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DE102013216101B4 - Verfahren zum anzeigen von ventiltriebfehlern unter verwendung von kraftmaschinenfehlzündungen - Google Patents

Verfahren zum anzeigen von ventiltriebfehlern unter verwendung von kraftmaschinenfehlzündungen Download PDF

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DE102013216101B4
DE102013216101B4 DE102013216101.8A DE102013216101A DE102013216101B4 DE 102013216101 B4 DE102013216101 B4 DE 102013216101B4 DE 102013216101 A DE102013216101 A DE 102013216101A DE 102013216101 B4 DE102013216101 B4 DE 102013216101B4
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Hugh William Miller
Edward George Groff
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Abstract

Verfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass:selektiv angezeigt wird, dass eine Fehlzündung in einem Zylinder einer Kraftmaschine aufgetreten ist;das Anheben eines Ventils eines Zylinders der Kraftmaschine gesteuert wird;in Ansprechen auf die Anzeige, dass eine Fehlzündung in dem Zylinder aufgetreten ist, das Anheben des Ventils von entweder einem Zustand mit niedrigem Hub oder einem Zustand mit hohem Hub in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und hohem Hub umgeschaltet wird; undauf der Grundlage dessen, ob das Auftreten einer Fehlzündung in dem Zylinder nach dem Umschalten in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und mit hohem Hub angezeigt wird, selektiv angezeigt wird, dass ein Fehler in einem Mechanismus mit variablem Ventilhub (WL-Mechanismus) des Zylinders vorhanden ist.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Brennkraftmaschinen und insbesondere Systeme und Verfahren zum Identifizieren von Fehlern in einem Ventiltrieb.
  • HINTERGRUND
  • Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
  • Fahrzeuge enthalten eine Brennkraftmaschine, die ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Ein Einlassventil wird selektiv geöffnet, um Luft in einen Zylinder der Kraftmaschine einzusaugen. Die Luft vermischt sich mit Kraftstoff, um ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff auszubilden. Das Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird im Zylinder verbrannt. Ein Auslassventil wird selektiv geöffnet, um zu ermöglichen, dass Abgas, das aus der Verbrennung resultiert, den Zylinder verlässt.
  • Eine oder mehrere rotierende Nockenwellen regeln das Öffnen und Schließen der Einlass- und/oder Auslassventile. Die Nockenwellen enthalten Nockenbuckel, die an den Nockenwellen befestigt sind und mit diesen rotieren. Das geometrische Profil eines Nockenbuckels bestimmt ein Ventilöffnungsschema. Insbesondere steuert das geometrische Profil eines Nockenbuckels allgemein die Zeitspanne, in der das Ventil geöffnet ist (Zeitdauer) und den Betrag oder Abstand (Hub), um den sich das Ventil öffnet.
  • Die variable Betätigung von Ventilen (VVA von variable valve actuation) und der variable Ventilhub (VVL von variable valve lift) verbessern die Kraftstoffsparsamkeit, den Wirkungsgrad der Kraftmaschine und/oder die Leistung, indem sie die Zeitdauer bzw. den Hub des Ventils als Funktion von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen modifizieren. Zweistufige VVL-Systeme enthalten VVL-Mechanismen, etwa hydraulisch gesteuerte umschaltbare Rollenschlepphebel (SRFFs). Ein mit einem Ventil (z.B. den Einlass- oder Auslassventilen) verbundener SRFF ermöglicht, dass das Ventil in zwei diskreten Zuständen angehoben wird: einem Zustand mit niedrigem Hub und einem Zustand mit hohem Hub. Der Ventilhub, der mit dem Zustand mit hohem Hub verbunden ist, ist größer als der Ventilhub, der mit dem Zustand mit niedrigem Hub verbunden ist.
  • Die Druckschrift US 2012 / 0 209 494 A1 offenbart ein Verfahren, mit dem ein Fehler in einem VVL-Mechanismus eines Zylinders auf Basis eines IMEP-Werts erkannt werden kann, mit dem wiederum Fehlzündungen detektiert werden können. Mithilfe des IMEP-Signals wird erkannt, ob eine angeforderte Ventilhubumschaltung durchgeführt wurde.
  • In der Druckschrift US 2005 / 0 204 805 A1 ist eine Vorrichtung zur Diagnose eines VVL-Steuerungssystems offenbart, das einen VVL-Mechanismus aufweist, der Ventilhubeigenschaften eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils aller Zylinder einer Brennkraftmaschine variiert. Die Vorrichtung schätzt ein Verhältnis von Luft zu Kraftstoff in jedem Zylinder und diagnostiziert ein Fehlverhalten des VVL-Mechanismus beruhend auf dem Schätzwert des Verhältnisses von Luft zu Kraftstoff und eines gesteuerten Zustands des WL-Mechanismus.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Ventiltriebfehler erkannt und angezeigt werden können.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Verfahren für ein Fahrzeug umfasst, dass: selektiv angezeigt wird, dass eine Fehlzündung in einem Zylinder einer Kraftmaschine aufgetreten ist, und dass das Anheben eines Ventils eines Zylinders der Kraftmaschine gesteuert wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass: in Ansprechen auf eine Anzeige, dass eine Fehlzündung im Zylinder aufgetreten ist, das Anheben des Ventils von entweder einem Zustand mit niedrigem Hub oder einem Zustand mit hohem Hub in den anderen von dem Zustand mit niedrigem Hub und dem Zustand mit hohem Hub umgeschaltet wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass: auf der Grundlage dessen, ob das Auftreten einer Fehlzündung im Zylinder nach dem Umschalten in den anderen von dem Zustand mit niedrigem Hub und dem Zustand mit hohem Hub angezeigt wird, selektiv angezeigt wird, dass in einem Mechanismus mit variablem Ventilhub (VVL-Mechanismus) des Zylinders ein Fehler vorhanden ist.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung ergeben. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und die speziellen Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, in denen:
    • 1A ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 1B eine Zeichnung eines beispielhaften Systems mit variablem Ventilhub (VVL-System) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensteuerungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen und Anzeigen, ob ein Fehler in einem WL-Mechanismus eines Zylinders vorhanden ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
    • 4 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen und Anzeigen, ob ein Fehler in einem WL-Mechanismus eines Zylinders vorhanden ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Eine Kraftmaschine verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern, um Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Durch ein Einlassventil strömt Luft in einen Zylinder hinein. Abgas strömt durch ein Auslassventil aus einem Zylinder heraus. Jeder Zylinder kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten.
  • Ein Mechanismus mit variablem Ventilhub (VVL-Mechanismus) ermöglicht den Betrieb eines zugehörigen Ventils (z.B. eines Einlassventils oder eines Auslassventils) in zwei diskreten Hubzuständen: einem Zustand mit hohem Hub und einem Zustand mit niedrigem Hub. Während eines Betriebs in dem Zustand mit niedrigem Hub öffnet der VVL-Mechanismus das Ventil um einen ersten Abstand. Während eines Betriebs in dem Zustand mit hohem Hub öffnet der VVL-Mechanismus das Ventil um einen zweiten Abstand, und der zweite Abstand ist größer als der erste Abstand.
  • Ein Zylinder mit einem fehlerhaften WL-Mechanismus wird andere Verbrennungskennlinien (z.B. eine Verbrennungsrate bzw. Verbrennungsgeschwindigkeit) als andere Zylinder aufweisen. Zum Beispiel kann ein Zylinder mit einem fehlerhaften VVL-Mechanismus ein höheres Niveau an Fehlzündungen als ein oder mehrere andere Zylinder aufweisen. Die vorliegende Offenbarung beschreibt Systeme und Verfahren zum Detektieren und Anzeigen auf der Grundlage von Kraftmaschinenfehlzündungen, ob ein Fehler in einem WL-Mechanismus eines Zylinders vorhanden ist.
  • Mit Bezug nun auf 1A ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems 100 dargestellt. Eine Kraftmaschine 102 erzeugt Drehmoment für ein Fahrzeug. Durch einen Ansaugkrümmer 104 wird Luft in die Kraftmaschine 102 eingesaugt. Eine Luftströmung in den Ansaugkrümmer 104 hinein kann durch ein Drosselklappenventil 106 verstellt werden. Ein Drosselklappenaktormodul 108 (z.B. ein elektronischer Drosselklappencontroller) steuert das Öffnen des Drosselklappenventils 106. Ein oder mehrere Kraftstoffeinspritzventile, etwa das Kraftstoffeinspritzventil 110, vermischen den Kraftstoff mit der Luft, um ein brennbares Gemisch aus Luft und Kraftstoff auszubilden. Ein Kraftstoffaktormodul 112 steuert die Kraftstoffeinspritzventile.
  • Ein Zylinder 114 enthält einen (nicht gezeigten) Kolben, der mit einer Kurbelwelle 116 gekoppelt ist. Obwohl die Kraftmaschine 102 so dargestellt ist, dass sie nur den Zylinder 114 enthält, kann die Kraftmaschine 102 mehr als einen Zylinder enthalten. Die Kraftstoffeinspritzventile können den Kraftstoff direkt in die Zylinder hinein oder an eine andere geeignete Stelle einspritzen. Ein Verbrennungszyklus des Zylinders 114 kann vier Takte enthalten: einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt. Während einer Umdrehung der Kurbelwelle 116 (d.h. 360 Grad an Kurbelwellendrehung) können zwei der vier Takte auftreten. Ein Kraftmaschinenzyklus umfasst, dass jeder der Zylinder einen Verbrennungszyklus durchläuft, und er findet über zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 116 hinweg statt (d.h. 720 Grad an Kurbelwellendrehung).
  • Mit Bezug auch auf 1B wird der Kolben während des Ansaugtakts auf eine Position ganz unten abgesenkt, und Luft und Kraftstoff können an den Zylinder 114 geliefert werden. Die Position ganz unten kann als eine untere Totpunktposition (UT-Position) bezeichnet werden. Während des Ansaugtakts tritt Luft in den Zylinder 114 durch ein oder mehrere Einlassventile ein, die mit dem Zylinder 114 verbunden sind, wie etwa das Einlassventil 118. Ein oder mehrere Auslassventile wie etwa das Auslassventil 120 sind ebenfalls mit dem Zylinder 114 verbunden. Obwohl nur das Einlassventil 118 und das Auslassventil 120 gezeigt sind und erörtert werden, kann der Zylinder 114 ein oder mehrere zusätzliche Einlassventile und/oder ein oder mehrere zusätzliche Auslassventile enthalten.
  • Während des Verdichtungstakts treibt die Kurbelwelle 116 den Kolben zu einer Position ganz oben. Die Position ganz oben kann als eine obere Totpunktposition (OT-Position) bezeichnet werden. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 118 und das Auslassventil 120 beide geschlossen und der Kolben verdichtet den Inhalt des Zylinders 114. Eine Zündkerze 122 kann das Gemisch aus Luft und Kraftstoff zünden. Ein Zündfunkenaktormodul 124 steuert die Zündkerzen der Kraftmaschine 102. Bei verschiedenen Arten von Kraftmaschinen können die Zündkerzen weggelassen sein.
  • Die Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff treibt den Kolben während des Arbeitstakts zurück zu der UT-Position. Der Kolben treibt die Kurbelwelle 116 an. Die Drehkraft (d.h. das Drehmoment) an der Kurbelwelle 116 aus der Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff kann eine Quelle einer Verdichtungskraft für einen Verdichtungstakt eines Verbrennungszyklus eines nächsten Zylinders in einer vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder sein.
  • Abgas, das aus der Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff resultiert, wird während des Auslasstakts aus dem Zylinder 114 ausgestoßen. Das Abgas wird aus dem Zylinder 114 mithilfe des Auslassventils 120 ausgestoßen. Obwohl die Kraftmaschine 102 als eine Viertaktkraftmaschine mit Funkenzündung beschrieben ist, kann die Kraftmaschine 102 eine andere geeignete Art von Kraftmaschine sein. Zusammen mit der Kraftmaschine 102 kann einer oder können mehrere Elektromotoren bereitgestellt sein.
  • Der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 118 wird durch eine Einlassnockenwelle 126 geregelt. Für jede Zylinderbank der Kraftmaschine 102 kann eine Einlassnockenwelle, etwa die Einlassnockenwelle 126, bereitgestellt sein. Der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 120 wird durch eine Auslassnockenwelle 127 geregelt. Für jede Zylinderbank der Kraftmaschine 102 kann eine Auslassnockenwelle (nicht gezeigt) bereitgestellt sein. Die Drehung der Einlassnockenwelle(n) und der Auslassnockenwelle(n) wird allgemein durch die Drehung der Kurbelwelle 116 angetrieben, etwa durch einen Riemen oder durch eine Kette.
  • Ein Nockenphasensteller regelt die Drehung einer zugehörigen Nockenwelle. Nur als Beispiel regelt ein Einlassnockenphasensteller 128 die Drehung der Einlassnockenwelle 126. Der Einlassnockenphasensteller 128 kann die Drehung der Einlassnockenwelle 126 zum Beispiel mit Bezug auf eine Drehung der Kurbelwelle 116, mit Bezug auf eine Position des Kolbens, mit Bezug auf eine andere Nockenwelle usw. verstellen. Nur als Beispiel kann der Einlassnockenphasensteller 128 eine Drehung der Einlassnockenwelle 126 nach spät oder nach früh verstellen, wodurch der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 118 verändert wird. Ein Auslassnockenphasensteller 129 regelt die Drehung der Auslassnockenwelle 127. Das Verstellen der Drehung einer Nockenwelle mit Bezug auf die Drehung der Kurbelwelle 116 kann als Nockenwellenphasenverstellung bezeichnet werden.
  • Ein Ventilaktormodul 130 steuert den Einlassnockenphasensteller 128. Das Ventilaktormodul 130 oder ein anderes Aktormodul kann den Betrieb des Auslassnockenphasenstellers 129 steuern. Ein Nockenphasensteller kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Hydraulisch betätigte Nockenphasensteller arbeiten auf der Grundlage eines Drucks eines Hydraulikfluids (z.B. eines Öls), das dem Nockenphasensteller zugeführt wird. Elektrisch betätigte Nockenphasensteller arbeiten unter Verwendung von elektrischer Leistung.
  • Ein Mechanismus 136 mit variablem Ventilhub (VVL-Mechanismus) (1B) ist mit dem Einlassventil 118 verbunden. Nur als Beispiel kann der VVL-Mechanismus 136 einen Mechanismus mit einem umschaltbaren Rollenschlepphebel (SRFF) enthalten. Obwohl der VVL-Mechanismus 136 als SRFF gezeigt ist und erörtert wird, kann der WL-Mechanismus 136 andere Arten von Ventilhubmechanismen enthalten, die ermöglichen, dass ein zugehöriges Ventil auf zwei oder mehr diskrete Hubpositionen angehoben wird. Obwohl der VVL-Mechanismus 136 so gezeigt und erörtert wird, dass er mit dem Einlassventil 118 verbunden ist, kann zudem ein weiterer WL-Mechanismus auf ähnliche Weise für das Auslassventil 120 implementiert sein. Nur als Beispiel kann für jedes Ventil eines jeden Zylinders ein VVL-Mechanismus vorgesehen sein.
  • Der WL-Mechanismus 136 enthält eine Hubeinstellvorrichtung 138 und einen Nockenstößel 140. Der Nockenstößel 140 steht in mechanischem Kontakt mit einem Ventilschaft 142 des Einlassventils 118. Eine Vorspannvorrichtung 143 spannt den Ventilschaft 142 in Kontakt mit dem Nockenstößel 140 vor. Der Nockenstößel 140 steht außerdem in mechanischem Kontakt mit der Einlassnockenwelle 126 und der Hubeinstellvorrichtung 138.
  • Die Einlassnockenwelle 126 dreht sich um eine Nockenwellenachse 144. Die Einlassnockenwelle 126 enthält mehrere Nockenbuckel, die Nockenbuckel mit niedrigem Hub und Nockenbuckel mit hohem Hub umfassen, etwa den Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub und den Nockenbuckel 148 mit hohem Hub. Nur als Beispiel kann die Einlassnockenwelle 126 für jedes Einlassventil eines jeden Zylinders einen Nockenbuckel mit niedrigem Hub und einen Nockenbuckel mit hohem Hub enthalten. Die Auslassnockenwelle 127 kann einen Nockenbuckel mit niedrigem Hub und einen Nockenbuckel mit hohem Hub für jedes Auslassventil eines jeden Zylinders enthalten. Obwohl nur das Anheben des Einlassventils 118 erörtert wird, ist die vorliegende Anmeldung auch auf Auslassventile und andere Einlassventile anwendbar.
  • Die Nockenbuckel 146 und 148 mit niedrigem und hohem Hub rotieren mit der Einlassnockenwelle 126. Wenn das Einlassventil 118 geöffnet ist, kann Luft durch einen Einlassdurchgang 150 in den Zylinder 114 hineinströmen. Die Luftströmung durch den Einlassdurchgang 150 in den Zylinder 114 hinein ist blockiert, wenn das Einlassventil 118 geschlossen ist. Das Einlassventil 118 wird mithilfe der Einlassnockenwelle 126 selektiv geöffnet und geschlossen. Insbesondere öffnet und schließt entweder der Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub oder der Nockenbuckel 148 mit hohem Hub das Einlassventil 118 während eines gegebenen Verbrennungszyklus.
  • Ein Nockenbuckel, der den Nockenstößel 140 kontaktiert, übt eine Kraft auf den Nockenstößel 140 in die Richtung des Ventilschafts 142 und der Hubeinstellvorrichtung 138 aus. Der Nockenstößel 140 kann auch als Kipphebelarm bezeichnet werden. Die Hubeinstellvorrichtung 138 kann zusammengeschoben werden, um zu ermöglichen, dass das Einlassventil 118 auf zwei diskrete Positionen geöffnet werden kann, eine Position mit niedrigem Hub und eine Position mit hohem Hub. Der Druck eines Hydraulikfluids 152 kann gesteuert werden, um zu steuern, welcher von den Nockenbuckeln 146 mit niedrigem Hub und den Nockenbuckeln 148 mit hohem Hub das Einlassventil 118 während eines gegebenen Verbrennungszyklus öffnet.
  • Während eines Betriebs des Einlassventils 118 im Zustand mit niedrigem Hub veranlasst der Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub den WL-Mechanismus 136 zum Verschwenken in Übereinstimmung mit der Geometrie des Nockenbuckels 146 mit niedrigem Hub. Das Verschwenken des VVL-Mechanismus 136, das von dem Nockenbuckel 146 mit niedrigem Hub veranlasst wird, öffnet das Einlassventil 118 um einen ersten vorbestimmten Betrag oder Abstand. Bei einem Betrieb im Zustand mit hohem Hub veranlasst der Nockenbuckel 148 mit hohem Hub, dass der VVL-Mechanismus 136 in Übereinstimmung mit der Geometrie des Nockenbuckels 148 mit hohem Hub verschwenkt. Das Verschwenken des WL-Mechanismus 136, das durch den Nockenbuckel 148 mit hohem Hub veranlasst wird, öffnet das Einlassventil 118 um einen zweiten vorbestimmten Betrag oder Abstand. Der zweite vorbestimmte Betrag oder Abstand ist größer als der erste vorbestimmte Betrag oder Abstand.
  • Ein Fluidsteuerungsventil 154 regelt den Druck des Hydraulikfluids 152. Das Ventilaktormodul 130 oder ein anderes Aktormodul steuert das Fluidsteuerungsventil 154, um den Druck des Hydraulikfluids 152 zu steuern. Das Fluidsteuerungsventil 154 kann auch als Ölsteuerungsventil (OCV) bezeichnet werden.
  • Ein Kurbelwellenpositionssensor 160 (1A) überwacht ein Rad 162 mit N Zähnen und erzeugt auf der Grundlage der Rotation des Rades 162 mit N Zähnen ein Kurbelwellenpositionssignal. Nur als Beispiel kann der Kurbelwellenpositionssensor 160 einen Sensor mit variabler Reluktanz (VR-Sensor) oder einen anderen geeigneten Typ von Kurbelwellenpositionssensor enthalten. Das Rad 162 mit N Zähnen rotiert mit der Kurbelwelle 116.
  • Ein Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 164 überwacht einen Druck im Ansaugkrümmer 104 und erzeugt ein MAP-Signal auf der Grundlage des Drucks. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Unterdruck im Ansaugkrümmer 104 gemessen werden, wobei der Unterdruck relativ zu einem Umgebungsdruck gemessen wird. Ein Luftmassendurchsatzsensor (MAF-Sensor) 166 überwacht eine Massenströmungsrate bzw. einen Massendurchsatz von Luft, die durch das Drosselklappenventil 106 hindurchströmt, und erzeugt ein MAF-Signal auf der Grundlage des Massendurchsatzes.
  • Ein Zylinderdrucksensor 168 misst einen Druck im Zylinder 114 und erzeugt ein Zylinderdrucksignal auf der Grundlage des Drucks im Zylinder 114. Für jeden Zylinder der Kraftmaschine 102 kann ein Zylinderdrucksensor vorgesehen sein. Bei verschiedenen Implementierungen können Zylinderdrucksensoren weggelassen sein. Es können auch ein oder mehrere andere Sensoren implementiert sein.
  • Die Kraftmaschine 102 überträgt Drehmoment an ein Getriebe 170. Das Getriebe 170 kann ein Schaltgetriebe, ein Automatikgetriebe, ein automatisches Schaltgetriebe oder eine andere geeignete Art von Getriebe enthalten. Das Getriebe 170 kann mithilfe einer Getriebeausgangswelle 172 und eines Endantriebs (nicht gezeigt) Drehmoment an ein oder mehrere Räder (nicht gezeigt) übertragen.
  • Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) 180 steuert die Arbeitsweise der Kraftmaschine 102. Insbesondere steuert das ECM 180 das Drosselklappenventil 106 mithilfe des Drosselklappenaktormoduls 108 und es steuert die Kraftstoffeinspritzventile mithilfe des Kraftstoffaktormoduls 112. Das ECM 180 steuert die Zündkerzen mithilfe des Zündkerzenaktormoduls 124. Mithilfe des Ventilaktormoduls 130 steuert das ECM 180 eine Phasenverstellung der Einlass- und Auslassventile. Das ECM 180 kann außerdem das Anheben des Einlass- und Auslassventils mithilfe des Ventilaktormoduls 130 steuern.
  • Das ECM 180 lernt selektiv den Abstand zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Zähnen des Rads 162 mit N Zähnen. Auf der Grundlage der gelernten Abstände und des Kurbelwellenpositionssignals erzeugt das ECM 180 ein zweites Kurbelwellenpositionssignal. Das ECM 180 erzeugt ein Kraftmaschinendrehzahlsignal auf der Grundlage des zweiten Kurbelwellenpositionssignals. Das Kraftmaschinendrehzahlsignal bei einer gegebenen Kurbelwellenposition zeigt die augenblickliche Kraftmaschinendrehzahl bei der Kurbelwellenposition an.
  • Das ECM 180 kann eine angezeigte Arbeit eines Verbrennungszyklus des Zylinders 114 auf der Grundlage der Quadrate von zwei oder mehr augenblicklichen Kraftmaschinendrehzahlen bei jeweiligen vorbestimmten Kurbelwellenpositionen des Verbrennungszyklus bestimmen. Das ECM 180 kann einen angezeigten mittleren Effektivdruck (IMEP) für den Verbrennungszyklus des Zylinders 114 auf der Grundlage der angezeigten Arbeit und eines Hubraumvolumens der Kraftmaschine 102 bestimmen. Das ECM 180 bestimmt einen IMEP für jeden Verbrennungszyklus jedes Zylinders der Kraftmaschine 102. Bei verschiedenen Implementierungen kann das ECM 180 die IMEPs auf der Grundlage von Zylinderdrücken bestimmen, die von Zylinderdrucksensoren gemessen werden.
  • Auf der Grundlage der IMEPs kann das ECM 180 feststellen, ob während des Verbrennungszyklus eine Kraftmaschinenfehlzündung aufgetreten ist und eine oder mehrere andere Maßnahmen durchführen, etwa das Verstellen eines oder mehrerer Kraftmaschinenbetriebsparameter. Nur als Beispiel können die Kraftmaschinenbetriebsparameter eine Nockenwellenphasenstellung auf der Grundlage eines Kurbelwellenwinkels, bei dem 50 % des Kraftstoffs im Zylinder 114 verbrannt sein werden (CA50), den Hubzustand von Einlass- und/oder Auslassventilen, den Zündzeitpunkt und/oder einen oder mehrere andere geeignete Kraftmaschinenbetriebsparameter enthalten.
  • Das ECM 180 kann einen Variationskoeffizienten (COV) für den Zylinder 114 unter Verwendung des IMEP und einer vorbestimmen Anzahl vorheriger IMEPs, die jeweils für vorherige Verbrennungszyklen des Zylinders 114 bestimmt wurden, bestimmen. Das ECM 180 kann einen COV für jeden Zylinder bestimmen. Auf der Grundlage des COV eines Zylinders bestimmt das ECM 180, ob eine Fehlzündung in einem Zylinder aufgetreten ist, und zeigt dies an.
  • Mit Bezug nun auf 2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Kraftmaschinensteuerungssystems dargestellt, das einen beispielhaften Abschnitt des ECM 180 enthält. Ein Fahrerdrehmomentmodul 204 kann eine Fahrerdrehmomentanforderung 208 auf der Grundlage einer oder mehrerer Eingaben des Fahrers wie etwa einer Gaspedalposition, einer Bremspedalposition, einer Geschwindigkeitsregelungseingabe und/oder einer oder mehrerer anderer geeigneter Fahrereingaben bestimmen. Auf der Grundlage der Fahrerdrehmomentanforderung 208 und/oder einer oder mehrerer anderer Drehmomentanforderungen kann ein oder können mehrere Kraftmaschinenbetriebsparameter gesteuert werden.
  • Beispielsweise kann ein Drosselklappensteuerungsmodul 212 eine gewünschte Drosselklappenöffnung 216 auf der Grundlage der Fahrerdrehmomentanforderung 208 bestimmen. Das Drosselklappenaktormodul 108 kann eine Öffnung des Drosselklappenventils 106 auf der Grundlage der gewünschten Drosselklappenöffnung 216 verstellen. Ein Zündfunkensteuerungsmodul 220 kann einen gewünschten Zündfunkenzeitpunkt 224 auf der Grundlage der Fahrerdrehmomentanforderung 208 bestimmen. Das Zündfunkenaktormodul 124 kann Zündfunken auf der Grundlage des gewünschten Zündfunkenzeitpunkts 224 erzeugen.
  • Ein Kraftstoffsteuerungsmodul 228 kann einen oder mehrere gewünschte Kraftstoffzufuhrparameter 232 auf der Grundlage der Fahrerdrehmomentanforderung 208 bestimmen. Beispielsweise können die gewünschten Kraftstoffzufuhrparameter 232 den Zeitpunkt und die Menge der Kraftstoffeinspritzung enthalten. Das Kraftstoffaktormodul 112 kann die Kraftstoffeinspritzventile betätigen, um Kraftstoff auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffzufuhrparameter 232 einzuspritzen.
  • Ein Ventilsteuerungsmodul 236 kann einen gewünschten Hubzustand 240, einen gewünschten Einlassphasenwinkel 244 und einen gewünschten Auslassphasenwinkel 248 auf der Grundlage der Fahrerdrehmomentanforderung 208 bestimmen. Der gewünschte Hubzustand 240 kann entweder der Zustand mit hohem Hub oder der Zustand mit niedrigem Hub sein. Das Ventilaktormodul 130 steuert den Betrieb der Ventile in dem Zustand mit hohem Hub oder dem Zustand mit niedrigem Hub zu einem gegebenen Zeitpunkt auf der Grundlage des gewünschten Hubzustands 240. Das Ventilaktormodul 130 kann die Phasenverstellung der Einlass- und Auslassnockenwelle auf der Grundlage der gewünschten Einlass- und Auslassphasenwinkel 244 und 248 steuern.
  • Ein Filtermodul 252 erzeugt Schätzwerte der (augenblicklichen) Kurbelwellenposition, der (augenblicklichen) Kraftmaschinendrehzahl und der Kurbelwellenbeschleunigung auf der Grundlage einer Kurbelwellenposition 256, die unter Verwendung des Kurbelwellenpositionssensors 160 erzeugt wird. Das Filtermodul 252 erzeugt eine Kurbelwellenposition (nicht speziell gezeigt), eine Kraftmaschinendrehzahl 260 und eine Beschleunigung (nicht speziell gezeigt), um jeweils die Schätzwerte anzuzeigen. Das Filtermodul 252 kann die Schätzwerte beispielsweise unter Verwendung eines Kalman-Filters, eines Tschebyscheff-Filters, eines Butterworth-Typ-II-Filters oder eines anderen geeigneten Filtertyps erzeugen.
  • Ein IMEP-Modul 264 bestimmt einen IMEP 268 für den Verbrennungszyklus des Zylinders 114. Das IMEP-Modul 264 kann den IMEP 268 für einen Verbrennungszyklus auf der Grundlage einer angezeigten Arbeit für den Verbrennungszyklus bestimmen. Das IMEP-Modul 264 bestimmt den IMEP 268 für den Verbrennungszyklus ferner auf der Grundlage eines Hubraumvolumens der Kraftmaschine 102. Das IMEP-Modul 264 kann die angezeigte Arbeit für den Verbrennungszyklus des Zylinders 114 auf der Grundlage der Quadrate von zwei oder mehr Werten der Kraftmaschinendrehzahl 260 bei jeweiligen vorbestimmten Kurbelwellenpositionen des Verbrennungszyklus bestimmen. Das IMEP-Modul 264 bestimmt die angezeigte Arbeit und den IMEP 268 für jeden Verbrennungszyklus von jedem Zylinder der Kraftmaschine 102. Bei verschiedenen Implementierungen kann das IMEP-Modul 264 die angezeigte Arbeit und/oder den IMEP 268 auf der Grundlage von Zylinderdrücken bestimmen, die unter Verwendung von Zylinderdrucksensoren gemessen werden.
  • Ein Variationskoeffizientenmodul (COV-Modul) 272 bestimmt einen COV 276 für den Zylinder 114 auf der Grundlage einer vorbestimmten Anzahl von Werten des IMEP 268, die für eine jeweilige vorbestimmte Anzahl von vorherigen (z.B. den aktuellsten) Verbrennungszyklen des Zylinders 114 bestimmt wurden. Das COV-Modul 262 kann beispielsweise den COV 276 gleich der Standardabweichung der vorbestimmten Anzahl von Werten des IMEP 268 dividiert durch einen Mittelwert der Werte des IMEP 268 setzen. Das COV-Modul 272 bestimmt einen COV für jeden Zylinder jeweils auf der Grundlage der IMEP-Werte des Zylinders.
  • Ein Fehlzündungsanzeigemodul 280 zeigt auf der Grundlage des COV 276 des Zylinders 114 an, ob eine Fehlzündung in dem Zylinder 114 aufgetreten ist. Das Fehlzündungsanzeigemodul 280 erzeugt Fehlzündungsdaten 284, die anzeigen, ob eine Fehlzündung im Zylinder 114 aufgetreten ist. Das Fehlzündungsanzeigemodul 280 bestimmt außerdem auf der Grundlage des jeweiligen COV eines jeden Zylinders, ob eine Fehlzündung in jedem anderen Zylinder aufgetreten ist, und erzeugt entsprechend die Fehlzündungsdaten 284. Beispielsweise kann das Fehlzündungsanzeigemodul 280 bestimmen und anzeigen, dass eine Fehlzündung in einem Zylinder aufgetreten ist, wenn der COV des Zylinders größer als ein vorbestimmter Wert ist. Nur als Beispiel kann das Fehlzündungsanzeigemodul 280 anzeigen, dass in einem Zylinder eine Fehlzündung aufgetreten ist, wenn der COV des Zylinders 18 Prozent (%) oder mehr beträgt.
  • Ein Zylinder mit einem fehlerhaften VVL-Mechanismus wird andere Verbrennungskennlinien (z.B. eine Verbrennungsrate) als andere Zylinder aufweisen. Beispielsweise kann ein Zylinder mit einem fehlerhaften WL-Mechanismus ein höheres Fehlzündungsniveau als ein oder mehrere andere Zylinder aufweisen. Ein Zylinder mit einem fehlerhaften WL-Mechanismus kann beispielsweise Fehlzündungen häufiger zeigen als Zylinder mit zuverlässigen VVL-Mechanismen, ein Zylinder mit einem fehlerhaften VVL-Mechanismus kann besser beobachtbare Fehlzündungen (z.B. einen größeren COV) als Zylinder mit zuverlässigen VVL-Mechanismen zeigen.
  • Wenn ein VVL-Mechanismus fehlerhaft ist, wird das zugehörige Ventil im Betrieb entweder im Zustand mit hohem Hub oder im Zustand mit niedrigem Hub unabhängig davon festsitzen, ob der gewünschte Hubzustand 240 der Zustand mit hohem Hub oder der Zustand mit niedrigem Hub ist. Beispielsweise kann, wenn der WL-Mechanismus fehlerhaft ist, das zugehörige Ventil beim Betrieb im Zustand mit dem hohen Hub festsitzen, sowohl wenn der gewünschte Hubzustand 240 der Zustand mit hohem Hub ist als auch wenn der gewünschte Hubzustand 240 der Zustand mit niedrigem Hub ist.
  • Ein Speichermodul 288 speichert die Fehlzündungsdaten 284 für die Zylinder. Beispielsweise kann das Speichermodul 288 über eine vorbestimmte Zeitspanne oder eine vorbestimmte Anzahl von Kraftmaschinenzyklen hinweg für jeden Zylinder eine Anzahl der Male mitführen, die das Fehlzündungsanzeigemodul 280 anzeigte, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist. Das Speichermodul 288 kann außerdem den Wert des COV 276 für jeden Zylinder speichern.
  • Ein Fehlerdetektionsmodul 290 kann ein Umschaltbefehlsmodul 292 und ein Fehleranzeigemodul 294 enthalten. Wenn eine oder mehrere Aktivierungsbedingungen erfüllt sind, befiehlt das Umschaltbefehlsmodul 292 dem Ventilsteuerungsmodul 236, den gewünschten Hubzustand 240 in den anderen der Hubzustände umzuschalten. Nur als Beispiel kann das Umschaltbefehlsmodul 292 dem Ventilsteuerungsmodul 236 befehlen, das Umschalten durchzuführen, wenn der COV eines Zylinders größer als der vorbestimmte Wert ist, der COV eines Zylinders um mindestens einen vorbestimmten Betrag größer als der COV eines oder mehrerer anderer Zylinder ist und/oder wenn von dem Fehlzündungsanzeigemodul 280 eine oder mehrere Fehlzündungen detektiert wird bzw. werden.
  • Wenn der gewünschte Hubzustand 240 auf den Zustand mit hohem Hub eingestellt ist, schaltet das Ventilsteuerungsmodul 236 den gewünschten Hubzustand 240 in Ansprechen auf den Befehl in den Zustand mit niedrigem Hub um. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 auf den Zustand mit niedrigem Hub eingestellt ist, schaltet das Ventilsteuerungsmodul 236 in Ansprechen auf den Befehl den gewünschten Hubzustand in den Zustand mit hohem Hub um.
  • Wenn der gewünschte Hubzustand 240 auf den Zustand mit niedrigem Hub eingestellt ist und das Ventilsteuerungsmodul 236 den gewünschten Hubzustand 240 in Ansprechen auf den Befehl in den Zustand mit hohem Hub umschaltet, kann das Umschaltbefehlsmodul 292 auch dem Zündfunkensteuerungsmodul 220 befehlen, den Zündfunkenzeitpunkt zu verstellen, und es kann dem Ventilsteuerungsmodul 236 befehlen, die Phasenstellung der Einlass- und/oder Auslassnocken zu verstellen. Das Umschaltbefehlsmodul 292 kann beispielsweise dem Zündfunkensteuerungsmodul 220 befehlen, den Zündfunkenzeitpunkt auf einen vorbestimmten Zeitpunkt zu verstellen, indem der gewünschte Zündfunkenzeitpunkt 242 bei jedem Verbrennungszyklus um einen vorbestimmten Betrag verstellt wird. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 anfänglich auf den Zustand mit niedrigem Hub eingestellt ist, kann das Umschaltbefehlsmodul 292 dem Ventilsteuerungsmodul 236 auch befehlen, die Phasenstellung der Einlass- und/oder Auslassnocken zu verstellen, um vorbestimmten Phasenwinkel zu erreichen, indem die gewünschten Einlass- und Auslassphasenwinkel 244 bzw. 248 um einen vorbestimmten Betrag bei jedem Verbrennungszyklus verstellt werden. Der vorbestimmte Zeitpunkt für den Zündfunkenzeitpunkt und die vorbestimmten Phasenwinkel für die Phasenstellung der Einlass- und/oder Auslassnocken können vorbestimmte kalibrierte Werte sein, die beim Betrieb im Zustand mit hohem Hub Fehlzündungen besser beobachtbar machen.
  • Wenn der gewünschte Hubzustand 240 auf den Zustand mit hohem Hub eingestellt ist, wenn der Befehl empfangen wird, kann es sein, dass Verstellungen des Zündfunkenzeitpunkts und/oder der Einlass- und Auslassphasenwinkel nicht durchgeführt werden. Während eines Betriebs im Zustand mit niedrigem Hub (das heißt, nach einem Umschalten vom Zustand mit hohem Hub in den Zustand mit niedrigem Hub) können Fehlzündungen ohne Verstellungen am Zündfunkenzeitpunkt und/oder der Phasenstellung der Einlass- und/oder Auslassnocken leicht beobachtbar sein.
  • In Ansprechen auf das Umschalten in den anderen der Hubzustände überwacht das Fehleranzeigemodul 294, ob Fehlzündungen in einem oder mehreren Zylindern auftreten. Das Fehleranzeigemodul 294 kann nach dem Umschalten in den anderen der Hubzustände vor dem Durchführen der Überwachung eine vorbestimmte Zeitspanne oder eine vorbestimmte Anzahl von Kraftmaschinenzyklen lang warten.
  • Das Fehleranzeigemodul 294 zeigt auf der Grundlage dessen, ob ein Zylinder, der vor dem Umschalten in den anderen der Hubzustände Fehlzündungen zeigte, nach dem Umschalten fortfährt, Fehlzündungen zu zeigen, ob ein Fehler in einem VVL-Mechanismus des Zylinders vorhanden ist. Beispielsweise kann das Fehleranzeigemodul 294 anzeigen, dass ein Fehler in einem WL-Mechanismus vorhanden ist, wenn ein Zylinder, der Fehlzündungen vor dem Umschalten zeigte, nach dem Umschalten keine Fehlzündungen zeigt. Wenn der Zylinder damit fortfährt, nach dem Umschalten Fehlzündungen zu zeigen, kann das Fehleranzeigemodul 294 anzeigen, dass in einem VVL-Mechanismus kein Fehler vorhanden ist.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann ein zweites Umschalten beim gewünschten Hubzustand 240 durchgeführt werden, wenn der Zylinder nach dem Umschalten in den anderen der Hubzustände keine Fehlzündungen zeigt. Mit anderen Worten kann der gewünschte Hubzustand 240 in den anfänglichen der Hubzustände zurückgeschaltet werden. Das zweite Umschalten kann beispielsweise durchgeführt werden, um das Vorhandensein eines Fehlers in dem WL-Mechanismus zu verifizieren, indem verifiziert wird, dass der Zylinder Fehlzündungen während des Betriebs in einem der Hubzustände zeigt und im Betrieb im anderen der Hubzustände keine Fehlzündungen zeigt.
  • Das Fehleranzeigemodul 294 kann auf der Grundlage dessen, ob der Zylinder nach dem zweiten Umschalten Fehlzündungen zeigt, anzeigen, ob ein Fehler in einem VVL-Mechanismus des Zylinders vorhanden ist. Zum Beispiel kann das Fehleranzeigemodul 294 anzeigen, dass ein Fehler in einem VVL-Mechanismus des Zylinders vorhanden ist, wenn der Zylinder eine Fehlzündung nach dem zweiten Umschalten zeigt. Wenn der Zylinder nach dem zweiten Umschalten keine Fehlzündungen zeigt, kann das Fehleranzeigemodul 294 anzeigen, dass in einem WL-Mechanismus kein Fehler vorhanden ist. Das Fehleranzeigemodul 294 kann wieder eine vorbestimmte Zeitspanne oder eine vorbestimmte Anzahl von Kraftmaschinenzyklen nach dem zweiten Umschalten in den anderen der Hubzustände warten, bevor es die Überwachung durchführt.
  • Das Fehleranzeigemodul 294 zeigt mithilfe einer WL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 an, ob ein Fehler in einem WL-Mechanismus des Zylinders vorhanden ist. Zum Beispiel kann das Fehleranzeigemodul 294 die VVL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 auf einen aktiven Zustand in einem Speicher 296 setzen, wenn ein Fehler in einem VVL-Mechanismus des Zylinders vorhanden ist. Das Fehleranzeigemodul 294 kann die WL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 in einen inaktiven Zustand setzen, wenn kein Fehler in einem WL-Mechanismus vorhanden ist. Zum Beispiel kann die VVL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 ein vorbestimmter Diagnoseproblemcode (DTC) sein, der einem Fehler in einem VVL-Mechanismus des Zylinders zugeordnet ist. Der Fehler in dem VVL-Mechanismus kann beispielsweise ein gebrochener Kipphebelarm sein.
  • Das Fehleranzeigemodul 294 kann die WL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 außerdem erzeugen, um anzuzeigen, ob der fehlerhafte WL-Mechanismus im Betrieb im Zustand mit hohem Hub oder im Zustand mit niedrigem Hub festsitzt. Wenn der Zylinder nach dem Umschalten aufhört, Fehlzündungen zu zeigen und/oder nach dem zweiten Umschalten Fehlzündungen zeigt, kann das Fehleranzeigemodul 294 anzeigen, dass der VVL-Mechanismus beim Betreiben des zugehörigen Ventils in dem anfänglichen Hubzustand festsitzt. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 beispielsweise zuerst von dem Zustand mit niedrigem Hub in den Zustand mit hohem Hub umgeschaltet wurde und anschließend vom Zustand mit hohem Hub in den Zustand mit niedrigem Hub umgeschaltet wurde, kann das Fehleranzeigemodul 294 anzeigen, dass der VVL-Mechanismus in dem Zustand mit niedrigem Hub festsitzt, wenn der Zylinder nach dem Umschalten in den Zustand mit hohem Hub aufhört, Fehlzündungen zu zeigen und/oder der Zylinder nach dem zweiten Umschalten in den Zustand mit niedrigem Hub Fehlzündungen zeigt.
  • Ein Überwachungsmodul 297 kann die Erzeugung der VVL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 und/oder einer oder mehrerer anderer Fehleranzeigen überwachen. In Ansprechen auf die Erzeugung der WL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 kann das Überwachungsmodul 297 beispielsweise eine Fehlfunktionsanzeigeleuchte (MIL) 298 beleuchten. Auf der Grundlage der VVL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 kann Fahrzeugwartungspersonal den WL-Mechanismus, der den Fehler enthält und der die Fehlzündung verursacht hat, identifizieren und austauschen.
  • In Ansprechen auf die Erzeugung der VVL-Mechanismus-Fehleranzeige 295 kann eine oder können mehrere andere Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Nur als Beispiel kann das Ventilsteuerungsmodul 236 das Einstellen des gewünschten Hubzustands 240 auf den einen der Hubzustände begrenzen, in dem der WL-Mechanismus festsitzt. Wenn das Fehleranzeigemodul 294 beispielsweise anzeigt, dass der VVL-Mechanismus in dem Zustand mit niedrigem Hub festsitzt, kann das Ventilsteuerungsmodul 236 den gewünschten Hubzustand 240 nur auf den Zustand mit niedrigem Hub einstellen und vom Setzen des gewünschten Hubzustands 240 auf den Zustand mit hohem Hub absehen.
  • Mit Bezug nun auf 3 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen und Anzeigen, ob ein Fehler in einem VVL-Mechanismus eines Zylinders vorhanden ist, zeigt. Die Steuerung kann mit 304 beginnen, wobei die Steuerung feststellt, ob in einem Zylinder eine Fehlzündung aufgetreten ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung bei 304 feststellen, ob der COV eines Zylinders größer als der vorbestimmte Wert ist und/oder ob der COV eines Zylinders um mindestens den vorbestimmten Betrag größer als der COV eines oder mehrerer anderer Zylinder ist. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit 306 fortfahren, wenn nicht, kann die Steuerung bei 304 bleiben.
  • Bei 306 kann die Steuerung feststellen, ob der Hubzustand gegenwärtig der Zustand mit niedrigem Hub ist. Wenn nicht, kann die Steuerung bei 308 selektiv den Zündfunkenzeitpunkt, den Einlassnockenphasenwinkel und/oder den Auslassnockenphasenwinkel verstellen und mit 312 fortfahren. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung zu 312 wechseln.
  • Bei 312 schaltet die Steuerung den gewünschten Hubzustand 240 in den anderen der Hubzustände um. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 beispielsweise der Zustand mit niedrigem Hub ist, schaltet die Steuerung den gewünschten Hubzustand 240 in den Zustand mit hohem Hub um, und umgekehrt. Bei 316 kann die Steuerung feststellen, ob der Zylinder (der Fehlzündungen vor dem Umschalten zeigte) immer noch Fehlzündungen zeigt. Wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung bei 320 anzeigen, dass in einem VVL-Mechanismus des Zylinders ein Fehler vorhanden ist, und die Steuerung kann enden. Die Steuerung kann bei 320 auch anzeigen, dass der WL-Mechanismus in dem einen der Hubzustände vor dem Umschalten im Betrieb festsitzt. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 vor dem Umschalten beispielsweise der Zustand mit niedrigem Hub war, kann die Steuerung bei 320 anzeigen, dass der VVL-Mechanismus im Zustand mit niedrigem Hub im Betrieb festsitzt. Wenn 316 wahr ist, kann die Steuerung bei 324 anzeigen, dass in dem VVL-Mechanismus der Kraftmaschine 102 kein Fehler vorhanden ist, und die Steuerung kann enden.
  • Wenn in einem WL-Mechanismus des Zylinders ein Fehler vorhanden ist, kann eine oder können mehrere Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Zum Beispiel kann die Steuerung den gewünschten Hubzustand 240 auf den einen der Hubzustände begrenzen, in dem der VVL-Mechanismus festsitzt, und verhindern, dass der gewünschte Hubzustand 240 in den anderen der Hubzustände umgeschaltet wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung die MIL 298 beleuchten.
  • Mit Bezug nun auf 4 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen und Anzeigen, ob ein Fehler in einem VVL-Mechanismus eines Zylinders vorhanden ist, zeigt. Die Steuerung kann mit 404 beginnen, wobei die Steuerung feststellen kann, ob eine oder mehrere Aktivierungsbedingungen zum Bestimmen, ob ein Fehler in einem VVL-Mechanismus eines Zylinders vorhanden ist, erfüllt ist bzw. sind. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit 406 fortfahren. Wenn nicht, kann die Steuerung bei 404 bleiben.
  • Bei 406 kann die Steuerung feststellen, ob der Hubzustand gegenwärtig der Zustand mit niedrigem Hub ist. Wenn nicht, kann die Steuerung bei 408 selektiv den Zündfunkenzeitpunkt, den Einlassnockenphasenwinkel und/oder den Auslassnockenphasenwinkel verstellen, und die Steuerung kann mit 412 fortfahren. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung zu 412 wechseln.
  • Bei 412 kann die Steuerung feststellen, ob ein oder mehrere Zylinder ein höheres Fehlzündungsniveau gezeigt haben als ein oder mehrere andere Zylinder. Zum Beispiel kann die Steuerung bei 412 feststellen, ob eine Anzahl von Fehlzündungen, die in einem Zylinder während einer vorbestimmten Zeitspanne oder einer vorbestimmten Anzahl von Kraftmaschinenzyklen aufgetreten sind, größer als eine Anzahl von Fehlzündungen ist, die in einem oder mehreren anderen Zylindern während der Zeitspanne oder der Anzahl von Kraftmaschinenzyklen aufgetreten sind. Die Steuerung kann fordern, dass die Anzahl der Fehlzündungen um mindestens einen vorbestimmten Betrag größer als die Anzahl von Fehlzündungen in dem einen oder den mehreren anderen Zylindern ist. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit 416-428 fortfahren. Wenn nicht, kann die Steuerung mit 432-444 fortfahren, was nachstehend weiter erörtert wird.
  • Bei 416 schaltet die Steuerung den gewünschten Hubzustand 240 in den andren der Hubzustände um. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 beispielsweise der Zustand mit niedrigem Hub ist, schaltet die Steuerung den gewünschten Hubzustand 240 in den Zustand mit hohem Hub um, und umgekehrt. Bei 420 kann die Steuerung feststellen, ob der eine oder die mehreren Zylinder (der bzw. die ein höheres Fehlzündungsniveau als ein oder mehrere andere Zylinder vor dem Umschalten zeigte(n)) immer noch ein höheres Fehlzündungsniveau als ein oder mehrere andere Zylinder zeigt bzw. zeigen. Wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung bei 428 anzeigen, dass ein Fehler in einem VVL-Mechanismus des Zylinders vorhanden ist, und die Steuerung kann enden. Die Steuerung kann bei 428 auch anzeigen, dass der WL-Mechanismus in dem einen der Hubzustände vor dem Umschalten im Betrieb festsitzt. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 vor dem Umschalten beispielsweise der Zustand mit niedrigem Hub war, kann die Steuerung bei 428 anzeigen, dass der VVL-Mechanismus in dem Zustand mit niedrigem Hub im Betrieb festsitzt. Wenn 420 wahr ist, kann die Steuerung bei 424 anzeigen, dass in dem WL-Mechanismus des Zylinders kein Fehler vorhanden ist, und die Steuerung kann enden.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die Steuerung, wenn 412 falsch ist, mit 432-444 fortfahren. Bei 432 schaltet die Steuerung den gewünschten Hubzustand 240 in den anderen der Hubzustände um. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 beispielsweise der Zustand mit niedrigem Hub ist, schaltet die Steuerung den gewünschten Hubzustand 240 in den Zustand mit hohem Hub um, und umgekehrt.
  • Bei 436 kann die Steuerung feststellen, ob ein oder mehrere Zylinder nach dem Umschalten ein höheres Fehlzündungsniveau als ein oder mehrere andere Zylinder gezeigt haben, während sie vor dem Umschalten kein höheres Fehlzündungsniveau zeigten. Zum Beispiel kann die Steuerung feststellen, ob eine Anzahl von Fehlzündungen, die in einem Zylinder während einer vorbestimmten Zeitspanne oder einer vorbestimmten Anzahl von Kraftmaschinenzyklen bei 412 aufgetreten sind, größer als eine Anzahl von Fehlzündungen ist, die in einem oder mehreren anderen Zylindern während der Zeitspanne oder der Anzahl von Kraftmaschinenzyklen aufgetreten sind. Die Steuerung kann fordern, dass die Anzahl der Fehlzündungen um mindestens einen vorbestimmten Betrag größer als die Anzahl der Fehlzündungen in dem einen oder den mehreren anderen Zylindern ist. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung bei 440 anzeigen, dass ein Fehler in einem WL-Mechanismus des Zylinders vorhanden ist, und die Steuerung kann enden. Die Steuerung kann bei 440 außerdem anzeigen, dass der VVL-Mechanismus in dem einen der Hubzustände vor dem Umschalten im Betrieb festsitzt. Wenn der gewünschte Hubzustand 240 beispielsweise vor dem Umschalten der Zustand mit niedrigem Hub war, kann die Steuerung bei 440 anzeigen, dass der WL-Mechanismus im Zustand mit niedrigem Hub im Betrieb festsitzt. Wenn 436 wahr ist, kann die Steuerung bei 444 anzeigen, dass in dem VVL-Mechanismus der Kraftmaschine 102 kein Fehler vorhanden ist, und die Steuerung kann enden.
  • Die vorstehende Beschreibung ist rein beispielhaft und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Die weitgefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt sein, da sich bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenbaren werden. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
  • Bei der Verwendung hierin kann der Begriff „Modul“ eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt, andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa bei einem System-On-Chip bezeichnen, ein Teil davon sein oder diese enthalten. Der Begriff Modul kann einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) enthalten, der einen Code speichert, der von dem Prozessor ausgeführt wird.
  • Der Begriff „Code“ kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff „gemeinsam genutzt“ bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen in einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff „Gruppe“ bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten enthalten. Beispiele ohne Einschränkung des nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Mediums sind nicht flüchtiger Speicher, magnetischer Massenspeicher und optischer Massenspeicher.

Claims (10)

  1. Verfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass: selektiv angezeigt wird, dass eine Fehlzündung in einem Zylinder einer Kraftmaschine aufgetreten ist; das Anheben eines Ventils eines Zylinders der Kraftmaschine gesteuert wird; in Ansprechen auf die Anzeige, dass eine Fehlzündung in dem Zylinder aufgetreten ist, das Anheben des Ventils von entweder einem Zustand mit niedrigem Hub oder einem Zustand mit hohem Hub in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und hohem Hub umgeschaltet wird; und auf der Grundlage dessen, ob das Auftreten einer Fehlzündung in dem Zylinder nach dem Umschalten in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und mit hohem Hub angezeigt wird, selektiv angezeigt wird, dass ein Fehler in einem Mechanismus mit variablem Ventilhub (WL-Mechanismus) des Zylinders vorhanden ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass in Ansprechen auf eine Anzeige, dass nach dem Umschalten in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und mit hohem Hub eine Fehlzündung in dem Zylinder nicht aufgetreten ist, angezeigt wird, dass in dem VVL-Mechanismus ein Fehler vorhanden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass in Ansprechen auf die Anzeige, dass nach dem Umschalten in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und mit hohem Hub eine Fehlzündung im Zylinder nicht aufgetreten ist, angezeigt wird, dass das Ventil in dem einen der Zustände mit niedrigem Hub oder mit hohem Hub im Betrieb festsitzt,.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, das in Ansprechen auf die Anzeige, dass nach dem Umschalten in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und mit hohem Hub eine Fehlzündung in dem Zylinder nicht aufgetreten ist, angezeigt wird, dass ein Fehler mit dem Zylinder verbunden ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass in Ansprechen auf eine zweite Anzeige, dass nach dem Umschalten in den anderen der Zustände mit niedrigem Hub und mit hohem Hub Fehlzündungen im Zylinder aufgetreten sind, angezeigt wird, dass kein Fehler in dem WL-Mechanismus vorhanden ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Variationskoeffizient (COV) für den Zylinder auf der Grundlage von angezeigten mittleren Effektivdrücken (IMEPs) von Verbrennungszyklen des Zylinders bestimmt wird; und auf der Grundlage eines COV der IMEPs festgestellt wird, ob Fehlzündungen in dem Zylinder aufgetreten sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass angezeigt wird, dass Fehlzündungen im Zylinder aufgetreten sind, wenn der COV des Zylinders größer als ein vorbestimmter Wert ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ein vorbestimmter Diagnoseproblemcode (DTC) im Speicher gesetzt wird, wenn ein Fehler in dem VVL-Mechanismus vorhanden ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass: der Speicher überwacht wird; und eine Fehlfunktionsanzeigeleuchte in Ansprechen auf das Setzen des vorbestimmten DTC beleuchtet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders in Ansprechen auf die Anzeige, dass in dem Zylinder Fehlzündungen aufgetreten sind, selektiv verstellt wird; und eine Phasenstellung einer Einlassnockenwelle und/oder eine Phasenstellung einer Auslassnockenwelle in Ansprechen auf die Anzeige, dass Fehlzündungen im Zylinder aufgetreten sind, selektiv verstellt wird bzw. werden.
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