DE102005003006B4

DE102005003006B4 - Diagnosesystem für variable Ventilsteuerung

Info

Publication number: DE102005003006B4
Application number: DE102005003006.8A
Authority: DE
Inventors: Osamu Fukasawa; Hideki Obayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2025-01-22
Also published as: DE102005003006A1; US7024304B2; JP4242299B2; JP2005207336A; US20050165536A1

Abstract

Diagnosesystem für eine variable Ventilsteuerung, wobei die variable Ventilsteuerung (33, 35) ein Ventilprofil eines Einlassventils (32) und/oder eines Auslassventils (34) von einem Steuermodus in einen anderen Steuermodus basierend auf einem Zustand eines Verbrennungsmotors (11) verändert und eine Zündzeit gemäß einer Veränderung des Steuermodus variiert wird, dabei weist das Diagnosesystem folgende Elemente auf:eine Klopferfassungseinrichtung (42) zum Erfassen eines Klopfens des Verbrennungsmotors (11);eine Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung (27) zum Diagnostizieren, ob eine Fehlfunktion der variablen Ventilsteuerung (33, 35) vorliegt, basierend auf einem Erfassungsergebnis der Klopferfassungseinrichtung (42), wenn der Steuermodus der variablen Ventilsteuerung (33, 35) verändert wird; undeinem Nockenwinkelsensor (26) der ein Nockenwinkelsignal zu jedem vorherbestimmten Nockenwinkel ausgibt; dadurch gekennzeichnet, dassdie Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung (27) eine Fehlfunktion der variablen Ventilsteuerung (33, 35) für einzelne Zylinder basierend auf dem Nockenwinkelsignal und einem Ausgabesignal der Klopferfassungseinrichtung (42) diagnostiziert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Diagnosesystem für eine variable Ventilsteuerung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 2. Die variable Ventilsteuerung variiert ein Ventilprofil eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils. Das Ventilprofil repräsentiert einen Ventilhubbetrag, eine Ventilöffnungszeitspanne, eine Ventilzeitsteuerung und dergleichen.
Es ist ein Motor für ein Auto bekannt, der mit einer variablen Ventilsteuerung versehen ist, welche ein Ventilprofil eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils verändert, um die Leistung zu verbessern, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und die Abgasemissionen des Motors zu verringern. Beispielsweise verändert die variable Ventilsteuerung den Steuermodus der Ventile zwischen einem Niederdrehzahlmodus und einem Hochdrehzahlmodus. Im Niederdrehzahlmodus wird ein Nocken, der das Ventil ansteuert in einen Niederdrehzahlnocken geschaltet, um den Ventilhubbetrag zu verringern, um eine stabile Verbrennung zu erreichen. In einem Hochdrehzahlmodus wird der Nocken in einen Hochdrehzahlnocken geschaltet, um den Ventilhubbetrag zu vergrößern, so dass die Leistung des Motors verbessert wird.
In solch einer variablen Ventilsteuerung wird das Fahrverhalten des Motors verschlechtert, wenn der Ventilmodus nicht genau verändert wird. Wenn beispielsweise ein tatsächlicher Steuermodus immer noch im Hochdrehzahlmodus ist, obwohl der Steuermodus in einem Niederlastantriebszustand in einen Niederdrehzahlmodus geschaltet sein sollte, wird das Verbrennungsverhalten verschlechtert, so dass ein Abwürgen des Motors verursacht wird. Wenn der tatsächliche Steuermodus immer noch im Niederdrehzahlmodus ist, obwohl der Steuermodus in einem Hochlastantriebszustand in den Hochdrehzahlmodus geschaltet sein sollte, wird die Leistung des Motors verringert, so dass dessen Beschleunigung verschlechtert wird.
In solch einer Situation wurden Diagnosesysteme für die variable Ventilsteuerung vorgeschlagen. Das japanische Patent JP 2 817 055 B2 zeigt ein Diagnosesystem, in dem Fehlfunktionen einer variablen Ventilsteuerung basierend auf einer Abweichung zwischen einem tatsächlichen Ventilhubbetrag, der durch einen Hubsensor gemessen wird, und einem Referenzventilhubbetrag, der auf der Basis der Motordrehzahl bestimmt wird, erfasst wird.
Das japanische Patent JP 2 571 629 B2 zeigt ein Diagnosesystem, in dem die Ventilschließzeit durch einen Vibrationssensor erfasst wird, die mit einer Referenzzeit verglichen wird, wodurch Fehlfunktionen der variablen Ventilsteuerung erfasst werden.
JP H04- 159 426 A zeigt ein Diagnosesystem, in dem ein Ansaugrohrdruck, der aus Steuerzuständen des Motors und einer variablen Ventilsteuerung erlangt wird, mit einem tatsächlichen Ansaugrohrdruck verglichen wird, der durch einen Ansaugrohrdrucksensor erfasst wird, wodurch Fehlfunktionen der variablen Ventilsteuerung erfasst werden.
In dem Diagnosesystem, das in dem japanischen Patent JP 2 817 055 B2 dargestellt ist, ist es erforderlich, neuerdings einen Hubsensor vorzusehen und einen Montageraum für den Hubsensor an einem engen Raum in der Nähe des Ventils bereitzuhalten, der das System verkompliziert und die Kosten erhöht.
In den Diagnosesystemen, die in den Druckschriften JP 2 571 629 B2 und JP H04- 159 426 A dargestellt sind, ist es relativ schwierig korrekte Signale von inkorrekten Signalen zu unterscheiden, da die Ausgabesignale vom Drucksensor und vom Hubsensor Störungen beinhalten. Deshalb ist es schwierig, die variable Ventilsteuerung korrekt zu diagnostizieren.
Die Druckschrift DE 198 41 734 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Diagnosesystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 2. Ein weiteres Diagnosesystem ist aus der DE 39 34 017 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Situation gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Diagnosesystem für eine variable Ventilsteuerung bereitzustellen, welches die variable Ventilsteuerung korrekt diagnostiziert, so dass dessen Aufbau vereinfacht wird und dessen Kosten verringert werden.
Die Aufgabe wird mit einem Diagnosesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des abhängigen Anspruchs.
Erfindungsgemäß weist das Diagnosesystem eine variable Ventilsteuerung auf, welches ein Ventilprofil eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils von einem Steuermodus in einen anderen Steuermodus basierend auf einem Zustand des Verbrennungsmotors verändert. Eine Zündzeit wird gemäß einer Veränderung des Steuermodus variiert. Das Diagnosesystem hat eine Klopferfassungseinrichtung zum Erfassen eines Klopfens des Verbrennungsmotors und eine Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren, ob eine Fehlfunktion der variablen Ventilsteuerung vorliegt, basierend auf einem Erfassungsergebnis durch die Klopferfassungseinrichtung, wenn der Steuermodus der variablen Ventilsteuerung verändert wird.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlicher, in denen gleiche Bauteile durch gleiche Bezugsnummern gekennzeichnet sind und in denen Folgendes dargestellt ist:

1 ist eine schematische Darstellung eines Motorsteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Vorderansicht einer Einlassventilhubsteuerung;
3 ist ein Graph, der eine Kennlinie einer Einlassventilhubsteuerung sowohl im Niederdrehzahlmodus als auch im Hochdrehzahlmodus darstellt;
4 ist ein Graph, der eine Kennlinie einer Einlassventilhubsteuerung darstellt;
5 ist ein Graph, der eine Zündzeit sowohl in einem Niederdrehzahlmodus als auch in einem Hochdrehzahlmodus einer Einlassventilhubsteuerung darstellt;
6A ist ein Zeitdiagramm, welches ein Ausgabesignal eines Klopfsensors für den Fall, dass Klopfen erzeugt wird, darstellt;
6B ist ein Zeitdiagramm, welches ein Ausgabesignal eines Klopfsensors in einem Fall, in dem kein Klopfen erzeugt wird, darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, welches eine Basiszündzeitsberechnungsroutine darstellt; und
8 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fehlfunktionsdiagnoseroutine darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Der schematische Aufbau des gesamten Motorsteuersystems ist in 1 veranschaulicht. Ein Motor 11 ist mit einem Luftreiniger 13 am stromaufwärtigsten Abschnitt des Ansaugrohrs 12 und mit einer Luftstrommesseinrichtung 14 zum Erfassen eines Ansaugluftstroms auf der stromabwärtigen Seite des Luftreinigers 13 versehen. Auf der stromabwärtigen Seite der Luftstrommesseinrichtung 14 ist ein Drosselventil 15, dessen Öffnung durch einen Gleichstrommotor oder dergleichen eingestellt wird, und ein Drosselöffnungssensor 16 zum Erfassen der Drosselöffnung angeordnet.
Auf der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 15 ist des weiteren ein Ausgleichsbehälter 17 angeordnet, der mit einem Ansaugrohrdrucksensor 18 zum Erfassen des Ansaugrohrdrucks versehen ist. Des weiteren ist der Ausgleichsbehälter 17 mit einem Ansaugkrümmer 19 zum Einleiten der Ansaugluft in die einzelnen Zylinder des Motors 11 versehen. Kraftstoffeinspritzventile 20 zum individuellen Einspritzen des Kraftstoffs sind an die Umgebungen der Ansauganschlüsse des Ansaugkrümmers 19 der individuellen Zylinder angebracht. An den Zylinderkopf des Motors 11 sind darüber hinaus Zündkerzen 21 für die einzelnen Zylinder angebracht, so dass die Luft/Kraftstoff-Gemische in den Zylindern durch den Funken gezündet werden, der von den einzelnen Zündkerzen 21 abgegeben wird.
Der Motor 11 hat ein Einlassventil 32 und ein Auslassventil 34, die jeweils mit Ventilhubsteuerungen 33 und 35 versehen sind. Das Einlassventil 32 und das Auslassventil 34 kann des weiteren mit variablen Ventilzeitsteuerungen versehen sein, welche jeweils die Öffnungs-/Schließ-Zeiten der Ventile 32, 34 variieren.
Der Motor 11 hat ein Auslassrohr 22, welches mit einem Katalysator 23, wie beispielsweise einem Drei-Wege-Katalysator, versehen ist, um CO, HC, NOx, usw. im Abgas zu verringern. Auf der stromaufwärtigen Seite des Katalysators 23 ist ein Abgassensor 24 (z. B. ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor oder ein Sauerstoffsensor) zum Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Abgases oder zum Erfassen, inwieweit ein Abgas fett oder mager ist, vorgesehen.
An den Zylinderblock des Motors 11 ist des weiteren ein Kühlwassertemperatursensor 25 zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers und ein Kurbelwinkelsensor 26 zum Ausgeben eines Pulssignals jedes Mal, wenn die Kurbelwelle des Motors 11 einen vorherbestimmten Kurbelwinkel dreht, angebracht. Der Kurbelwinkel und die Motordrehzahl werden auf der Basis der Ausgabesignale des Kurbelwinkelsensors 26 erfasst. Ein Klopfsensor 42, der ein Klopfen des Motors erfasst, ist an den Zylinderblock des Motors 11 angebracht.
Die Ausgaben der Sensoren werden in einen elektrischen Steuerkreis eingegeben, auf den nachfolgend als ECU 27 Bezug genommen wird. Die ECU 27 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU 28, einen ROM 29, einen RAM 30 und einen Zusatz-RAM 31 hat. Die ECU 27 führt verschiedene Motorsteuerprogramme aus, die im ROM 29 gespeichert sind, wodurch die Kraftstoffeinspritzrate des Kraftstoffeinspritzventils 20 und die Zündzeit der Zündkerze 21 entsprechend dem Motorlaufzustand gesteuert werden. Bezug nehmend auf 2 wird nachfolgend der Aufbau der Einlassventilhubsteuerung 33 beschrieben.
Wie in 2 dargestellt ist eine Nockenwelle 36 des Einlassventils 32 mit einem Niederdrehzahlnocken 37 und einem Hochdrehzahlnocken 38 versehen, welche einstückig mit der Nockenwelle 36 rotieren. Unter der Nockenwelle 36 ist eine Schwingwelle 39 angeordnet. Ein Schwingarm 40 wird an der Schwingwelle 39 auf eine solche Art und Weise geschwenkt, dass der Schwingarm 40 um die Schwingwelle 39 schwingt. Ein Oberende des Einlassventils 32 ist an ein Ende des Schwingarms 40 angebracht, so dass das Einlassventil 32 durch den Schwingarm 40 nach oben/nach unten bewegt wird.
Der Schwingarm 40 hat einen Andrückabschnitt für den Hochdrehzahlnocken 38 und einen Andrückabschnitt für den Niederdrehzahlnocken 37. Der Niederdrehzahlnocken 37 hat ein Nockenprofil, bei dem ein Andrückbetrag an den Schwingarm 40 relativ klein ist und eine Andrückzeitspanne ebenso relativ kurz ist. Andererseits hat der Hochdrehzahlnocken 38 ein Nockenprofil, in dem der Andrückbetrag relativ groß ist und die Andrückzeitspanne relativ lang ist. Der Schwingarm 40 hat einen Nockenschaltmechanismus 41, der mittels Öldruck angetrieben wird. Der Nockenschaltmechanismus 41 schaltet den Nocken, der mit dem Schwingarm 40 in Eingriff kommt, zwischen dem Hochdrehzahlnocken 38 und dem Niederdrehzahlnocken 37.
Wenn der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 in den Niederdrehzahlmodus geschaltet wird, ist der Niederdrehzahlnocken 37 in Kontakt mit dem Schwingarm 40, um das Einlassventil 32 anzutreiben. Dabei wird wie durch eine Volllinie in 3 dargestellt, der Ventilhubbetrag des Einlassventils 32 verringert und die Andrückzeitspanne durch den Schwingarm 40 verringert. Folglich wird die Öffnungszeitspanne des Einlassventils 32 verringert.
Wenn andererseits der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 in den Hochdrehzahlmodus geschaltet wird, ist der Hochdrehzahlnocken 38 in Kontakt mit dem Schwingarm 40, um das Einlassventil 32 anzutreiben. Dabei wird, wie durch eine gestrichelte Linie in 3 dargestellt, der Ventilhubbetrag des Einlassventils 32 erhöht und die Andrückzeitspanne durch den Schwingarm 40 vergrößert. Folglich wird die Öffnungszeitspanne des Einlassventils 32 vergrößert.
Die ECU 27 schaltet den Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 zwischen dem Niederdrehzahlmodus und dem Hochdrehzahlmodus gemäß dem Motorbetriebszustand, wie beispielsweise einer Motordrehzahl oder einer Motorlast. Ein Abgabedrehmoment des Motors 11 ist zum Zeitpunkt der Veränderung des Steuermodus in den Niederdrehzahlmodus gleich einem Abgabedrehmoment des Motors zu einem Zeitpunkt des Veränderns des Steuermodus in den Hochdrehzahlmodus. Somit werden Drehmomentveränderungen begrenzt, wenn der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 verändert wird.
Wenn der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 verändert wird, um das Ventilprofil zu variieren, welches ein Ventilhubbetrag, eine Ventilöffnungszeitspanne, eine Ventilschließzeit oder dergleichen ist, wird im Allgemeinen die genaue Zündzeit variiert. Somit führt die ECU 27 eine Basiszündzeitsberechnungsroutine aus, welche in 7 dargestellt ist, um die Zündzeit im Fall des Veränderns des Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 zu korrigieren. In einem Hochdrehzahlmodus ist es erforderlich, die Zündzeit vorzustellen, um eine stabile Verbrennung aufrecht zu erhalten, da die Ventilöffnungszeitspanne des Einlassventils 32 relativ lang ist und eine Ventilschließzeit verzögert wird. Deshalb wird die Zündzeit im Hochdrehzahlmodus eher vorgestellt als im Niederdrehzahlmodus und zwar bei gleichen Motorzuständen. Wie in 5 veranschaulicht, wenn der Steuermodus vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus verändert wird, wird die Zündzeit vorgestellt. Wenn andererseits der Steuermodus vom Hochdrehzahlmodus zum Niederdrehzahlmodus verändert wird, wird die Zündzeit verzögert.
Die ECU 27 führt eine Fehlfunktionsdiagnoseroutine aus, die in 8 dargestellt ist, um Fehlfunktionen der Einlassventilhubsteuerung 33 zu erfassen.
Wenn der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus verändert wird, wird die Zündzeit vorgestellt. Wenn der Steuermodus immer noch im Niederdrehzahlmodus ist, selbst wenn der Computer ein Signal zum Verändern des Steuermodus vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus ausgibt, übersteigt die vorgestellte Zündzeit die Klopfgrenze, so dass ein Klopfen verursacht wird, wie in 6A dargestellt.
Wenn die ECU 27 ein Klopfsignal vom Klopfsensor 42 in einer vorherbestimmten Zeitspanne nachdem der Steuermodus vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus verändert wurde, empfängt, wird bestimmt, dass Fehlfunktionen in der Einlassventilhubsteuerung 33 vorliegen. Um das Klopfen aufgrund der Fehlfunktionen in der Einlassventilhubsteuerung 33 von dem Klopfen aufgrund anderer Ursachen zu unterscheiden, wird die Diagnose nur in der vorherbestimmten Zeitspanne ausgeführt.
Wenn andererseits der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 vom Hochdrehzahlmodus zum Niederdrehzahlmodus verändert wird, wird die Zündzeit verzögert. Wenn der Steuermodus immer noch im Hochdrehzahlmodus ist, selbst wenn der Computer ein Signal zum Verändern des Steuermodus vom Hochdrehzahlmodus zum Niederdrehzahlmodus ausgibt, wird die Zündzeit bezüglich einer genauen Zündzeit des Hochdrehzahlmodus verzögert, so dass die Verbrennung bei einem Niederlastbetrieb, wie beispielsweise einem Leerlauf, unstabil wird.
Die ECU bestimmt, dass die Einlassventilhubsteuerung 33 Fehlfunktionen aufweist, wenn die Verbrennungsstabilität für eine vorherbestimmte Zeitspanne in einem Niederlastbetrieb unterhalb einem vorherbestimmten Niveau ist, nachdem der Steuermodus vom Hochdrehzahlmodus zum Niederdrehzahlmodus verändert wird.
Bezug nehmend auf 7 und 8 wird nachfolgend die Programmroutine beschrieben, welche die ECU 27 ausführt.
[Berechnung der Basiszündzeit]
Eine Basiszündzeitsberechnungsroutine, die in 7 dargestellt ist, wird in einem vorherbestimmten Intervall ausgeführt, während der Motor läuft. In Schritt 101 wird bestimmt, ob der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 im Hochdrehzahlmodus ist. Wenn Schritt 101 JA ergibt, fährt die Prozedur zu Schritt 102 fort, in dem eine Basiszündzeit gemäß einem gegenwärtigen Motorzustand, wie beispielsweise einer Motordrehzahl Ne und einem erforderlichen Drehmoment, mittels einer Basiszündzeitszuordnung für den Hochdrehzahlmodus berechnet wird.
Da die Schließzeit des Einlassventils 32 im Hochdrehzahlmodus verzögert wird, ist es erforderlich, die Zündzeit vorzustellen, um eine stabile Verbrennung aufrecht zu erhalten. Die Basiszündzeitzuordnung für den Hochdrehzahlmodus ist so ausgebildet, dass sie mehr verzögert ist, als die Zuordnung für den Niederdrehzahlmodus.
Wenn bestimmt wird, dass der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 der Niederdrehzahlmodus ist, fährt die Prozedur zu Schritt 103 fort, in dem eine Basiszündzeit gemäß einem vorliegenden Motorzustand, wie beispielsweise einer Motordrehzahl Ne und einem erforderlichen Drehmoment, mittels einer Basiszündzeitzuordnung für den Niederdrehzahlmodus berechnet wird.
Wie vorstehend beschrieben wird die endgültige Zündzeit gemäß dem Steuermodus bestimmt.
[Fehlfunktionsdiagnose]
Eine Fehlfunktionsdiagnoseroutine, die in 8 dargestellt ist, welche eine Diagnoseeinrichtung ist, wird in einem vorherbestimmten Intervall ausgeführt, während der Motor läuft. In Schritt 201 wird bestimmt, ob der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 im Hochdrehzahlmodus ist.
Wenn Schritt 201 JA ergibt, fährt die Prozedur zu Schritt 202 fort. In Schritt 202 wird bestimmt, ob der vorherige Steuermodus der Niederdrehzahlmodus ist. Wenn Schritt 202 JA ergibt, fährt die Prozedur zu Schritt 203 fort, in dem eine Zahl eines Zählers L auf 0 gelöscht wird, wobei der Zähler L eine verstrichene Zeit nachdem der Steuermodus vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus geschaltet wird, misst. Dann fährt die Prozedur zu Schritt 206 fort.
Wenn bestimmt wird, dass der vorherige Steuermodus in Schritt 202 der Hochdrehzahlmodus ist, fährt die Prozedur zu Schritt 204 fort, in dem der Zähler L erhöht wird. Dann fährt die Prozedur zu Schritt 205 fort, in dem bestimmt wird, dass die Zahl des Zählers L einen vorherbestimmten Wert „A“ übersteigt. Die Zahl des Zählers L entspricht einer verstrichenen Zeit nachdem der Steuermodus in den Hochdrehzahlmodus geschaltet wird. Wenn die Zahl kleiner als der vorherbestimmte Wert „A“ ist, fährt die Prozedur zu Schritt 206 fort.
Nach dem Ausführen von Schritt 205, wenn Schritt 205 NEIN ergibt, fährt die Prozedur zu Schritt 206 fort, in dem bestimmt wird, ob ein Klopfen durch einen Klopfsensor 42 erfasst wird. Wenn die Anzahl der Klopferfassungen eine vorherbestimmte Anzahl übersteigt, kann bestimmt werden, dass ein Klopfen erzeugt wird. Die vorherbestimmte Anzahl kann entsprechend einem Grad des Klopfens verändert werden.
In einer vorherbestimmten Zeitspanne nachdem der Steuermodus vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus geschaltet wird, wird, wenn bestimmt wird, dass im Schritt 206 Klopfen erzeugt wird, bestimmt, dass der tatsächliche Steuermodus im Niederdrehzahlmodus festhängt, obwohl der Steuermodus zum Hochdrehzahlmodus geschaltet wird. Das heißt, es wird bestimmt, dass die vorgestellte Zündzeit basierend auf dem Schalten des Steuermodus die Klopfgrenze im Niederdrehzahlmodus übersteigt, so dass Klopfen erzeugt wird. Dann fährt die Prozedur zu Schritt 207 fort, in dem bestimmt wird, dass die Einlassventilhubsteuerung 33 eine Fehlfunktion aufweist, so dass ein Niederdrehzahlmodusfehlfunktionsbitschalter auf EIN gesetzt wird, was anzeigt, dass die Einlassventilsteuerung 33 im Niederdrehzahlmodus festhängt. Eine Alarmlampe (nicht dargestellt) oder ein Alarmzeichen auf dem Instrumentenbrett wird eingeschaltet, um einen Fahrer zu alarmieren und Fehlfunktionsdaten, wie beispielsweise ein Fehlfunktionscode, werden in einem nicht-flüchtigen Speicher, wie beispielsweise einem Zusatz-RAM 31 in der ECU 27, bis zum Ende der Routine gespeichert.
Wenn bestimmt wird, dass in Schritt 206 in der vorherbestimmten Zeitspanne nachdem der Steuermodus vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus geschaltet wird, kein Klopfen erfasst wird, oder wenn in Schritt 205 in der vorherbestimmten Zeitspanne JA bestimmt wird, fährt die Prozedur zu Schritt 208 fort. In Schritt 208 wird bestimmt, dass die Einlassventilhubsteuerung 33 keine Fehlfunktionen aufweist und der Niederdrehzahlmodusfehlfunktionsbitschalter wird in AUS geschaltet, um die Routine zu beenden.
Wenn in Schritt 210 bestimmt wird, dass der Steuermodus der Einlassventilhubsteuerung 33 der Niederdrehzahlmodus ist, fährt die Prozedur zu Schritt 209 fort, in dem bestimmt wird, ob der Motor in einem Niederlastzustand, wie beispielsweise einem Leerlauf, ist, in dem die Motordrehzahl niedriger als ein vorherbestimmter Wert ist und die Motorlast, wie beispielsweise ein Ansaugluftvolumen, ein Ansaugrohrdruck und dergleichen, niedriger als ein vorherbestimmter Wert ist.
Wenn in Schritt 209 JA bestimmt wird, fährt die Prozedur zu Schritt 210 fort. In Schritt 210 wird bestimmt, ob die Verbrennung des Motors stabil ist, basierend darauf, ob eine Motordrehzahlfluktuation ΔNe, eine Drehmomentfluktuation ΔTr und ein Steuerbetrag eines Leerlaufdrehzahlsteuerventils jeweils niedriger als vorherbestimmte Werte sind.
Wenn in Schritt 209 NEIN bestimmt wird, oder wenn bestimmt wird, dass in Schritt 210 der Verbrennungszustand höher als ein vorherbestimmtes Niveau ist, fährt die Prozedur zu Schritt 211 fort. In Schritt 211 wird die Zahl eines Zählers H gelöscht. Der Zähler H zählt eine Dauer in der die Motorlast nieder ist und der Verbrennungszustand unstabil ist. Dann fährt die Prozedur zu Schritt 214 fort, in dem ein Hochdrehzahlmodusfehlfunktionsbitschalter in AUS geschaltet wird, um die Routine zu beenden.
Wenn bestimmt wird, dass der Motor in Schritt 209 in einem Niederlastzustand läuft und der Verbrennungszustand in Schritt 210 unstabil ist, fährt die Prozedur zu Schritt 212 fort, indem der Zähler H erhöht wird. Dann fährt die Prozedur zu Schritt 213 fort, in dem bestimmt wird, ob die Zahl des Zählers H den vorherbestimmten Wert „B“ übersteigt.
Wenn in Schritt 213 bestimmt wird, dass eine Dauer eines Niederlastzustandes und eine unstabile Verbrennung des Motors eine vorherbestimmte Zeitspanne übersteigt, wird bestimmt, dass der tatsächliche Steuermodus im Hochdrehzahlmodus festhängt, obwohl der Steuermodus in den Niederdrehzahlmodus geschaltet wird. Das heißt, es wird bestimmt, dass der Motor unter einer mehr verzögerten Zündzeit als einer geeigneten Zündzeit im Hochdrehzahlmodus läuft und dass die Verbrennung unter Niederlast unstabil ist. Dann fährt die Prozedur zu Schritt 215 fort, in dem bestimmt wird, dass die Einlassventilhubsteuerung 33 Fehlfunktionen aufweist und der Hochdrehzahlmodusfehlfunktionsbitschalter wird in EIN geschaltet, um die Routine zu beenden.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Dauer der Niederlast und der unstabilen Verbrennung in Schritt 213 nicht die vorherbestimmte Zeitspanne erreicht, fährt die Prozedur zu Schritt 214 fort, in dem bestimmt wird, dass die Einlassventilhubsteuerung 33 keine Fehlfunktionen aufweist und der Hochdrehzahlmodusfehlfunktionsbitschalter in AUS geschaltet wird, um die Routine zu beenden.
Wenn gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einlassventilhubsteuerung 33 im Niederdrehzahlmodus festhängt, wird Klopfen erzeugt und es wird bestimmt, dass die Einlassventilhubsteuerung 33 Fehlfunktionen aufweist. Das Klopfen wird präzise durch den Klopfsensor 42 erfasst, so dass die Fehlfunktionen der Einlassventilhubsteuerung 33 ebenso präzise erfasst werden. Somit ist kein zusätzlicher Hubsensor für das Einlassventil erforderlich, so dass der Aufbau des Systems vereinfacht ist und dessen Kosten verringert werden.
Basierend auf den Ausgabesignalen des Nockenwinkelsensors (6A, 6B) und Ausgabesignalen des Klopfsensors 42 können Fehlfunktionen der Einlassventilhubsteuerung 33 bezüglich einzelner Zylinder diagnostiziert werden. Da der Verbrennungszylinder basierend auf dem Ausgabesignal des Nockenwinkelsensors identifiziert werden kann, kann das Klopfen Zylinder für Zylinder erfasst werden, um die Einlassventilhubsteuerung 33 zu diagnostizieren.
Wie vorstehend erwähnt, wird die Verbrennung des Motors unstabil, wenn die Einlassventilhubsteuerung 33 im Hochdrehzahlmodus festhängt, erfindungsgemäß werden Fehlfunktionen der Einlassventilhubsteuerung 33 präzise erfasst, wenn die Verbrennungsstabilität auf einen vorherbestimmten Wert oder darunter abgesenkt wird.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur bei einer Einlassventilsteuerung verwendet werden, welche einen Ventilhub oder eine Ventilöffnungszeitspanne variiert, sondern auch bei einer Steuerung, welche eine Einlassventilöffnungszeitsteuerung und/oder ein Ventilprofil des Auslassventils verändert, wobei das Ventilprofil zumindest eines aus Ventilhubbetrag des Auslassventils, einer Ventilöffnungszeitspanne des Auslassventils oder einer Zeitsteuerung des Auslassventils repräsentiert.
Im vorstehenden Ausführungsbeispiel schaltet die variable Ventilsteuerung ihr Ventilprofil zwischen Stufen. Die variable Ventilsteuerung kann ihr Ventilprofil zwischen drei Stufen oder mehr schalten. Die variable Ventilsteuerung kann ihr Ventilprofil kontinuierlich variieren.
Die variable Ventilsteuerung ist nicht auf eine Ölhydraulisch-angetriebene Steuerung beschränkt, sondern kann gegen ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil ausgetauscht werden.
Ein Steuermodus einer Einlassventilhubsteuerung (33) wird zwischen einem Niederdrehzahlmodus und einem Hochdrehzahlmodus verändert. Basierend auf dem Steuermodus wird eine Zündzeit eingestellt. Wenn ein Klopfen durch einen Klopfsensor (42) erfasst wird, nachdem der Steuermodus vom Niederdrehzahlmodus zum Hochdrehzahlmodus verändert wird, wird bestimmt, dass die Einlassventilhubsteuerung (33) eine Fehlfunktion aufweist, bei der die Einlassventilhubsteuerung (33) im Niederdrehzahlmodus festhängt. Wenn eine Verbrennungsstabilität auf ein vorherbestimmtes Niveau abgesenkt wird, nachdem der Steuermodus vom Hochdrehzahlmodus zum Niederdrehzahlmodus verändert wird, wird bestimmt, dass die Einlassventilhubsteuerung (33) eine Fehlfunktion aufweist, bei der die Einlassventilhubsteuerung (33) im Hochdrehzahlmodus festhängt.

Claims

Diagnosesystem für eine variable Ventilsteuerung, wobei die variable Ventilsteuerung (33, 35) ein Ventilprofil eines Einlassventils (32) und/oder eines Auslassventils (34) von einem Steuermodus in einen anderen Steuermodus basierend auf einem Zustand eines Verbrennungsmotors (11) verändert und eine Zündzeit gemäß einer Veränderung des Steuermodus variiert wird, dabei weist das Diagnosesystem folgende Elemente auf: eine Klopferfassungseinrichtung (42) zum Erfassen eines Klopfens des Verbrennungsmotors (11); eine Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung (27) zum Diagnostizieren, ob eine Fehlfunktion der variablen Ventilsteuerung (33, 35) vorliegt, basierend auf einem Erfassungsergebnis der Klopferfassungseinrichtung (42), wenn der Steuermodus der variablen Ventilsteuerung (33, 35) verändert wird; und einem Nockenwinkelsensor (26) der ein Nockenwinkelsignal zu jedem vorherbestimmten Nockenwinkel ausgibt; dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung (27) eine Fehlfunktion der variablen Ventilsteuerung (33, 35) für einzelne Zylinder basierend auf dem Nockenwinkelsignal und einem Ausgabesignal der Klopferfassungseinrichtung (42) diagnostiziert.
Diagnosesystem für eine variable Ventilsteuerung, wobei die variable Ventilsteuerung (33, 35) ein Ventilprofil eines Einlassventils (32) und/oder eines Auslassventils (34) von einem Steuermodus in einen anderen Steuermodus basierend auf einem Zustand eines Verbrennungsmotors (11) verändert und eine Zündzeit gemäß einer Veränderung des Steuermodus variiert wird, dabei weist das Diagnosesystem folgende Elemente auf: eine Klopferfassungseinrichtung (42) zum Erfassen eines Klopfens des Verbrennungsmotors (11); und eine Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung (27) zum Diagnostizieren, ob eine Fehlfunktion der variablen Ventilsteuerung (33, 35) vorliegt, basierend auf einem Erfassungsergebnis der Klopferfassungseinrichtung (42), wenn der Steuermodus der variablen Ventilsteuerung (33, 35) verändert wird; gekennzeichnet durch eine Verbrennungsbestimmungseinrichtung (27) zum Bestimmen, ob eine Verbrennungsstabilität des Motors (11) über einem vorherbestimmten Wert liegt, und durch eine Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung (27), die bestimmt, dass in der variablen Ventilsteuerung (33, 35) eine Fehlfunktion vorliegt, wenn die Verbrennungsstabilität auf einen vorherbestimmten Wert abgesenkt wird, nachdem der Steuermodus von einem Hochdrehzahlmodus, in dem ein Ventilhubbetrag und/oder eine Ventilöffnungszeitspanne erhöht ist, in einen Niederdrehzahlmodus verändert wird, in dem der Ventilhubbetrag und/oder die Ventilöffnungszeitspanne verringert ist.
Diagnosesystem für eine variable Ventilsteuerung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung (27) bestimmt, dass die variable Ventilsteuerung (33, 35) eine Fehlfunktion aufweist, wenn ein Klopfen durch die Klopferfassungseinrichtung (42) erfasst wird, nachdem der Steuermodus von einem Niederdrehzahlmodus, in dem ein Ventilhubbetrag und/oder eine Ventilöffnungszeitspanne verringert ist, in einen Hochdrehzahlmodus verändert wird, in dem der Ventilhubbetrag und/oder die Ventilöffnungszeitspanne erhöht ist.