DE102014105838A1

DE102014105838A1 - Verfahren und System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal

Info

Publication number: DE102014105838A1
Application number: DE102014105838.0A
Authority: DE
Inventors: Kihoon Nam; Jae Beom Park; Seungeun YU; Kyoungchan Han
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2034-04-26
Also published as: CN104713679A; DE102014105838B4; KR101534712B1; KR20150071093A; CN104713679B

Abstract

Bereitgestellt werden ein Verfahren und ein System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensor (30) und eines Luftdurchflusssensors (40) durch ein Verbrennungsdrucksignal. Das Verfahren kann aufweisen: Ermitteln, ob ein Verbrennungsmotor (10) im Schubbetrieb ist oder nicht (S110), Berechnen eines Drucks (eines Ladedrucks) eines Ansaugkrümmers auf der Grundlage eines durch einen Verbrennungssensor erfassten Verbrennungsdrucks aus vorbestimmten Gleichungen, wenn der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist (S200), Berechnen einer Luftdurchflussrate des Ansaugkrümmers auf der Grundlage des erfassten Verbrennungsdrucks aus vorbestimmten Gleichungen, wenn der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist (S300), Vergleichen des berechneten Ladedrucks mit einem durch einen Ladedrucksensor (30) erfassten Ladedruck und Vergleichen der berechneten Luftdurchflussrate mit einer durch einen Luftdurchflusssensor (40) erfassten Luftdurchflussrate (S310), Korrigieren des Ladedrucksensors (30) auf einen vorbestimmten Wert, wenn ein Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert, wobei der vorbestimmte Bezugswert kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerwert (S230), und Korrigieren des Luftdurchflusssensors (40) auf einen vorbestimmten Wert, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert, wobei der vorbestimmte Bezugswert kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerwert (S330).

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0157578 , eingereicht am 17. Dezember 2013 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme hierin mitaufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors (z. B. eines Luftmassenstromsensors oder Luftvolumenstromsensors) durch ein Verbrennungsdrucksignal und insbesondere ein Verfahren und ein System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal, das eine Drift (eine Abweichung oder eine Veränderung der Eigenschaft) eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors diagnostizieren und korrigieren kann, indem ein Ladedruck und ein Luftdurchfluss (z. B. ein Luftmassenstrom oder Luftvolumenstrom), die durch ein Signal eines Verbrennungsdrucksensors berechnet werden/sind, mit einem Ladedruck und einer Luftdurchflussrate (z. B. einer Luftmassenstromrate oder Luftvolumenstromrate) verglichen werden, welche durch den Ladedrucksensor und dem Luftdurchflusssensor erfasst werden/sind.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein Fahrzeug-Verbrennungsmotor, insbesondere ein Dieselverbrennungsmotor, kompensiert eine Einspritzzeit und eine Einspritzmenge, wenn eine Abweichung auftritt, um einen Verbrennungsmotor in einem stabilen Zustand beizubehalten, indem eine Wärmefreisetzungsrate aus einem Verbrennungsdruck des Verbrennungsmotors berechnet wird durch eine Glühkerze, an der ein Verbrennungsdrucksensor angebracht ist, die Wärmefreisetzungsrate als steuerbare Daten verarbeitet wird und dann die steuerbaren Daten mit einem Bezugswert verglichen werden.
Ein Kurbelwinkel, bei dem ein Bezugswert der durch den Verbrennungsdruck verursachten Wärmefreisetzungsrate 50% erreicht, wird als MFB50 (verbrannter Massenanteil 50%) bezeichnet, und der MFB50 ist ein Ermittlungs- bzw. Bestimmungskriterium der Verbrennungssteuerung.
Um indes den Fahrzeug-Verbrennungsmotor präzise zu steuern, wird ein Luftdurchflusssensor (ein Luftdurchflussmesser), der eine in einen Ansaugkrümmer eingeleitete Luftdurchflussrate (ein Luftvolumen) erfasst, und ein Ladedrucksensor angebracht, welcher einen Druck (einen Ladedruck) des Ansaugkrümmers erfasst.
Da es in der verwandten Technik allerdings kein Mittel gibt, das eine Verschlechterung des Luftdurchflusssensors und/oder des Ladedrucksensors wirksam erfasst, tritt aufgrund der Verschlechterung eine Störung in dem Luftdurchflusssensor und/oder dem Ladedrucksensor auf, und auf diese Weise können Fehler beim Messen (Erfassen) der Luftdurchflussrate und/oder des Ladedrucks verursacht werden.
Wenn die Fehler beim Messen der Luftdurchflussrate und/oder des Ladedrucks verursacht werden, kann eine Fehlfunktion der auf dem Verbrennungsdruck basierenden Verbrennungssteuerung nicht vermieden werden, da ein Fehler in einem Bezugsfaktor (MFB) der Verbrennungssteuerung verursacht wird, sodass eine Motorsteuerungsleistung verschlechtert werden kann.
Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen aufweisen, die nicht den Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, bilden.
Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Bestreben gemacht, ein Verfahren und ein System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal bereitzustellen, das die Vorteile hat, dass der Ladedrucksensor und der Luftdurchflusssensor diagnostiziert und korrigiert werden, indem ein Ladedruck und eine Luftdurchflussrate, die durch ein Signal eines Verbrennungsdrucksensors berechnet werden/sind, mit einem Ladedruck und einer Luftdurchflussrate verglichen werden, die durch den Ladedrucksensor und den Luftdurchflusssensor erfasst werden/sind.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal bereit. Das Verfahren kann aufweisen: Ermitteln, ob ein Verbrennungsmotor in einem Schubbetrieb (bzw. einem Motorbremszustand, nachfolgend kurz: Schubbetrieb) ist oder nicht, Berechnen eines Drucks (eines Ladedrucks) eines Ansaugkrümmers auf der Grundlage eines durch einen Verbrennungsdrucksensor erfassten Verbrennungsdrucks aus vorbestimmten Gleichungen, wenn der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist, Berechnen einer Luftdurchflussrate des Ansaugkrümmers auf der Grundlage des erfassten Verbrennungsdrucks aus vorbestimmten Gleichungen, wenn der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist, Vergleichen des berechneten Ladedrucks mit einem durch einen Ladedrucksensor erfassten Ladedruck und Vergleichen der berechneten Luftdurchflussrate mit einer durch einen Luftdurchflusssensor erfassten Luftdurchflussrate, Korrigieren des Ladedrucksensors auf einen vorbestimmten Wert, wenn ein Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert, wobei der vorbestimmte Bezugswert kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerwert, sowie Korrigieren des Luftdurchflusssensors auf einen vorbestimmten Wert, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert, wobei der vorbestimmte Bezugswert kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerwert.
Der berechnete Ladedruck P_boost kann aus den folgenden Gleichungen erhalten werden: P_boost = P_BDC = P₁ – ΔP_1–BDC

– P₁, P₂: ein erster und ein zweiter Druck, die nach einem „Einlassventil geschlossen” (intake valve close, IVC) gemessen werden durch Annahme eines adiabatischen Kompressionsprozesses
– V₁, V₂: Zylindervolumen, die P₁ und P₂ entsprechen
– P_BDC: ein Druck eines unteren Totpunktes
– K: ein spezifisches Wärmeverhältnis
– C: eine Konstante

Die berechnete Luftdurchflussrate mAIR_HFM kann mittels einer Ideal-Gas-Gleichung aus den folgenden Gleichungen erhalten werden:
– HFM P_max: ein maximaler Verbrennungsdruck (wenn im Zustand, in dem kein Kraftstoff eingespritzt wird, angenommen wird, dass ein Kompressionsprozess zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt ein adiabatischer Kompressionsprozess ist)

– P_intake: ein Druck des Ansaugkrümmers
– V_BDC: ein Zylindervolumen des unteren Totpunktes
– P_TDC: ein Druck des oberen Totpunktes
– V_TDC: ein Zylindervolumen des oberen Totpunktes
– T_TDC: eine Temperatur des oberen Totpunktes
– K: ein spezifisches Wärmeverhältnis
– R: eine Gaskonstante
– T_intake: eine Temperatur des Ansaugkrümmers

Das Verfahren kann ferner aufweisen: Ermitteln bzw. Bestimmen, dass der Ladedrucksensor normal ist, wenn der Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck kleiner ist als der vorbestimmte Bezugswert, Ermitteln bzw. Bestimmen, dass der Luftdurchflusssensor normal ist, wenn der Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate kleiner ist als der vorbestimmte Bezugswert, Ermitteln bzw. Bestimmen, dass ein Fehler in dem Ladedrucksensor auftritt bzw. aufgetreten ist, wenn der Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck größer ist als der vorbestimmte Bezugswert und größer ist als der vorbestimmte Fehlerwert, sowie Ermitteln bzw. Bestimmen, dass ein Fehler in dem Luftdurchflusssensor auftritt bzw. aufgetreten ist, wenn der Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate größer ist als der vorbestimmte Bezugswert und größer ist als der vorbestimmte Fehlerwert.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal bereit. Das System kann aufweisen: einen Verbrennungsdrucksensor, der einen Verbrennungsdruck eines Verbrennungsmotors erfasst, einen Ladedrucksensor, der einen Druck (einen Ladedruck) eines Ansaugkrümmers des Verbrennungsmotors erfasst, einen Luftdurchflusssensor, der eine in den Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors eingeleitete Luftdurchflussrate erfasst, und eine Steuervorrichtung, die einen Ladedruck und eine Luftdurchflussrate auf der Grundlage eines durch den Verbrennungsdrucksensor erfassten Verbrennungsdrucks berechnet und den Ladedrucksensor sowie den Luftdurchflusssensor auf der Grundlage des berechneten Ladedrucks und der berechneten Luftdurchflussrate diagnostiziert und korrigiert. Die Steuervorrichtung kann durch ein vorbestimmtes Programm zur Durchführung des Diagnose- und Korrekturverfahrens gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben werden.
Das System kann ferner eine Alarmeinheit aufweisen, die einen Fehleralarm unter der Steuerung der Steuervorrichtung generiert, wenn ein Fehler in dem Ladedrucksensor oder dem Luftdurchflusssensor auftritt bzw. aufgetreten ist.
Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Ladedrucksensor und einen Luftdurchflusssensor wirksam zu diagnostizieren und zu korrigieren, indem ein Ladedruck und eine Luftdurchflussrate, die durch ein Signal eines Verbrennungsdrucksensors berechnet werden/sind, mit einem Ladedruck und einer Luftdurchflussrate verglichen werden, welche durch den Ladedrucksensor und den Luftdurchflusssensor erfasst werden/sind.
Erläuterung der Zeichnungen
1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Graph zur Erläuterung des Systems zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, umfassender erläutert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen, beispielhaften Ausführungsformen beschränkt und kann in anderen Formen realisiert werden.
In der Beschreibung hindurch wird ein Element, das andere Elemente aufweist, so verstanden, dass es den Einschluss von anderen Elementen impliziert, aber nicht den Ausschluss von jeglichen anderen Elementen, sofern nicht ausdrücklich Gegenteiliges beschrieben wird.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch Vergleich eines Ladedrucks und eines Luftdurchflusses, die durch ein Signal eines Verbrennungsdrucksensors berechnet werden/sind, mit einem Ladedruck und einem Luftdurchfluss, die durch den Ladedrucksensor und den Luftdurchflusssensor erfasst werden/sind.
Das System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Verbrennungsdrucksensor 20, der einen Verbrennungsdruck eines Verbrennungsmotors 10 erfasst, einen Ladedrucksensor 30, der einen Druck (einen Ladedruck) eines Ansaugkrümmers (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors 10 erfasst, einen Luftdurchflusssensor 40, der eine in den Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors 10 eingeleitete Luftdurchflussrate (z. B. eine Luftmassenstromrate oder Luftvolumenstromrate) erfasst, eine Steuervorrichtung 100, die einen Ladedruck und eine Luftdurchflussrate auf der Grundlage des durch den Verbrennungsdrucksensor 20 erfassten Verbrennungsdrucks berechnet, und welche (Steuervorrichtung) den Ladedrucksensor 30 und den Luftdurchflusssensor 40 auf der Grundlage des berechneten Ladedrucks und Luftdurchflussrate diagnostiziert und korrigiert, sowie eine Alarmeinheit 110, die einen Fehleralarm unter der Steuerung der Steuervorrichtung 100 generiert, wenn ein Fehler in dem Ladedrucksensor 30 und/oder dem Luftdurchflusssensor 40 auftritt bzw. aufgetreten ist.
Der Verbrennungsmotor 10 ist ein Dieselverbrennungsmotor, der mit dem Verbrennungsdrucksensor 20, dem Ladedrucksensor 30 und dem Luftdurchflusssensor 40 bereitgestellt ist, aber es sollte verstanden werden, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht zwangsläufig darauf beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Dieselverbrennungsmotor eingeschränkt, sondern der technische Sinn der vorliegenden Erfindung kann auf einen Benzinmotor, der mit dem Verbrennungsdrucksensor, dem Ladedrucksensor und dem Luftdurchflusssensor bereitgestellt ist, oder auf einen dem Benzinmotor ähnlichen Motor angewendet werden.
Der Verbrennungsdrucksensor 20, der Ladedrucksensor 30 und der Luftdurchflusssensor 40 können durch bestehende Sensoren ersetzt werden. Das heißt, dass in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein bestehender Verbrennungsdrucksensor, ein bestehender Ladedrucksensor und ein bestehender Luftdurchflusssensor verwendet werden können.
Die Steuervorrichtung 100 kann ein durch ein vorbestimmtes Programm betriebenes Software-Modul, ein Hardware-Modul, das elektrische/elektronische Elemente aufweist, oder ein kombiniertes Modul aus Software-Modul und Hardware-Modul aufweisen.
Die Steuervorrichtung 100 kann eine Motorsteuereinheit (engine control unit, ECU) (nicht dargestellt) aufweisen oder kann in der Motorsteuereinheit einbezogen sein.
Die Alarmeinheit 110 kann einen Lautsprecher (nicht dargestellt) und/oder eine Lampe (nicht dargestellt) aufweisen, der bzw. die einen Alarm unter der Steuerung der Steuervorrichtung 100 generieren kann.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Näheren erläutert.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors und eines Luftdurchflusssensors durch ein Verbrennungsdrucksignal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 2 veranschaulicht, kann die Steuervorrichtung 100 eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl und eine Last erfassen wie bei der allgemeinen Motorsteuerungstechnik (S100).
Die Steuervorrichtung 100 ermittelt, ob der Verbrennungsmotor 10 im Schubbetrieb ist oder nicht, während die allgemeine Motorsteuerung durchgeführt wird (S110).
Wenn der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist, empfängt die Steuervorrichtung 100 den Verbrennungsdruck, den Ladedruck und die Luftdurchflussrate, die durch den Verbrennungsdrucksensor 20, den Ladedrucksensor 30 und den Luftdurchflusssensor 40 erfasst werden/sind (S120).
Der Verbrennungsdruck, der Ladedruck und die Luftdurchflussrate können durch den Verbrennungsdrucksensor 20, den Ladedrucksensor 30 und den Luftdurchflusssensor 40 in Schritt S100 erfasst werden, können in jedem Zyklus erfasst werden, welcher während der Steuerung des Verbrennungsmotors 10 eingestellt wird, oder können abhängig von Designspezifikationen erfasst werden.
Wie in 3 veranschaulicht, kann die Steuervorrichtung 100 durch den Verbrennungsdrucksensor 20 einen ersten Druck P₁ als einen Druck nach einem „Einlassventil geschlossen” (intake valve close, IVC) ermitteln und kann ein erstes Zylindervolumen V₁ erhalten, das dem erfassten ersten Druck P₁ entspricht.
Wenn der erste Druck P₁ erfasst ist und das erste Zylindervolumen V₁ erhalten ist, kann die Steuervorrichtung 100 durch den Verbrennungsdrucksensor 20 einen zweiten Druck P₂ als einen Druck vor der Kraftstoffeinspritzung ermitteln und kann ein zweites Zylindervolumen V₂ erhalten, das dem erfassten zweiten Druck P₂ entspricht. Wenn auf diese Weise der erste Druck, der zweite Druck, das erste Zylindervolumen und das zweite Zylindervolumen erhalten sind, kann die Steuervorrichtung 100 einen Ladedruck P_boost und eine Luftdurchflussrate mAIR_HFM berechnen, die durch Drücke P_BDC des unteren Totpunktes (BDC) aus den nachfolgenden Gleichungen definiert sind (S200 und S300).
Aus den Gleichungen 1 und 2 kann der Ladedruck auf der Grundlage des Verbrennungsdrucks berechnet werden. Aus den Gleichungen 3 bis 5 kann die Luftdurchflussrate auf der Grundlage des Verbrennungsdrucks berechnet werden.
Als Verbrennungsdruck zur Berechnung des Ladedrucks werden der erste Druck, der zweite Druck und/oder der Druck des unteren Totpunktes erfasst (gemessen) durch Annahme eines adiabatischen Kompressions- bzw. Verdichtungsprozesses.
Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 100 einen Druckunterschied zwischen dem ersten Druck P₁ und dem zweiten Druck P₂ durch Verwendung des Boyle'schen Gesetzes berechnen, und wenn der Druckunterschied zwischen dem ersten Druck P₁ und dem zweiten Druck P₂ sowie der Druck P_BDC des unteren Totpunktes (BDC) berechnet sind, kann der Ladedruck auf der Grundlage des Druckunterschieds und des Drucks des unteren Totpunktes (BDC) aus den Gleichungen berechnet werden.
Wenn der Ladedruck und die Luftdurchflussrate aus den Gleichungen berechnet sind, vergleicht die Steuervorrichtung 100 den berechneten Ladedruck mit dem durch den Ladedrucksensor 30 erfassten Ladedruck und vergleicht die berechnete Luftdurchflussrate mit der durch den Luftdurchflusssensor 40 erfassten Luftdurchflussrate (S210 und S310).
Als Ergebnis des Vergleichs korrigiert die Steuervorrichtung 100 den Ladedrucksensor 30 auf einen vorbestimmten Wert (S230), wenn ein Unterschied zwischen dem durch den Ladedrucksensor 30 erfassten Ladedruck und dem aus den Gleichungen berechneten Ladedruck größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert. Der vorbestimmte Bezugswert kann als ein vorbestimmter Mapping-Faktor (bzw. Abbildungsfaktor) zum Zeitpunkt des Designs definiert werden/sein, und der vorbestimmte Bezugswert ist auf einen Wert kleiner als der Fehlerwert gesetzt. Der Fehlerwert kann ein Wert sein, der abhängig von den Spezifikationen des Ladedrucksensors 30 oder zum Zeitpunkt des Designs des Ladedrucksensors gesetzt wird.
Außerdem korrigiert als Ergebnis des Vergleichs in Schritt S310 die Steuervorrichtung 100 den Luftdurchflusssensor 40 auf einen vorbestimmten Wert (S330), wenn ein Unterschied zwischen der durch den Luftdurchflusssensor 40 erfassten Luftdurchflussrate und der aus den Gleichungen berechneten Luftdurchflussrate größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert. Der vorbestimmte Bezugswert kann auf einen vorbestimmten Mapping-Faktor (bzw. Abbildungsfaktor) zum Zeitpunkt des Designs gesetzt werden/sein, und der vorbestimmte Bezugswert kann auf einen Wert kleiner als der Fehlerwert gesetzt werden/sein. Der Fehlerwert kann ein Wert sein, der abhängig von den Spezifikationen des Luftdurchflusssensors 40 oder zum Zeitpunkt des Designs des Luftdurchflusssensors gesetzt wird/ist.
In Schritt S210 ermittelt bzw. bestimmt die Steuervorrichtung 100, dass der Ladedrucksensor 30 normal ist, wenn der Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck kleiner ist als der vorbestimmte Bezugswert, und verwendet den Ladedrucksensor, ohne den Ladedrucksensor zu korrigieren.
Gleichermaßen ermittelt bzw. bestimmt in Schritt S310 die Steuervorrichtung 100, dass der Luftdurchflusssensor 40 normal ist, wenn der Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate kleiner ist als der vorbestimmte Bezugswert, und verwendet den Luftdurchflusssensor, ohne den Luftdurchflusssensor zu korrigieren.
Außerdem ermittelt bzw. bestimmt in den Schritten S210 und S220 die Steuervorrichtung 100, dass ein Fehler in dem Ladedrucksensor 30 auftritt bzw. aufgetreten ist, wenn der Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck größer ist als der vorbestimmte Bezugswert und größer ist als der vorbestimmte Fehlerwert, und warnt durch die Alarmeinheit 110 vor einer Störung des Ladedrucksensors 30 (S240).
Gleichermaßen ermittelt bzw. bestimmt in den Schritten S310 und S320 die Steuervorrichtung 100, dass ein Fehler in dem Luftdurchflusssensor 40 auftritt bzw. aufgetreten ist, wenn der Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate größer ist als der vorbestimmte Bezugswert und größer ist als der vorbestimmte Fehlerwert, und warnt durch die Alarmeinheit 110 vor einer Störung des Luftdurchflusssensors 40.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Motorsteuerungsleistung zu verbessern, indem der Ladedruck und die Luftdurchflussrate, die durch das Signal des Verbrennungsdrucksensor berechnet werden, mit dem Ladedruck und der Luftdurchflussrate verglichen werden, welche durch den Ladedrucksensor und dem Luftdurchflusssensor erfasst werden, und dann der Ladedrucksensor und der Luftdurchflusssensor durch das verglichene Ergebnis präzise diagnostiziert und korrigiert werden.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem, was derzeit als praktische, beispielhafte Ausführungsformen betrachtet wird, beschrieben wurde, sollte es verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern im Gegenteil beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die innerhalb des Sinnes und des Schutzbereiches der angehängten Ansprüche einbezogen sind, zu decken.
Bezugszeichenliste

10: Verbrennungsmotor
20: Verbrennungsdrucksensor
30: Ladedrucksensor
40: Luftdurchflusssensor
100: Steuervorrichtung
110: Alarmeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0157578 [0001]

Claims

Ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors (30) und eines Luftdurchflusssensors (40) durch ein Verbrennungsdrucksignal, aufweisend: Ermitteln, ob ein Verbrennungsmotor (10) in einem Schubbetrieb ist oder nicht (S110), Berechnen eines Drucks (eines Ladedrucks) eines Ansaugkrümmers auf der Grundlage eines durch einen Verbrennungsdrucksensor (20) erfassten Verbrennungsdrucks aus vorbestimmten Gleichungen, wenn der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist (S200), Berechnen einer Luftdurchflussrate des Ansaugkrümmers auf der Grundlage des erfassten Verbrennungsdrucks aus vorbestimmten Gleichungen, wenn der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist (S300), Vergleichen des berechneten Ladedrucks mit einem durch einen Ladedrucksensor (30) erfassten Ladedruck und Vergleichen der berechneten Luftdurchflussrate mit einer durch einen Luftdurchflusssensor (40) erfassten Luftdurchflussrate (S310), Korrigieren des Ladedrucksensors (30) auf einen vorbestimmten Wert, wenn ein Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert, wobei der vorbestimmte Bezugswert kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerwert (S230), und Korrigieren des Luftdurchflusssensors (40) auf einen vorbestimmten Wert, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert und kleiner ist als ein vorbestimmter Fehlerwert, wobei der vorbestimmte Bezugswert kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerwert (S330).
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der berechnete Ladedruck P_boost aus folgenden Gleichungen erhalten wird:
wobei P₁ und P₂ ein erster und ein zweiter Druck sind, die nach einem „Einlassventil geschlossen” (IVC) gemessen werden durch Annahme eines adiabatischen Kompressionsprozesses, V₁ und V₂ Zylindervolumen sind, die P₁ und P₂ entsprechen, P_BDC ein Druck eines unteren Totpunktes ist, K ein spezifisches Wärmeverhältnis ist, und C eine Konstante ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die berechnete Luftdurchflussrate mAIR_HFM mittels einer Ideal-Gas-Gleichung aus folgenden Gleichungen erhalten wird:
wobei HFM P_max ein maximaler Verbrennungsdruck ist, wenn im Zustand, in dem kein Kraftstoff eingespritzt wird, angenommen wird, dass ein Kompressionsprozess zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt ein adiabatischer Kompressionsprozess ist, P_intake ein Druck des Ansaugkrümmers ist, V_BDC ein Zylindervolumen des unteren Totpunktes ist, P_TDC ein Druck des oberen Totpunktes ist, V_TDC ein Zylindervolumen des oberen Totpunktes ist, T_TDC eine Temperatur des oberen Totpunktes ist, K ein spezifisches Wärmeverhältnis ist, R eine Gaskonstante ist, und T_intake eine Temperatur des Ansaugkrümmers ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: Bestimmen, dass der Ladedrucksensor (30) normal ist, wenn der Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck kleiner ist als der vorbestimmte Bezugswert.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: Bestimmen, dass der Luftdurchflusssensor (40) normal ist, wenn der Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate kleiner ist als der vorbestimmte Bezugswert.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: Bestimmen, dass ein Fehler in dem Ladedrucksensor (30) aufgetreten ist, wenn der Unterschied zwischen dem erfassten Ladedruck und dem berechneten Ladedruck größer ist als der vorbestimmte Bezugswert und größer ist als der vorbestimmte Fehlerwert.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: Bestimmen, dass ein Fehler in dem Luftdurchflusssensor (40) aufgetreten ist, wenn der Unterschied zwischen der erfassten Luftdurchflussrate und der berechneten Luftdurchflussrate größer ist als der vorbestimmte Bezugswert und größer ist als der vorbestimmte Fehlerwert.
Ein System zur Diagnose und Korrektur eines Ladedrucksensors (30) und eines Luftdurchflusssensors (40) durch ein Verbrennungsdrucksignal, aufweisend: einen Verbrennungsdrucksensor (20), der einen Verbrennungsdruck eines Verbrennungsmotors (10) erfasst, einen Ladedrucksensor (30), der einen Druck (einen Ladedruck) eines Ansaugkrümmers des Verbrennungsmotors (10) erfasst, einen Luftdurchflusssensor (40), der eine in den Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors (10) eingeleitete Luftdurchflussrate erfasst, und eine Steuervorrichtung (100), die einen Ladedruck und eine Luftdurchflussrate auf der Grundlage eines durch den Verbrennungsdrucksensor erfassten Verbrennungsdrucks berechnet, und den Ladedrucksensor (30) sowie den Luftdurchflusssensor (40) auf der Grundlage des berechneten Ladedrucks und der berechneten Luftdurchflussrate diagnostiziert und korrigiert, wobei die Steuervorrichtung (100) betrieben wird durch ein vorbestimmtes Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Das System nach Anspruch 8, ferner aufweisend: eine Alarmeinheit (110), die einen Fehleralarm unter der Steuerung der Steuervorrichtung (100) generiert, wenn ein Fehler in dem Ladedrucksensor (30) oder dem Luftdurchflusssensor (40) auftritt.