem mit dem Signal von dem Positionssensor 102 gibt. Hier werden die Abweichungen auf dem Impulsgeberrad 110 durch die ECU 100 erlernt und die Plausibilitätsprüfung des Positionssensors 102 wird unter Berücksichtigung der Unregelmäßigkeiten vorgenommen.
-
Die 1 bildet auch einen Impulszug ab, der den detektierten Zahn 120 repräsentiert. Ein erster Zahn 104, ein zweiter Zahn 106, ein dritter Zahn 1089 und ein vierter Zahn 112 unter allen Zähnen sind gezeigt, von denen der zweite Zahn 106 eine ungleiche/unregelmäßige Breite aufweist. Beim Detektieren des ersten Zahns 104 prüft die ECU 100 zuerst die Detektion des ersten Zahns 104 innerhalb eines jeweiligen Zeitbereichs durch Bezugnahme auf die Tabelle und stellt dann auch den Zeitbereich für die Detektion des zweiten Zahns 106 ein. Kein Fehler wird für den zweiten Zahn 106 detektiert, da der Zeitbereich auf der Grundlage der tatsächlichen Zahnbreite und nicht der Standardzahnbreite für eine gegebene Konfiguration des Impulsgeberrads 110 berücksichtigt wird. Der Impulszug ist nur zu Anschaulichkeitszwecken gezeigt und soll nicht in einem beschränkenden Sinne aufgefasst werden. Falls die Plausibilitätsprüfung des Positionssensors 102 weiterhin versagt, dann liegt das Versagen an einem Fehler des Positionssensors 102 selbst und nicht des Impulsgeberrads 110.
-
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Tabelle, die die tatsächliche Zahnbreite speichert, für eine beliebige Berechnung innerhalb des Fahrzeugs zu verwenden. Daher werden die bestimmte Motorstellung und folglich alle durch die Motorstellung kontrollierten Ereignisse genauer.
-
2 veranschaulicht ein Verfahren zum Anpassen der ECU an die Unregelmäßigkeiten eines Impulsgeberrads, gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schritte eines Schritts 202, der Detektieren eines Zahns 120 und einer entsprechenden Zahnnummer durch einen Positionssensor 102 umfasst, und eines Schritts 204, der Einstellen eines Zeitbereichs für die Detektion eines nachfolgenden Zahns 120 unter Verwendung der Daten aus der Tabelle, die die Abmaße des Impulsgeberrads 110 speichert, umfasst. Falls der nachfolgende Zahn 120 nicht innerhalb des eingestellten Zeitbereichs detektiert wird, dann bestimmt der Controller 100 einen Fehler in dem Positionssensor 102.
-
Die Tabelle wird in einem Speicherelement der ECU 100 gespeichert. Die Abmaße des Impulsgeberrads 110 umfassen die Zahnnummer und die entsprechende tatsächliche Zahnbreite. Die Abmaße des Impulsgeberrads 110 werden auf einem Prüfstand ohne Kraftstoffzufuhr bei einer konstanten Motordrehzahl erlernt. Der Zahn wird bei einer beliebigen konstanten Motordrehzahl und/oder einer variierenden Motordrehzahl detektiert.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Anpassen der ECU 100 an die Unregelmäßigkeiten eines Impulsgeberrads 110 bereitgestellt. Die Unregelmäßigkeiten liegen im Allgemeinen an Herstellungstoleranzen oder Defekten. Die vorliegende Erfindung stärkt die ECU 100 oder das Motorstellungsmanagementsystem (EPMS) mit einer robusten Lösung zum Verhindern von Fehlern aufgrund solcher Unregelmäßigkeiten und passt sich vielmehr an das Profil des Zahns 120 an. Die vorliegende Erfindung kann ein Teil einer standardmäßigen Endprüfung sein, welche von allen Fahrzeugherstellern vorgenommen wird. Ferner berücksichtigt eine Plausibilitätsprüfung Veränderungen an jedem Zahn 120. Daher werden die Unregelmäßigkeiten des Impulsgeberrads 110 unter normalen Bedingungen keinen Plausibilitätsfehler ergeben. Ein Fehler bei der Plausibilitätsprüfung des Positionssensors 102 wird aufgrund von Unregelmäßigkeiten des Impulsgeberrads 110 vermieden. Der Plausibilitätsfehler wird wahrscheinlich, falls während einer Endprüfung übersehen, zu irgendeinem Zeitpunkt während der Lebensdauer des Fahrzeugs unter realen Fahrbedingungen auftreten. Die ECU 110 ist an die Unregelmäßigkeiten des Impulsgeberrads 110 angepasst und eliminiert somit jeglichen Fehlerumfang aufgrund desselben.
-
Es versteht sich, dass in der obigen Beschreibung erläuterte Ausführungsformen nur veranschaulichend sind und den Schutzumfang dieser Erfindung nicht beschränken. Viele solche Ausführungsformen und andere Modifikationen und Änderungen der in der Beschreibung erläuterten Ausführungsform werden vorhergesehen. Der Schutzumfang der Erfindung ist nur durch den Schutzumfang der Ansprüche beschränkt.
-
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
-
