DE10136706B4

DE10136706B4 - Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10136706B4
Application number: DE10136706.6A
Authority: DE
Inventors: Osamu Fukasawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2021-07-28
Also published as: DE10136706A1

Abstract

Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) einer Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist: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;gekennzeichnet durcheine 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.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Diagnosevorrichtung zur Ermittlung einer unnormalen Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 7.
Stand der Technik
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 haufig 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 gemaß der Veröffentlichung JP 2 844 881 B2 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 fur die Begriffe „Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung“, „Unnormal-Zustandsdiagnosevorrichtung“, „Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahren“ und dergleichen.
Die Veröffentlichung JP 10 - 089 135 AA 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 gemaß der Veröffentlichung JP 2 844 881 B2 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 10 - 089 135 AA 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-Zustandsdiagnoseverfahren einen unnormalen Zustand nur dann ermitteln kann, wenn der Kraftstoffdruck sich deutlich innerhalb kurzer Zeit ändert.
Im Stand der Technik nach US 5 241 933 A und EP 1 039 117 A2 sind Diagnosevorrichtungen für elektronisch gesteuerte Kraftstoffversorgungssysteme beschrieben. Bei diesen Systemen wird eine Fehlerdiagnose im Hochdrucksystem anhand von Grenzwertüberschreitungen bei der Fördermenge vorgenommen. Insbesondere wird dabei das für den aktuellen Betriebszustand zu erwartende Fördervolumen herangezogen, das unter fehlerfreien Bedingungen nicht überschritten werden sollte.
Im Stand der Technik nach DE 197 03 891 A1 ist eine Diagnosevorrichtung beschrieben, bei der eine Durchflussrate integriert wird, um eine Massenbilanz durchzuführen. Zugrunde gelegt werden hierbei die zugeführte Kraftstoffmenge und die eingespritzte Kraftstoffmenge. Daraus wird eine Leckagemenge ermittelt, die mit einem Schwellwert verglichen wird.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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 den Patentansprüchen 1 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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 langer andauert, wird ermittelt, dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem unnormal arbeitet. Auf diese Weise wird ein unnormaler Zustand selbst dann ermittelt, wenn wahrend des unnormalen Zustands der Fordermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe den Maximalwert im Normalbereich nicht uberschreitet. 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.
Gemaß einem zweiten Aspekt der Erfindung werden während einer vorgegebenen Zeitdauer mittels einer Integriereinrichtung die Fordermengen-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 Fordermengen der Hochdruckpumpe zusammenfällt mit dem Integralwert der Einspritzmenge, sind die Menge des durch eine Kraftstoffleitung, die von der Hochdruckpumpe zu einem Einspritzventil fuhrt, 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 Fordermenge 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 Forderseite der Hochdruckpumpe in der Kraftstoffleitung vorhandenen Kraftstoffs zu und steigt demzufolge der Kraftstoffdruck. Wenn jedoch der Integralwert der Fordermenge 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 Fordermenge 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 konnen verschiedene unnormale Zustände mit hoher Genauigkeit ermittelt werden, die mittels des herkommlichen Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahrens nicht ermittelt werden können, so dass durch die Erfindung die Zuverlassigkeit der Unnormal-Zustandsdiagnose des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems verbessert ist.
Figurenliste
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausfuhrlichen Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Motorsteuerungssystems (erstes Ausführungsbeispiel);
2 eine schematische Darstellung eines Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems (erstes Ausführungsbeispiel);
3 eine schematische Darstellung einer Hochdruckpumpe (erstes Ausfuhrungsbeispiel);
4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Ansaug- und Forderbetriebes der Hochdruckpumpe (erstes Ausfuhrungsbeispiel);
5 ein Ablaufdiagramm eines Programm zur Bestimmung der Ausfuhrungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose (erstes Ausfuhrungsbeispiel);
6 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (erstes Ausführungsbeispiel);
7 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Berechnung des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (erstes Ausfuhrungsbeispiel);
8A ein Zeitdiagramm, das das Verhalten zu Normalzeiten für den Fall zeigt, dass der Soll-Kraftstoffdruck erhoht wird (erstes Ausführungsbeispiel);
8B ein Zeitdiagramm, das das Verhalten zu unnormalen Zeiten (bei unnormalem Betrieb) fur den Fall zeigt, dass der Soll-Kraftstoffdruck erhöht wird (erstes Ausführungsbeispiel);
9 ein Ablaufdiagramm für ein Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose (zweites Ausfuhrungsbeispiel);
10 ein Kennfeld zur Bestimmung einer vorgegebenen Zeitdauer B in Abhangigkeit von einer geforderten Einspritzmenge und der Drehzahl Ne des Motors (zweites Ausfuhrungsbeispiel);
11 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (drittes Ausfuhrungsbeispiel);
12 ein Kennfeld zur Berechnung eines geschätzten Kraftstoffdrucks DPR aus einer Differenz DQ zwischen einem Integralwert ΣQp der Pumpenfordermenge und einem Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge (drittes Ausfuhrungsbeispiel);
13 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (viertes Ausführungsbeispiel);
14A ein Zeitdiagramm, das das Verhalten zu Normalzeiten fur den Fall zeigt, dass die geforderte Einspritzmenge Qinj praktisch konstant ist (viertes Ausfuhrungsbeispiel);
14B ein Zeitdiagramm, das das Verhalten für den Fall zeigt, dass ein Kraftstoffleck vorhanden ist und die geforderte Einspritzmenge Qinj praktisch konstant ist (viertes Ausfuhrungsbeispiel);
15 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (fünftes Ausführungsbeispiel);
16 ein Ablaufdiagramm fur ein Programm zur Berechnung des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (fünftes Ausfuhrungsbeispiel);
17 ein Ablaufdiagramm fur ein Programm zur Berechnung der Einspritzperiode (fünftes Ausfuhrungsbeispiel);
18 ein Kennfeld zur Berechnung eines Kraftstoffdruck-Korrekturfaktors KP aus dem erfassten Kraftstoffdruck PR an einem Drucksensor (fünftes Ausführungsbeispiel);
19 ein Zeitdiagramm, das das Verhalten für den Fall zeigt, dass ein Ausgangssignal eines Drucksensors kurzzeitig unnormal abfallt, wahrend die geforderte Einspritzmenge Qinj auf einen praktisch konstanten Wert gesteuert wird (fünftes Ausfuhrungsbeispiel);
20 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (sechstes Ausführungsbeispiel);
21 ein Zeitdiagramm, das das Verhalten für den Fall zeigt, dass ein Ausgangssignal des Drucksensors kurzzeitig unnormal ansteigt, wahrend die geforderte Einspritzmenge Qinj auf einen praktisch konstanten Wert gesteuert wird (sechstes Ausfuhrungsbeispiel);
22 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (siebtes Ausführungsbeispiel);
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);
24 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (achtes Ausfuhrungsbeispiel);
25 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (neuntes Ausfuhrungsbeispiel); und
26 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose (zehntes Ausführungsbeispiel).

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Erstes Ausfuhrungsbeispiel)
Eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 erläutert. Bei dieser Brennkraftmaschine kommt eine Diagnosevorrichtung gemaß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel zur Anwendung.
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 Zufuhren 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 uber 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 fur jeden der Zylinder in den Zylinderkopfen 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 impulsformiges Zylinderidentifizierungssignal, wenn ein bestimmter Zylinder seinen Gaswechsel-OT (oberer Todpunkt zu Beginn des Ansaugtaktes) erreicht. Ein Kurbelwinkelsensor 33 liefert ein impulsformiges 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.
Auslassoffnungen 35 des Motors 11 sind an einen Abgaskrummer 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 verandert wird (d.h. so verandert 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 geschatzt. Wenn diese größer als ein vorgegebener Wert wird, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis zeitweilig von der mageren Seite zur fetten Seite umgestellt.
Eine AGR-Leitung (Abgasrückfuhrleitung) 40 verbindet die Ausgleichskammer 19 mit der Abgasleitung 37 an einer Stelle stromauf des Dreiwegekatalysators 38. Die AGR-Leitung 40 dient zur Ruckfuhrung 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 2 bis 4 die Ausbildung des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 zur Versorgung der Einspritzventile 28 der einzelnen Zylinder mit Kraftstoff unter hohem Druck erlautert. 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 zugefuhrt wird) wird mittels des Druckreglers 55 auf bspw. ungefähr 0,3 MPa geregelt. Wenn dabei der Druck uber 0,3 MPa anzusteigen droht, wird der überschüssige Kraftstoff durch eine Ruckfuhrleitung 56 zum Kraftstofftank 51 zurückgeleitet.
Wie in 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 andert sich periodisch mit dem Kurbelwinkel, wie dies in 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 abwarts 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, wahrend 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 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 Auslassoffnung 64 der Hochdruckpumpe 54 ist ein Einweg- bzw. Ruckschlagventil 65 angeordnet, das verhindert, dass der geforderte Kraftstoff zurückströmt. Der von der Hochdruckpumpe 54 geforderte 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 Zylinderkopfen 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 zugefuhrt.
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 ubereinstimmt und der Kraftstoffdruck dadurch geregelt wird. Die Schließperiode des Drucksteuerventils 62 wird gesteuert durch einen Fordermengen-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 Kuhlwassertemperatur zu erfassen. Ferner steuert die Motorsteuerung 16 den Betrieb der Schrittmotoren 14 und 26, des AGR-Ventils 41, der Einspritzventile 28 und der Zündkerzen gemaß 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 Zundzeitpunkt 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-Verhaltnis 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 stochiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist oder das Gemisch sogar etwas fetter ist, als es dem stochiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht. Der Kraftstoff wird dann wahrend 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 Ausfuhrung der in den Ablaufdiagrammen gemäß den 5 und 6 wiedergegebenen Programme, die in einem in der Motorsteuerung 16 eingebauten ROM (Speichermittel) gespeichert sind, uberwacht die Motorsteuerung, ob ein Zustand, bei dem die Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich oder großer als ein vorgegebener Wert A ist, für eine vorgegebene Zeitdauer B oder länger andauert. Wenn der Zustand, bei dem die Fordermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist, wahrend 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, erfullt die Motorsteuerung 16 die Rolle der Unnormal-Zustandsdiagnoseeinrichtung bei der vorliegenden Erfindung. Die Prozesse der Programme gemaß den 5 und 6 werden im Folgenden erlautert.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung der Ausfuhrungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose. Nachdem ein Zundschalter 66 (siehe 2) eingeschaltet worden ist, wird dieses Programm wiederholt ausgeführt, entweder jeweils nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder jeweils bei einem vorgegebenen Kurbelwinkel. Ob die Ausfuhrungsbedingungen fur 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 fur die Unnormal-Zustandsdiagnose nicht erfüllt und schreitet das Programm zu Schritt 104 fort, wo eine Ausfuhrungsmarke 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 Ausfuhrungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose nicht erfüllt, so dass das Programm zu Schritt 104 fortschreitet, in dem die Ausführungsmarke fur 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 Ausfuhrungsbedingungen 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) erfullt sind, sind die Ausführungsbedingungen fur die Unnormal-Zustandsdiagnose erfüllt. Selbst wenn nur eine dieser Bedingungen nicht erfüllt ist, sind die Ausfuhrungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose nicht erfullt. Die Prozesse gemaß 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 Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich oder großer als der vorgegebene Wert A ist, wahrend der vorgegebenen Zeitdauer B oder langer andauert, wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 unnormal arbeitet. Daher muss dann, wenn einerseits ein Betriebszustand vorliegt, bei dem der Zustand, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist, während der vorgegebenen Zeitdauer B oder langer 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 wahrend des Anlassens und dann auf, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge groß ist.
Wahrend 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. Wahrend des Motorstillstands fällt der Kraftstoffdruck daher auf einen Wert nahe dem atmospharischen Druck. Beim Anlassen ist es daher notwendig, den auf ungefahr den atmospharischen Druck abgesunkenen Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck zu erhöhen. Da ferner wahrend des Anlassens die Kraftstoffeinspritzmenge groß ist, dauert der Zustand, wahrend dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer groß ist, für eine gewisse Zeitdauer an. Wahrend einer Beschleunigung, bei Betrieb unter hoher Last und dergleichen ist die Kraftstoffeinspritzmenge groß, so dass der Zustand, wahrend dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer groß ist, fur 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 moglich, dass ein unnormaler Zustand falschlicherweise diagnostiziert wird. Daher wird während des Anlassens und dann, wenn die geforderte Einspritzmenge gleich oder großer als der vorgegebene Wert Q ist, die Unnormal-Zustandsdiagnose verhindert.
Das Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß 6 wird, nachdem der Zundschalter 66 (siehe 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 zunachst in Schritt 111 festgestellt, ob die Ausfuhrungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose erfüllt sind oder nicht. Hierzu wird geprüft, ob die Ausfuhrungsmarke für die Unnormal-Zustandsdiagnose auf „1“ gesetzt ist. Wenn die Ausfuhrungsbedingungen 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 fur die Unnormal-Zustandsdiagnose erfullt sind, schreitet das Programm zu Schritt 112 fort. In Schritt 112 wird ermittelt, ob die Fordermengen-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 Fordermengen-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 Zahlerinhalt des Zeitzahlers erhoht wird, so dass auf diese Weise die Zeitdauer, wahrend der die Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder großer als der vorgegebene Wert A ist, gezahlt wird. Danach geht das Programm zu Schritt 114 weiter, in dem festgestellt wird, ob der Zeitzahlerinhalt (Dauer des Zustands, wahrend dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist) gleich oder großer als die vorgegebene Zeitdauer B ist oder nicht. Wenn der Zahlerinhalt 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 Zeitzahlerinhalt (Dauer des Zustands, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist) gleich oder großer 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.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Berechnung des Sollwerts des Luft-Kraftstoff-Verhaltnisses. Das Luft-Kraftstoff-Verhaltnis wird im Folgenden kurz als „LKV“ bezeichnet. Das Programm gemaß 7 wird wahrend 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 andern, kann sich der Soll-Kraftstoffdruck sprunghaft andern, wie dies in den 8A und 8B gezeigt ist.
Das bereits vorstehend erlauterte Verfahren zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemaß dem ersten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme gemäß den 8A und 8B weiter erlautert. Jede der 8A und 8B zeigt die Vorgange fur den Fall, dass der Soll-Kraftstoffdruck wahrend des Motorbetriebs sprunghaft ansteigt. 8A zeigt die Vorgange bei normalem Betrieb. 8B zeigt die Vorgange 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 Fordermenge-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 sprunghaft zunimmt. Selbst dann, wenn das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal arbeitet, kann dann, wenn die Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 zunimmt (siehe 8A) der Fall eintreten, dass die Fordermengen-Stelleinschaltdauer zeitweilig gleich oder größer als der vorgegebene Wert A wird und demzufolge der Zeitzahler zu zahlen 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 Fordermengen-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, wahrend dessen die Fördermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder großer als der vorgegebene Wert A ist) nicht gleich oder großer 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 8B), selbst wenn der Soll-Kraftstoffdruck sprunghaft ansteigt. Demzufolge dauert der Zustand, wahrend dessen der Unterschied zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem Ist-Kraftstoffdruck groß ist, vergleichsweise lange an. Daher dauert auch der Zustand, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder großer als der vorgegebene Wert A ist, lange an, so dass der Zahlerinhalt des Zeitzahlers 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 8A und 8B zeigen, nimmt die Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 zu, wenn der Soll-Kraftstoffdruck wahrend 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 moglich, dass der unnormale Zustand bei einem Anstieg des Soll-Kraftstoffdrucks fälschlicherweise ermittelt wird.
Um dem vorzubeugen, wird, wie dies in 8A gezeigt ist, vorzugsweise die vorgegebene Zeitdauer B so eingestellt, dass sie großer ist als eine bei der Kraftstoffdruckregelung im Normalbetrieb auftretende Verzogerungszeit (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 dafur 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 großer als der vorgegebene Wert A ist, nicht langer als die Ansprech-Verzögerungszeit anhält, die Fordermengen-Stelleinschaltdauer vor Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer B unter den vorgegebenen Wert A sinkt. Auf diese Weise wird verhindert, dass es aufgrund der Ansprechverzogerung 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 langer ist als die Ansprech-Verzogerungszeit 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 Ansprechverzogerung bei der Kraftstoffdruckregelung kein Problem darstellt, wird der Vorteil erzielt, dass der unnormale Zustand frühzeitig ermittelt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausfuhrungsbeispiel wird uberwacht, ob der Zustand, während dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist, während der vorgegebenen Zeitdauer B andauert oder nicht. Wenn der Zustand, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder großer als der vorgegebene Wert A ist, während der vorgegebenen Zeitdauer B oder langer andauert, wird ermittelt bzw. diagnostiziert, dass das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 unnormal arbeitet. Auch dann, wenn ein unnormaler Zustand auftritt, bei dem die Fordermengen-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 falschlicherweise 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 wahrend des Anlassvorgangs und dann, wenn die geforderte Einspritzmenge gleich oder großer als der vorgegebene Wert Q ist, unterbunden. Durch Verhinderung der Unnormal-Zustandsdiagnose unter Betriebsbedingungen, bei denen vorhersehbar ist, dass der Zustand, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer groß ist, langer 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 auffallig und aussagekraftig 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.
(Zweites Ausfuhrungsbeispiel)
Das zweite Ausfuhrungsbeispiel wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 9 und 10 erläutert. Das zweite Ausfuhrungsbeispiel 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 kurzer die vorgegebene Zeitdauer eingestellt wird, desto fruher wird ein unnormaler Zustand ermittelt. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge groß ist, dauert es vergleichsweise lange, bis der Ist-Kraftstoffdruck dem Soll-Kraftstoffdruck hinreichend angenahert ist, so dass der Zustand, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 groß ist, verhaltnismäßig lange andauert. Wenn die vorgegebene Zeitdauer B dann, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge groß ist, zu kurz eingestellt wird, kann es vorkommen, dass ein unnormaler Zustand falschlicherweise 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 falschliche Ermittlung unterbleibt.
Die zweite Besonderheit besteht darin, dass als Parameter bei der Unnormal-Zustandsdiagnose nicht nur die Zeitdauer dient, wahrend der der Zustand andauert, bei dem die Fordermengen-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, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer als der vorgegebene Wert A ist, wahrend 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 Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 wird gesteuert, um den Unterschied zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem Ist-Kraftstoffdruck am Drucksensor 30 zu verringern. Wenn trotz längerem Andauerns des Zustands, wahrend 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 zusatzlicher 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 Zuverlassigkeit ermittelt.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemaß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Dieses Ablaufdiagramm stimmt im wesentlichen mit dem Ablaufdiagramm in 5 für das erste Ausführungsbeispiel uberein, wobei der Unterschied besteht, dass der Prozess in Schritt 114 abgewandelt ist zu den Prozessen in den drei Schritten 114a, 114b und 114c.
Wahrend der Ausfuhrung des Programms gemäß 9 zu Unnormal-Zustandsdiagnose wird der Zeitzahlerinhalt in Schritt 113 erhoht. Danach geht das Programm zu Schritt 114a weiter, in dem die vorgegebene Zeitdauer B unter Verwendung des Kennfeldes gemaß 10 in Abhängigkeit von der aktuell geforderten Einspritzmenge und der Drehzahl Ne bestimmt wird. Die Kurven des Kennfeldes gemäß 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 Zeitzahlerinhalt (Dauer des Zustands, wahrend dessen die Fordermengen-Stelleinschaltdauer gleich oder großer 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, wahrend dessen die Fordermengen-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 Fordermengen-Stelleinschaltdauer der Hochdruckpumpe 54 gleich oder großer als der vorgegebene Wert A ist, nicht wahrend 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 Abhangigkeit von der Drehzahl Ne.
(Drittes Ausfuhrungsbeispiel)
Das dritte Ausfuhrungsbeispiel wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 11 und 12 erläutert.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms für die Unnormal-Zustandsdiagnose gemaß dem dritten Ausfuhrungsbeispiel. Dieses Programm ist in einem eingebauten ROM (Speichermittel) der Motorsteuerung 16 gespeichert. Durch Ausfuhren des Programms gemaß 11 bestimmt die Motorsteuerung 16 einen geschatzten 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 gemaß 11 werden im Folgenden erläutert.
Nachdem der Zundschalter 66 (siehe 2) eingeschaltet worden ist, wird das Programm gemäß 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 ZQp 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 erhoht und ist ferner die Drehzahl des Motors (Drehzahl der Hochdruckpumpe 54) niedrig. Da die Kraftstoffeinspritzmenge (geforderte Einspritzmenge Qinj) verhaltnismaßig groß ist, während gleichzeitig die je Zeiteinheit geforderte Kraftstoffmenge noch niedrig ist, schwankt der Kraftstoffdruck (erfasster Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30) wahrend des Anlassvorgangs stark, selbst wenn das Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 normal arbeitet. Demzufolge wäre die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Unnormal-Zustandsdiagnose unter diesen Bedingungen beeintrachtigt.
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 großer 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 ahnlicher Weise wie während des Anlassvorgangs auch dann, wenn die geforderte Einspritzmenge Qinj großer als der vorgegebene Wert A ist, die Unnormal-Zustandsdiagnose nicht durchgeführt, und zwar aus folgendem Grund. Wenn die geforderte Einspritzmenge Qinj großer 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 beeintrachtigt wurde. 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 Ausfuhrungsbedingungen 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 gemaß Schritt 303 und den darauf folgenden Schritten wie folgt ausgefuhrt.
Zunachst wird Schritt 303 der aktuelle Fordermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe 54 addiert zum vorigen Integralwert ΣQp der Fordermenge, um auf diese Weise den Integralwert ΣQp der Fordermenge 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 ubersteigt 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 ubersteigt, wird die Unnormal-Zustandsdiagnose fur 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 Fordermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge berechnet. Im folgenden Schritt 307 wird anhand des Kennfeldes gemäß 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 Forderseite 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 12 so festgelegt, dass der geschätzte Kraftstoffdruck DPR umso größer wird, je großer die Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfordermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge wird (d.h. je mehr der Integralwert ΣQp der Pumpenfordermenge 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 Pumpenfordermenge 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 geschatzten 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 Ausfuhrungsbeispiel wird der geschätzte Kraftstoffdruck DPR berechnet aus der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfordermenge 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 geschatzten 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 Zuverlassigkeit 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 beeintrachtigt wird durch eine verringerte Genauigkeit der Schatzung des Kraftstoffdrucks.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Bei Durchfuhrung des Programms gemäß 13 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR, der aus der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfordermenge 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 geschatzte Kraftstoffdruck DPR, der aus der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfördermenge und dem Integralwert ΣQinj der geforderten Einspritzmenge berechnet wird, annahernd zusammen mit dem Ist-Kraftstoffdruck. Wenn der geschatzte 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 gemaß 13 werden im wesentlichen die gleichen Prozesse wie die gemaß den Schritten 301 bis 308 und 312 des Programms gemäß 11 durchgeführt, das im Zusammenhang mit dem dritten Ausfuhrungsbeispiel vorstehend erlautert 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 großer als der vorgegebene Wert α2 ist oder nicht. Der vorgegebene Wert α2 wird eingestellt auf einen Wert, der dem Maximalwert des Unterschieds zwischen dem geschatzten 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 geschatzten Kraftstoffdrucks DPR und eines Messfehlers des erfassten Kraftstoffdrucks PR. Wenn die Differenz zwischen dem geschatzten 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 großer 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 Ausfuhrungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Zeitdiagramme gemaß den 14A und 14B weiterhin erläutert. 14A zeigt das Verhalten zu Normalzeiten für den Fall, dass die geforderte Kraftstoffmenge Qinj auf einen im wesentlichen konstanten Wert gesteuert wird. 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 geschatzten 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 arbeitenden Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem 50 (siehe 14A) die geforderte Einspritzmenge Qinj praktisch konstant ist und der erfasste Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 im wesentlichen ubereinstimmt mit dem Soll-Kraftstoffdruck F, ist der Fordermengen-Stellwert Qp der Hochdruckpumpe 54 praktisch konstant. Dies hat zur Folge, dass die Differenz zwischen dem geschatzten 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 Kraftstofdruck 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 14B gezeigt ist. Demzufolge wird der Fordermengen-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 Fordermenge großer wird als zu Normalzeiten, so dass der geschatzte 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.
(Fünftes Ausfuhrungsbeispiel)
Im Folgenden wird ein fünftes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 15 bis 19 erläutert. Die Besonderheit des funften Ausfuhrungsbeispiels liegt darin, dass dann, wenn das Ist-LKV (Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) vom Soll-LKV (Soll-Luft-Kraftstoff-Verhaltnis) zur fetten Seite (in Richtung eines fetteren Gemischs) abweicht, während der geschatzte 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 tatsachlich 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 tatsachlichen 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 Schatzung aufgrund der Beziehung zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 ergibt, dass der Ist-Kraftstoffdruck gefallen sein musste, kann daher ermittelt bzw. diagnostiziert werden, dass das Ausgangssignal des Drucksensors 30 einen unnormalen Abfall aufweist.
Bei dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemäß 15, das bei dem funften Ausfuhrungsbeispiel ausgeführt wird, werden im wesentlichen die gleichen Prozesse wie die gemäß den Schritten 301 bis 308 und 312 des Programms gemäß 11 durchgefuhrt, 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 Pumpenfordermenge 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 tatsachlichen 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 geschatzten Kraftstoffdruck DPR zu Normalzeiten und dem erfassten Kraftstoffdruck PR entspricht oder etwas größer als dieser Maximalwert ist. Dadurch werden der Schätzfehler des geschatzten 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.
16 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Berechnung des Soll-LKV. Das Programm gemäß 16 wird wahrend 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.
17 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Berechnung der Einspritzperiode. Das Programm gemäß 17 wird wahrend 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 fur die geforderte Einspritzmenge Qinj anhand des Kennfeldes gemäß 18 berechnet. Unter Berucksichtigung der Tatsache, dass dann, wenn die Einspritzperiode gleich ist, die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge umso größer ist, je höher der tatsachliche Kraftstoffdruck wird, ist die Kennlinie des Kennfeldes gemaß 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 erfassten 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: $TAU = (Qinj \cdot Umwandlungskonstante + Leereinspritzdauer) \cdot KP$
Unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm gemäß 19 wird im Folgenden ein Beispiel des Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahrens gemaß dem fünften Ausfuhrungsbeispiels erläutert. 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 fallt, und erhoht 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 hoher 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.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Im Folgenden wird ein sechstes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 20 und 21 erlautert.
Die Besonderheit des sechsten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass dann, wenn das Ist-LKV vom Soll-LKV zur mageren Seite abweicht, wahrend 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 tatsachlichen Luft-Kraftstoff-Verhaltnisses, 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 geschatzten 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 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 11 durchgeführt, das vorstehend im Zusammenhang mit dem dritten Ausführungsbeispiel erlautert worden ist. Es wird ein Rechenprozess zur Berechnung des geschatzten Kraftstoffdrucks DPR aus der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ΣQp der Pumpenfordermenge 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 hangt 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 geschatzten 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 großer 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 gemaß 21 wird im Folgenden das Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahren gemäß dem sechsten Ausfuhrungsbeispiel weiter erläutert. 21 zeigt das Verhalten fur 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 Fordermengen-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 großer 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 geschatzten 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.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Im Folgenden wird ein siebtes Ausfuhrungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 22 und 23 erläutert. Das siebte Ausfuhrungsbeispiel weist die Besonderheit auf, dass dann, wenn das Ausmaß einer Drehmomentschwankung des Motors 11 gleich oder großer als ein vorgegebener Wert y ist, wahrend 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 ct3 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, wahrend aufgrund der Beziehung zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck DPR und dem erfassten Kraftstoffdruck PR am Drucksensor 30 geschatzt wird, dass der Ist-Kraftstoffdruck steigt, kann somit ermittelt bzw. diagnostiziert werden, dass sich das Einspritzventil 28 in einem unnormalen Zustand befindet.
22 zeigt ein Ablaufdiagramm fur das Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemaß dem siebten Ausführungsbeispiel. Gemaß diesem Programm werden praktisch die gleichen Prozesse wie in den Schritten 301 bis 308 und 312 ausgeführt, die bei dem Programm zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemaß dem dritten Ausführungsbeispiel anhand der 11 erlautert worden sind. Es wird ein Rechenprozess zur Berechnung des geschätzten Kraftstoffdrucks DPR aus der Differenz DQ zwischen dem Integralwert ZQp der Pumpenfördermenge und dem Integralwert 7-Qinj 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 geschatzten 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 großer 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 y 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 y 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 23 das Unnormal-Zustandsdiagnoseverfahren gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel weiter erläutert. 23 zeigt das Verhalten für den Fall, dass das Einspritzventil 28 eines der Zylinder unnormal arbeitet (Kraftstoff nicht einspritzen kann), wahrend die geforderte Einspritzmenge Qinj im wesentlichen auf einen konstanten Wert gesteuert wird. Wenn das Einspritzventil 28 eines der Zylinder in einen unnormalen Zustand ubergeht 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 Fordermengen-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 großer als der vorgegebene Wert γ, so dass ermittelt bzw. diagnostiziert wird, dass das Einspritzventil 28 unnormal arbeitet.
(Achtes Ausfuhrungsbeispiel)
Das Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemaß einem achten Ausfuhrungsbeispiel ist in 24 gezeigt. Gemaß 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 atmospharischen Druck, wenn die Stillstandszeit des Motors ein gewisses Ausmaß ubersteigt. Wenn der Motor dann in diesem Zustand angelassen wird, steigt der Kraftstoffdruck wahrend des Anlassens von einem Wert nahe dem atmospharischen 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 24, das bei dem achten Ausfuhrungsbeispiel ausgeführt iwrd, wird zunachst in den Schritten 601 und 602 bestimmt, ob die Ausführungsbedingungen fur die Unnormal-Zustandsdiagnose erfullt sind. Die Ausfuhrungsbedingungen fur 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 Ausfuhrungsbedingungen für die Unnormal-Zustandsdiagnose nicht erfullt und wird das Programm beendet, ohne dass die im Folgenden erlauterten 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.
(Neuntes Ausfuhrungsbeispiel)
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 zugefuhrt werden, während der Motor stillsteht.
Um die Messung der Stillstandszeit des Motors unnötig zu machen, kann gemaß einem neunten Ausführungsbeispiel das Programm gemäß 25 zur Unnormal-Zustandsdiagnose durchgeführt werden. Bei diesem Programm wird auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Kuhlwassertemperatur THWO zum Zeitpunkt des letzten Abstellens des Motors und einer Kuhlwassertemperatur 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 Kuhlwassertemperatur im Laufe der Zeit aufgrund von Warmeableitung. Auf der Grundlage der Differenz zwischen der Kuhlwassertemperatur THWO beim letzten Abstellen des Motors und der Kuhlwassertemperatur 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 25 wird zunächst in den Schritten 701 bis 703 bestimmt, ob die Ausfuhrungsbedingungen fur die Unnormal-Zustandsdiagnose erfullt 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 Kuhlwassertemperatur THWO wird in einem Sicherungs-RAM der Motorsteuerung 16 gespeichert. In Schritt 703 wird bestimmt, ob die Differenz (THW - THWO) zwischen der Kuhlwassertemperatur 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 großer 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 Kuhlwassertemperatur THW beim aktuellen Anlassen und der Kuhlwassertemperatur THWO beim letzten Abstellen des Motors kleiner als die vorgegebene Temperaturdifferenz D1 ist, wird bestimmt, dass die Stillstandszeit des Motors gleich oder großer 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.
(Zehntes Ausfuhrungsbeispiel)
26 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Unnormal-Zustandsdiagnose gemaß einem zehnten Ausfuhrungsbeispiel.
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 großer 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 tatsachliche Kraftstoffdruck während der Stillstandszeit des Motors im Laufe der Zeit sinkt, kann der tatsachliche Kraftstoffdruck beim Anlassen nicht höher sein als der tatsachliche 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 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 erlauterten Ausführungsbeispiele 3 bis 10 können auf geeignete Weise kombiniert werden und kombiniert ausgeführt werden.
Es wird uberwacht, ob wahrend des Betriebs eines Motors ein Zustand, wahrend dessen ein Fordermengen-Stellwert einer Hochdruckpumpe 54 gleich oder größer als ein vorgegebener Wert A ist, wahrend einer vorgegebenen Zeitdauer B oder länger andauert. Wenn der Zustand, während dessen der Fördermengen-Stellwert gleich oder großer als der gegebene Wert A ist, wahrend 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 Fordermengen-Stellwert der Hochdruckpumpe 54 den Maximalwert im Normalbereich nicht ubersteigt. Selbst wenn das Ausgangssignal eines Drucksensors 30 aufgrund von Störungen, Rauschen oder dergleichen kurzzeitig einen unnormalen Wert annimmt, wird vermieden, dass dies falschlicher Weise als unnormaler Zustand des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems 50 ermittelt wird. Dabei wird die vorgegebene Zeitdauer vorzugsweise so festgesetzt, dass sie langer 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 tatsachliche Kraftstoffdruck auf einen Wert nahe dem Soll-Kraftstoffdruck ansteigt).

Claims

Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) einer Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist: 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; gekennzeichnet durch 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem (50) einer Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist: 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; gekennzeichnet durch 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.