DE102022100155A1 - Verfahren und systeme für motorventilsteuerzeit oder hubeinstellung - Google Patents

Verfahren und systeme für motorventilsteuerzeit oder hubeinstellung Download PDF

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern und Überwachen von Einlass- und Auslasstellerventilen einer Brennkraftmaschine bereitgestellt. In einem Beispiel beinhalten die Verfahren und das System eine Rückmeldungssteuerung, die die Einlass- und Auslassventilsteuerzeit auf Grundlage der Ausgabe eines Zylinderinnendrucksensors schätzt. In einem anderen Beispiel beinhalten die Verfahren und das System eine Kompensation für Rückmeldungssteuerung von Einlass- und Auslassventilen auf Grundlage der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Bestimmen und Einstellen der Einlass- und/oder Auslassventilsteuerzeiten und/oder des Hubs.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Motorsysteme können ein einstellbares Ventilsteuerzeitensystem beinhalten, um den Betrieb von Einlass- und Auslassventilen zu steuern. In einem Beispiel kann das einstellbare Ventilsteuerzeitensystem ein Nockenbetätigungssystem sein, das einen oder mehrere Nocken beinhaltet. Die Nockenbetätigungssysteme können Systeme zur variablen Ventilsteuerung (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL) nutzen, um den Ventilbetrieb zu variieren. Steuersysteme für VVT und/oder VVL können einen oder mehrere Einlassventilpositionsensoren und einen oder mehrere Auslassventilpositionssensoren verwenden, um Einlass- bzw. Auslassventilsteuerzeiten zu bestimmen.
  • Die Einlass- und Auslassventilpositionssensoren können die Ventilposition direkt oder über eine Ventiltriebkomponente, die über Steuerketten mit einer Motorkurbelwelle verbunden sein kann, was zu Ventilpositionstoleranzstapelfehlern führen kann, erfassen. Ferner kann ein Funktionsfehler der Ventilpositionssensoren zu einem Fehler bei der Zylinderventilsteuerzeitsteuerung führen, was wiederum die Emission erhöhen und/oder die Motorleistung reduzieren kann. Somit können die Ventilpositionssensoren separat überwacht werden, was die Motorsteuerungen komplexer macht. Darüber hinaus erhöhen die Ventilpositionssensoren die Kosten für das Motorsystem und können schwierig auszutauschen sein.
  • Daher kann es in einigen Beispielen wünschenswert sein, ein zuverlässiges Ventilpositionssignal zu erzeugen, ohne Ventilpositionssensoren zu verwenden. Ferner kann in Systemen, die Ventilpositionssensoren beinhalten, eine Reservesteuerung für einen beeinträchtigten Ventilpositionssensor gewünscht sein, sowie ein zuverlässiges bordeigenes Diagnoseüberwachungsverfahren für einen Ventilpositionssensor erwünscht sein.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend erwähnten Nachteile von Ventilpositionssensoren erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines Motors entwickelt, das Folgendes umfasst: über eine Steuerung, ein Schätzen der Öffnungssteuerzeit eines Einlassventils und ein Schätzen der Öffnungssteuerzeit eines Auslassventils eines Zylinders aus einer Ausgabe eines Drucksensors in dem Zylinder; ein Einstellen einer Öffnungssteuerzeit eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils über einen Versatz eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils, ohne einen Fehlerwert zu erzeugen, wobei der Versatz des vorwärtsgekoppelten Einlassventils auf der geschätzten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils basiert; und ein Einstellen der Öffnung eines Einlassventils gemäß der angepassten Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlassventils.
  • Durch Schätzen der Öffnungssteuerzeit des Einlassventils und der Öffnungssteuerzeit des Auslassventils eines Zylinders aus der Ausgabe eines Drucksensors kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Reduzierens von Ventilpositionsrückmeldungsfehlern bereitzustellen. Die Reduzierung von Ventilpositionsrückmeldungsfehlern kann Motoremissionen verbessern. Insbesondere können Schätzungen der Einlass- und Auslassventilöffnungszeit auf Eigenschaften des Drucks in einem Zylinder beruhen, sodass Ventilsteuerzeitstapelfehler, die mit mechanischen Vorrichtungen zusammenhängen können, nicht in Schätzungen der Einlass- und Auslassöffnungssteuerzeit vorhanden sein können.
  • Der in dieser Schrift beschriebene Ansatz kann mehrere Vorteile aufweisen. Insbesondere kann der Ansatz Einlass- und Auslassventilrückmeldungssteuerzeitfehler reduzieren. Ferner kann der Ansatz die Systemkosten reduzieren, indem Sensoren eliminiert werden, die Einlass- und Auslassventilpositionen über mechanische Bewegung bestimmen. Zusätzlich kann der Ansatz die Robustheit von Systemen verbessern, die Einlass- und Auslassventilpositionen über mechanische Bewegung messen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorangehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines aufgeladenen Motorsystems.
    • 2A zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene, das eine Routine veranschaulicht, die dazu umgesetzt werden kann, um Zylinderventilsteuerzeiten zu bestimmen.
    • 2B zeigt ein alternatives Ablaufdiagramm auf hoher Ebene, das eine Routine veranschaulicht, die dazu umgesetzt werden kann, um Zylinderventilsteuerzeiten zu bestimmen.
    • 3A zeigt einen Verlauf von gefilterten Zylinderdruckdaten und der modellierten polytropischen Ausdehnung und Verdichtung gegenüber dem Motorkurbelwellenwinkel.
    • 3B zeigt einen Verlauf von rohen oder ungefilterten Zylinderdruckdaten und einem Abweichungssignal gegenüber dem Motorkurbelwellenwinkel.
    • 4 zeigt ein Blockdiagramm einer ersten Steuerung zum Betreiben von Ventilen unter Verwendung von Rückmeldung von Zylinderdrucksensoren.
    • 5 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Steuerung zum Betreiben von Ventilen unter Verwendung von Rückmeldung von Zylinderdrucksensoren.
    • 6 zeigt ein Blockdiagramm einer dritten Steuerung zum Betreiben von Ventilen unter Verwendung von Rückmeldung von Zylinderdrucksensoren.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Bestimmen und/oder Einstellen der Zylinderventilsteuerzeit in einem Motorsystem, wie etwa dem in 1 gezeigten Motorsystem. Eine Steuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine durchzuführen, wie etwa die Routine aus 2A, um Öffnungs- und Schließsteuerzeiten der Einlass- und Auslassventile anhand von Zylinderdrücken zu bestimmen. Alternativ kann die Steuerung die in 2B gezeigte Routine durchführen, um Öffnungs- und Schließsteuerzeiten der Einlass- und Auslassventile anhand von Zylinderdrücken zu bestimmen. Die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten der Einlass- und Auslassventile können anhand von Eigenschaften des Zylinderdrucks bestimmt werden, wie in 3A und 3B gezeigt. Einlass- und Auslassventile können durch Anwenden der bestimmten Öffnungs- und Schließzeiten der Einlass- und Auslassventile gemäß einer der in 4-6 beschriebenen Steuerungen betrieben werden.
  • Nun ist unter Bezugnahme auf 1 ein Beispiel für einen Zylinder einer Brennkraftmaschine 10, der in einem Fahrzeugs 5 beinhaltet ist, dargestellt. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch eine Eingabe von einem menschlichen Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert sein. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder 14 (der in dieser Schrift auch als Brennkammer bezeichnet werden kann) des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 aufweisen, innerhalb derer ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an zumindest ein Antriebsrad des Fahrzeugs 5 gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor (nicht gezeigt) über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen. In einem Beispiel kann ein Motordrehzahlsensor 120 an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um eine Angabe der Motordrehzahl bereitzustellen. Zum Beispiel kann der Motordrehzahlsensor eine vorgegebene Anzahl gleichmäßig beabstandeter Pulse je Umdrehung der Kurbelwelle 140 produzieren.
  • Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. 1 zeigt den Motor 10, der mit einem Turbolader 175 einschließlich eines Verdichters 174, der zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und einer entlang eines Abgaskanals 148 angeordneten Abgasturbine 176 konfiguriert ist. Der Verdichter 174 kann mindestens teilweise durch die Abgasturbine 176 über eine Welle 180 mit Leistung versorgt werden. Eine elektrisch gesteuerte Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 beinhaltet, kann entlang eines Ansaugkanals des Motors bereitgestellt sein, um eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder den Druck der Ansaugluft zu variieren, die den Motorzylindern bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Drossel 162 stromabwärts des Verdichters 174 positioniert sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein.
  • Der Abgaskanal 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Die stromaufwärtigen Sensoren 128 und 129 sind stromaufwärts einer Unterbodenemissionsbehandlungsvorrichtung 178 an den Abgaskanal 148 gekoppelt gezeigt. Der stromaufwärtige Sensor 128 kann ein Abgasgegendruck-(exhaust back pressure - EBP)-Sensor sein, um einen Abgasdruck in dem Abgaskanal 148 stromaufwärts des Einlasses zu der Turbine 176 zu messen. Der stromaufwärtige Sensor 129 kann unter verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausgewählt sein, wie etwa einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem HC-, CO- oder NOx-Sensor.
  • In dieser Schrift kann sich „stromaufwärts“ bei der Bezugnahme auf Komponenten (z. B. Sensoren, Emissionsbehandlungsvorrichtungen usw.), die in dem Abgaskanal 148 angeordnet sind, auf eine Position einer Komponente beziehen, die sich näher am Motor 10 befindet als eine Position einer anderen Komponente; gleichermaßen kann sich „stromabwärts“ auf eine Position einer Komponente beziehen, die weiter von dem Motor 10 entfernt ist als eine Position einer anderen Komponente.
  • Bei der Unterbodenemissionsbehandlungsvorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (three way catalyst - TWC), eine HC-Falle, eine NOx-Falle, GPF, DOC, DPF, SCR, LNT oder verschiedene andere Emissionsbehandlungsvorrichtungen oder Kombinationen davon handeln. In einem Beispiel ist die Unterbodenemissionsbehandlungsvorrichtung 178 in einem entfernten Fahrzeugunterboden angeordnet.
  • Jeder Zylinder 14 des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlasstellerventile und ein oder mehrere Auslasstellerventile beinhalten. Zum Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 mindestens ein Ansaugtellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156 beinhaltet, die sich in einer oberen Region des Zylinders 14 befinden. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile beinhalten, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
  • Das Einlassventil 150 kann über den Aktor 152 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 über den Aktor 154 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu variieren. Die Position des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 können durch jeweilige Ventilpositionssensoren 158 und 159 bestimmt werden. In einigen Beispielen kann ein Zylinderinnendrucksensor (in-cylinder pressure sensor - ICPS) 15 dazu verwendet werden, der Steuerung 12 eine Rückmeldung bezüglich Einlass- und/oder Auslassventilpositionen bereitzustellen, wie nachfolgend näher erörtert. Die Ventilbetätigungselemente können dem Typ mit elektrischer Ventilbetätigung oder dem Typ mit Nockenbetätigung oder einer Kombination daraus entsprechen. Die Einlass- und Auslassventilsteuerzeit können gleichzeitig gesteuert werden oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit einer variablen Einlassnockensteuerzeit, einer variablen Auslassnockensteuerzeit, einer dualen unabhängigen variablen Nockensteuerzeit oder einer festen Nockensteuerzeit verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere von Systemen zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockensteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilsteuerung (variable valve timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL) nutzen, die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ dazu ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung einschließlich CPS und/oder VCT gesteuertes Auslassventil beinhalten. In anderen Beispielen können das Einlass- und das Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilsteuerung gesteuert werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Volumenverhältnis zwischen dem Kolben 138 am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt handelt. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. Jedoch kann in einigen Beispielen, in denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, das Verdichtungsverhältnis erhöht sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auch erhöht sein, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, aufgrund ihrer Wirkung auf Motorklopfen, oder in einer Dieselanwendung, bei der das Verdichtungsverhältnis Bereiche von 18:1 oder höher erreichen kann.
  • In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 beinhalten, um die Verbrennung einzuleiten. Das Zündsystem 190 kann dem Zylinder 14 bei ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 als Reaktion auf das Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 Zündfunken bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen sein, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch Kraftstoffeinspritzung auslösen kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann. Dieselmotoren können eine Kaltstartunterstützungsvorrichtung aufweisen, wie etwa eine Glühkerze, die in der Brennkammer installiert ist, um einen Hitzepunkt neben der Kraftstoffsprühfahne zu erzeugen, um die Zündung während eines Kaltstartbetriebs zu unterstützen.
  • In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 den Zylinderinnendrucksensor (ICPS) 15 zum Angeben eines Zylinderinnendrucks beinhalten, der zum Bestimmen einer Steuerzeit für die Einlass- und/oder Auslassventilöffnung in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel verwendet werden kann, wie nachfolgend erörtert.
  • Zum Beispiel können unter Verwendung eines Zylinderinnendrucksensors tatsächliche Auslassventilöffnungs- und -schließsteuerzeiten bestimmt werden, die verwendet werden kann, um einen Fehler bei der gewünschten Auslassventil (exhaust valve - EV)-Steuerzeit für die Echtzeitanpassung der EV-Steuerzeit zu bestimmen. Ferner kann die Öffnungs- und Schließsteuerzeit des Einlassventils anhand der Ausgabe des ICPS bestimmt werden. Somit kann das ICPS dazu verwendet werden, Ventilöffnungs- und -schließzeiten oder Kurbelwellenpositionen anstelle von Auslassventilöffnungs (exhaust valve opening - EVO)- und Einlassventilöffnungs (intake valve opening - IVO)-Nockenpositionssensoren zu bestimmen oder diese zu erhöhen, was Kosteneinsparungsvorteile bereitstellen kann. Ferner kann in einigen Beispielen der ICPS dazu verwendet werden, die EVO- und IVO-Positionssensoren anzupassen, um eine genauere EVO- und IVO-Steuerzeit unter Verwendung der tatsächlichen Position an der Kurbelwelle bereitzustellen. In einigen anderen Beispielen kann der ICPS dazu verwendet werden, die EVO- und IVO-Steuerzeiten getrennt von dem EVO- und IVO-Positionssensor für On-Board-Diagnose (OBD) zu überwachen. Darüber hinaus kann, wenn ein EVO- und/oder IVO-Steuerzeitfehler (z. B. gemäß Angaben von dem ICPS und/oder dem EVO-Positionssensor) bestimmt wird, die EVO- und/oder IVO-Steuerzeit angepasst werden, um den EVO- und/oder IVO-Steuerzeitfehler zu kompensieren. Zum Beispiel kann bei Verwendung mit dem EVO-Positionssensor ein Versatzwert von dem ICPS-Sensor gelernt werden, wenn das EVO-Ereignis auftritt, und zu dem EVO-Positionssensor addiert werden. Ferner können die Druckangaben von dem ICPS auch dazu verwendet werden, IMEP und PMEP zum Bewerten einer Pumpeffizienz des Motors 10 zu bestimmen.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen dazu konfiguriert sein, Kraftstoff daran bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel weist der Zylinder 14 der Darstellung nach zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können dazu ausgelegt sein, von einem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff abzugeben. Das Kraftstoffsystem 8 kann eine(n) oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler beinhalten. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 die sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Während die Einspritzvorrichtung 166 der Darstellung aus 1 nach auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert ist, kann sie alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor 10 mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ dazu kann sich die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils befinden, um das Mischen zu verbessern. Über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler kann Kraftstoff aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 abgegeben werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
  • Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 in einer Konfiguration, welche die sogenannte Kraftstoffeinspritzung mit einer Düse pro Einlasskanal in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt, im Ansaugkanal 146 statt im Zylinder 14 angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 kann aus dem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es ist zu anzumerken, dass ein einzelner Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder mehrere Treiber verwendet werden können, zum Beispiel der Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und der Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170, wie abgebildet.
  • In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 14 konfiguriert sein. In noch einem anderen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Einlasskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts des Einlassventils 150 konfiguriert sein. In erneut anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aus den Kraftstoffsystemen aufzunehmen, und die ferner dazu konfiguriert ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung direkt in den Zylinder oder als Einlasskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung stromaufwärts der Einlassventile einzuspritzen.
  • Während eines einzigen Zyklus des Zylinders kann Kraftstoff aus beiden Einspritzvorrichtungen an den Zylinder abgegeben werden. Zum Beispiel kann jede Einspritzvorrichtung einen Teil einer gesamten Kraftstoffeinspritzung abgeben, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird. Ferner kann die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der aus jeder Einspritzvorrichtung abgegeben wird, mit Betriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie in dieser Schrift nachfolgend beschrieben, variieren. Der in den Einlasskanal eingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit geöffnetem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. im Wesentlichen vor dem Ansaugtakt) sowie während eines Betriebs bei sowohl offenem als auch geschlossenem Einlassventil abgegeben werden. Gleichermaßen kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Ansaugtakts sowie teilweise während eines vorherigen Ausstoßtakts, während des Ansaugtakts und teilweise während des Verdichtungstakts abgegeben werden. Somit kann selbst bei einem einzelnen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu unterschiedlichen Steuerzeiten aus der Einlasskanal- und Direkteinspritzvorrichtung eingespritzt werden. Darüber hinaus können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
  • Der Betrieb des Einlassventils 150 kann in dieser Schrift ausführlicher beschrieben werden. Zum Beispiel kann das Einlassventil 150 aus einer vollständig geöffneten Position in eine vollständig geschlossene Position oder eine beliebige Position dazwischen bewegt werden. Wenn alle Bedingungen gleich sind (z. B. Drosselposition, Fahrzeuggeschwindigkeit, Druck usw.), ermöglicht es die geöffnete Position, dass im Vergleich zu einer beliebigen anderen Position des Einlassventils 150 mehr Luft aus dem Ansaugkanal 146 in den Zylinder 14 eintritt. Umgekehrt kann die vollständig geschlossene Position verhindern oder ermöglichen, dass im Vergleich zu einer beliebigen anderen Position des Einlassventils 150 die geringstmögliche Luftmenge aus dem Ansaugkanal 146 in den Zylinder eintritt 14. Somit können die Positionen zwischen der vollständig offenen und der vollständig geschlossenen Position ermöglichen, dass variierende Mengen an Luft zwischen dem Ansaugkanal 146 und dem Zylinder 14 strömen. In einem Beispiel ermöglicht das Bewegen des Einlassventils 150 in eine weiter offene Position, dass mehr Luft aus dem Ansaugkanal 146 zu dem Zylinder 14 strömt als in der Ausgangsposition.
  • Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Diese beinhalten Unterschiede hinsichtlich der Größe, zum Beispiel kann eine Einspritzvorrichtung ein größeres Einspritzloch aufweisen als die andere. Andere Unterschiede beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, unterschiedliche Sprühwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliche Ziele, unterschiedliche Einspritzzeiten, unterschiedliche Sprüheigenschaften, unterschiedliche Stellen usw. Darüber hinaus können in Abhängigkeit vom Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzvorrichtungen 170 und 166 unterschiedliche Auswirkungen erreicht werden.
  • Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe unterschiedlicher Kraftstoffarten enthalten, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Die Unterschiede können Unterschiede in Bezug auf den Alkoholgehalt, den Wassergehalt, die Oktanzahl, Verdampfungswärme, Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. beinhalten. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlicher Verdampfungswärme kann Benzin als erste Kraftstoffart mit geringerer Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit größerer Verdampfungswärme beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der Motor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Weitere mögliche Substanzen beinhalten Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw.
  • Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als nicht transitorischer Festwertspeicherchip 110 zum Speichern ausführbarer Anweisungen gezeigt ist, einen Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von dem Luftmassensensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von dem Temperatursensor 116, der an die Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahme-(profile ignition pickup - PIP-)Signals von dem Hall-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; der Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor; des Umgebungsdrucks von dem Umgebungsdrucksensor 16; des Zylinderinnendrucks von dem ICPS 15, des Abgasgegendruck-(exhaust back pressure signal - EBP-)Signals von dem EBP-Sensor 128, der Turbinendrehzahl von einem Turbinendrehzahlsensor (nicht gezeigt), der an die Turbinenwelle 180 gekoppelt ist und des Absolutkrümmerdruck-(manifold absolute pressure - MAP-)Signals von dem Sensor 124. Das Motordrehzahlsignal RPM kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Vakuums oder Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Das Signal von dem MAP-Sensor 124 kann verwendet werden, um einen Verdichterauslassdruck zu bestimmen und das Signal von dem Umgebungsdrucksensor 16 kann verwendet werden, um einen Verdichtereinlassdruck zu bestimmen. Ferner können Signale von dem MAP-Sensor 124 und dem EBP-Sensor 128 verwendet werden, um einen Deltadruck über dem Motor 10 zu bestimmen. Die Steuerung 12 kann eine Motortemperatur auf Grundlage einer Motorkühlmitteltemperatur ableiten.
  • Die Steuerung 12 kann Motor-/Fahrzeugstatusinformationen an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 7 ausgeben. In einem Beispiel kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 7 eine Touchscreen-Anzeige sein. In anderen Beispielen kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 7 eine Leuchte oder eine andere bekannte Mensch-Maschine-Schnittstelle sein.
  • Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Somit kann jeder Zylinder gleichermaßen einen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, (eine) Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), eine Zündkerze usw. beinhalten. Es versteht sich, dass der Motor 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und dargestellt sind.
  • Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und kann dann den Fahrzeugführer 130 über potenzielle Probleme benachrichtigen und/oder die verschiedenen Aktoren aus 1 einsetzen, um den Motorbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Das heißt, der nicht transitorische Festwertspeicherchip 110 kann mit nicht transitorischen, computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch die Mikroprozessoreinheit 106 ausgeführt werden können, um die verschiedenen Diagnoseroutinen durchzuführen.
  • In einigen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen handeln, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen handelt es sich bei einem Fahrzeug 5 um ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Verbrennungsmotor oder ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n). In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über ein Getriebe 54 mit Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt. Die elektrische Maschine 52 ist direkt an das Getriebe 54 gekoppelt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor der Kupplung 56 senden, um die Kupplung 56 einzukuppeln oder auszukuppeln, um die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden bzw. davon zu trennen. Bei dem Getriebe 54 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, einschließlich als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
  • Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann zudem als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsvorgangs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
  • Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und auf einem Speicher der Steuerung gespeicherter Anweisungen einzustellen. Zum Beispiel empfängt die Steuerung 12 Signale von zumindest dem MAP-Sensor 124, dem EBP-Sensor 128, dem Turbinendrehzahlsensor, dem Motordrehzahlsensor 120, dem ICPS 15 und der Eingabevorrichtung 132, um eine gewünschte EV-Steuerzeit zu bestimmen, die gegenüber einer nominalen EV-Steuerzeit (die aus einem Kennfeld für die EV-Basissteuerzeit, das in einem nicht transitorischen Speicher der Steuerung 12 gespeichert ist, bestimmt wird) während verschiedener Motor- und Turboladerbetriebsbedingungen angepasst wird, um die Turboladerreaktion zu verbessern, Emissionen zu reduzieren und den Motordrehmomentausgang einzustellen. Ferner setzt die Steuerung 12 einen Auslassventilaktor 154 ein, um eines oder mehrere von einer Position, einer Dauer und einer Steuerzeit zum Öffnen und/oder Schließen auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem nicht transitorischen Speicher der Steuerung 12 gespeichert sind, anzupassen. Zum Beispiel kann das Anpassen der EV-Steuerzeit an eine gewünschte EV-Steuerzeit Steuern des Auslassventilaktors 154 beinhalten, um eine Öffnungssteuerzeit oder Schließsteuerzeit des Auslassventils anzupassen. Ferner kann das Anpassen der EVO-Steuerzeit an eine gewünschte EVO-Steuerzeit Steuern des Auslassventilaktors 154 beinhalten, um eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils anzupassen. Die Steuerzeit des Einlassventils kann ähnlich eingestellt werden.
  • Somit stellt das System aus 1 ein Motorsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor, der einen Zylinder beinhaltet; einen Drucksensor, der in dem Zylinder positioniert ist; einen ersten Ventilpositionssensor, um das Öffnen und Schließen eines Tellerventils des Zylinders zu überwachen; und eine Steuerung, die in nicht-transitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, die die Steuerung dazu veranlassen, eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die von einem Ventilpositionssensor erzeugt wird, über eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die von einem Drucksensor erzeugt wird, zu korrigieren. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventilsfehlers gemäß der korrigierten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die von dem Ventilpositionssensor erzeugt wird, zu bestimmen. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um eine modellierte Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die aus der Ausgabe eines Zylinderdrucksensors erzeugt wird, zu überwachen.
  • In einigen Beispielen beinhaltet das System, dass das Überwachen der modellierten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die aus der Ausgabe des Zylinderdrucksensors erzeugt wird, ein Vergleichen der modellierten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils mit einem vorbestimmten Bereich von Öffnungssteuerzeiten des Einlassventils beinhaltet. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer Soll-Öffnungssteuerzeit des Einlassventils als Reaktion auf die Ausgabe einer Diagnoseüberwachung, die eine Beeinträchtigung eines Einlassventils angibt. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die von einem Auslassventilpositionssensor erzeugt wird, über eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die von einem Drucksensor erzeugt wird, zu korrigieren. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventilsfehlers gemäß der korrigierten Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die von dem Auslassventilpositionssensor erzeugt wird, zu bestimmen.
  • Unter Bezugnahme auf 2A zeigt dies ein Ablaufdiagramm, das ein übergeordnetes Verfahren 200 zum Bestimmen der Öffnungssteuerzeit von Einlass- und Auslassventilen für einen Motorzylinder gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 aus 1, auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren anzupassen.
  • Bei 202 beinhaltet das Verfahren 200 ein Erhalten einer tatsächlichen Zylinderdruckangabe von einem Zylinderdrucksensor, wie etwa dem ICPS 15 in 1. Zusammen mit dem tatsächlichen Zylinderdruck kann eine Motorposition (z. B. Kurbelwinkel) von einem Kurbelwellenpositionssensor erhalten werden.
  • Als Nächstes beinhaltet das Verfahren 200 bei 204 ein Modellieren eines geschlossenen Zylinderinnendrucks unter Verwendung eines polytropischen Ausdehnungskoeffizienten zum Modellieren des Arbeitstakts und eines polytropischen Verdichtungskoeffizienten zum Modellieren des Verdichtungstakts. Die polytropischen Ausdehnungs- und Verdichtungskoeffizienten können für eine gegebene Motorbetriebsbedingung gemäß Motordrehzahl, Last (z. B. Leerlauf, mittlerer Last, hoher Drehzahl usw.) und Motorposition festgelegt sein. Alternativ können die polytropischen Ausdehnungs- und Verdichtungskoeffizienten gemäß einer Änderung von Motordrehzahl, Motorlast und Motorpositionsbedingungen variabel sein. Die polytropischen Verdichtungs- und Ausdehnungskoeffizienten können vorbestimmt sein und auf ein Motordrehzahl- und Lastkennfeld indexiert sein und in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Ferner kann in einigen Beispielen eine Ansaugkrümmerabsolutdruckangabe von einem MAP-Sensor dazu verwendet werden, einen gewünschten Referenzpunkt (z. B. UT) in dem Zylinderzyklus festzulegen. In einem Beispiel können die polytropischen Prozesse durch die folgende Gleichung beschrieben werden: p V η = C
    Figure DE102022100155A1_0001
    wobei p der Druck in dem Zylinder bei einem bestimmten Kurbelwellenwinkel ist, V das Volumen in dem Zylinder bei dem bestimmten Kurbelwellenwinkel ist, η der Koeffizient der polytropischen Verdichtung oder Ausdehnung (abhängig von der Kurbelwellenposition) ist und C eine Konstante ist.
  • Beim Modellieren des Zylinderinnendrucks wird nur die Entwicklung des Zylinderdrucks während des Verdichtungs- und Arbeitstakts modelliert, was im Vergleich zu dem tatsächlichen Zylinderdruck während eines Hubzylinderzyklus einschließlich Einlass, Verdichtung, Ausdehnung und Auslass eine genauere Identifizierung der Öffnungs- und Schließsteuerzeit des Einlass- und Auslassventils (nachfolgend erörtert) ermöglichen kann. Das Verfahren 200 geht zu 206 über.
  • Bei 206 beinhaltet das Verfahren 200 ein Identifizieren von Schwankungen oder Änderungen des Zylinderinnendrucks gemäß der Ausgabe des ICPS und des bei 204 modellierten Zylinderdrucks. Die Schwankungen oder Änderungen des Zylinderdrucks können auf Öffnungs- und Schließpositionen des Einlass- und Auslassventils hinweisen. Zylinderdruckänderungen für IVO und EVO können für IVO und EVO bedeutsamer sein als für die Einlassventilschließung (intake valve closing - IVC) und Auslassventilschließung (exhaust valve closing - EVC).
  • Eine oder mehrere Zylinderdruckschwankungen oder -änderungen zwischen dem modellierten Zylinderdruck und dem rohen Zylinderdruck können eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils angeben, wie unter Bezugnahme auf 3A erörtert. Insbesondere kann die EVO für ein spezifisches Kurbelwellenwinkelintervall bei 208 identifiziert werden, indem der Zylinderdruck erhöht oder auf einem Niveau gehalten wird, während der polytropische modellierte Ausdehnungsdruck weiter abnimmt. Zum Beispiel nimmt bei dem in 3A gezeigten Kurbelwellenwinkel C1 der polytropische modellierte Ausdehnungsdruck weiter ab, während der beobachtete Zylinderdruck um mehr als einen Schwellendruck zunimmt. Somit kann eine EVO-Kurbelwellenposition als eine Kurbelwellenposition identifiziert werden, an der der polytropische modellierte Ausdehnungsdruck abnimmt und der Zylinderdruck zunimmt. Ferner kann EVO als eine Kurbelwellenposition identifiziert werden, an der der polytropische modellierte Ausdehnungsdruck und der Zylinderdruck beginnen, sich um mehr als einen Schwellendruck zu trennen oder zu divergieren. Der Zylinderdruck weicht von dem polytropischen modellierten Ausdehnungsdruck ab, da ein höherer Druck im Abgaskrümmer bewirkt, dass der Druck im Zylinder zunimmt, wenn sich das Auslassventil öffnet. Der höhere Druck im Abgaskrümmer kann auf Abgase anderer Motorzylinder zurückzuführen sein. Das Verfahren 200 geht zu 210 über, um IVO zu identifizieren.
  • Eine oder mehrere Zylinderdruckschwankungen oder -änderungen zwischen dem modellierten Zylinderdruck und dem Zylinderdruck können auch eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventils angeben, wie unter Bezugnahme auf 3A erörtert. Insbesondere kann IVO für ein spezifisches Kurbelwellenwinkelintervall bei 210 identifiziert werden, indem der Zylinderdruck abnimmt, während der polytropische modellierte Ausdehnungsdruck konstant oder nahezu konstant ist (z. B. Änderungen um weniger als 5 %). Zum Beispiel ist bei dem in 3A gezeigten Kurbelwellenwinkel C2 der polytropische modellierte Ausdehnungsdruck nahezu konstant, während der beobachtete Zylinderdruck um mehr als einen Schwellenbetrag von Druck abnimmt. Somit kann eine IVO-Kurbelwellenposition durch einen konstanten polytropischen modellierten Ausdehnungsdruck und einen abnehmenden Zylinderdruck identifiziert werden. Ferner kann IVO als eine Kurbelwellenposition identifiziert werden, an der der polytropische modellierte Ausdehnungsdruck und der Zylinderdruck beginnen, zu konvergieren. Der Zylinderdruck nähert sich dem polytropischen modellierten Ausdehnungsdruck, da ein niedrigerer Druck im Ansaugkrümmer bewirkt, dass der Druck im Zylinder abnimmt, wenn sich das Einlassventil öffnet. Der niedrigere Druck im Ansaugkrümmer kann darauf zurückzuführen sein, dass Motorzylinder ein Vakuum im Motoransaugkrümmer erzeugen. Das Verfahren 200 geht zu 212 über.
  • Bei 212 modelliert das Verfahren 200 Auslass- und Öffnungssteuerzeiten des Einlassventils oder Kurbelwellenstellen. Die Öffnungsstellen der Auslass- und Einlassventile können, wenn sich der Motor dreht, gemäß den Schritten 214 und 216 in Echtzeit bestimmt werden.
  • Bei 214 können Öffnungssteuerzeiten oder -stellen des Auslassventils gemäß einem Modell an Kurbelwellenstellen identifiziert werden, an denen Zylinderdruckschwankungen während eines bestimmten Kurbelwellenintervalls zunehmen, während der polytropische modellierte Ausdehnungszylinderdruck abnimmt. Wenn zum Beispiel der Zylinderdruck zunimmt, während der modellierte polytropische modellierte Ausdehnungszylinderdruck abnimmt und der Zylinderdruck während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelintervalls (z. B. zehn Kurbelwellengrad) um mehr als einen Schwellendruck angestiegen ist, kann ein EVO-Modell bestimmen, dass EVO zu Beginn des bestimmten Kurbelwellenwinkelintervalls auftritt. Das Verfahren 200 geht zu 216 über.
  • Bei 216 können Öffnungssteuerzeiten oder -stellen des Einlassventils gemäß einem Modell an Kurbelwellenstellen identifiziert werden, an denen Zylinderdruckschwankungen während eines bestimmten Kurbelwellenintervalls abnehmen, während der polytropische modellierte Ausdehnungszylinderdruck konstant oder nahezu konstant ist. Wenn zum Beispiel der Zylinderdruck abnimmt, während der modellierte polytropische modellierte Ausdehnungszylinderdruck während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelintervalls (z. B. zehn Kurbelwellengrad) konstant oder nahezu konstant ist, kann ein IVO-Modell bestimmen, dass IVO zu Beginn des bestimmten Kurbelwellenwinkelintervalls auftritt. Das Verfahren 200 geht zu 218 über.
  • Bei 218 stellt das Verfahren 200 Kurbelwellenwinkel oder -steuerzeiten bereit, bei denen bestimmt wird, dass EVO und IVO, wie über die EVO- und IVO-Modelle bestimmt, an Auslass- und Einlassventilsteuerungen auftreten. Die Steuerungen können die in 4-6 gezeigten Konfigurationen oder ähnliche Varianten aufweisen.
  • Bei 220 kann das Verfahren 200 EVO- und IVO-Steuerzeiten als Rückmeldung an eine Ventilsteuerzeitsteuerung bereitstellen. Die Ventilsteuerzeitsteuerung kann Öffnungs- und Schließsteuerzeiten des Einlass- und Auslassventils gemäß EVO- und IVO-Steuerzeitfehlern oder in einer vorwärtsgekoppelten Anordnung steuern, wie in 4-6 gezeigt. Das Verfahren 200 geht zu 222 über.
  • Bei 222 kann das Verfahren 200 EVO- und IVO-Steuerzeiten bereitstellen, um Einlass- und Abgassensorfehler zu korrigieren, wie in 6 gezeigt. Die EVO- und IVO-Steuerzeiten, die aus dem Zylinderdruck bestimmt werden, können dazu angewendet werden, die Ausgabe von Auslassventil- und Einlassventilpositionssensoren zu korrigieren. Das Verfahren 200 geht zu 224 über.
  • Bei 224 stellt das Verfahren 200 einer OBD-Überwachung EVO- und IVO-Steuerzeiten bereit. Die OBD-Überwachung kann in Ventilsteuerungen enthalten sein, wie in 4-6 gezeigt. Die OBD-Überwachungen können eine Angabe bereitstellen, ob EVO- und IVO-Steuerzeiten zuverlässig erzeugt werden oder nicht. Das Verfahren 200 geht zum Ende über.
  • Nun ist unter Bezugnahme auf 2B ein Ablaufdiagramm gezeigt, das ein übergeordnetes Verfahren 250 zum Bestimmen der Öffnungssteuerzeit von Einlass- und Auslassventilen für einen Motorzylinder gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 250 können in einem Speicher der Steuerung gespeichert sein und in Verbindung mit Signalen stehen, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 252 beinhaltet das Verfahren 250 ein Erhalten einer tatsächlichen Zylinderdruckangabe von einem Zylinderdrucksensor, wie etwa dem ICPS 15 in 1. Zusammen mit dem tatsächlichen Zylinderdruck kann eine Motorposition (z. B. Kurbelwinkel) von einem Kurbelwellenpositionssensor erhalten werden. Das Verfahren 250 kann auch ein hochpassgefiltertes Zylinderdrucksignal aus der Ausgabe des Zylinderdrucksensors (z. B. rohen oder ungefilterten Zylinderdruck) erzeugen. Insbesondere kann das Verfahren 200 einen Hochpassfilter auf den Ausgang eines Zylinderdrucksensors anwenden, um einen gefilterten Druck für den Zylinder zu erzeugen.
  • Bei 254 erzeugt das Verfahren 250 ein Abweichungssignal unter Verwendung der Ausgabe eines Zylinderinnendrucksensors und des hochpassgefilterten Zylinderdrucks. In einem Beispiel kann das Abweichungssignal durch Subtrahieren des hochpassgefilterten Zylinderdrucks von dem rohen oder ungefilterten Zylinderdruckwert, der von dem Zylinderinnendrucksensor ausgegeben wird, erzeugt werden. Das Verfahren 250 geht zu 256 über.
  • Bei 256 beinhaltet das Verfahren 250 ein Bestimmen der Einlass- und Auslassventilsteuerzeit aus der Zylinderdruckausgabe von dem Zylinderinnendrucksensor und dem Abweichungssignal. Das Abweichungssignal kann Öffnungs- und Schließzeiten des Einlass- und Auslassventils angeben.
  • Bei 258 kann das Verfahren 250 Öffnungs- und Schließzeiten von Einlass- und Auslassöffnungen gemäß der Amplitude des Abweichungssignals und des Kurbelwellenwinkels bestimmen. Wenn zum Beispiel die Abweichungssignalamplitude während eines vorbestimmten Kurbelwellenintervalls einen Schwellenwert überschreitet, wie in 3B gezeigt, kann bestimmt werden, dass der Kurbelwellenwinkel, bei dem das Abweichungssignal den Schwellenwert während des vorbestimmten Kurbelwellenintervalls zuerst überschreitet, die Öffnungszeit des Auslassventils ist. Wenn die Abweichungssignalamplitude während eines zweiten vorbestimmten Kurbelwellenintervalls einen Schwellenwert überschreitet, kann bestimmt werden, dass der Kurbelwellenwinkel, bei dem das Abweichungssignal einen zweiten Schwellenwert während des zweiten vorbestimmten Kurbelwellenintervalls zuerst überschreitet, die Öffnungszeit des Einlassventils ist. Wenn die Abweichungssignalamplitude während eines dritten vorbestimmten Kurbelwellenintervalls einen Schwellenwert überschreitet, kann bestimmt werden, dass der Kurbelwellenwinkel, bei dem das Abweichungssignal den dritten zweiten Schwellenwert während des vorbestimmten Kurbelwellenintervalls zuerst überschreitet, die Schließzeit des Auslassventils ist. Wenn die Abweichungssignalamplitude während eines vierten vorbestimmten Kurbelwellenintervalls einen Schwellenwert überschreitet, kann bestimmt werden, dass der Kurbelwellenwinkel, bei dem das Abweichungssignal den vierten Schwellenwert während des vorbestimmten Kurbelwellenintervalls zuerst überschreitet, die Schließzeit des Einlassventils ist. Das Verfahren 250 geht zu 260 über.
  • Bei 260 stellt das Verfahren 200 Kurbelwellenwinkel oder -steuerzeiten bereit, bei denen bestimmt wird, dass EVO und IVO an Auslass- und Einlassventilsteuerungen auftreten, wie über das Abweichungssignal bestimmt. Die Steuerungen können die in 4-6 gezeigten Konfigurationen oder ähnliche Varianten aufweisen.
  • Bei 262 kann das Verfahren 200 EVO- und IVO-Steuerzeiten als Rückmeldung an eine Ventilsteuerzeitsteuerung bereitstellen. Die Ventilsteuerzeitsteuerung kann Öffnungs- und Schließsteuerzeiten des Einlass- und Auslassventils gemäß EVO- und IVO-Steuerzeitfehlern oder in einer vorwärtsgekoppelten Anordnung steuern, wie in 4-6 gezeigt. Das Verfahren 200 geht zu 264 über.
  • Bei 264 kann das Verfahren 200 EVO- und IVO-Steuerzeiten bereitstellen, um Einlass- und Abgassensorfehler zu korrigieren, wie in 6 gezeigt. Die EVO- und IVO-Steuerzeiten, die aus dem Zylinderdruck bestimmt werden, können dazu angewendet werden, die Ausgabe von Auslassventil- und Einlassventilpositionssensoren zu korrigieren. Das Verfahren 200 geht zu 266 über.
  • Bei 266 stellt das Verfahren 200 einer OBD-Überwachung EVO- und IVO-Steuerzeiten bereit. Die OBD-Überwachung kann in Ventilsteuerungen enthalten sein, wie in 4-6 gezeigt. Die OBD-Überwachungen können eine Angabe bereitstellen, ob EVO- und IVO-Steuerzeiten zuverlässig erzeugt werden oder nicht. Das Verfahren 200 geht zum Ende über.
  • Die Verfahren 200 und 250 können für jeden Motorzylinder durchgeführt werden. Somit kann, wenn der Motor acht Zylinder beinhaltet, das Verfahren 200 oder das Verfahren 250 acht Mal während einer Motorumdrehung auf bestimmte Einlass- und Auslassventilsteuerzeiten für acht Zylinder angewendet werden.
  • Nun ist unter Bezugnahme auf 3A ein Verlauf von gefilterten Zylinderdruckdaten und des modellierten polytropischen Ausdehnungs- und Verdichtungszylinderdrucks gegenüber dem Motorkurbelwellenwinkel gezeigt. Der Verlauf veranschaulicht eine Art und Weise, wie die Einlass- und Auslassventilöffnungszeiten gemäß gefilterten Zylinderdruckdaten, modelliertem polytropischem Ausdehnungs- und Verdichtungszylinderdruck und Motorkurbelwellenwinkel bestimmt werden können.
  • Die vertikale Achse stellt den Zylinderdruck dar und der Wert des Zylinderdrucks nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Zylinderdruck ist auf Höhe der waagerechten Achse null. Die horizontale Achse stellt den Motorkurbelwellenwinkel dar und der Motorkurbelwellenwinkel wird in Kurbelwellengrad ausgedrückt. Die Kurve 302 stellt ein gefiltertes Zylinderdrucksignal dar und die Kurve 304 stellt den modellierten polytropischen Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdruck dar. Die Öffnungssteuerzeit des Einlassventils ist als IVO angegeben und die Öffnungssteuerzeit des Auslassventils ist als EVO angegeben. Der Motorkurbelwellenwinkel verläuft von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur.
  • Vor dem Kurbelwellenwinkel C1 nehmen der modellierte polytropische Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdruck ab und der gefilterte Zylinderdruck nimmt ab. Bei dem Kurbelwellenwinkel C1 nehmen der modellierte polytropische Zylinderausdehnungs- und - verdichtungsdruck weiter ab und der gefilterte Zylinderdruck nimmt zu. Die divergierende Druckdifferenz zwischen dem modellierten polytropischen Zylinderausdehnungs- und - verdichtungsdruck während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs kann durch eine Steuerung bei 310 als eine Angabe von EVO identifiziert werden. Der Zylinderinnendruck nimmt zu, da das Öffnen des Auslassventils Gasen mit höherem Druck, die sich im Abgaskrümmer des Motors befinden, ermöglicht, in den Motorzylinder einzutreten. Zwischen Kurbelwellenwinkel C1 und C2 oszilliert der gefilterte Zylinderdruck, während der modellierte polytropische Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdruck weiter abnimmt.
  • Bei dem Kurbelwellenwinkel C2 sind der modellierte polytropische Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdruck weiter nahezu konstant (z. B. ändert sich um weniger als ± 5 %), der gefilterte Zylinderdruck beginnt jedoch abzunehmen. Der konstante oder nahezu konstante modellierte polytropische Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdruck und der abnehmende gefilterte Zylinderdruck während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs können durch eine Steuerung bei 312 als eine Angabe von IVO identifiziert werden. Die Abnahme des gefilterten Zylinderdrucks erfolgt, da das Öffnen des Einlassventils ermöglicht, dass Gase aus dem Zylinder in einen Bereich mit niedrigerem Druck in dem Ansaugkrümmer des Motors strömen, wodurch der Druck im Zylinder reduziert wird. Zwischen dem Kurbelwellenwinkel C2 und dem Kurbelwellenwinkel C3 nimmt der gefilterte Zylinderdruck zu und dann ab. Der modellierte polytropische Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdruck folgt dem gefilterten Zylinderdruck für einen großen Teil des Kurbelwellenwinkelbereichs zwischen dem Kurbelwellenwinkel C2 und dem Kurbelwellenwinkel C3.
  • Der Zylinderzyklus wiederholt sich derart, dass die Kurbelwellenwinkel C3 und C5 EVO-Kurbelwellenwinkel in Zylinderzyklen sind, die dem Zylinderzyklus folgen, der den Kurbelwellenwinkel C1 beinhaltet. Diese EVO-Ereignisse können durch die gleichen Attribute des modellierten polytropischen Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdrucks und des gefilterten Zylinderdrucks bestimmt und angegeben werden, die dazu verwendet wurden, das EVO-Ereignis bei Kurbelwellenwinkel C1 zu identifizieren. Die Kurbelwellenwinkel C4 und C6 sind IVO-Kurbelwellenwinkel in Zylinderzyklen, die dem Zylinderzyklus folgen, der den Kurbelwellenwinkel C2 beinhaltet. Diese IVO-Ereignisse können durch die gleichen Attribute des modellierten polytropischen Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdrucks und des gefilterten Zylinderdrucks bestimmt und angegeben werden, die dazu verwendet wurden, das IVO-Ereignis bei Kurbelwellenwinkel C2 zu identifizieren.
  • Unter Bezugnahme auf 3B sind Verläufe von Zylinderdruck, Einlassventilsteuerzeit und Auslassventilsteuerzeit gezeigt. Die Verläufe veranschaulichen eine Art und Weise, wie die Einlass- und Auslassventilöffnungszeiten gemäß gefilterten Zylinderdruckdaten, Rohdruckdaten, einem Abweichungssignal und Motorkurbelwellenwinkel bestimmt werden können.
  • Der erste Verlauf von oben in 3B ist ein Verlauf des rohen Zylinderdrucks 352 und eines Abweichungssignals 354 gegenüber dem Motorkurbelwellenwinkel. Der Betrag des rohen Zylinderdrucks 352 und der Betrag des Abweichungssignals 354 nehmen in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt den Motorkurbelwellenwinkel dar. Der Motorkurbelwellenwinkel verläuft von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur.
  • Die zweite Darstellung von oben in 3B ist eine Darstellung von Einlassventilzustand gegenüber dem Motorkurbelwinkel. Der Einlassventilzustand ist offen, wenn sich die Kurve 360 auf einer höheren Ebene nahe der vertikalen Achse befindet. Der Einlassventilzustand ist geschlossen, wenn sich die Kurve 360 auf einer tieferen Ebene nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt den Motorkurbelwellenwinkel dar. Die Kurve 360 stellt den Einlassventilzustand dar. Der Motorkurbelwellenwinkel verläuft von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur.
  • Die dritte Darstellung von oben in 3B ist eine Darstellung von Auslassventilzustand gegenüber dem Motorkurbelwinkel. Der Auslassventilzustand ist offen, wenn sich die Kurve 370 auf einer höheren Ebene nahe der vertikalen Achse befindet. Der Auslassventilzustand ist geschlossen, wenn sich die Kurve 370 auf einer tieferen Ebene nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt den Motorkurbelwellenwinkel dar. Die Kurve 370 stellt den Auslassventilzustand dar. Der Motorkurbelwellenwinkel verläuft von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur.
  • Zwischen dem OT (oberem Totpunkt des Verdichtungstakts) und dem Kurbelwellenwinkel C10 nimmt der rohe Zylinderdruck ab. Die Amplitude des Abweichungssignals ändert sich sehr wenig. Das Abweichungssignal 354 kann eine Differenz zwischen einem gefilterten Zylinderdruck und dem rohen Zylinderdruck sein. Die Einlass- und Auslassventile sind geschlossen.
  • Bei dem Kurbelwellenwinkel C10 nimmt die Amplitude des Abweichungssignals zu und die Amplitude des rohen Zylinderdrucks nimmt zu. Eine Steuerung kann beurteilen, dass EVO während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs auftritt, wenn der Betrag des Abweichungssignals um mehr als einen Schwellenbetrag zunimmt und/oder wenn der Betrag des rohen Zylinderdrucks um mehr als einen Schwellenbetrag zunimmt. Die EVO wird durch die Kurve 370 angegeben, die auf ein höheres Niveau zunimmt. IVO wird nicht angegeben.
  • Bei dem Kurbelwellenwinkel C11 nimmt die Amplitude des rohen Zylinderdrucks ab. Eine Steuerung kann beurteilen, dass IVO während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs auftritt, wenn der Betrag des Signals des rohen Zylinderdrucks um mehr als einen Schwellenbetrag abnimmt. Die IVO wird durch die Kurve 360 angegeben, die auf ein höheres Niveau zunimmt. EVO wird weiterhin angegeben.
  • Bei dem Kurbelwellenwinkel C12 nimmt die Amplitude des Abweichungssignals zu und die Amplitude des rohen Zylinderdrucks nimmt zu. Eine Steuerung kann beurteilen, dass Auslassventilschließung (exhaust valve closing - EVC) während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs auftritt, wenn der Betrag des Abweichungssignals um mehr als einen Schwellenbetrag zunimmt und/oder wenn der Betrag des rohen Zylinderdrucks um mehr als einen Schwellenbetrag zunimmt. Die EVC wird durch die Kurve 370 angegeben, die auf ein niedrigeres Niveau abnimmt. IVO wird weiter angegeben.
  • Bei dem Kurbelwellenwinkel C13 nimmt die Amplitude des Abweichungssignals zu und die Amplitude des rohen Zylinderdrucks nimmt zu. Eine Steuerung kann beurteilen, dass Einlassventilschließung (intake valve closing - IVC) während eines bestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs auftritt, wenn der Betrag des Abweichungssignals um mehr als einen Schwellenbetrag zunimmt und/oder wenn der Betrag des rohen Zylinderdrucks um mehr als einen Schwellenbetrag zunimmt. Die IVC wird durch die Kurve 360 angegeben, die auf ein niedrigeres Niveau abnimmt. EVO wird nicht angegeben.
  • Eine zweite EVO beginnt bei Kurbelwellenwinkel C14 und kann über eine Steuerung als Reaktion darauf angegeben werden, dass das Abweichungssignal und/oder die rohen Zylinderdrucksignalbedingungen ähnlich denen sind, die bei Kurbelwellenwinkel C10 beschrieben sind. Eine zweite IVO beginnt bei Kurbelwellenwinkel C15 und kann über eine Steuerung als Reaktion darauf angegeben werden, dass das Abweichungssignal und/oder die rohen Zylinderdrucksignalbedingungen ähnlich denen sind, die bei Kurbelwellenwinkel C11 beschrieben sind. Eine zweite EVC beginnt bei Kurbelwellenwinkel C16 und kann über eine Steuerung als Reaktion darauf angegeben werden, dass das Abweichungssignal und/oder die rohen Zylinderdrucksignalbedingungen ähnlich denen sind, die bei Kurbelwellenwinkel C12 beschrieben sind. Eine zweite IVC beginnt bei Kurbelwellenwinkel C17 und kann über eine Steuerung als Reaktion darauf angegeben werden, dass das Abweichungssignal und/oder die rohen Zylinderdrucksignalbedingungen ähnlich denen sind, die bei Kurbelwellenwinkel C13 beschrieben sind.
  • Auf diese Weise können EVO, IVO, EVC und IVC aus Attributen eines rohen Zylinderinnendrucksignals oder eines Abweichungssignals, das auf dem rohen Zylinderinnendrucksignal basiert, bestimmt werden. Die EVO-, IVO-, EVC- und IVC-Steuerzeiten können durch eine Steuerung identifiziert werden, die den Zylinderinnendruck und die Motorkurbelwellenposition überwacht.
  • Es wird nun auf 4 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm einer ersten Ventilsteuerung gezeigt ist. Die in 4 gezeigte Ventilsteuerung kann zum Steuern von Einlass- und Auslassventilen angewendet werden. Zumindest Teile der in 4 gezeigten Ventilsteuerung können als ausführbare Anweisungen umgesetzt sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher einer Steuerung gespeichert sind. Die Steuerung aus 4 kann in das in 1 gezeigte System eingebracht werden und mit diesem zusammenwirken, um Einlass- und/oder Auslassventile zu betreiben. Die Steuerung aus 4 kann Abschnitte zum Einstellen von Aktoren in der physischen Welt beinhalten, um so den Betrieb eines Motors einzustellen. Die Steuerung aus 4 kann Öffnungs- und Schließsteuerzeiten von Einlass- und Auslassventilen einstellen.
  • Bei 402 bestimmt die Steuerung 400 die Tellerventilsteuerzeit (z. B. eine Soll-Einlass-/Auslassventilsteuerzeit). Die Tellerventilsteuerzeit kann für Einlass- und/oder Auslassventile gelten. In einem Beispiel wird die Tellerventilsteuerzeit durch Bezugnahme auf eine oder mehrere Tabellen und/oder Funktionen bestimmt, die Werte für die Öffnungssteuerzeit des Einlass-/Auslassventils und die Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils ausgeben. Die Tabellen und/oder Funktionen können über die Motordrehzahl und einen Fahrerbedarfsdrehmoment oder eine Fahrerbedarfsleistung referenziert werden. Das Fahrerbedarfsdrehmoment oder die Fahrerbedarfsleistung kann anhand einer Eingabe über ein Antriebskraftpedal bestimmt werden. Block 402 gibt Öffnungs- und Schließsteuerzeiten des Einlass-/Auslassventils an die Summierstelle 403 aus.
  • Bei der Summierstelle 403 wird die Ausgabe des Filterblocks 410 von der Öffnungs- und/oder Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils aus Block 402 subtrahiert. Somit ist die Ausgabe der Summierstelle 403 ein Ventilöffnungs-/-schließsteuerzeitfehlerwert. Der Fehlerwert wird bei Block 404 in eine digitale proportionale/integrale/differentiale (PID-)Steuerung eingegeben. Der Fehlerwert kann mit proportionalen, integralen und differentialen Verstärkungen innerhalb der PID-Steuerung multipliziert werden. Die Ausgabe der PID-Steuerung ist eine Einstellung der Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils. Die Ausgabe der PID-Steuerung wird bei Block 406 in eine Ventilbetätigungsvorrichtung (z. B. einen Motor) eingegeben. Die Ventilbetätigungsvorrichtung bewirkt, dass sich ein Einlass-/Auslassventil in dem durch Block 408 dargestellten Ventilsystem öffnet und schließt. Das Betreiben der Ventile bewirkt, dass der Motor reagiert, was den Zylinderinnendruck beeinflussen kann, wie in 3A und 3B gezeigt. Der Druck in einem Motorzylinder wird über einen Zylinderinnendrucksensor bestimmt, der durch Block 414 dargestellt ist.
  • Der Zylinderdruck wird bei Block 412 in ein Ventilsteuerzeitpositionsmodell eingegeben. Das Ventilsteuerzeitpositionsmodell kann die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils, wie in Bezug auf 3A und 3B erörtert, über eines oder mehrere der Signaleigenschaften eines rohen Zylinderdrucksignals, eines gefilterten Zylinderdrucksignals, eines Abweichungssignals, der Kurbelwellenposition und des modellierten polytropischen Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdrucks bestimmen. Block 412 gibt die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils an Block 410 aus.
  • Bei Block 410 können die Öffnungs-/Schließsteuerzeiten des Einlass-/Auslassventils optional gefiltert werden, um die Möglichkeit von unbeabsichtigten Öffnungs-/Schließereignissen des Einlass-/Auslassventils zu reduzieren. Die gefilterten Einlass-/Auslassventilsteuerzeiten werden an die Summierstelle 403 und die On-Board-Diagnose (OBD)-Überwachung 416 ausgegeben.
  • Bei Block 416 wird eine Diagnose bereitgestellt, um zu bestimmen, ob Einlass-/Auslassventilsteuerzeiten so bestimmt werden, wie es erwartet werden kann, oder nicht. In einem Beispiel wird ein Kurbelwellenwinkel, bei dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses bestimmt wird, mit einem bestimmten Kurbelwellenwinkelbereich verglichen, in dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses erwartet werden kann. Wenn die Ausgabe von Block 410 in diesen Bereich fällt, kann Block 416 Ventilsteuerzeiten anfordern, die auf Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehmoment oder - leistung aus Block 402 basieren. Wenn die Ausgabe von Block 410 außerhalb des Bereichs liegt, kann Block 416 alternative Ventilsteuerzeiten von Block 402 anfordern und eine Beeinträchtigung der Ventilsteuerzeiterfassung und/oder der Ventile angeben. In einem Beispiel können die alternativen Ventilsteuerzeiten Grundventilsteuerzeiten sein, die nicht von der Motordrehzahl und dem Fahrerbedarfsdrehmoment oder der Fahrerbedarfsleistung abhängig sind.
  • In einem anderen Beispiel wird ein Kurbelwellenwinkel, bei dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses bestimmt wird, mit einer befohlenen Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses verglichen. Wenn die Ausgabe von Block 410 nicht innerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands der befohlenen Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses liegt. Wenn die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses innerhalb des vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands liegt, kann Block 416 Ventilsteuerzeiten anfordern, die auf Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehmoment oder -leistung aus Block 402 basieren. Wenn die Ausgabe von Block 410 nicht innerhalb des vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands liegt, kann Block 416 alternative Ventilsteuerzeiten von Block 402 anfordern und eine Beeinträchtigung der Ventilsteuerzeiterfassung und/oder der Ventile angeben. In einem Beispiel können die alternativen Ventilsteuerzeiten Grundventilsteuerzeiten sein, die nicht von der Motordrehzahl und dem Fahrerbedarfsdrehmoment oder der Fahrerbedarfsleistung abhängig sind. Ein beeinträchtigter Ventilbetrieb und/oder eine beeinträchtigte Ventilsteuerzeitvorrichtung können über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angegeben werden.
  • Somit stellt die Steuerung aus 4 eine OBD-Überwachung und eine PID-Steuerung der Tellerventilsteuerzeit bereit. Die Steuerung aus 4 arbeitet als Reaktion auf eine Ventilöffnungs-/-schließrückmeldung, die anhand des Zylinderdrucks bestimmt wird.
  • Es wird nun auf 5 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm einer zweiten Ventilsteuerung gezeigt ist. Die in 5 gezeigte Ventilsteuerung kann zum Steuern von Einlass- und Auslassventilen angewendet werden. Zumindest Teile der in 5 gezeigten Ventilsteuerung können als ausführbare Anweisungen umgesetzt sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher einer Steuerung gespeichert sind. Die Steuerung aus 5 kann in das in 1 gezeigte System eingebracht werden und mit diesem zusammenwirken, um Einlass- und/oder Auslassventile zu betreiben. Die Steuerung aus 5 kann Abschnitte zum Einstellen von Aktoren in der physischen Welt beinhalten, um so den Betrieb eines Motors einzustellen. Die Steuerung aus 5 kann Öffnungs- und Schließsteuerzeiten von Einlass- und Auslassventilen einstellen.
  • Bei 502 bestimmt die Steuerung 500 die eine Steuerzeit eines vorwärtsgekoppelten Tellerventils (z. B. eine Soll-Einlass-/Auslassventilsteuerzeit). Die Tellerventilsteuerzeit kann für Einlass- und/oder Auslassventile gelten. In einem Beispiel wird die Tellerventilsteuerzeit durch Bezugnahme auf eine oder mehrere Tabellen und/oder Funktionen bestimmt, die Werte für die Öffnungssteuerzeit des Einlass-/Auslassventils und die Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils ausgeben. Die Tabellen und/oder Funktionen können über die Motordrehzahl und einen Fahrerbedarfsdrehmoment oder eine Fahrerbedarfsleistung referenziert werden. Das Fahrerbedarfsdrehmoment oder die Fahrerbedarfsleistung kann anhand einer Eingabe über ein Antriebskraftpedal bestimmt werden. Block 502 gibt Öffnungs- und Schließsteuerzeiten des Einlass-/Auslassventils an die Summierstelle 403 aus.
  • Bei der Summierstelle 503 wird die Ausgabe des vorwärtsgekoppelten Versatzblocks 516 zu der Öffnungs- und/oder Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils aus Block 502 addiert. Somit ist die Ausgabe der Summierstelle eine eingestellte Öffnungs-/-schließsteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Ventils. Die angepasste Öffnungs-/Schließsteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlass-/Auslassventils beinhaltet einen Versatz. Der vorwärtsgekoppelte Wert wird bei Block 504 in eine digitale proportionale/integrale/differentiale (PID-)Steuerung eingegeben. Die vorwärtsgekoppelte Öffnungs-/Schließzeit des Einlass-/Auslassventils kann mit proportionalen, integralen und differentialen Verstärkungen innerhalb der PID-Steuerung multipliziert werden. Die Ausgabe der PID-Steuerung ist eine Einstellung der Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils. Die Ausgabe der PID-Steuerung wird bei Block 506 in eine Ventilbetätigungsvorrichtung (z. B. einen Motor) eingegeben. Die Ventilbetätigungsvorrichtung bewirkt, dass sich ein Einlass-/Auslassventil in dem durch Block 508 dargestellten Ventilsystem als Reaktion auf die Ausgabe der PID-Steuerung öffnet und schließt. Das Betreiben der Ventile bewirkt, dass der Motor reagiert, was den Zylinderinnendruck beeinflussen kann, wie in 3A und 3B gezeigt. Der Druck in einem Motorzylinder wird über einen Zylinderinnendrucksensor bestimmt, der durch Block 514 dargestellt ist.
  • Der Zylinderdruck wird bei Block 512 in ein Ventilsteuerzeitpositionsmodell eingegeben. Das Ventilsteuerzeitpositionsmodell kann die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils, wie in Bezug auf 3A und 3B erörtert, über eines oder mehrere der Signaleigenschaften eines rohen Zylinderdrucksignals, eines gefilterten Zylinderdrucksignals, eines Abweichungssignals, der Kurbelwellenposition und des modellierten polytropischen Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdrucks bestimmen. Block 512 gibt die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils an Block 510 aus.
  • Bei Block 510 können die Öffnungs-/Schließsteuerzeiten des Einlass-/Auslassventils optional gefiltert werden, um die Möglichkeit von unbeabsichtigten Öffnungs-/Schließereignissen des Einlass-/Auslassventils zu reduzieren. Die gefilterten Einlass-/Auslassventilsteuerzeiten werden an den vorwärtsgekoppelten Versatz-Block 516 und die On-Board-Diagnose (OBD)-Überwachung 518 ausgegeben.
  • Bei Block 518 wird eine Diagnose bereitgestellt, um zu bestimmen, ob Einlass-/Auslassventilsteuerzeiten so bestimmt werden, wie es erwartet werden kann, oder nicht. In einem Beispiel wird ein Kurbelwellenwinkel, bei dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses bestimmt wird, mit einem bestimmten Kurbelwellenwinkelbereich verglichen, in dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses erwartet werden kann. Wenn die Ausgabe von Block 510 in diesen Bereich fällt, kann Block 518 Ventilsteuerzeiten anfordern, die auf Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehmoment oder - leistung aus Block 502 basieren. Wenn die Ausgabe von Block 510 außerhalb des Bereichs liegt, kann Block 518 alternative Ventilsteuerzeiten von Block 502 anfordern und eine Beeinträchtigung der Ventilsteuerzeiterfassung und/oder der Ventile angeben. In einem Beispiel können die alternativen Ventilsteuerzeiten Grundventilsteuerzeiten sein, die nicht von der Motordrehzahl und dem Fahrerbedarfsdrehmoment oder der Fahrerbedarfsleistung abhängig sind.
  • In einem anderen Beispiel wird ein Kurbelwellenwinkel, bei dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses bestimmt wird, mit einer befohlenen Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses verglichen. Wenn die Ausgabe von Block 510 nicht innerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands der befohlenen Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses liegt. Wenn die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses innerhalb des vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands liegt, kann Block 518 Ventilsteuerzeiten anfordern, die auf Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehmoment oder -leistung aus Block 502 basieren. Wenn die Ausgabe von Block 510 nicht innerhalb des vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands liegt, kann Block 518 alternative Ventilsteuerzeiten von Block 502 anfordern und eine Beeinträchtigung der Ventilsteuerzeiterfassung und/oder der Ventile angeben. In einem Beispiel können die alternativen Ventilsteuerzeiten Grundventilsteuerzeiten sein, die nicht von der Motordrehzahl und dem Fahrerbedarfsdrehmoment oder der Fahrerbedarfsleistung abhängig sind. Ein beeinträchtigter Ventilbetrieb und/oder eine beeinträchtigte Ventilsteuerzeitvorrichtung können über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angegeben werden.
  • Bei Block 516 kann die durch vorwärtsgekoppelten Versatz bestimmte Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils auf einer Differenz zwischen der Ausgabe von Block 502 und der Ausgabe von Block 510 basieren. Alternativ kann die Ausgabe von Block 510 dazu verwendet werden, auf eine Tabelle oder Funktion zu verweisen. Die Tabelle oder Funktion kann einen Versatzwert (z. B. 1 Kurbelwellengrad) ausgeben, der in die Summierstelle 503 eingegeben wird.
  • Somit stellt die Steuerung aus 5 eine OBD-Überwachung und eine PID-Steuerung der Tellerventilsteuerzeit bereit. Die Steuerung aus 5 arbeitet als Reaktion auf eine Ventilöffnungs-/-schließrückmeldung, die anhand des Zylinderdrucks bestimmt wird. Zusätzlich stellt die Steuerung aus 5 einen vorwärtsgekoppelten Befehl ein, um die Einlass-/Auslassventilsteuerzeit zu steuern.
  • Es wird nun auf 6 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm einer dritten Ventilsteuerung gezeigt ist. Die in 6 gezeigte Ventilsteuerung kann zum Steuern von Einlass- und Auslassventilen angewendet werden. Zumindest Teile der in 6 gezeigten Ventilsteuerung können als ausführbare Anweisungen umgesetzt sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher einer Steuerung gespeichert sind. Die Steuerung aus 6 kann in das in 1 gezeigte System eingebracht werden und mit diesem zusammenwirken, um Einlass- und/oder Auslassventile zu betreiben. Die Steuerung aus 6 kann Abschnitte zum Einstellen von Aktoren in der physischen Welt beinhalten, um so den Betrieb eines Motors einzustellen. Die Steuerung aus 6 kann Öffnungs- und Schließsteuerzeiten von Einlass- und Auslassventilen einstellen.
  • Bei 602 bestimmt die Steuerung 600 die Tellerventilsteuerzeit (z. B. eine Soll-Einlass-/Auslassventilsteuerzeit). Die Tellerventilsteuerzeit kann für Einlass- und/oder Auslassventile gelten. In einem Beispiel wird die Tellerventilsteuerzeit durch Bezugnahme auf eine oder mehrere Tabellen und/oder Funktionen bestimmt, die Werte für die Öffnungssteuerzeit des Einlass-/Auslassventils und die Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils ausgeben. Die Tabellen und/oder Funktionen können über die Motordrehzahl und einen Fahrerbedarfsdrehmoment oder eine Fahrerbedarfsleistung referenziert werden. Das Fahrerbedarfsdrehmoment oder die Fahrerbedarfsleistung kann anhand einer Eingabe über ein Antriebskraftpedal bestimmt werden. Block 602 gibt Öffnungs- und Schließsteuerzeiten des Einlass-/Auslassventils an die Summierstelle 603 aus.
  • Bei der Summierstelle 603 wird die Ausgabe des Signalkorrekturblocks 624 von der Öffnungs- und/oder Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils aus Block 602 subtrahiert. Somit ist die Ausgabe der Summierstelle 603 ein Ventilöffnungs-/-schließsteuerzeitfehlerwert. Der Fehlerwert wird bei Block 604 in eine digitale proportionale/integrale/differentiale (PID-Steuerung eingegeben. Der Fehlerwert kann mit proportionalen, integralen und differentialen Verstärkungen innerhalb der PID-Steuerung multipliziert werden. Die Ausgabe der PID-Steuerung ist eine Einstellung der Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils. Die Ausgabe der PID-Steuerung wird bei Block 606 in eine Ventilbetätigungsvorrichtung (z. B. einen Motor) eingegeben. Die Ventilbetätigungsvorrichtung bewirkt, dass sich ein Einlass-/Auslassventil in dem durch Block 608 dargestellten Ventilsystem öffnet und schließt. Die Position der Einlass-/Auslassventile kann über Ventilpositionssensoren (z. B. 158 und 159 aus 1), die als Block 620 gezeigt sind, bestimmt werden. Die Ausgabe des Ventilpositionssensors kann bei Block 622 gefiltert werden. Das Betreiben der Ventile bewirkt, dass der Motor reagiert, was den Zylinderinnendruck beeinflussen kann, wie in 3A und 3B gezeigt. Der Druck in einem Motorzylinder wird über einen Zylinderinnendrucksensor bestimmt, der durch Block 610 dargestellt ist.
  • Der Zylinderdruck wird bei Block 610 in ein Ventilsteuerzeitpositionsmodell eingegeben. Das Ventilsteuerzeitpositionsmodell kann die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils, wie in Bezug auf 3A und 3B erörtert, über eines oder mehrere der Signaleigenschaften eines rohen Zylinderdrucksignals, eines gefilterten Zylinderdrucksignals, eines Abweichungssignals, der Kurbelwellenposition und des modellierten polytropischen Zylinderausdehnungs- und -verdichtungsdrucks bestimmen. Block 610 gibt die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlass-/Auslassventils an Block 612 aus.
  • Bei Block 612 können die Öffnungs-/Schließsteuerzeiten des Einlass-/Auslassventils optional gefiltert werden, um die Möglichkeit von unbeabsichtigten Öffnungs-/Schließereignissen des Einlass-/Auslassventils zu reduzieren. Die gefilterten Einlass-/Auslassventilsteuerzeiten werden an den Signalkorrekturblock 624 und die On-Board-Diagnose (OBD)-Überwachung 626 ausgegeben.
  • Bei Block 626 wird eine Diagnose bereitgestellt, um zu bestimmen, ob Einlass-/Auslassventilsteuerzeiten so bestimmt werden, wie es erwartet werden kann, oder nicht. In einem Beispiel wird ein Kurbelwellenwinkel, bei dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses bestimmt wird, mit einem bestimmten Kurbelwellenwinkelbereich verglichen, in dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses erwartet werden kann. Wenn die Ausgabe von Block 612 in diesen Bereich fällt, kann Block 626 Ventilsteuerzeiten anfordern, die auf Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehmoment oder - leistung aus Block 602 basieren. Wenn die Ausgabe von Block 612 außerhalb des Bereichs liegt, kann Block 626 alternative Ventilsteuerzeiten von Block 602 anfordern und eine Beeinträchtigung der Ventilsteuerzeiterfassung und/oder der Ventile angeben. In einem Beispiel können die alternativen Ventilsteuerzeiten Grundventilsteuerzeiten sein, die nicht von der Motordrehzahl und dem Fahrerbedarfsdrehmoment oder der Fahrerbedarfsleistung abhängig sind.
  • In einem anderen Beispiel wird ein Kurbelwellenwinkel, bei dem die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses bestimmt wird, mit einer befohlenen Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses verglichen. Wenn die Ausgabe von Block 612 nicht innerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands der befohlenen Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses liegt. Wenn die Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Einlasses/Auslasses innerhalb des vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands liegt, kann Block 626 Ventilsteuerzeiten anfordern, die auf Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehmoment oder -leistung aus Block 602 basieren. Wenn die Ausgabe von Block 612 nicht innerhalb des vorbestimmten Kurbelwellenwinkelabstands liegt, kann Block 626 alternative Ventilsteuerzeiten von Block 602 anfordern und eine Beeinträchtigung der Ventilsteuerzeiterfassung und/oder der Ventile angeben. In einem Beispiel können die alternativen Ventilsteuerzeiten Grundventilsteuerzeiten sein, die nicht von der Motordrehzahl und dem Fahrerbedarfsdrehmoment oder der Fahrerbedarfsleistung abhängig sind. Ein beeinträchtigter Ventilbetrieb und/oder eine beeinträchtigte Ventilsteuerzeitvorrichtung können über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angegeben werden.
  • Bei Signalkorrekturblock 624 kann die Ausgabe von Block 612 von der Ausgabe von Block 622 subtrahiert werden, um eine korrigierte Ventilsteuerzeit zu erzeugen. Wenn zum Beispiel die Ausgabe von Block 622 20 Kurbelwellengrad vor dem Ansaugtakt des unteren Totpunkts beträgt und die Ausgabe von Block 612 15 Kurbelwellengrad vor dem Ansaugtakt des unteren Totpunkts beträgt, kann die Ausgabe des Signalkorrekturblocks 624 5 Kurbelwellengrad betragen. Die Ausgabe von Block 624 wird in die Summierstelle 603 eingegeben.
  • Somit stellt die Steuerung aus 6 eine OBD-Überwachung und eine PID-Steuerung der Tellerventilsteuerzeit bereit. Die Steuerung aus 6 arbeitet als Reaktion auf eine Ventilöffnungs-/-schließrückmeldung, die anhand des Zylinderdrucks bestimmt wird. Zusätzlich korrigiert die Steuerung aus 6 die von einem mechanischen Sensor bestimmte Ventilsteuerzeit über die von einem Drucksensor bestimmte Ventilsteuerzeit.
  • Somit stellen die Steuerungen aus 4-6 ein Verfahren zum Betreiben eines Motors bereit, umfassend: über eine Steuerung, ein Schätzen der Einlassventilöffnungszeit und ein Schätzen der Auslassventilöffnungszeit eines Zylinders aus einer Ausgabe eines Drucksensors in dem Zylinder; ein Einstellen einer Öffnungssteuerzeit eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils über einen Versatz eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils, ohne einen Fehlerwert zu erzeugen, wobei der Versatz des vorwärtsgekoppelten Einlassventils auf der geschätzten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils basiert; und ein Einstellen der Öffnung eines Einlassventils gemäß der angepassten Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlassventils. Das Verfahren umfasst ferner ein Einstellen einer Steuerzeit eines vorwärtsgekoppelten Auslassventils über einen Versatz eines vorwärtsgekoppelten Auslassventils, ohne einen Steuerzeitfehler eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils zu erzeugen, wobei der Versatz des vorwärtsgekoppelten Auslassventils auf der geschätzten Öffnungssteuerzeit des Auslassventils basiert.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner ein Einstellen der Öffnung eines Auslassventils gemäß der angepassten Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Auslassventils. Das Verfahren umfasst ferner ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Auslassventils als Reaktion auf einen Zustand einer Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, wobei die Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Auslassventils als Reaktion auf eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die auf dem Druck in dem Zylinder basiert, erfolgt. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Auslassventils ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des Auslassventils auf eine Grundsteuerzeit beinhaltet. Das Verfahren umfasst ferner ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlassventils als Reaktion auf einen Zustand einer Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, wobei die Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Einlassventils als Reaktion auf eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die auf dem Druck in dem Zylinder basiert, erfolgt. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlassventils ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des Einlassventils auf eine Grundsteuerzeit beinhaltet.
  • Die Steuerungen aus 4-6 stellen ein Verfahren zum Betreiben eines Motors bereit, umfassend: über eine Steuerung, ein Schätzen der Einlassventilöffnungszeit und ein Schätzen der Auslassventilöffnungszeit eines Zylinders aus einer Ausgabe eines Drucksensors in dem Zylinder; ein Erzeugen eines Einlassventilsteuerzeitfehlers durch Subtrahieren der geschätzten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils von einer Soll-Öffnungssteuerzeit des Einlassventils; ein Erzeugen eines Auslassventilsteuerzeitfehlers durch Subtrahieren der geschätzten Öffnungssteuerzeit des Auslassventils von einer Soll-Öffnungssteuerzeit des Auslassventils; und ein Einstellen der Soll-Öffnungssteuerzeit des Einlassventils als Reaktion auf einen Zustand der Überwachung der Öffnungssteuerzeit des Einlassventils. Das Verfahren umfasst ferner ein Einstellen der Soll-Öffnungssteuerzeit des Auslassventils als Reaktion auf einen Zustand einer Überwachung der Öffnungssteuerzeit des Auslassventils. Das Verfahren beinhaltet, dass die Überwachung der Öffnungssteuerzeit des Einlassventils eine Beeinträchtigung des Einlassventils als Reaktion auf ein Nichtvorhandensein einer geschätzten Einlassventilöffnung während eines Zyklus des Zylinders, wie anhand der Ausgabe des Drucksensors bestimmt, angibt. Das Verfahren beinhaltet, dass die Überwachung der Öffnungssteuerzeit des Einlassventils eine Beeinträchtigung des Einlassventils als Reaktion darauf, dass eine geschätzte Einlassventilöffnung während eines Zyklus des Zylinders, wie anhand der Ausgabe des Drucksensors bestimmt, außerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs liegt. Das Verfahren beinhaltet, dass die Überwachung der Öffnungssteuerzeit des Auslassventils eine Beeinträchtigung des Auslassventils als Reaktion auf ein Nichtvorhandensein einer geschätzten Auslassventilöffnung während eines Zyklus des Zylinders, wie anhand der Ausgabe des Drucksensors bestimmt, angibt. Das Verfahren beinhaltet, dass die Überwachung der Öffnungssteuerzeit des Auslassventils eine Beeinträchtigung des Auslassventils als Reaktion darauf, dass eine geschätzte Auslassventilöffnung während eines Zyklus des Zylinders, wie anhand der Ausgabe des Drucksensors bestimmt, außerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs liegt.
  • Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung beinhaltet, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die spezifischen in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine/einer oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der konkreten Strategie, die verwendet wird, wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System einschließlich der verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung ausgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Darüber hinaus sollen die Ausdrücke „erste“, „zweite“, „dritte“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern sie werden lediglich als Kennzeichnungen zur Unterscheidung eines Elements von einem anderen verwendet. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
  • Wie in dieser Schrift verwendet, ist der Ausdruck „etwa“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben. Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Motors, umfassend: über eine Steuerung, ein Schätzen der Einlassventilöffnungszeit und ein Schätzen der Auslassventilöffnungszeit eines Zylinders aus einer Ausgabe eines Drucksensors in dem Zylinder; ein Einstellen einer Öffnungssteuerzeit eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils über einen Versatz eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils, ohne einen Fehlerwert zu erzeugen, wobei der Versatz des vorwärtsgekoppelten Einlassventils auf der geschätzten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils basiert; und ein Einstellen der Öffnung eines Einlassventils gemäß der angepassten Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlassventils.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Einstellen einer Steuerzeit eines vorwärtsgekoppelten Auslassventils über einen Versatz eines vorwärtsgekoppelten Auslassventils, ohne einen Steuerzeitfehler eines vorwärtsgekoppelten Einlassventils zu erzeugen, wobei der Versatz des vorwärtsgekoppelten Auslassventils auf der geschätzten Öffnungssteuerzeit des Auslassventils basiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Einstellen der Öffnung eines Auslassventils gemäß der angepassten Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Auslassventils.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Auslassventils als Reaktion auf einen Zustand einer Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, wobei die Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Auslassventils als Reaktion auf eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die auf dem Druck in dem Zylinder basiert, erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Auslassventils ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des Auslassventils auf eine Grundsteuerzeit beinhaltet.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlassventils als Reaktion auf einen Zustand einer Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, wobei die Überwachung für die Öffnungssteuerzeit des Einlassventils als Reaktion auf eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die auf dem Druck in dem Zylinder basiert, erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Einstellen der Öffnungssteuerzeit des vorwärtsgekoppelten Einlassventils ein Einstellen der Öffnungssteuerzeit des Einlassventils auf eine Grundsteuerzeit beinhaltet.
  8. Motorsystem, umfassend: einen Motor, der einen Zylinder beinhaltet; einen Drucksensor, der in dem Zylinder positioniert ist; einen ersten Ventilpositionssensor, um das Öffnen und Schließen eines Tellerventils des Zylinders zu überwachen; und eine Steuerung, die in nicht-transitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, die die Steuerung dazu veranlassen, eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die von einem Ventilpositionssensor erzeugt wird, über eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die von einem Drucksensor erzeugt wird, zu korrigieren.
  9. System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um eine Öffnungssteuerzeit des Einlassventilsfehlers gemäß der korrigierten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die von dem Ventilpositionssensor erzeugt wird, zu bestimmen.
  10. System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um eine modellierte Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die aus der Ausgabe eines Zylinderdrucksensors erzeugt wird, zu überwachen.
  11. System nach Anspruch 10, wobei das Überwachen der modellierten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils, die aus der Ausgabe des Zylinderdrucksensors erzeugt wird, ein Vergleichen der modellierten Öffnungssteuerzeit des Einlassventils mit einem vorbestimmten Bereich von Öffnungssteuerzeiten des Einlassventils beinhaltet.
  12. System nach Anspruch 11, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer Soll-Öffnungssteuerzeit eines Einlassventils als Reaktion auf die Ausgabe einer Diagnoseüberwachung, die eine Beeinträchtigung eines Einlassventils angibt.
  13. System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die von einem Auslassventilpositionssensor erzeugt wird, über eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die von einem Drucksensor erzeugt wird, zu korrigieren.
  14. System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um eine Öffnungssteuerzeit des Auslassventilsfehlers gemäß der korrigierten Öffnungssteuerzeit des Auslassventils, die von dem Auslassventilpositionssensor erzeugt wird, zu bestimmen.
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