DE10136706A1 - Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Es wird überwacht, ob während des Betriebs eines Motors ein Zustand, während dessen ein Fördermengen-Stellwert einer Hochdruckpumpe (54) gleich oder größer als ein vorgegebener Wert "A" ist, während einer vorgegebenen Zeitdauer "B" oder länger andauert. Wenn der Zustand, während dessen der Fördermengen-Stellwert gleich oder größer als der gegebene Wert "A" ist, während der vorgegebenen Zeitdauer "B" oder länger andauert, wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) unnormal arbeitet. Auf diese Weise wird der unnormale Zustand selbst dann ermittelt, wenn im normalen Zustand der Fördermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe (54) den Maximalwert im Normalbereich nicht übersteigt. Selbst wenn das Ausgangssignal eines Drucksensors (30) aufgrund von Störungen, Rauschen oder dergleichen kurzzeitig einen unnormalen Wert annimmt, wird vermieden, dass dies fälschlicherweise als unnormaler Zustand des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems (50) ermittelt wird. Dabei wird die vorgegebene Zeitdauer vorzugsweise so festgesetzt, dass sie länger als eine Ansprech-Verzögerungszeit ist, die bei der Kraftstoffdruckregelung zu Normalzeiten auftritt, wenn der Soll-Kraftstoffdruck ansteigt (d. h. Zeitdauer, die dazu erforderlich ist, dass der Ist-Kraftstoffdruck auf einen Wert nahe dem Soll-Kraftstoffdruck ansteigen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Diagnosevorrichtung zur
Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine.
Bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, bei der
der Kraftstoff direkt in einen Zylinder eingespritzt wird, muss
der einzuspritzende Kraftstoff auf einen hohen Druck gebracht
werden und der eingespritzte Kraftstoff gut zerstäubt werden,
um eine ordnungsgemäße Verbrennung zu erreichen. Bei einer
solchen Brennkraftmaschine bzw. einem solchen Motor wird daher
der mittels einer Niederdruckpumpe aus einem Kraftstofftank
gepumpte Kraftstoff unter hohen Druck gesetzt und unter hohem
Druck einem Einspritzventil zugeführt. Da die Hochdruckpumpe
eine hohe Antriebskraft erfordert, wird der Kolben der
Hochdruckpumpe mittels einer Nocke auf- und abbewegt, die an
der Nockenwelle des Motors befestigt ist, um auf diese Weise
für Kraftstoffzufuhr unter hohem Druck zu sorgen. Bei einem
solchen Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem wird der Druck des dem
Einspritzventil zugeführten Kraftstoffs (im Folgenden kurz als
"Kraftstoffdruck" bezeichnet) erfasst mittels eines
Drucksensors für den Kraftstoffdruck. Die Fördermenge der
Hochdruckpumpe wird geregelt in Abhängigkeit von dem
Unterschied zwischen dem erfassten Kraftstoffdruck und einem
Solldruck, um auf diese Weise den Kraftstoffdruck auf den Soll-
Kraftstoffdruck zu regeln. Dabei wird die Fördermenge der
Hochdruckpumpe häufig gesteuert durch Steuerung der
Schließzeitdauer eines Steuerventils, das sich auf der
Saugseite der Hochdruckpumpe befindet, während des Förderhubs
der Hochdruckpumpe.
Es ist bereits ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem bekannt,
das eine Diagnosefunktion zur Ermittlung bzw. Diagnose eines
unnormalen Zustands aufweist. Beispielsweise wird gemäß der
Veröffentlichung JP-B2-2 844 881 dann, wenn ein Fördermengen-
Stellwert der Hochdruckpumpe einen Wert außerhalb des normalen
Bereichs annimmt, ein unnormaler Zustand ermittelt.
Im Rahmen dieser Beschreibung und der Ansprüche wird mit dem
Begriff "Unnormal-Zustandsdiagnose" die Feststellung bzw.
Ermittlung bezeichnet, ob ein System oder ein Element eines
Systems nicht so arbeitet, wie es arbeiten soll, also
fehlerhaft und damit "unnormal" funktioniert. Sinngemäß
gleiches gilt für die Begriffe "Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung", "Unnormal-
Zustandsdiagnosevorrichtung", "Unnormal-
Zustandsdiagnoseverfahren" und dergleichen.
Die Veröffentlichung JP-A-10-89 135 offenbart ein Verfahren,
bei dem der Kraftstoffdruck zu zwei Zeitpunkten erfasst wird,
zwischen denen keine Einspritzperiode liegt. Das Vorhandensein
oder Nicht-Vorhandensein eines unnormalen Zustands des
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems wird ermittelt auf der
Grundlage eines Unterschieds der Kraftstoffdrücke und eines
Kraftstoffdruck-Stellwerts.
Bei dem Verfahren gemäß der Veröffentlichung JP-B2-2 844 881
kann jedoch so lange, wie der Fördermengen-Stellwert der
Hochdruckpumpe nicht den Maximalwert dieses Stellwerts im
Normalbereich übersteigt, der unnormale Zustand nicht ermittelt
werden, selbst wenn ein unnormaler Zustand vorliegt, bei dem
der Ist-Kraftstoffdruck während langer Zeit nicht auf den Soll-
Kraftstoffdruck ansteigt, obwohl der Fördermengen-Stellwert der
Hochdruckpumpe während langer Zeit beim Maximalwert des
Normalbereichs verharrt. Der Fördermengen-Stellwert der
Hochdruckpumpe übersteigt nämlich nicht immer den Maximalwert
im Normalbereich in den Fällen, in denen der Kraftstoff aus dem
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem allmählich aussickert oder die
Erfassungsgenauigkeit des Drucksensors aufgrund eines
allmählichen Verschleißes desselben abnimmt oder das
Einspritzventil eines der Zylinder fehlerhaft wird. Daher ist
es bei diesem bekannten Verfahren möglich, dass ein unnormaler
Zustand nicht ermittelt werden kann. Wenn Rauschen des
Ausgangssignals des Drucksensors verstärkt oder mehrfach
übertragen wird, kann es vorkommen, dass der Fördermengen-
Stellwert der Hochdruckpumpe, der im Zuge der Regelung auf der
Grundlage des Ausgangssignals (erfasster Kraftstoffdruck) des
Drucksensors korrigiert wird, schlagartig größer als der
Maximalwert im Normalbereich wird, was zur Folge hat, dass
aufgrund des Rauschens fälschlicherweise ein unnormaler Zustand
ermittelt wird.
Bei dem Verfahren gemäß der Veröffentlichung JP-A-10-89 135
wird ein Unterschied zwischen den Kraftstoffdrücken zu zwei
Zeitpunkten, die keine Einspritzperiode einschließen, als
Parameter zur Unnormal-Zustandsdiagnose benutzt. Da jedoch das
Zeitintervall zwischen zwei Zeitpunkten, die keine
Einspritzperiode einschließen, kurz ist, ist die
Wahrscheinlichkeit groß, dass beispielsweise dann, wenn der
Kraftstoff aufgrund eines Lecks allmählich aussickert, diese
Leckage nicht anhand eines Unterschieds zwischen den
Kraftstoffdrücken ermittelt werden kann. Das heißt mit anderen
Worten, dass dieses bekannte Unnormal-Zutandsdiagnoseverfahren
einen unnormalen Zustand nur dann ermitteln kann, wenn der
Kraftstoffdruck sich deutlich innerhalb kurzer Zeit ändert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands
für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem einer
Brennkraftmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, einen
unnormalen Zustand zu ermitteln, der nicht mittels eines
herkömmlichen Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahrens ermittelt
werden kann, und die ferner in der Lage ist, eine fehlerhafte
Ermittlung eines unnormalen Zustands aufgrund von Rauschen oder
dergleichen zu verhindern, um dadurch erhöhte Zuverlässigkeit
bei der Diagnose eines unnormalen Zustands des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Diagnosevorrichtungen gemäß der Patentansprüche gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass
das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem den Kraftstoffdruck auf
den Soll-Kraftstoffdruck steuert, indem die Fördermenge der
Hochdruckpumpe in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem
erfassten Kraftstoffdruck am Drucksensor und dem Soll-
Kraftstoffdruck regelt. Wenn dabei der Zustand, während dessen
der Ist-Kraftstoffdruck nicht den Soll-Kraftstoffdruck
erreicht, während längerer Zeit andauert, obwohl der
Fördermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe während langer Zeit
nahe dem Maximalwert des Normalbereichs liegt, wird daraus
geschlossen, dass ein unnormaler Zustand vorliegt, bspw. ein
Kraftstoffleck, ein Versagen der Hochdruckpumpe, ein unnormaler
Zustand des Drucksensors oder dergleichen.
Die Diagnosevorrichtung gemäß Patentanspruch 1 weist eine
Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung auf, die überwacht, ob der
Zustand, während dessen der Fördermengen-Stellwert der
Hochdruckpumpe gleich oder größer als ein vorgegebener Wert
ist, während einer vorgegebenen Zeitdauer oder länger andauert.
Wenn der Zustand, während dessen der Fördermengen-Stellwert
gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist, während der
vorgegebenen Zeitdauer oder länger andauert, wird ermittelt,
dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem unnormal arbeitet.
Auf diese Weise wird ein unnormaler Zustand selbst dann
ermittelt, wenn während des unnormalen Zustands der
Fördermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe den Maximalwert im
Normalbereich nicht überschreitet. Auch wenn das Ausgangssignal
des Drucksensors aufgrund von Rauschen oder Störungen oder
dergleichen kurzzeitig einen unnormalen Wert annimmt, wird
verhindert, dass dies in fehlerhafterweise als unnormaler
Zustand des Hochdruck-Kraftstoffsystems interpretiert bzw.
ermittelt wird. Es ist somit die Zuverlässigkeit der Diagnose
eines unnormalen Zustands des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems
verbessert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung werden während einer
vorgegebenen Zeitdauer mittels einer Integriereinrichtung die
Fördermengen-Stellwerte der Hochdruckpumpe aufaddiert und
werden ferner die Einspritzmengen-Stellwerte (geforderte
Einspritzmengen) aufaddiert. Das Vorhandensein oder Nicht-
Vorhandensein eines unnormalen Zustands des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems wird dann ermittelt auf der Grundlage
eines Vergleichswertes zwischen dem mittels der
Integriereinrichtung berechneten Integralwert der Fördermenge
der Hochdruckpumpe und dem mittels der Integriereinrichtung
berechneten Integralwert der Einspritzmenge. Wenn
beispielsweise der Integralwert der Fördermengen der
Hochdruckpumpe zusammenfällt mit dem Integralwert der
Einspritzmenge, sind die Menge des durch eine
Kraftstoffleitung, die von der Hochdruckpumpe zu einem
Einspritzventil führt, strömenden Kraftstoffs und die Menge des
abfließenden Kraftstoffs gleich. Wenn kein unnormaler Zustand
wie beispielsweise ein unnormaler Zustand der Hochdruckpumpe,
ein Kraftstoffleck oder dergleichen vorliegt, wird die
Gesamtmenge des auf der Förderseite der Hochdruckpumpe in der
Kraftstoffleitung enthaltenen Kraftstoffs konstant gehalten und
wird demzufolge der Kraftstoffdruck konstant gehalten. Wenn der
Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe größer als der
Integralwert der Einspritzmenge wird und zugleich kein
unnormaler Zustand wie ein unnormaler Zustand der
Hochdruckpumpe, ein Kraftstoffleck oder dergleichen vorliegt,
nimmt die Gesamtmenge des auf der Förderseite der
Hochdruckpumpe in der Kraftstoffleitung vorhandenen Kraftstoffs
zu und steigt demzufolge der Kraftstoffdruck. Wenn jedoch der
Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe kleiner als der
Integralwert der Einspritzmenge wird, während kein unnormaler
Zustand der Hochdruckpumpe und kein Versagen des
Einspritzventils oder dergleichen vorliegen, nimmt die
Gesamtmenge des in der Kraftstoffleitung befindlichen
Kraftstoffs ab und sinkt demzufolge der Kraftstoffdruck. Daher
kann der Vergleichswert (klein oder groß) zwischen dem
Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe und dem
Integralwert der Einspritzmenge als Parameter zum Abschätzen
des Verhaltens des Ist-Kraftstoffdrucks zu Normalzeiten benutzt
werden. Durch Verwendung des Vergleichswertes und des erfassten
Kraftstoffdrucks am Drucksensor als Parameter für die Unnormal-
Zustandsdiagnose können verschiedene unnormale Zustände mit
hoher Genauigkeit ermittelt werden, die mittels des
herkömmlichen Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahrens nicht
ermittelt werden können, so dass durch die Erfindung die
Zuverlässigkeit der Unnormal-Zustandsdiagnose des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems verbessert ist.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Motorsteuerungssystems (erstes Ausführungsbeispiel)
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems (erstes Ausführungsbeispiel);
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Hochdruckpumpe
(erstes Ausführungsbeispiel);
Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Ansaug- und
Förderbetriebes der Hochdruckpumpe (erstes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Programm zur Bestimmung
der Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose
(erstes Ausführungsbeispiel);
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (erstes Ausführungsbeispiel);
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Berechnung
des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (erstes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 8A ein Zeitdiagramm, das das Verhalten zu
Normalzeiten für den Fall zeigt, dass der Soll-Kraftstoffdruck
erhöht wird (erstes Ausführungsbeispiel);
Fig. 8B ein Zeitdiagramm, das das Verhalten zu unnormalen
Zeiten (bei unnormalem Betrieb) für den Fall zeigt, dass der
Soll-Kraftstoffdruck erhöht wird (erstes Ausführungsbeispiel);
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm für ein Programm zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (zweites Ausführungsbeispiel);
Fig. 10 ein Kennfeld zur Bestimmung einer vorgegebenen
Zeitdauer B in Abhängigkeit von einer geforderten
Einspritzmenge und der Drehzahl Ne des Motors (zweites
Ausführungsbeispiel);
Fig. 11 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (drittes Ausführungsbeispiel);
Fig. 12 ein Kennfeld zur Berechnung eines geschätzten
Kraftstoffdrucks DPR aus einer Differenz DQ zwischen einem
Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und einem Integralwert
ΣQinj der geforderten Einspritzmenge (drittes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 13 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (viertes Ausführungsbeispiel);
Fig. 14A ein Zeitdiagramm, das das Verhalten zu
Normalzeiten für den Fall zeigt, dass die geforderte
Einspritzmenge Qinj praktisch konstant ist (viertes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 14B ein Zeitdiagramm, das das Verhalten für den Fall
zeigt, dass ein Kraftstoffleck vorhanden ist und die geforderte
Einspritzmenge Qinj praktisch konstant ist (viertes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 15 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (fünftes Ausführungsbeispiel);
Fig. 16 ein Ablaufdiagramm für ein Programm zur
Berechnung des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (fünftes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 17 ein Ablaufdiagramm für ein Programm zur
Berechnung der Einspritzperiode (fünftes Ausführungsbeispiel);
Fig. 18 ein Kennfeld zur Berechnung eines
Kraftstoffdruck-Korrekturfaktors KP aus dem erfassten
Kraftstoffdruck PR an einem Drucksensor (fünftes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 19 ein Zeitdiagramm, das das Verhalten für den Fall
zeigt, dass ein Ausgangssignal eines Drucksensors kurzzeitig
unnormal abfällt, während die geforderte Einspritzmenge Qinj
auf einen praktisch konstanten Wert gesteuert wird (fünftes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 20 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (sechstes Ausführungsbeispiel);
Fig. 21 ein Zeitdiagramm, das das Verhalten für den Fall
zeigt, dass ein Ausgangssignal des Drucksensors kurzzeitig
unnormal ansteigt, während die geforderte Einspritzmenge Qinj
auf einen praktisch konstanten Wert gesteuert wird (sechstes
Ausführungsbeispiel);
Fig. 22 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (siebtes Ausführungsbeispiel);
Fig. 23 ein Zeitdiagramm, das das Verhalten für den Fall
zeigt, dass ein Einspritzventil eines der Zylinder unnormal
arbeitet (Kraftstoff nicht einspritzen kann), während die
geforderte Einspritzmenge Qinj auf einen praktisch konstanten
Wert gesteuert wird (siebtes Ausführungsbeispiel);
Fig. 24 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (achtes Ausführungsbeispiel);
Fig. 25 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (neuntes Ausführungsbeispiel); und
Fig. 26 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose (zehntes Ausführungsbeispiel).
Eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung wird im
Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 erläutert.
Bei dieser Brennkraftmaschine kommt eine Diagnosevorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zur Anwendung.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die das gesamte
Steuersystem einer Brennkraftmaschine 11 mit Direkteinspritzung
zeigt. Die Brennkraftmaschine 11 mit Direkteinspritzung wird im
Folgenden kurz als "Motor" bezeichnet. Am stromauf gelegenen
Ende einer Ansaugleitung 12 des Motors 11 befindet sich ein
Luftfilter 13. Stromab des Luftfilters 13 ist eine
Drosselklappe 15 angeordnet, deren Winkelstellung mittels eines
Schrittmotors 14 eingestellt wird. Der Schrittmotor 14 wird
entsprechend einem Ausgangssignal angetrieben, das von einer
elektronischen Motorsteuerungseinheit (im Folgenden kurz als
"Motorsteuerung" bezeichnet) 16 geliefert wird, und steuert
dadurch die Winkelstellung der Drosselklappe 15, d. h. die
Drosselstellung. Auf diese Weise wird entsprechend der
Drosselstellung die jedem Zylinder des Motors 11 zugeführte
Menge der Ansaugluft eingestellt. Nahe der Drosselklappe 15
befindet sich ein Drosselsensor 17, der zur Erfassung der
Drosselstellung dient.
Stromab der Drosselklappe 15 befindet sich eine
Ausgleichskammer 19, und an die Ausgleichskammer 19 ist für
jeden der Zylinder des Motors 11 ein Ansaugstutzen 20 zum
Zuführen von Luft in den Zylinder vorgesehen. Im Ansaugstutzen
20 eines jeden Zylinders sind ein erster Ansaugkanal 21 und ein
zweiter Ansaugkanal 22 ausgebildet, die voneinander getrennt
sind und jeweils mit einer von zwei Einlassöffnungen 23
verbunden sind, die in jedem der Zylinder des Motors 11
ausgebildet sind. Im zweiten Ansaugkanal 22 eines jeden
Zylinders ist ein als Wirbelklappe 24 ausgebildetes
Verwirbelungs-Steuerventil angeordnet. Die Wirbelklappen 24 der
einzelnen Zylinder sind über eine gemeinsame Welle 25 mit einem
Schrittmotor 26 verbunden. Der Schrittmotor 26 wird
entsprechend einem Ausgangssignal der Motorsteuerung 16
angetrieben, und dadurch wird die Winkelstellung der
Wirbelklappen 24 gesteuert und dementsprechend wird die Stärke
der Verwirbelung in jedem Zylinder eingestellt. Am Schrittmotor
26 ist ein Wirbelklappensensor 27 angebracht, der zur Erfassung
der Winkelstellung der Wirbelklappen 24 dient.
Am oberen Abschnitt eines jeden Zylinders des Motors 11 ist ein
Einspritzventil 28 angebracht, das zum direkten Einspritzen von
Kraftstoff in den Zylinder dient. Ein Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 speist das Einspritzventil 28 jeden
Zylinders mit Kraftstoff unter hohem Druck.
Ferner ist für jeden der Zylinder in den Zylinderköpfen des
Motors 11 eine nicht dargestellte Zündkerze angebracht. Das
Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum wird durch Funkenentladung
der jeweiligen Zündkerze gezündet. Ein Zylindersensor 32
liefert ein impulsförmiges Zylinderidentifizierungssignal, wenn
ein bestimmter Zylinder seinen Gaswechsel-OT (oberer Totpunkt
zu Beginn des Ansaugtaktes) erreicht. Ein Kurbelwinkelsensor 33
liefert ein impulsförmiges Kurbelwinkelsignal immer dann, wenn
sich die Kurbelwelle des Motors 11 um einen bestimmten
Kurbelwinkel (bspw. 30°KW) gedreht hat. Mittels der Frequenz
des Kurbelwinkelsignals wird die Drehzahl Ne des Motors
ermittelt. Aus dem Kurbelwinkelsignal und dem
Zylinderidentifizierungssignal werden der Kurbelwinkel und der
jeweilige Zylinder ermittelt.
Auslassöffnungen 35 des Motors 11 sind an einen Abgaskrümmer 36
angeschlossen, mit dem eine Abgasleitung 37 verbunden ist. In
der Abgasleitung 37 sind ein Dreiwegekatalysator 38 zur
effektiven Abgasbehandlung bei stöchiometrischem Luft-
Kraftstoff-Verhältnis sowie ein Stickoxid absorbierender
Stickoxidkatalysator 39 in Reihe angeordnet. Der
Stickoxidkatalysator 39 absorbiert Stickoxid im Abgas bei
Magerbetrieb, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas hoch
ist. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur fetten Seite
verändert wird (d. h. so verändert wird, dass es einem fetten
Gemisch entspricht) und die Sauerstoffkonzentration im Abgas
demzufolge abnimmt, reduziert der Stickoxidkatalysator 39 das
absorbierte Stickoxid und gibt er das reduzierte Stickoxid ab.
Stromab des Stickoxidkatalysators 39 ist ein nicht
dargestellter Stickoxidkonzentrationssensor angeordnet, der zur
Erfassung der Stickoxidkonzentration im Abgas stromab des
Stickoxidkatalysators 39 dient. Aus der Konzentration des
Stickoxids im Abgas wird die im Stickoxidkatalysator 39
absorbierte Stickoxidmenge geschätzt. Wenn diese größer als ein
vorgegebener Wert wird, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis
zeitweilig von der mageren Seite zur fetten Seite umgestellt.
Eine AGR-Leitung (Abgasrückführleitung) 40 verbindet die
Ausgleichskammer 19 mit der Abgasleitung 37 an einer Stelle
stromauf des Dreiwegekatalysators 38. Die AGR-Leitung 40 dient
zur Rückführung eines Teils des Abgases. In der AGR-Leitung 40
ist ein AGR-Ventil (Abgasrückführventil) 41 angeordnet, das zur
Steuerung der AGR-Menge (zurückgeführte Abgasmenge) dient. Ein
Gaspedal 18 ist mit einem Gaspedalsensor 42 versehen, der zur
Ermittlung der Stellung des Gaspedals dient.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 die
Ausbildung des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 zur
Versorgung der Einspritzventile 28 der einzelnen Zylinder mit
Kraftstoff unter hohem Druck erläutert. In einem Kraftstofftank
51, in dem Kraftstoff gespeichert ist, ist eine
Niederdruckpumpe 52 angeordnet, die den Kraftstoff aus dem
Kraftstofftank 51 pumpt. Die Niederdruckpumpe 52 wird mittels
eines nicht dargestellten Elektromotors angetrieben, der aus
einer nicht dargestellten Batterie gespeist wird. Der von der
Niederdruckpumpe 52 geförderte Kraftstoff wird durch eine
Leitung 53 einer Hochdruckpumpe 54 zugeleitet. In der Leitung
53 ist ein Druckregler 55 angeordnet. Der Lieferdruck der
Niederdruckpumpe 52 (der Druck, unter dem der Kraftstoff der
Hochdruckpumpe 54 zugeführt wird) wird mittels des Druckreglers
55 auf bspw. ungefähr 0,3 MPa geregelt. Wenn dabei der Druck
über 0,3 MPa anzusteigen droht, wird der überschüssige
Kraftstoff durch eine Rückführleitung 56 zum Kraftstofftank 51
zurückgeleitet.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Hochdruckpumpe 54 als
Kolbenpumpe ausgebildet, die den Kraftstoff durch Hin- und
Herbewegung eines Kolbens 59 in einer zylindrischen
Pumpenkammer 58 ansaugt und ausstößt. Der Kolben 59 wird durch
die Drehbewegung einer Nocke 61 angetrieben, die an einer
Nockenwelle 60 des Motors 11 befestigt ist. Der Hub des Kolbens
50 ändert sich periodisch mit dem Kurbelwinkel, wie dies in
Fig. 4 gezeigt ist. Auf der Seite einer Einlassöffnung 63 der
Hochdruckpumpe 54 ist ein Drucksteuerventil 62 angeordnet, das
als elektromagnetisches Ventil bzw. Solenoidventil ausgebildet
ist. Wenn sich der Kolben 59 abwärts bewegt, während das
Drucksteuerventil 62 offen ist, wird der von der
Niederdruckpumpe 52 geförderte Kraftstoff in die Pumpenkammer
58 eingesaugt. Wenn sich der Kolben 59 aufwärts bewegt, während
das Drucksteuerventil 62 offen ist, wird der in der
Pumpenkammer 58 vorhandene Kraftstoff in Richtung zur
Niederdruckpumpe 52 zurückgefördert. Wenn das Drucksteuerventil
62 geschlossen ist, während der Kolben 59 sich aufwärts bewegt,
wird der Kraftstoff in der Pumpenkammer 58 unter Druck gesetzt
und durch eine Kraftstoffleitung 54 zu den Einspritzventilen 28
gefördert. Auf diese Weise kann durch Steuerung der
Schließperiode des Drucksteuerventils 62 während der
Aufwärtsbewegung des Kolbens 59 die von der Hochdruckpumpe 54
zu den Einspritzventilen 28 geförderte Kraftstoffmenge
(entsprechend dem gestrichelten Bereich in Fig. 4) gesteuert
werden, wodurch zugleich der Kraftstoffdruck des den
Einspritzventilen 28 zugeführten Kraftstoffs gesteuert wird.
Dabei wird, um den Kraftstoffdruck zu erhöhen, die
Schließperiode des Drucksteuerventils verlängert. Wenn jedoch
der Kraftstoffdruck verringert werden soll, wird die
Schließperiode des Drucksteuerventils 62 verkürzt.
Auf der Seite der Auslassöffnung 64 der Hochdruckpumpe 54 ist
ein Einweg- bzw. Rückschlagventil 65 angeordnet, das
verhindert, dass der geförderte Kraftstoff zurückströmt. Der
von der Hochdruckpumpe 54 geförderte Kraftstoff wird durch die
Kraftstoffleitung 45 in eine Verteilerleitung 29 geleitet, aus
der der unter hohem Druck stehende Kraftstoff auf die
Einspritzventile 28 verteilt wird, die jeweils an den
Zylinderköpfen der Zylinder des Motors 11 angebracht sind. Die
von der Auslassöffnung 64 der Hochdruckpumpe 54 ausgehende
Kraftstoffleitung ist mit einem Drucksensor 30 zur Erfassung
des Kraftstoffdrucks versehen. Das Ausgangssignal (erfasster
Kraftstoffdruck) des Drucksensors 30 wird der Motorsteuerung 16
zugeführt.
Die Motorsteuerung 16 besteht im wesentlichen aus einem
Mikrocomputer. Durch Ausführung eines (nicht dargestellten)
Programms zur Kraftstoffdruckregelung, das in einem in die
Motorsteuerung 16 eingebauten ROM (Festwertspeicher,
Speichermittel) gespeichert ist, arbeitet die Motorsteuerung 16
als Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung, die eine Steuerung der
Schließperiode des Drucksteuerventils 62 der Hochdruckpumpe 54
in der Weise bewirkt, dass der mittels des Drucksensors 30
erfasste Kraftstoffdruck mit dem Sollwert des Kraftstoffdrucks
übereinstimmt und der Kraftstoffdruck dadurch geregelt wird.
Die Schließperiode des Drucksteuerventils 62 wird gesteuert
durch einen Fördermengen-Stellwert (Fördermengen-
Stelleinschaltdauer), mit dem die Motorsteuerung 16 das
Drucksteuerventil 63 beaufschlagt.
Die Motorsteuerung 16 liest die Ausgangssignale der
verschiedenen Sensoren ein, um den Betriebszustand bzw. die
Betriebsparameter wie die Drehzahl des Motors, den Druck in der
Ansaugleitung (oder das angesaugte Luftvolumen) und die
Kühlwassertemperatur zu erfassen. Ferner steuert die
Motorsteuerung 16 den Betrieb der Schrittmotoren 14 und 26, des
AGR-Ventils 41, der Einspritzventile 28 und der Zündkerzen
gemäß verschiedenen (nicht dargestellten) Programmen zur
Steuerung des Motors. Ferner steuert die Motorsteuerung 16 das
angesaugte Luftvolumen (Drosselstellung), die Stärke der
Wirbelströmung (Winkelstellung der Wirbelklappe 24), die AGR-
Menge (Winkelstellung des AGR-Ventils 41), die eingespritzte
Kraftstoffmenge, die Einspritzperiode (Art der Verbrennung),
den Zündzeitpunkt und dergleichen.
Beispielsweise wird bei Betrieb mit niedriger oder mittlerer
Last eine geringe Kraftstoffmenge während des
Verdichtungstaktes eingespritzt, um auf diese Weise ein mageres
Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen, eine Schichtladung mit
fetterem Gemisch im Bereich der Zündkerze zu erzeugen und eine
Schichtladungsverbrennung durchzuführen, damit dadurch der
Kraftstoffverbrauch verbessert wird (Schichtladebetrieb). Bei
Betrieb unter hoher Last wird die eingespritzte Kraftstoffmenge
soweit erhöht, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis praktisch
gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist
oder das Gemisch sogar etwas fetter ist, als es dem
stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht. Der
Kraftstoff wird dann während des Ansaugtaktes eingespritzt, und
es wird ein homogenes Gemisch erzeugt und verbrannt, so dass
auf diese Weise die Motorleistung erhöht wird (Betrieb mit
homogenem Gemisch).
Durch Ausführung der in den Ablaufdiagrammen gemäß den Fig.
5 und 6 wiedergegebenen Programme, die in einem in der
Motorsteuerung 16 eingebauten ROM (Speichermittel) gespeichert
sind, überwacht die Motorsteuerung, ob ein Zustand, bei dem die
Fördermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich
oder größer als ein vorgegebener Wert A ist, für eine
vorgegebene Zeitdauer B oder länger andauert. Wenn der Zustand,
bei dem die Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder größer
als der vorgegebene Wert A ist, während der vorgegebenen
Zeitdauer B oder länger andauert, bestimmt die Motorsteuerung
16, dass sich das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 in einem
unnormalen Zustand befindet. Aufgrund dieser Funktion, bei der
die Motorsteuerung 16 den unnormalen Zustand diagnostiziert,
erfüllt die Motorsteuerung 16 die Rolle der Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung bei der vorliegenden Erfindung. Die
Prozesse der Programme gemäß den Fig. 5 und 6 werden im
Folgenden erläutert.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung
der Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose.
Nachdem ein Zündschalter 66 (siehe Fig. 2) eingeschaltet
worden ist, wird dieses Programm wiederholt ausgeführt,
entweder jeweils nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls
oder jeweils bei einem vorgegebenen Kurbelwinkel. Ob die
Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose
erfüllt sind oder nicht, wird in folgender Weise bestimmt. Wenn
das Programm begonnen wird, wird zunächst in Schritt 101
ermittelt, ob ein Anlassvorgang im Gang ist oder nicht. Wenn
"Ja", ist eine der Ausführungsbedingungen für die Unnormal-
Zustandsdiagnose nicht erfüllt und schreitet das Programm zu
Schritt 104 fort, wo eine Ausführungsmarke für die Unnormal-
Zustandsdiagnose auf "0" gesetzt wird.
Wenn jedoch in Schritt 101 festgestellt wird, dass kein
Anlassvorgang im Gang ist, schreitet das Programm zu Schritt
102 fort, in dem ermittelt wird, ob eine geforderte
Einspritzmenge (Einspritzmengen-Stellwert) kleiner als ein
vorgegebener Wert Q ist oder nicht. Auch dann, wenn die
geforderte Einspritzmenge gleich oder größer als der
vorgegebene Wert Q ist, sind die Ausführungsbedingungen für die
Unnormal-Zustandsdiagnose nicht erfüllt, so dass das Programm
zu Schritt 104 fortschreitet, in dem die Ausführungsmarke für
die Unnormal-Zustandsdiagnose auf "0" gesetzt wird.
Wenn jedoch in Schritt 102 festgestellt wird, dass die
geforderte Einspritzmenge kleiner als der vorgegebene Wert Q
ist, sind die Ausführungsbedingungen für die Unnormal-
Zustandsdiagnose erfüllt und schreitet das Programm zu Schritt
103 weiter, in dem die Ausführungsmarke für die Unnormal-
Zustandsdiagnose auf "1" gesetzt wird.
Die Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose
sind, (1) dass kein Anlassvorgang läuft (Schritt 101) und (2)
dass (2) die geforderte Einspritzmenge kleiner als der
vorgegebene Wert Q ist (Schritt 102). Wenn beide Bedingungen
(1) und (2) erfüllt sind, sind die Ausführungsbedingungen für
die Unnormal-Zustandsdiagnose erfüllt. Selbst wenn nur eine
dieser Bedingungen nicht erfüllt ist, sind die
Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose nicht
erfüllt. Die Prozesse gemäß den Schritten 101, 102 und 104
erfüllen bei der vorliegenden Erfindung die Funktion einer
Verhinderungseinrichtung, d. h. einer Einrichtung, die die
Unnormal-Zustandsdiagnose verhindert.
Wenn bei dem betrachteten ersten Ausführungsbeispiel der
Zustand, bei dem die Fördermengen-Stelleinschaltdauer der
Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer als der vorgegebene Wert A
ist, während der vorgegebenen Zeitdauer B oder länger andauert,
wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 unnormal arbeitet. Daher muss dann,
wenn einerseits ein Betriebszustand vorliegt, bei dem der
Zustand, während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer
gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist, während der
vorgegebenen Zeitdauer B oder länger andauert, und wenn
andererseits das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal
arbeitet, die Unnormal-Zustandsdiagnose verhindert bzw.
unterbunden werden. Eine Situation, bei dem dies möglich ist,
tritt während des Anlassens und dann auf, wenn die
Kraftstoffeinspritzmenge groß ist.
Während eines Stillstands des Motors steht auch die
Hochdruckpumpe 54 still. Demzufolge wird der Kraftstoffdruck in
der Kraftstoffleitung 49 und der Verteilerleitung nicht mehr
auf einem hohen Wert gehalten. Während des Motorstillstands
fällt der Kraftstoffdruck daher auf einen Wert nahe dem
atmosphärischen Druck. Beim Anlassen ist es daher notwendig,
den auf ungefähr den atmosphärischen Druck abgesunkenen
Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck zu erhöhen. Da
ferner während des Anlassens die Kraftstoffeinspritzmenge groß
ist, dauert der Zustand, während dessen die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer groß ist, für eine gewisse Zeitdauer an.
Während einer Beschleunigung, bei Betrieb unter hoher Last und
dergleichen ist die Kraftstoffeinspritzmenge groß, so dass der
Zustand, während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer
groß ist, für eine gewisse Zeitdauer anhält. Während des
Anlassens oder dann, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge groß
ist, besteht daher selbst dann, wenn das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal arbeitet, die Möglichkeit,
dass der Zustand, während dessen die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert
A ist, für die vorgegebene Zeitdauer B oder länger andauert,
und ist es daher möglich, dass ein unnormaler Zustand
fälschlicherweise diagnostiziert wird. Daher wird während des
Anlassens und dann, wenn die geforderte Einspritzmenge gleich
oder größer als der vorgegebene Wert Q ist, die Unnormal-
Zustandsdiagnose verhindert.
Das Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß Fig. 6 wird,
nachdem der Zündschalter 66 (siehe Fig. 2) eingeschaltet
worden ist, wiederholt ausgeführt entweder jeweils nach Ablauf
eines vorgegebenen Zeitintervalls oder jeweils bei einem
vorgegebenen Kurbelwinkel. Ob das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 sich in einem unnormalen Zustand oder
nicht befindet, wird auf folgende Weise ermittelt bzw.
diagnostiziert. Zu Beginn des Programmablaufs wird zunächst in
Schritt 111 festgestellt, ob die Ausführungsbedingungen für die
Unnormal-Zustandsdiagnose erfüllt sind oder nicht. Hierzu wird
geprüft, ob die Ausführungsmarke für die Unnormal-
Zustandsdiagnose auf "1" gesetzt ist. Wenn die
Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose nicht
erfüllt sind, geht das Programm zu Schritt 116 weiter, in dem
ein Zeitzähler auf "0" gesetzt wird. Im folgenden Schritt 117
wird eine Zustandsmarke auf "0" gesetzt, wodurch angezeigt
wird, dass der unnormale Zustand des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems 50 nicht vorliegt. Zugleich endet der
Programmablauf.
Wenn jedoch in Schritt 111 ermittelt wird, dass die
Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose
erfüllt sind, schreitet das Programm zu Schritt 112 fort. In
Schritt 112 wird ermittelt, ob die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer
als der vorgegebene Wert A ist oder nicht. Dabei wird der
vorgegebene Wert A eingestellt auf einen Wert, der kleiner ist
als der Maximalwert (100%) der Fördermengen-Stelleinschaltdauer
zu Normalzeiten, bspw. auf einen Wert von 70 bis 95% des
Maximalwertes zu Normalzeiten, vorzugsweise einen Wert von 80
bis 90% des Maximalwertes. Wenn in Schritt 112 festgestellt
wird, dass die Fördermengen-Stelleinschaltdauer kleiner als der
vorgegebene Wert A ist, geht das Programm zu Schritt 116
weiter, in dem der Zeitzähler auf "0" gesetzt wird. Im
folgenden Schritt 117 wird die Zustandsmarke auf "0" gesetzt,
wonach der Programmablauf beendet ist.
Wenn in Schritt 112 festgestellt wird, dass die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert
A ist, geht das Programm zu Schritt 113 weiter, in dem der
Zählerinhalt des Zeitzählers erhöht wird, so dass auf diese
Weise die Zeitdauer, während der die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert
A ist, gezählt wird. Danach geht das Programm zu Schritt 114
weiter, in dem festgestellt wird, ob der Zeitzählerinhalt
(Dauer des Zustands, während dessen die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert
A ist) gleich oder größer als die vorgegebene Zeitdauer B ist
oder nicht. Wenn der Zählerinhalt kleiner als die vorgegebene
Zeitdauer B ist, bleibt die Zustandsmarke auf "0" (Schritt 117)
und ist danach der Programmablauf beendet.
Wenn jedoch in Schritt 114 festgestellt wird, dass der
Zeitzählerinhalt (Dauer des Zustands, während dessen die
Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der
vorgegebene Wert A ist) gleich oder größer als die vorgegebene
Zeitdauer ist, wird dadurch ermittelt bzw. diagnostiziert, dass
das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 sich in einem
unnormalen Zustand befindet. Demzufolge schreitet das Programm
zu Schritt 115 fort, in dem die Zustandsmarke auf "1" gesetzt
wird, wodurch angezeigt wird, dass der unnormale Zustand
vorliegt. Danach ist der Programmablauf beendet.
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Berechnung des Sollwerts
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Das Luft-Kraftstoff-
Verhältnis wird im Folgenden kurz als "LKV" bezeichnet. Das
Programm gemäß Fig. 7 wird während des Motorbetriebs
wiederholt begonnen jeweils nach Ablauf eines vorgegebenen
Zeitintervalls oder bei einem vorgegebenen Kurbelwinkel. Bei
Aufruf des Programms werden zunächst in Schritt 101 die
aktuelle Drehzahl Ne und ein gefordertes Drehmoment eingelesen.
In Schritt 122 wird in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl
Ne und dem geforderten Drehmoment das Soll-LKV berechnet unter
Verwendung eines Kennfeldes oder dergleichen. Wenn sich die
Drehzahl Ne oder das geforderte Drehmoment während des
Motorbetriebs merklich ändern, kann sich der Soll-
Kraftstoffdruck sprunghaft ändern, wie dies in den Fig. 8A
und 8B gezeigt ist.
Das bereits vorstehend erläuterte Verfahren zur Unnormal-
Zustandsdiagnose gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird im
Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme gemäß den
Fig. 8A und 8B weiter erläutert. Jede der Fig. 8A und 8B
zeigt die Vorgänge für den Fall, dass der Soll-Kraftstoffdruck
während des Motorbetriebs sprunghaft ansteigt. Fig. 8A zeigt
die Vorgänge bei normalem Betrieb. Fig. 8B zeigt die Vorgänge
bei unnormalem Betrieb. Wenn der Soll-Kraftstoffdruck während
des Motorbetriebes sprunghaft ansteigt, nimmt die Differenz
zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem Ist-Kraftstoffdruck
zu, so dass auch die Fördermenge-Stelleinschaltdauer der
Hochdruckpumpe 54 sprunghaft zunimmt. Selbst dann, wenn das
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal arbeitet, kann dann,
wenn die Fördermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54
zunimmt (siehe Fig. 8A) der Fall eintreten, dass die
Fördermengen-Stelleinschaltdauer zeitweilig gleich oder größer
als der vorgegebene Wert A wird und demzufolge der Zeitzähler
zu zählen beginnt (siehe die vorstehende Erläuterung zu Schritt
113). Bei normalem Betrieb steigt jedoch der Ist-
Kraftstoffdruck vergleichsweise schnell auf einen Wert nahe dem
Soll-Kraftstoffdruck, so dass die Abweichung zwischen dem Soll-
Kraftstoffdruck und dem Ist-Kraftstoffdruck entsprechend
schnell abnimmt. Dementsprechend sinkt die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer innerhalb kurzer Zeit unter den
vorgegebenen Wert A und wird der Zeitzähler auf "0" gesetzt.
Bei Normalbetrieb wird daher der Zählerinhalt des Zeitzählers
(Dauer des Zustands, während dessen die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert
A ist) nicht gleich oder größer als die vorgegebene Zeitdauer B
und bleibt die Zustandsmarke bei "0", wodurch angezeigt wird,
dass ein unnormaler Zustand nicht vorliegt.
Wenn jedoch ein unnormaler Zustand wie bspw. ein Kraftstoffleck
im Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 auftritt, steigt der
Ist-Kraftstoffdruck nur langsam (siehe Fig. 8B), selbst wenn
der Soll-Kraftstoffdruck sprunghaft ansteigt. Demzufolge dauert
der Zustand, während dessen der Unterschied zwischen dem Soll-
Kraftstoffdruck und dem Ist-Kraftstoffdruck groß ist,
vergleichsweise lange an. Daher dauert auch der Zustand,
während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder
größer als der vorgegebene Wert A ist, lange an, so dass der
Zählerinhalt des Zeitzählers gleich oder größer als die
vorgegebene Zeitdauer B wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die
Zustandsmarke auf "1" gesetzt, wodurch angezeigt wird, dass ein
unnormaler Zustand vorliegt. Auf diese Weise wird der unnormale
Zustand des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 ermittelt bzw.
diagnostiziert.
Wie die Fig. 8A und 8B zeigen, nimmt die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 zu, wenn der Soll-
Kraftstoffdruck während des Motorbetriebs ansteigt, damit der
Ist-Kraftstoffdruck dem Soll-Kraftstoffdruck folgt. Dieser
Zustand dauert an, bis der Ist-Kraftstoffdruck nahe dem Soll-
Kraftstoffdruck liegt. Wenn die vorgegebene Zeitdauer B zu kurz
ist, ist es möglich, dass der unnormale Zustand bei einem
Anstieg des Soll-Kraftstoffdrucks fälschlicherweise ermittelt
wird.
Um dem vorzubeugen, wird, wie dies in Fig. 8A gezeigt ist,
vorzugsweise die vorgegebene Zeitdauer B so eingestellt, dass
sie größer ist als eine bei der Kraftstoffdruckregelung im
Normalbetrieb auftretende Verzögerungszeit (Zeitdauer, die
verstreicht, bis der Ist-Kraftstoffdruck auf einen Wert nahe
dem Soll-Kraftstoffdruck angestiegen ist) im Falle einer
Erhöhung des Soll-Kraftstoffdrucks. Auf diese Weise ist dafür
gesorgt, dass dann, wenn das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem
50 normal arbeitet und der Zustand, während dessen bei einem
Anstieg des Soll-Kraftstoffdrucks die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert
A ist, nicht länger als die Ansprech-Verzögerungszeit anhält,
die Fördermengen-Stelleinschaltdauer vor Ablauf der
vorgegebenen Zeitdauer B unter den vorgegebenen Wert A sinkt.
Auf diese Weise wird verhindert, dass es aufgrund der
Ansprechverzögerung bei der Kraftstoffdruckregelung zu einer
falschen Ermittlung des unnormalen Zustands kommt.
Die vorgegebene Zeitdauer B kann ein voreingestellter, fester
Wert sein. Wenn der Soll-Kraftstoffdruck ansteigt, bevor die
vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist, wird die vorgegebene
Zeitdauer B so eingestellt, dass sie länger ist als die
Ansprech-Verzögerungszeit bei der Kraftstoffdruckregelung zu
Normalzeiten. In anderen Perioden als dieser, d. h. in Perioden,
in denen die Ansprechverzögerung bei der
Kraftstoffdruckregelung kein Problem darstellt, kann die
vorgegebene Zeitdauer B kurz sein. Durch Verkürzung der
vorgegebenen Zeitdauer B in Perioden, in denen die
Ansprechverzögerung bei der Kraftstoffdruckregelung kein
Problem darstellt, wird der Vorteil erzielt, dass der unnormale
Zustand frühzeitig ermittelt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
wird überwacht, ob der Zustand, während dessen die
Fördermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich
oder größer als der vorgegebene Wert A ist, während der
vorgegebenen Zeitdauer B andauert oder nicht. Wenn der Zustand,
während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder
größer als der vorgegebene Wert A ist, während der vorgegebenen
Zeitdauer B oder länger andauert, wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50
unnormal arbeitet. Auch dann, wenn ein unnormaler Zustand
auftritt, bei dem die Fördermengen-Stelleinschaltdauer der
Hochdruckpumpe 54 nicht den Maximalwert im Normalbereich
übersteigt, wird der unnormale Zustand ermittelt. Selbst dann,
wenn das Ausgangssignal des Drucksensors 30 kurzzeitig aufgrund
von Rauschen oder dergleichen einen unnormalen Wert annimmt,
wird vermieden, dass dies fälschlicherweise als unnormaler
Zustand des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 ermittelt
wird. Auf diese Weise ist die Zuverlässigkeit der Unnormal-
Zustandsdiagnose des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50
verbessert.
Ferner wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Unnormal-
Zustandsdiagnose während des Anlassvorgangs und dann, wenn die
geforderte Einspritzmenge gleich oder größer als der
vorgegebene Wert Q ist, unterbunden. Durch Verhinderung der
Unnormal-Zustandsdiagnose unter Betriebsbedingungen, bei denen
vorhersehbar ist, dass der Zustand, während dessen die
Fördermengen-Stelleinschaltdauer groß ist, länger andauert,
wird eine fehlerhafte Bestimmung des unnormalen Zustandes
verhindert. Nur unter Betriebsbedingungen, bei denen der
Unterschied zwischen dem Verhalten der Fördermengen-
Stelleinschaltdauer zu Normalzeiten und dem zu unnormalen
Zeiten auffällig und aussagekräftig ist, wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, ob sich das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem im
normalen oder unnormalen Zustand befindet, und zwar auf
einfache Weise und mit hoher Genauigkeit.
Das zweite Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter
Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 erläutert. Das zweite
Ausführungsbeispiel weist die folgenden zwei Besonderheiten
auf.
Die erste Besonderheit besteht darin, dass die vorgegebene
Zeitdauer B in Abhängigkeit von der geforderten Einspritzmenge
verändert wird. Je kürzer die vorgegebene Zeitdauer eingestellt
wird, desto früher wird ein unnormaler Zustand ermittelt. Wenn
die Kraftstoffeinspritzmenge groß ist, dauert es
vergleichsweise lange, bis der Ist-Kraftstoffdruck dem Soll-
Kraftstoffdruck hinreichend angenähert ist, so dass der
Zustand, während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer
der Hochdruckpumpe 54 groß ist, verhältnismäßig lange andauert.
Wenn die vorgegebene Zeitdauer B dann, wenn die
Kraftstoffeinspritzmenge groß ist, zu kurz eingestellt wird,
kann es vorkommen, dass ein unnormaler Zustand
fälschlicherweise ermittelt wird. Dementsprechend wird, wenn
die erforderliche Einspritzmenge klein ist, die vorgegebene
Zeitdauer B (Ermittlungszeitdauer) kurz eingestellt. Wenn die
geforderte Einspritzmenge jedoch groß ist, wird die vorgegebene
Zeitdauer B so eingestellt, dass sie länger ist. Auf diese
Weise wird erreicht, dass einerseits ein unnormaler Zustand
frühzeitig ermittelt wird und dass andererseits eine
fälschliche Ermittlung unterbleibt.
Die zweite Besonderheit besteht darin, dass als Parameter bei
der Unnormal-Zustandsdiagnose nicht nur die Zeitdauer dient,
während der der Zustand andauert, bei dem die Fördermengen-
Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer
als der vorgegebene Wert A ist, sondern auch der Unterschied
zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem erfassten
Kraftstoffdruck am Drucksensor 30 gemessen wird. Wenn der
Zustand, während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer
der Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer als der vorgegebene
Wert A ist, während der vorgegebenen Zeitdauer B oder länger
andauert und wenn der Unterschied zwischen dem Soll-
Kraftstoffdruck und dem erfassten Kraftstoffdruck am
Drucksensor 30 gleich oder größer als ein vorgegebener Wert C
ist, wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 sich in einem unnormalen Zustand
befindet. Die Fördermengen-Stelleinschaltdauer der
Hochdruckpumpe 54 wird gesteuert, um den Unterschied zwischen
dem Soll-Kraftstoffdruck und dem Ist-Kraftstoffdruck am
Drucksensor 30 zu verringern. Wenn trotz längeren Andauerns des
Zustands, während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer
der Hochdruckpumpe 54 groß ist, der Unterschied zwischen dem
Soll-Kraftstoffdruck und dem erfassten Kraftstoffdruck am
Drucksensor 30 nicht abnimmt (d. h. der erfasste Kraftstoffdruck
am Drucksensor 30 nicht bis nahe dem Soll-Kraftstoffdruck
ansteigt), so bedeutet dies, dass bspw. ein Kraftstoffleck, ein
Versagen der Hochdruckpumpe 54, ein unnormaler Zustand des
Drucksensors 30 oder dergleichen vorliegt. Wenn die Unnormal-
Zustandsdiagnose unter zusätzlicher Berücksichtigung auch des
Unterschieds zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem
erfassten Kraftstoffdruck am Drucksensor 30 durchgeführt wird,
wird der unnormale Zustand des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems 50 mit hoher Genauigkeit und
Zuverlässigkeit ermittelt.
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Unnormal-Zustandsdiagnose
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Dieses Ablaufdiagramm
stimmt im wesentlichen mit dem Ablaufdiagramm in Fig. 5 für
das erste Ausführungsbeispiel überein, wobei der Unterschied
besteht, dass der Prozess in Schritt 114 abgewandelt ist zu den
Prozessen in den drei Schritten 114a, 114b und 114c.
Während der Ausführung des Programms gemäß Fig. 9 zu Unnormal-
Zustandsdiagnose wird der Zeitzählerinhalt in Schritt 113
erhöht. Danach geht das Programm zu Schritt 114a weiter, in dem
die vorgegebene Zeitdauer B unter Verwendung des Kennfeldes
gemäß Fig. 10 in Abhängigkeit von der aktuell geforderten
Einspritzmenge und der Drehzahl Ne bestimmt wird. Die Kurven
des Kennfeldes gemäß Fig. 10 sind so festgelegt, dass bei
Zunahme der geforderten Einspritzmenge und/oder der Drehzahl Ne
die vorgegebene Zeitdauer Bi (i = 1 bis 4) länger wird.
Nachdem die vorgegebene Zeitdauer B bestimmt und eingesetzt
worden ist, schreitet das Programm zu Schritt 114b fort, in dem
bestimmt wird, ob der Zeitzählerinhalt (Dauer des Zustands,
während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder
größer als der vorgegebene Wert A ist) gleich oder größer als
die vorgegebene Zeitdauer B ist. Wenn "Ja", schreitet das
Programm zu Schritt 114c fort und wird bestimmt, ob der
Unterschied zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem erfassten
Kraftstoffdruck am Drucksensor 30 gleich oder größer als der
vorgegebene Wert C ist oder nicht.
Wenn sowohl die Abfrage in Schritt 114b als auch die Abfrage in
Schritt 114c mit "Ja" beantwortet wird, d. h. wenn der Zustand,
während dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer der
Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer als der vorgegebene Wert A
ist, während der vorgegebenen Zeitdauer B oder länger andauert
und wenn der Unterschied zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und
dem erfassten Kraftstoffdruck am Drucksensor 30 gleich oder
größer als der vorgegebene Wert C ist, wird ermittelt, dass das
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 sich in einem unnormalen
Zustand befindet. Das Programm schreitet zu Schritt 115 fort,
in dem die Zustandsmarke auf "1" gesetzt wird, wodurch
angezeigt wird, dass ein unnormaler Zustand vorliegt.
Wenn jedoch die Anfrage in einem der Schritte 114b und 114c mit
"Nein" beantwortet wird, d. h. wenn der Zustand, während dessen
die Fördermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54
gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist, nicht
während der vorgegebenen Zeitdauer B oder länger andauert oder
wenn der Unterschied zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem
erfassten Kraftstoffdruck am Drucksensor 30 kleiner als der
vorgegebene Wert C ist, wird die Zustandsmarke auf "0" gesetzt
(Schritt 117).
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird die vorgegebene
Zeitdauer B in Abhängigkeit von der geforderten Einspritzmenge
und der Drehzahl Ne des Motors bestimmt und eingestellt.
Alternativ kann die vorgegebene Zeitdauer eingestellt werden
allein in Abhängigkeit von der geforderten Einspritzmenge oder
allein in Abhängigkeit von der Drehzahl Ne.
Das dritte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter
Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 erläutert.
Fig. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms für die
Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel. Dieses Programm ist in einem eingebauten
ROM (Speichermittel) der Motorsteuerung 16 gespeichert. Durch
Ausführen des Programms gemäß Fig. 11 bestimmt die
Motorsteuerung 16 einen geschätzten Kraftstoffdruck DPR aus dem
Unterschied zwischen einem Integralwert (Summenwert) ΣQp der
Fördermenge der Hochdruckpumpe 54 und einem Integralwert
(Summenwert) ΣQinj der Kraftstoffeinspritzmenge. Ferner
bestimmt die Motorsteuerung 16 das Vorhandensein oder Nicht-
Vorhandensein eines unnormalen Zustands des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems 50 auf der Grundlage des
Unterschiedsbetrages zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck
DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30.
Aufgrund dieser Funktion zur Ermittlung eines unnormalen
Zustands stellt die Motorsteuerung 16 eine Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung im Sinne der Erfindung dar. Die
Prozesse bei dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß
Fig. 11 werden im Folgenden erläutert.
Nachdem der Zündschalter 66 (siehe Fig. 2) eingeschaltet
worden ist, wird das Programm gemäß Fig. 11 wiederholt
ausgeführt jeweils nach Ablauf eines vorgegebenen
Zeitintervalls oder jeweils bei einem vorgegebenen
Kurbelwinkel. Nach dem Aufruf des Programms wird zunächst in
Schritt 301 bestimmt, ob ein Anlassvorgang im Gang ist oder
nicht. Wenn "Ja", geht das Programm zu Schritt 312 weiter, in
dem sowohl der Integralwert ΣQp der Fördermenge als auch der
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge auf "0"
gesetzt werden, wonach das Programm beendet ist. Auf diese
Weise wird während eines Anlassvorgangs aus folgenden Gründen
die Unnormal-Zustandsdiagnose verhindert. Während des
Anlassvorgangs wird der Kraftstoffdruck von einem niedrigen
Wert aus erhöht und ist ferner die Drehzahl des Motors
(Drehzahl der Hochdruckpumpe 54) niedrig. Da die
Kraftstoffeinspritzmenge (geforderte Einspritzmenge Qinj)
verhältnismäßig groß ist, während gleichzeitig die je
Zeiteinheit geförderte Kraftstoffmenge noch niedrig ist,
schwankt der Kraftstoffdruck (erfasster Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30) während des Anlassvorgangs stark, selbst wenn
das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal arbeitet.
Demzufolge wäre die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der
Unnormal-Zustandsdiagnose unter diesen Bedingungen
beeinträchtigt.
Wenn dagegen der Anlassvorgang nicht im Gang ist, schreitet das
Programm von Schritt 301 zu Schritt 302 weiter, in dem bestimmt
wird, ob die geforderte Einspritzmenge als Einspritzmengen-
Stellwert größer als ein vorgegebener Wert A oder nicht ist.
Wenn "Ja", schreitet das Programm zu Schritt 312 weiter und
werden sowohl der Integralwert ΣQp der Fördermenge der
Hochdruckpumpe als auch der Integralwert ΣQinj der geforderten
Einspritzmenge auf "0" gesetzt, wonach das Programm beendet
ist. Dadurch wird in ähnlicher Weise wie während des
Anlassvorgangs auch dann, wenn die geforderte Einspritzmenge
Qinj größer als der vorgegebene Wert A ist, die Unnormal-
Zustandsdiagnose nicht durchgeführt, und zwar aus folgendem
Grund. Wenn die geforderte Einspritzmenge Qinj größer als der
vorgegebene Wert A ist, ist die Kraftstoffeinspritzmenge groß,
so dass ggf. die Fehler der Integralwerte ΣQp und ΣQinj groß
werden und die Genauigkeit der Schätzung des Kraftstoffdrucks
beeinträchtigt würde. Die Abläufe in den Schritten 301, 302 und
312 erfüllen bei der vorliegenden Erfindung die Funktion einer
Verhinderungseinrichtung, d. h. einer Einrichtung zur
Verhinderung der Unnormal-Zustandsdiagnose.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die
Ausführungsbedingungen für die Durchführung der Unnormal-
Zustandsdiagnose, (1) dass kein Anlassvorgang im Gang ist
("Nein" in Schritt 301) und (2) dass die geforderte
Einspritzmenge Qinj kleiner als der vorgegebene Wert A ist
("Nein" in Schritt 302). Wenn beide dieser Bedingungen (1) und
(2) erfüllt sind, sind die Ausführungsbedingungen für die
Unnormal-Zustandsdiagnose erfüllt und wird die Unnormal-
Zustandsdiagnose gemäß Schritt 303 und den darauf folgenden
Schritten wie folgt ausgeführt.
Zunächst wird Schritt 303 der aktuelle Fördermengen-Stellwert
der Hochdruckpumpe 54 addiert zum vorigen Integralwert ΣQp der
Fördermenge, um auf diese Weise den Integralwert ΣQp der
Fördermenge zu aktualisieren. In Schritt 304 wird die aktuelle
geforderte Einspritzmenge Qinj addiert zum bisherigen
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge, um dadurch
den Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge zu
aktualisieren. Die Prozesse in den Schritten 303 und 304
erfüllen bei der vorliegenden Erfindung die Funktion einer
Integrier- bzw. Summiereinrichtung. Danach schreitet das
Programm zu Schritt 305 fort, in dem bestimmt wird, ob der
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge den
vorgegebenen Wert B übersteigt oder nicht. Wenn "Nein", ist das
Programm beendet, ohne dass die Schritte 306 und die darauf
folgenden Schritte ausgeführt werden.
Immer dann, wenn der Integralwert ΣQinj der geforderten
Einspritzmenge den vorgegebenen Wert B übersteigt, wird die
Unnormal-Zustandsdiagnose für das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 durch die Prozesse gemäß den
Schritten 306 bis 311 in folgender Weise durchgeführt. Zunächst
wird in Schritt 306 die Differenz DQ zwischen dem Integralwert
ΣQp der Fördermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten
Einspritzmenge berechnet. Im folgenden Schritt 307 wird anhand
des Kennfeldes gemäß Fig. 12 in Abhängigkeit von der Differenz
DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der Fördermenge und dem
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge der
geschätzte Kraftstoffdruck DPR berechnet.
Wenn der Integralwert ΣQp der Fördermenge der Pumpe größer
wird als der Integralwert ΣQinj der Kraftstoffeinspritzmenge,
bedeutet dies, dass die Gesamtkraftstoffmenge auf der
Förderseite der Hochdruckpumpe 54 in der Kraftstoffleitung 45
und der Verteilerleitung 29 zunimmt und demzufolge auch der
Kraftstoffdruck zunimmt, sofern die Hochdruckpumpe 54 sich
nicht in einem unnormalen Zustand befindet und auch kein
anderer unnormaler Zustand wie bspw. ein Kraftstoffleck
vorliegt. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes sind die
Kennlinien bzw. Kurven des Kennfeldes gemäß Fig. 12 so
festgelegt, dass der geschätzte Kraftstoffdruck DPR umso größer
wird, je größer die Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp
der Pumpenfördermenge und dem Integralwert ΣQinj der
geforderten Einspritzmenge wird (d. h. je mehr der Integralwert
ΣQp der Pumpenfördermenge den Integralwert ΣQinj der
Kraftstoffeinspritzmenge übersteigt).
Nach der Berechnung des geschätzten Kraftstoffdrucks DPR
schreitet das Programm zu Schritt 308 fort, in dem sowohl der
Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge als auch der
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge auf "0"
gesetzt werden. In Schritt 309 wird ermittelt, ob der
Absolutwert der Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 in einem vorgegebenen Bereich (α1 < | DPR - PR |
< α2) liegt. Dieser Bereich entspricht dem Schwankungsbereich
des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 zu Normalzeiten. Wenn
"Ja", wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal arbeitet, und schreitet das
Programm zu Schritt 311 fort, in dem die Zustandsmarke auf "0"
gesetzt wird, wodurch die Zustandsmarke den normalen Zustand
anzeigt.
Wenn jedoch der Absolutwert der Differenz zwischen dem
geschätzten Kraftstoffdruck PDR und dem erfassten
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 außerhalb des
vorbestimmten Bereichs liegt, wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass sich das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem
50 in einem unnormalen Zustand befindet, und schreitet das
Programm zu Schritt 312 fort, in dem die Zustandsmarke auf "1"
gesetzt wird und dadurch den unnormalen Zustand anzeigt.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird der geschätzte
Kraftstoffdruck DPR berechnet aus der Differenz DQ zwischen dem
Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem Integralwert
ΣQinj der geforderten Einspritzmenge. Das Vorhandensein oder
Nicht-Vorhandensein des unnormalen Zustands des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems 50 wird ermittelt anhand der Differenz
(Unterschiedsbetrag) zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck
DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30. Auf
diese Weise wird ein unnormaler Zustand ermittelt, der nicht
mittels des herkömmlichen Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahrens
ermittelt werden kann. Die Zuverlässigkeit der Unnormal-
Zustandsdiagnose des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 ist
somit verbessert.
Ferner wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel dann, wenn ein
Anlassvorgang im Gang ist oder wenn die geforderte
Einspritzmenge Qinj groß ist, die Unnormal-Zustandsdiagnose des
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 verhindert bzw.
unterbunden. Maßgebend hierfür ist, dass während eines
Anlassvorgangs und dann, wenn die geforderte Einspritzmenge
Qinj groß ist, der Ist-Kraftstoffdruck (erfasster
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30) stark schwankt und
demzufolge der Fehler der Integralwerte ΣQp und ΣQinj größer
wird, so dass die Genauigkeit der Schätzung des
Kraftstoffdrucks leiden würde. Demzufolge erfolgt die Unnormal-
Zustandsdiagnose des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 dann,
wenn die Genauigkeit der Schätzung des Kraftstoffdrucks hoch
ist, so dass vermieden wird, dass die Diagnosegenauigkeit
beeinträchtigt wird durch eine verringerte Genauigkeit der
Schätzung des Kraftstoffdrucks.
Fig. 13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Bei
Durchführung des Programms gemäß Fig. 13 wird bestimmt, ob die
Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR, der aus
der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der
Pumpenfördermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten
Einspritzmenge berechnet wird, und dem erfassten
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 größer als ein
vorgegebener Wert α2 ist, d. h. ob der geschätzte
Kraftstoffdruck DPR um den vorgegebenen Wert α2 oder mehr
größer ist als der erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor
30. Wenn dies der Fall ist, wird bestimmt bzw. diagnostiziert,
dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 ein Kraftstoffleck
aufweist. Dies geschieht aus folgendem Grund. Wenn das
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal arbeitet, fällt der
geschätzte Kraftstoffdruck DPR, der aus der Differenz DQ
zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge berechnet
wird, annähernd zusammen mit dem Ist-Kraftstoffdruck. Wenn der
geschätzte Kraftstoffdruck DPR um den vorgegebenen Wert α2
(zumindest den Maximalfehler zu Normalzeiten) oder mehr größer
als der Ist-Kraftstoffdruck ist, wird ermittelt, dass der Ist-
Kraftstoffdruck aus irgendwelchen Gründen wie bspw. wegen eines
Kraftstofflecks unnormal abgesunken ist. Wenn ein
Kraftstoffleck auftritt, sinkt die Gesamtkraftstoffmenge in der
Kraftstoffleitung 45 und der Verteilerleitung 29 und fällt der
Kraftstoffdruck.
Bei dem Programm gemäß Fig. 13 werden im wesentlichen die
gleichen Prozesse wie die gemäß den Schritten 301 bis 308 und
312 des Programms gemäß Fig. 11 durchgeführt, das im
Zusammenhang mit dem dritten Ausführungsbeispiel vorstehend
erläutert worden ist. Dabei wird ein Rechenprozess zur
Schätzung des Kraftstoffdrucks DPR aus der Differenz zwischen
dem Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge oder
dergleichen durchgeführt.
Danach schreitet das Programm zu Schritt 321 fort, in dem
bestimmt wird, ob die Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 größer als der vorgegebene Wert α2 ist oder
nicht. Der vorgegebene Wert α2 wird eingestellt auf einen
Wert, der dem Maximalwert des Unterschieds zwischen dem
geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten
Kraftstoffdruck PR zu Normalzeiten entspricht oder etwas größer
als dieser Maximalwert ist. Dabei wird der Maximalwert
festgelegt unter Berücksichtigung eines Schätzfehlers des
geschätzten Kraftstoffdrucks DPR und eines Messfehlers des
erfassten Kraftstoffdrucks PR. Wenn die Differenz zwischen dem
geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten
Kraftstoffdruck PR gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert
α2 ist, wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 kein Kraftstoffleck
aufweist, und schreitet das Programm zu Schritt 323 fort, in
dem eine Leckmarke auf "0" gesetzt wird, wodurch angezeigt
wird, dass kein Kraftstoffleck vorhanden ist.
Wenn jedoch die Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 größer als der vorgegebene Wert α2 ist, wird
festgestellt bzw. diagnostiziert, dass das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 ein Kraftstoffleck aufweist, und
schreitet das Programm fort zu Schritt 322, in dem die
Leckmarke auf "1" gesetzt wird, wodurch das Vorhandensein eines
Kraftstofflecks angezeigt wird.
Das Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahren gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Zeitdiagramme
gemäß den Fig. 14A und 14B weiterhin erläutert. Fig. 14A
zeigt das Verhalten zu Normalzeiten für den Fall, dass die
geforderte Kraftstoffmenge Qinj auf einen im wesentlichen
konstanten Wert gesteuert wird. Fig. 14B zeigt das Verhalten
beim Betrieb mit Kraftstoffleck ebenfalls für den Fall, dass
die geforderte Kraftstoffmenge Qinj auf einen im wesentlichen
konstanten Wert gesteuert wird. Während des Betriebes des
Motors werden die Fördermengen-Stellwerte Qp der Hochdruckpumpe
54 und auch die geforderten Einspritzmengen Qinj in
vorbestimmten Zeitintervallen aufsummiert. Immer dann, wenn der
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmengen den
vorbestimmten Wert B übersteigt, wird der geschätzte
Kraftstoffdruck DPR berechnet aus der Differenz DQ zwischen dem
Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem Integralwert
ΣQinj der geforderten Einspritzmenge. In Abhängigkeit davon,
ob die Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR
und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 größer
als der vorgegebene Wert α2 ist oder nicht, wird ermittelt
bzw. diagnostiziert, dass im Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem
50 ein Leck vorhanden ist bzw. nicht vorhanden ist.
Wenn bei normal arbeitendem Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50
(siehe Fig. 14A) die geforderte Einspritzmenge Qinj praktisch
konstant ist und der erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor
30 im wesentlichen übereinstimmt mit dem Soll-Kraftstoffdruck
F, ist der Fördermengen-Stellwert Qp der Hochdruckpumpe 54
praktisch konstant. Dies hat zur Folge, dass die Differenz
zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR, der aus der
Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der
Pumpenfördermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten
Einspritzmenge berechnet wird, und dem erfassten Kraftstoffdruck
PR am Drucksensor 30 vermindert ist bzw. niedrig ist. Daher
wird ermittelt, dass kein Kraftstoffleck vorhanden ist, und
wird die Leckmarke auf "0" gehalten, so dass sie anzeigt, dass
kein Kraftstoffleck existiert.
Wenn jedoch im Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 ein
Kraftstoffleck vorhanden ist, sinkt der Ist-Kraftstoffdruck
(erfasster Kraftstoffdruck PR) aufgrund des Kraftstofflecks,
obwohl die geforderte Einspritzmenge Qinj praktisch konstant
bleibt, wie dies in Fig. 14B gezeigt ist. Demzufolge wird der
Fördermengen-Stellwert Qp der Hochdruckpumpe 54 erhöht, um den
Ist-Kraftstoffdruck zu erhöhen. Dies hat zur Folge, dass dann,
wenn ein Kraftstoffleck vorhanden ist, der Integralwert ΣQp
der Fördermenge größer wird als zu Normalzeiten, so dass der
geschätzte Kraftstoffdruck DPR dann, wenn das Kraftstoffleck
vorhanden ist, größer als zu Normalzeiten wird. Daher wird die
Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem
erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 größer als der
vorgegebene Wert α2. Demzufolge wird bestimmt bzw.
diagnostiziert, dass ein Kraftstoffleck vorhanden ist. Die
Leckmarke wird auf "1" gesetzt und zeigt dadurch das
Vorhandensein des Kraftstofflecks an.
Im Folgenden wird ein fünftes Ausführungsbeispiel unter
Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 19 erläutert. Die
Besonderheit des fünften Ausführungsbeispiels liegt darin, dass
dann, wenn das Ist-LKV (Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) vom
Soll-LKV (Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) zur fetten Seite (in
Richtung eines fetteren Gemischs) abweicht, während der
geschätzte Kraftstoffdruck DPR, der aus der Differenz DQ
zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge berechnet
wird, um den vorgegebenen Wert α2 oder mehr höher ist als der
erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30, ermittelt bzw.
diagnostiziert wird, dass das Ausgangssignal (erfasster
Kraftstoffdruck PR) des Drucksensors 30 unnormal abgesunken
ist. Diese Ermittlung bzw. Diagnose beruht auf folgenden
Gründen.
Die geforderte Einspritzmenge Qinj wird unter der Bedingung
festgelegt, dass der Ist-Kraftstoffdruck auf den Soll-
Kraftstoffdruck gesteuert wird. Wenn der Ist-Kraftstoffdruck
sinkt, wird die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge in
entsprechendem Ausmaß vermindert, so dass normalerweise das
Ist-LKV zur mageren Seite vom Soll-LKV abweicht. Wenn das Ist-
LKV zur fetten Seite von dem Soll-LKV abweicht, obwohl sich aus
der Beziehung zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und
dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 ergeben
würde, dass der Kraftstoffdruck gefallen ist, so bedeutet dies,
dass in Wahrheit der Ist-Kraftstoffdruck gestiegen ist. Eine
solche Situation zeigt einen Zustand an, bei dem ein Anstieg
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks nicht erfasst bzw.
festgestellt werden kann, d. h. bei dem ein unnormaler Abfall
des Ausgangssignals (erfasster Kraftstoffdruck PR) des
Drucksensors 30 aufgetreten ist. Wenn das Ist-LKV vom Soll-LKV
zur fetten Seite abweicht, obwohl die Schätzung aufgrund der
Beziehung zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem
erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 ergibt, dass der
Ist-Kraftstoffdruck gefallen sein müsste, kann daher ermittelt
bzw. diagnostiziert werden, dass das Ausgangssignal des
Drucksensors 30 einen unnormalen Abfall aufweist.
Bei dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß Fig. 15,
das bei dem fünften Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, werden
im wesentlichen die gleichen Prozesse wie die gemäß den
Schritten 301 bis 308 und 312 des Programms gemäß Fig. 11
durchgeführt, die im Zusammenhang mit dem dritten
Ausführungsbeispiel bereits erläutert worden sind. Es wird ein
Rechenprozess zur Schätzung des Kraftstoffdrucks DPR aus der
Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der
Pumpenfördermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten
Einspritzmenge oder dergleichen durchgeführt.
Danach wird in den Schritten 331 und 332 ermittelt, ob das Ist-
LKV vom Soll-LKV deutlich zur fetten Seite abweicht, obwohl
aufgrund der Beziehung zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck
DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30
geschätzt wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck sinkt. Zunächst
wird in Schritt 331 bestimmt, ob auf ein Sinken des
tatsächlichen Kraftstoffdrucks geschlossen wird, und zwar in
Abhängigkeit davon, ob die Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 größer als der vorgegebene Wert α2 ist oder
nicht. Dabei wird der vorgegebene Wert α2 eingestellt auf
einen Wert, der einem Maximalwert des Unterschieds zwischen dem
geschätzten Kraftstoffdruck DPR zu Normalzeiten und dem
erfassten Kraftstoffdruck PR entspricht oder etwas größer als
dieser Maximalwert ist. Dadurch werden der Schätzfehler des
geschätzten Kraftstoffdrucks DPR und der Messfehler des
erfassten Kraftstoffdrucks PR berücksichtigt. Wenn die
Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem
erfassten Kraftstoffdruck PR gleich dem vorgegebenen Wert α2
oder kleiner ist (wenn geschätzt wird, dass der Ist-
Kraftstoffdruck nicht sinkt), wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass das Ausgangssignal des Drucksensors 30
keinen unnormalen Abfall aufweist, und schreitet das Programm
zu Schritt 334 vor, in dem eine Drucksensormarke auf "0"
gesetzt wird.
Wenn jedoch die Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 größer als der vorgegebene Wert α2 ist (wenn
geschätzt wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck sinkt), schreitet
das Programm zu Schritt 332 fort, in dem bestimmt wird, ob das
Ist-LKV, das mittels eines LKV-Sensors (oder eines
Sauerstoffsensors) erfasst wird, der stromauf des
Dreiwegekatalysators 38 in der Abgasleitung 37 angeordnet ist,
deutlich zur fetten Seite abweicht vom Soll-LKV. Wenn der
Unterschied zwischen dem Ist-LKV und dem Soll-LKV kleiner als
der vorgegebene Wert β1 ist (wenn das Ist-LKV vom Soll-LKV
deutlich zur fetten Seite abweicht), wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass das Ausgangssignal des Drucksensors 30
einen unnormalen Abfall aufweist. Das Programm geht zu Schritt
333 weiter, in dem die Drucksensormarke auf "1" gesetzt wird,
wodurch angezeigt wird, dass das Ausgangssignal des
Drucksensors 30 einen unnormalen Abfall aufweist. Wenn die
Abfrage in Schritt 332 "Nein" ergibt, schreitet das Programm zu
Schritt 334 fort, in dem die Drucksensormarke auf "0" gesetzt
wird.
Fig. 16 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur
Berechnung des Soll-LKV. Das Programm gemäß Fig. 16 wird
während des Motorbetriebes wiederholt begonnen jeweils nach
Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder bei einem
vorgegebenen Kurbelwinkel. Wenn das Programm begonnen wird,
werden zunächst in Schritt 401 die aktuelle Drehzahl Ne des
Motors und das geforderte Drehmoment eingelesen. Im folgenden
Schritt 402 wird in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl Ne
und dem geforderten Drehmoment unter Verwendung eines
Kennfeldes oder dergleichen das Soll-LKV berechnet.
Fig. 17 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur
Berechnung der Einspritzperiode. Das Programm gemäß Fig. 17
wird während des Motorbetriebes wiederholt begonnen jeweils
nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder bei einem
vorgegebenen Kurbelwinkel. Wenn das Programm begonnen wird,
wird zunächst in Schritt 401 der aktuelle erfasste
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 eingelesen. Im folgenden
Schritt 502 wird die aktuelle geforderte Einspritzmenge Qinj
eingelesen. Danach wird in Schritt 503 ein Kraftstoffdruck-
Korrekturfaktor KP für die geforderte Einspritzmenge Qinj
anhand des Kennfeldes gemäß Fig. 18 berechnet. Unter
Berücksichtigung der Tatsache, dass dann, wenn die
Einspritzperiode gleich ist, die tatsächliche
Kraftstoffeinspritzmenge umso größer ist, je höher der
tatsächliche Kraftstoffdruck wird, ist die Kennlinie des
Kennfeldes gemäß Fig. 18 so festgelegt, dass der
Korrekturfaktor KP gleich (Soll-Kraftstoffdruck/erfasster
Kraftstoffdruck PR)1/2 ist. Wenn der erfasste Kraftstoffdruck PR
mit dem Soll-Kraftstoffdruck zusammenfällt, ist der
Kraftstoffdruck-Korrekturfaktor KP gleich 1. Mit steigendem
erfasstem Kraftstoffdruck PR wird der Kraftstoffdruck-
Korrekturfaktor KP kleiner.
Nach Berechnung des Kraftstoffdruck-Korrekturfaktors KP
schreitet das Programm zu Schritt 504 fort, in dem eine
Umwandlungskonstante zur Umwandlung der
Kraftstoffeinspritzmenge in eine Einspritzdauer, eine
Leereinspritzdauer und der Kraftstoffdruck-Korrekturfaktor KP
in die folgende Gleichung eingesetzt werden, wodurch die
Einspritzperiode TAU (Einspritzimpulsdauer) berechnet wird:
TAU = (Qinj.Umwandlungskonstante +
Leereinspritzdauer).KP.
Unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm gemäß Fig. 19 wird im
Folgenden ein Beispiel des Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahrens
gemäß dem fünften Ausführungsbeispiels erläutert. Fig. 15
zeigt das Verhalten für den Fall, dass das Ausgangssignal des
Drucksensors 30 vorübergehend unnormal abfällt, während die
geforderte Einspritzmenge Qinj auf einen praktisch konstanten
Wert gesteuert wird. Wenn das Ausgangssignal (erfasster
Kraftstoffdruck PR) des Drucksensors 30 unnormal abfällt,
bestimmt die Motorsteuerung 16 fälschlicherweise, dass der Ist-
Kraftstoffdruck unter den Soll-Kraftstoffdruck fällt, und
erhöht dementsprechend den Fördermengen-Stellwert Qp der
Hochdruckpumpe 54. Dies hat offensichtlich zur Folge, dass der
Ist-Kraftstoffdruck höher als der Soll-Kraftstoffdruck wird. Da
jedoch die Motorsteuerung 16 aufgrund des Abfalls des
Ausgangssignals des Drucksensors 30 fälschlicherweise bestimmt,
dass der Ist-Kraftstoffdruck niedriger als der Soll-
Kraftstoffdruck ist, vergrößert die Motorsteuerung 16 die
Einspritzperiode TAU, indem sie den Kraftstoffdruck-
Korrekturfaktor KP erhöht. Obwohl der Ist-Kraftstoffdruck in
Wahrheit höher als der Soll-Kraftstoffdruck ist, wird somit die
Einspritzperiode im Sinne einer Verlängerung korrigiert.
Demzufolge nimmt die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge
zu und weicht das Ist-LKV deutlich zur fetten Seite vom Soll-
LKV ab.
Demzufolge wird bei dem fünften Ausführungsbeispiel dann, wenn
das Ist-LKV vom Soll-LKV zur fetten Seite abweicht, obwohl aus
der Beziehung zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und
dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 geschätzt
wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck gesunken ist, ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass das Ausgangssignal des Drucksensors 30
unnormal abgefallen ist.
Im Folgenden wird ein sechstes Ausführungsbeispiel unter
Bezugnahme auf die Fig. 20 und 21 erläutert.
Die Besonderheit des sechsten Ausführungsbeispiels besteht
darin, dass dann, wenn das Ist-LKV vom Soll-LKV zur mageren
Seite abweicht, während zugleich der geschätzte Kraftstoffdruck
DPR, der aus der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp
der Pumpenfördermenge und dem Integralwert ΣQinj der
geforderten Einspritzmenge berechnet wird, um einen
vorgegebenen Wert α3 oder mehr niedriger ist als der erfasste
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30, ermittelt bzw.
diagnostiziert wird, dass das Ausgangssignal (erfasster
Kraftstoffdruck PR) des Drucksensors 30 einen unnormalen
Anstieg aufweist. Dies geschieht aus folgendem Grund. Die
Motorsteuerung 16 vermutet (schätzt), dass der Ist-
Kraftstoffdruck gestiegen ist, wenn der geschätzte
Kraftstoffdruck DPR um den vorgegebenen Wert α3 oder mehr
niedriger ist als der erfasste Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30. Die Abweichung des Ist-LKV, also des
tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, vom Soll-LKV
bedeutet jedoch, dass in Wahrheit der Ist-Kraftstoffdruck
gesunken ist. Eine solche Situation kennzeichnet einen Zustand,
bei dem ein Absinken des Ist-Kraftstoffdrucks nicht erfasst
werden kann, d. h. bei dem ein unnormaler Anstieg des
Ausgangssignals (erfasster Kraftstoffdruck PR) des Drucksensors
30 vorliegt. Wenn das Ist-LKV zur mageren Seite vom Soll-LKV
abweicht, obwohl aufgrund der Beziehung zwischen dem
geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 geschätzt wird, dass der
Ist-Kraftstoffdruck steigt, kann daher ermittelt bzw.
diagnostiziert werden, dass das Ausgangssignal des Drucksensors
30 einen unnormalen Anstieg aufweist.
In dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß Fig. 20,
das bei dem sechsten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird,
werden praktisch die gleichen Prozesse wie die gemäß den
Schritten 301 bis 308 und 312 des Programms gemäß Fig. 11
durchgeführt, das vorstehend im Zusammenhang mit dem dritten
Ausführungsbeispiel erläutert worden ist. Es wird ein
Rechenprozess zur Berechnung des geschätzten Kraftstoffdrucks
DPR aus der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der
Pumpenfördermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten
Einspritzmenge oder dergleichen durchgeführt.
Danach wird in den Schritten 341 und 342 bestimmt, ob das Ist-
LKV vom Soll-LKV deutlich zur mageren Seite abweicht, obwohl
aufgrund der Beziehung zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck
DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30
geschätzt bzw. vermutet wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck
gestiegen ist. Dabei wird in Schritt 341 geprüft, ob geschätzt
wird, dass ein Anstieg des Ist-Kraftstoffdrucks vorliegt. Dies
hängt davon ab, ob die Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 kleiner ist als der vorgegebene Wert α3 oder
nicht. Dabei wird der vorgegebene Wert α3 eingestellt auf
einen Wert, der dem Maximalwert des Unterschieds zwischen dem
geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten
Kraftstoffdruck PR zu Normalzeiten entspricht oder etwas größer
als dieser Maximalwert ist. Dadurch werden ein Schätzfehler des
geschätzten Kraftstoffdrucks DPR und ein Mess- bzw.
Erfassungsfehler des erfassten Kraftstoffdrucks PR
berücksichtigt. Wenn der Unterschied zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR gleich
oder größer als der vorgegebene Wert α3 ist (wenn geschätzt
wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck nicht ansteigt), wird
ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das Ausgangssignal des
Drucksensors 30 keinen unnormalen Anstieg aufweist, und
schreitet das Programm zu Schritt 344 weiter, in dem eine
Drucksensormarke auf "0" gesetzt wird, wodurch angezeigt wird,
dass das Ausgangssignal des Drucksensors keinen unnormalen
Anstieg aufweist.
Wenn jedoch die Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 kleiner als der vorbestimmte Wert α3 ist (wenn
geschätzt bzw. vermutet wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck
steigt), schreitet das Programm zu Schritt 342 fort, in dem
bestimmt wird, ob das Ist-LKV deutlich zur mageren Seite
abweicht vom Soll-LKV. Dazu wird bestimmt, ob der Unterschied
zwischen dem Ist-LKV, das mittels eines LKV-Sensors (oder
Sauerstoffsensors) erfasst wird, der stromauf des
Dreiwegekatalysators 38 in der Abgasleitung 37 angeordnet ist,
und dem Soll-LKV größer als ein vorbestimmter Wert β2 ist. Wenn
der Unterschied zwischen dem Ist-LKV und dem Soll-LKV größer
als der vorbestimmte Wert β2 ist (wenn das Ist-LKV deutlich zur
mageren Seite vom Soll-LKV abweicht), wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass das Ausgangssignal des Drucksensors 30
einen unnormalen Anstieg aufweist. Das Programm schreitet zu
Schritt 343 fort, in dem die Drucksensormarke auf "1" gesetzt
wird, wodurch angezeigt wird, dass das Ausgangssignal des
Drucksensors einen unnormalen Anstieg aufweist.
Wenn in Schritt 342 die Antwort "Nein" ist, schreitet das
Programm zu Schritt 344 fort, in dem die Drucksensormarke auf
"0" gesetzt wird, wodurch angezeigt wird, dass das
Ausgangssignal des Drucksensors keinen unnormalen Anstieg
aufweist.
Unter Verwendung des Zeitdiagramms gemäß Fig. 21 wird im
Folgenden das Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahren gemäß dem
sechsten Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Fig. 21 zeigt
das Verhalten für den Fall, dass das Ausgangssignal des
Drucksensors 30 zeitweilig unnormal ansteigt, während die
geforderte Einspritzmenge Qinj auf einen praktisch konstanten
Wert gesteuert wird. Wenn das Ausgangssignal (erfasster
Kraftstoffdruck PR) des Drucksensors 30 unnormal ansteigt,
ermittelt die Motorsteuerung 16 fälschlicherweise, dass der
Ist-Kraftstoffdruck den Soll-Kraftstoffdruck übersteigt, und
verringert daher den Fördermengen-Stellwert Qp an der
Hochdruckpumpe 54. Dies hat offensichtlich zur Folge, dass der
Ist-Kraftstoff niedriger als der Soll-Kraftstoffdruck wird. Da
die Motorsteuerung 16 aufgrund des Anstiegs des Ausgangssignals
des Drucksensors 30 fälschlicherweise ermittelt, dass der Ist-
Kraftstoffdruck größer als der Soll-Kraftstoffdruck ist,
verkürzt die Motorsteuerung 16 die Einspritzperiode TAU, indem
sie den Kraftstoffdruck-Korrekturfaktor KP vermindert. Obwohl
der Ist-Kraftstoffdruck tatsächlich niedriger als der Soll-
Kraftstoffdruck ist, wird somit die Einspritzperiode TAU im
Sinne einer Verkürzung korrigiert, was zur Folge hat, dass die
tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge vermindert wird und
dass das Ist-LKV stark zur mageren Seite von dem Soll-LKV
abweicht. Daher wird bei dem sechsten Ausführungsbeispiel dann,
wenn das Ist-LKV vom Soll-LKV zur mageren Seite abweicht,
obwohl die Schätzung aufgrund der Beziehung zwischen dem
geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 ergibt, dass der Ist-
Kraftstoffdruck (angeblich) steigt, ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass im Ausgangssignal des Drucksensors 30 ein
unnormaler Anstieg vorhanden ist.
Im Folgenden wird ein siebtes Ausführungsbeispiel unter
Bezugnahme auf die Fig. 22 und 23 erläute 17674 00070 552 001000280000000200012000285911756300040 0002010136706 00004 17555rt. Das siebte
Ausführungsbeispiel weist die Besonderheit auf, dass dann, wenn
das Ausmaß einer Drehmomentschwankung des Motors 11 gleich oder
größer als ein vorgegebener Wert γ ist, während der geschätzte
Kraftstoffdruck DPR, der aus der Differenz DQ zwischen dem
Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem Integralwert
ΣQinj der geforderten Einspritzmenge berechnet wird, um einen
vorgegebenen Wert α3 oder mehr niedriger ist als der erfasste
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30, ermittelt bzw.
diagnostiziert wird, dass das Einspritzventil 28 sich in einem
unnormalen Zustand befindet. Dies geschieht aus folgenden
Gründen.
Wenn der geschätzte Kraftstoffdruck DPR um den vorgegebenen
Wert α3 oder mehr niedriger ist als der erfasste
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30, wird vermutet bzw.
geschätzt, dass der Ist-Kraftstoffdruck steigt. Als eine der
Ursachen für einen Anstieg des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
kann angesehen werden, dass die tatsächliche
Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund eines Versagens oder Fehlers
des Einspritzventils 28 kleiner ist als die geforderte
Einspritzmenge Qinj. Wenn das Einspritzventil 28, das einem der
Zylinder zugeordnet ist, unnormal arbeitet, tritt das Phänomen
auf, dass das Ausmaß der Drehmomentschwankung des Motors 11
zunimmt. Wenn das Ausmaß der Drehmomentschwankung groß ist,
während aufgrund der Beziehung zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 geschätzt wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck
steigt, kann somit ermittelt bzw. diagnostiziert werden, dass
sich das Einspritzventil 28 in einem unnormalen Zustand
befindet.
Fig. 22 zeigt ein Ablaufdiagramm für das Programm zur
Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß dem siebten
Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Programm werden praktisch die
gleichen Prozesse wie in den Schritten 301 bis 308 und 312
ausgeführt, die bei dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose
gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 11
erläutert worden sind. Es wird ein Rechenprozess zur Berechnung
des geschätzten Kraftstoffdrucks DPR aus der Differenz DQ
zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem
Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge oder
dergleichen durchgeführt.
Danach wird in Schritt 351 bestimmt, ob ein Anstieg des Ist-
Kraftstoffdrucks geschätzt bzw. vermutet wird, indem ermittelt
wird, ob die Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck
DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30
kleiner als der vorgegebene Wert α3 ist oder nicht. Wenn die
Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem
erfassten Kraftstoffdruck PR gleich oder größer als der
vorgegebene Wert α3 ist (wenn geschätzt wird, dass der Ist-
Kraftstoffdruck nicht ansteigt), wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass am Einspritzventil 28 kein unnormaler
Zustand vorliegt. Das Programm schreitet fort zu Schritt 354,
in dem eine Einspritzventilmarke auf "0" gesetzt wird, wodurch
angezeigt wird, dass das Einspritzventil nicht unnormal
arbeitet.
Wenn jedoch die Differenz zwischen dem geschätzten
Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 kleiner als der vorgegebene Wert α3 ist (wenn
geschätzt wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck steigt), schreitet
das Programm zu Schritt 352 fort, in dem bestimmt wird, ob das
Ausmaß der Drehmomentschwankung des Motors 11 größer als der
vorgegebene Wert γ ist. Wenn das Ausmaß der
Drehmomentsschwankung des Motors 11 größer als der vorgegebene
Wert γ ist, wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das
Einspritzventil 28 unnormal arbeitet. Das Programm schreitet zu
Schritt 353 fort, in dem die Einspritzventilmarke auf "1"
gesetzt wird, wodurch angezeigt wird, dass das Einspritzventil
unnormal arbeitet.
Wenn jedoch in Schritt 352 bestimmt wird, dass das Ausmaß der
Drehmomentschwankung gleich oder kleiner als der vorgegebene
Wert γ ist, schreitet das Programm fort zu Schritt 354, in dem
die Einspritzventilmarke auf "0" gesetzt wird.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm gemäß
Fig. 23 das Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahren gemäß dem
siebten Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Fig. 23 zeigt
das Verhalten für den Fall, dass das Einspritzventil 28 eines
der Zylinder unnormal arbeitet (Kraftstoff nicht einspritzen
kann), während die geforderte Einspritzmenge Qinj im
wesentlichen auf einen konstanten Wert gesteuert wird. Wenn das
Einspritzventil 28 eines der Zylinder in einen unnormalen
Zustand übergeht und demzufolge keinen Kraftstoff einspritzt,
steigt der Ist-Kraftstoffdruck (erfasster Kraftstoffdruck PR)
kurzzeitig bei jeder Einspritzperiode des Zylinders an, dessen
Einspritzventil 28 unnormal arbeitet. Dementsprechend wird der
Fördermengen-Stellwert Qp der Hochdruckpumpe 54 kurzzeitig
jedesmal dann verringert, wenn der Ist-Kraftstoffdruck
(erfasster Kraftstoffdruck PR) ansteigt. Dies hat zur Folge,
dass der Integralwert ΣQp der Fördermenge im Vergleich zum
Integralwert zu Normalzeiten absinkt und dass der geschätzte
Kraftstoffdruck DPR, der aus der Differenz DQ zwischen dem
Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem Integralwert
ΣQinj der geforderten Einspritzmenge berechnet wird, unter den
Soll-Kraftstoffdruck F sinkt. Daher wird der geschätzte
Kraftstoffdruck DPR um den vorgegebenen Wert α3 oder mehr
niedriger als der erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30
und wird das Ausmaß der Drehmomentschwankung des Motors 11
größer als der vorgegebene Wert γ, so dass ermittelt bzw.
diagnostiziert wird, dass das Einspritzventil 28 unnormal
arbeitet.
Das Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose gemäß einem achten Ausführungsbeispiel ist in
Fig. 24 gezeigt. Gemäß diesem Programm wird dann, wenn der
Motor 11 angelassen wird, nachdem seine Stillstandszeit gleich
oder größer als eine vorgegebene Zeit C war, und wenn der
erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 außerhalb eines
vorgegebenen Bereichs liegt, ermittelt bzw. diagnostiziert
wird, dass der Drucksensor 30 unnormal arbeitet. Während der
Motor stillsteht, steht auch die Hochdruckpumpe 54 still. Dabei
kann der Kraftstoffdruck auf der Förderseite der Hochdruckpumpe
54 in der Kraftstoffleitung 45 und der Verteilerleitung 29
nicht hoch gehalten werden. Demzufolge sinkt der
Kraftstoffdruck im Laufe der Stillstandszeit. Daher fällt der
Kraftstoffdruck auf einen Wert nahe dem atmosphärischen Druck,
wenn die Stillstandszeit des Motors ein gewisses Ausmaß
übersteigt. Wenn der Motor dann in diesem Zustand angelassen
wird, steigt der Kraftstoffdruck während des Anlassens von
einem Wert nahe dem atmosphärischen Druck aus an. Wenn in
dieser Situation während des Anlassens der erfasste
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 außerhalb des
vorbestimmten Bereichs um den atmosphärischen Druck herum
liegt, kann ermittelt bzw. diagnostiziert werden, dass der
Drucksensor 30 unnormal arbeitet.
In dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß Fig. 24,
das bei dem achten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wird
zunächst in den Schritten 601 und 602 bestimmt, ob die
Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose
erfüllt sind. Die Ausführungsbedingungen für die Unnormal-
Zustandsdiagnose sind, (1) dass ein Anlassvorgang im Gang ist
(Schritt 601) und (2) dass die Stillstandszeit des Motors vor
dem Anlassen die vorgegebene Zeit C übersteigt (Schritt 602).
Wenn auch nur eine der zwei Bedingungen (1) und (2) nicht
erfüllt ist, sind die Ausführungsbedingungen für die Unnormal-
Zustandsdiagnose nicht erfüllt und wird das Programm beendet,
ohne dass die im Folgenden erläuterten Prozesse ausgeführt
werden.
Wenn jedoch beide Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, sind
die Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose
erfüllt und schreitet das Programm zu Schritt 603 fort, in dem
der erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 eingelesen
wird. Im folgenden Schritt 601 wird bestimmt, ob der erfasste
Kraftstoffdruck PR in einem vorgegebenen Bereich (ω1 < PR <
ω2) liegt oder nicht. Wenn "Ja", wird ermittelt, dass der
Drucksensor 30 normal arbeitet, und schreitet das Programm zu
Schritt 606 fort, in dem eine Drucksensormarke auf "0" gesetzt
wird. Wenn "Nein", wird ermittelt, dass der Drucksensor 30
unnormal arbeitet, und schreitet das Programm zu Schritt 605
fort, in dem die Drucksensormarke auf "1" gesetzt wird, wodurch
angezeigt wird, dass der Drucksensor unnormal arbeitet.
Da bei dem achten Ausführungsbeispiel die Stillstandszeit des
Motors mittels eines Zeitgebers oder dergleichen gemessen
werden muss, muss zum Betreiben des Zeitgebers oder dergleichen
Energie zugeführt werden, während der Motor stillsteht.
Um die Messung der Stillstandszeit des Motors unnötig zu
machen, kann gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel das
Programm gemäß Fig. 25 zur Unnormal-Zustandsdiagnose
durchgeführt werden. Bei diesem Programm wird auf der Grundlage
einer Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur THWO zum
Zeitpunkt des letzten Abstellens des Motors und einer
Kühlwassertemperatur THW zum Zeitpunkt des aktuellen Anlassens
bestimmt, ob die Stillstandszeit des Motors gleich oder größer
als eine vorgegebene Zeit ist. Während des Motorstillstands
sinkt die Kühlwassertemperatur im Laufe der Zeit aufgrund von
Wärmeableitung. Auf der Grundlage der Differenz zwischen der
Kühlwassertemperatur THWO beim letzten Abstellen des Motors und
der Kühlwassertemperatur THW beim aktuellen Anlassen kann somit
ohne Messung der Stillstandszeit des Motors mittels eines
Zeitgebers bestimmt bzw. diagnostiziert werden, ob die
Stillstandszeit des Motors gleich oder größer als die
vorgegebene Zeit ist.
Bei dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß Fig. 25
wird zunächst in den Schritten 701 bis 703 bestimmt, ob die
Ausführungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose
erfüllt sind. Dabei wird in Schritt 701 bestimmt, ob ein
Anlassvorgang im Gang ist oder nicht. Wenn "Ja", schreitet das
Programm zu Schritt 702 fort, in dem die Kühlwassertemperatur
THWO beim letzten Abstellen des Motors eingelesen wird. Diese
Kühlwassertemperatur THWO wird in einem Sicherungs-RAM der
Motorsteuerung 16 gespeichert. In Schritt 703 wird bestimmt, ob
die Differenz (THW - THWO) zwischen der Kühlwassertemperatur
THW beim aktuellen Anlassvorgang und der Kühlwassertemperatur
THWO beim letzten Abstellen des Motors kleiner als eine
vorgegebene Temperaturdifferenz D1 (negativer Wert) ist oder
nicht. Wenn die Differenz gleich oder größer als die
vorgegebene Temperaturdifferenz D1 ist, wird ermittelt, dass
die Stillstandszeit des Motors kürzer als die vorgegebene Zeit
ist, und endet das Programm, ohne dass die folgenden Prozesse
ausgeführt werden. Wenn jedoch die Differenz (THW - THWO)
zwischen der Kühlwassertemperatur THW beim aktuellen Anlassen
und der Kühlwassertemperatur THWO beim letzten Abstellen des
Motors kleiner als die vorgegebene Temperaturdifferenz D1 ist,
wird bestimmt, dass die Stillstandszeit des Motors gleich oder
größer als die vorgegebene Zeit ist, und schreitet das Programm
zu Schritt 704 fort, in dem der erfasste Kraftstoffdruck PR am
Drucksensor 30 eingelesen wird. Im folgenden Schritt 705 wird
bestimmt, ob der erfasste Kraftstoffdruck PR in dem
vorbestimmten Bereich (ω1 < PR < ω2) liegt oder nicht. Wenn
"Ja", wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass der Drucksensor
30 normal arbeitet, und schreitet das Programm zu Schritt 707
fort, in dem eine Drucksensormarke auf "0" gesetzt wird,
wodurch angezeigt wird, dass der Drucksensor normal arbeitet.
Wenn im Schritt 705 die Antwort "Nein" ist, wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass der Drucksensor 30 unnormal arbeitet, und
schreitet das Programm zu Schritt 706 fort, in dem die
Drucksensormarke auf "1" gesetzt wird, wodurch angezeigt wird,
dass der Drucksensor unnormal arbeitet.
Fig. 26 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-
Zustandsdiagnose gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel.
Mittels dieses Programms wird in Abhängigkeit davon, ob der
erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 zum Zeitpunkt des
aktuellen Anlassvorgangs um mehr als ein vorgegebener Wert C1
größer ist als ein erfasster Kraftstoffdruck PRO zum Zeitpunkt
des letzten Abstellens des Motors, ermittelt bzw.
diagnostiziert, ob der Drucksensor 30 normal oder unnormal
arbeitet. Da der tatsächliche Kraftstoffdruck während der
Stillstandszeit des Motors im Laufe der Zeit sinkt, kann der
tatsächliche Kraftstoffdruck beim Anlassen nicht höher sein als
der tatsächliche Kraftstoffdruck beim letzten Abstellen des
Motors. Wenn der erfasste Kraftstoffdruck PR beim aktuellen
Anlassvorgang um mehr als ein vorgegebener Wert C1 (zumindest
den Erfassungs- bzw. Messfehler) größer ist als der erfasste
Kraftstoffdruck PR beim letzten Abstellen des Motors, kann
daraus geschlossen und demzufolge ermittelt werden, dass der
Drucksensor 30 unnormal arbeitet.
Bei dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß Fig. 26
wird in Schritt 801 bestimmt, ob ein Anlassvorgang im Gang ist
oder nicht. Wenn "Nein", wird das Programm beendet, ohne dass
die folgenden Prozesse ausgeführt werden. Wenn "Ja", schreitet
das Programm zu Schritt 802 fort, in dem der erfasste
Kraftstoffdruck PRO am Drucksensor 30 beim letzten Abstellen
des Motors eingelesen wird. Dieser erfasste Kraftstoffdruck PRO
ist im Sicherungs-RAM der Motorsteuerung 16 gespeichert. In
Schritt 803 wird bestimmt, ob eine Differenz (PR - PRO)
zwischen dem erfassten Kraftstoffdruck PR beim aktuellen
Anlassvorgang und dem erfassten Kraftstoffdruck PRO beim
letzten Abstellen des Motors größer als der vorgegebene Wert C1
ist oder nicht. Wenn die Druckdifferenz (PR - PRO) größer als
der vorgegebene Wert C1 ist, d. h. wenn der erfasste
Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 beim aktuellen
Anlassvorgang um mehr als den vorgegebenen Wert C1 höher ist
als der erfasste Kraftstoffdruck PRO beim letzten Abstellen des
Motors, wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass der
Drucksensor 30 unnormal arbeitet und schreitet das Programm zu
Schritt 604 fort, in dem eine Drucksensormarke auf "1" gesetzt
wird, wodurch angezeigt wird, dass der Drucksensor unnormal
arbeitet.
Wenn jedoch die Druckdifferenz (PR - PRO) gleich oder kleiner
als der vorgegebene Wert C1 ist, wird ermittelt bzw.
diagnostiziert, dass der Drucksensor 30 normal arbeitet, und
schreitet das Programm zu Schritt 805 fort, in dem die
Drucksensormarke auf "0" gesetzt wird.
Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele 3 bis 10 können
auf geeignete Weise kombiniert werden und kombiniert ausgeführt
werden.
Es wird überwacht, ob während des Betriebs eines Motors ein
Zustand, während dessen ein Fördermengen-Stellwert einer
Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer als ein vorgegebener Wert
A ist, während einer vorgegebenen Zeitdauer B oder länger
andauert. Wenn der Zustand, während dessen der Fördermengen-
Stellwert gleich oder größer als der gegebene Wert A ist,
während der vorgegebenen Zeitdauer B oder länger andauert, wird
ermittelt bzw. diagnostiziert, dass ein Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem 50 unnormal arbeitet. Auf diese Weise
wird der unnormale Zustand selbst dann ermittelt, wenn im
unnormalen Zustand der Fördermengen-Stellwert der
Hochdruckpumpe 54 den Maximalwert im Normalbereich nicht
übersteigt. Selbst wenn das Ausgangssignal eines Drucksensors
30 aufgrund von Störungen, Rauschen oder dergleichen kurzzeitig
einen unnormalen Wert annimmt, wird vermieden, dass dies
fälschlicher Weise als unnormaler Zustand des Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystems 50 ermittelt wird. Dabei wird die
vorgegebene Zeitdauer vorzugsweise so festgesetzt, dass sie
länger als eine Ansprech-Verzögerungszeit ist, die bei der
Kraftstoffdrucksteuerung zu Normalzeiten auftritt, wenn der
Soll-Kraftstoffdruck ansteigt (d. h. Zeitdauer, die dazu
erforderlich ist, dass der tatsächliche Kraftstoffdruck auf
einen Wert nahe dem Soll-Kraftstoffdruck ansteigt).
Claims (15)
1. Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen
Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) einer
Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:
eine Hochdruckpumpe (54), die dazu dient, aus einem Kraftstofftank (51) gepumpten Kraftstoff unter Druck zu setzen und den Kraftstoff unter Druck einem Einspritzventil (28) zuzuführen;
einen Drucksensor (30) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks auf der Förderseite der Hochdruckpumpe (54);
eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung (16), die dazu dient, die Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) derart zu regeln, dass der mittels des Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck zusammenfällt mit einem Soll-Kraftstoffdruck; und
eine Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung (16), die ermittelt, dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) unnormal arbeitet, wenn ein Zustand, während dessen ein Fördermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe (54) gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, während einer vorgegebenen Zeitdauer oder länger andauert.
eine Hochdruckpumpe (54), die dazu dient, aus einem Kraftstofftank (51) gepumpten Kraftstoff unter Druck zu setzen und den Kraftstoff unter Druck einem Einspritzventil (28) zuzuführen;
einen Drucksensor (30) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks auf der Förderseite der Hochdruckpumpe (54);
eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung (16), die dazu dient, die Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) derart zu regeln, dass der mittels des Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck zusammenfällt mit einem Soll-Kraftstoffdruck; und
eine Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung (16), die ermittelt, dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) unnormal arbeitet, wenn ein Zustand, während dessen ein Fördermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe (54) gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, während einer vorgegebenen Zeitdauer oder länger andauert.
2. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Verhinderungseinrichtung (101, 102, 104), die die
Unnormal-Zustandsdiagnose des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems
(50) mittels der Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung (16)
verhindert, während die Brennkraftmaschine angelassen wird
und/oder während ein Betriebszustand andauert, bei dem der
Einspritzmengen-Stellwert gleich oder größer als ein
vorgegebener Wert ist.
3. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert, mit dem der
Fördermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe (54) verglichen wird,
auf einen Wert festgesetzt ist, der kleiner als ein Maximalwert
des Fördermengen-Stellwerts zu Normalzeiten ist.
4. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung (16) die vorgegebene Zeitdauer auf
eine Zeitdauer einstellt, die länger ist als eine Ansprech-
Verzögerungszeit bei der Erhöhung des Soll-Kraftstoffdrucks
während der Kraftstoffdrucksteuerung zu Normalzeiten.
5. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unnormal-
Zustandsdiagnosevorrichtung (16) die vorgegebene Zeitdauer in
Abhängigkeit von dem Einspritzmengen-Stellwert ändert.
6. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung (16) ermittelt, dass das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem (50) unnormal arbeitet, wenn ein
Zustand, während dessen der Fördermengen-Stellwert der
Hochdruckpumpe (54) gleich oder größer als der vorgegebene Wert
ist, während der vorgegebenen Zeitdauer oder länger andauert
und wenn ein Unterschied zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und
dem erfassten Kraftstoffdruck am Drucksensor (30) gleich oder
größer als ein vorgegebener Wert ist.
7. Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen
Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) einer
Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:
eine Hochdruckpumpe (54), die dazu dient, aus einem Kraftstofftank (51) gepumpten Kraftstoff unter Druck zu setzen und den Kraftstoff unter Druck einem Einspritzventil (28) zuzuführen;
einen Drucksensor (30) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks auf der Förderseite der Hochdruckpumpe (54);
eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung (16), die dazu dient, die Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) derart zu regeln, dass der mittels des Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck zusammenfällt mit einem Soll-Kraftstoffdruck;
eine Integriereinrichtung zum getrennten Aufsummieren während einer vorgegebenen Zeitdauer sowohl der Fördermengen- Stellwerte der Hochdruckpumpe (54) als auch der Einspritzmengen-Stellwerte; und
eine Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung (16), die das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein eines unnormalen Zustands des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems ermittelt anhand eines mittels des Drucksensors (30) erfassten Kraftstoffdrucks und eines Vergleichswertes zwischen einem mittels der Integriereinrichtung berechneten Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) und einem mittels der Integriereinrichtung berechneten Integralwert der Einspritzmenge.
eine Hochdruckpumpe (54), die dazu dient, aus einem Kraftstofftank (51) gepumpten Kraftstoff unter Druck zu setzen und den Kraftstoff unter Druck einem Einspritzventil (28) zuzuführen;
einen Drucksensor (30) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks auf der Förderseite der Hochdruckpumpe (54);
eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung (16), die dazu dient, die Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) derart zu regeln, dass der mittels des Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck zusammenfällt mit einem Soll-Kraftstoffdruck;
eine Integriereinrichtung zum getrennten Aufsummieren während einer vorgegebenen Zeitdauer sowohl der Fördermengen- Stellwerte der Hochdruckpumpe (54) als auch der Einspritzmengen-Stellwerte; und
eine Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung (16), die das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein eines unnormalen Zustands des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems ermittelt anhand eines mittels des Drucksensors (30) erfassten Kraftstoffdrucks und eines Vergleichswertes zwischen einem mittels der Integriereinrichtung berechneten Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) und einem mittels der Integriereinrichtung berechneten Integralwert der Einspritzmenge.
8. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
eine Verhinderungseinrichtung (301, 302, 312), die die
Unnormal-Zustandsdiagnose des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems
(50) mittels der Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung (16)
verhindert, während die Brennkraftmaschine angelassen wird
und/oder während ein Betriebszustand andauert, bei dem der
Einspritzmengen-Stellwert gleich oder größer als ein
vorgegebener Wert ist.
9. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung
(16) einen geschätzten Kraftstoffdruck aus der Differenz
zwischen dem Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe
(54) und dem Integralwert der Einspritzmenge berechnet und
dann, wenn der geschätzte Kraftstoffdruck um einen vorgegebenen
Wert oder mehr größer ist als der mittels des Drucksensors (30)
erfasste Kraftstoffdruck, ermittelt, dass das Hochdruck-
Kraftstoffzufuhrsystem (50) ein Kraftstoffleck aufweist.
10. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung (16) dann, wenn ein Luft-
Kraftstoff-Verhältnis zur fetten Seite von einem Soll-Luft-
Kraftstoff-Verhältnis abweicht, während ein geschätzter
Kraftstoffdruck, der aus der Differenz zwischen dem
Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) und dem
Integralwert der Einspritzmenge berechnet wird, um einen
vorgegebenen Wert oder mehr größer ist als der mittels des
Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck, ermittelt, dass ein
Ausgangssignal des Drucksensors (30) einen unnormalen Abfall
aufweist.
11. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung (16) dann, wenn ein Luft-
Kraftstoff-Verhältnis zur mageren Seite von einem Soll-Luft-
Kraftstoff-Verhältnis abweicht, während ein geschätzter
Kraftstoffdruck, der aus der Differenz zwischen dem
Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) und dem
Integralwert der Einspritzmenge berechnet wird, um einen
vorgegebenen Wert oder mehr niedriger ist als der mittels des
Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck, ermittelt, dass ein
Ausgangssignal des Drucksensors (30) einen unnormalen Anstieg
aufweist.
12. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung (16) dann, wenn das Ausmaß einer
Drehmomentschwankung der Brennkraftmaschine gleich oder größer
als ein vorbestimmter Wert ist, während ein geschätzter
Kraftstoffdruck, der aus der Differenz zwischen dem
Integralwert der Fördermenge der Hochdruckpumpe (54) und dem
Integralwert der Einspritzmenge berechnet wird, um einen
vorgegebenen Wert oder mehr niedriger als der mittels des
Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck ist, ermittelt, dass
das Einspritzventil (28) unnormal arbeitet.
13. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn während des Anlassens
der Brennkraftmaschine und nachdem eine Stillstandszeit der
Brennkraftmaschine verstrichen ist, die gleich oder größer als
eine vorgegebene Zeit ist, der mittels des Drucksensors (30)
erfasste Kraftstoffdruck außerhalb eines vorbestimmten Bereichs
liegt, ermittelt wird, dass der Drucksensor (30) unnormal
arbeitet.
14. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung
(16) anhand einer Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur
beim letzten Abstellen der Brennkraftmaschine und der
Kühlwassertemperatur beim aktuellen Anlassen bestimmt, ob die
Stillstandszeit der Brennkraftmaschine gleich oder größer als
die vorgegebene Zeit ist.
15. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unnormal-
Zustandsdiagnoseeinrichtung (16) dann, wenn der mittels des
Drucksensors (30) erfasste Kraftstoffdruck beim aktuellen
Anlassen der Brennkraftmaschine höher als der erfasste
Kraftstoffdruck beim letzten Abstellen der Brennkraftmaschine
ist, ermittelt, dass der Drucksensor (30) unnormal arbeitet.
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