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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorsteuerungsverfahren und eine Motoreinrichtung, insbesondere auf ein Motorsteuerungsverfahren und eine Einrichtung in einem System, welches einen ersten Verteilerrohr- oder Sammelrohrdrucksensor, im Folgenden nur Sammelrohr genannt, und einen zweiten Sammelrohrdrucksensor hat, der als Sicherung für den ersten Sammelrohrdrucksensor dient, wobei die Arbeitsweise des Systems fortgesetzt werden kann, sogar dann, wenn beide dieser zwei Sensoren versagen.
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Bei einem üblichen Motorsteuerungssystem werden viele Sensoren verwendet, und es ist ein Fehlerdiagnosesystem zum Diagnostizieren bekannt, ob oder nicht diese Sensoren normal arbeiten. Beispielsweise ist in der offengelegten japanischen
JP 2003-307 152 A ein Verfahren offenbart, welches die Schritte aufweist, zu bestimmen, ob ein Ausgangssignal von einem Sensor zum Ermitteln eines Drucks in einem Sammelrohr innerhalb eines bestimmten Bereichs falsch ist, wobei der Druck im Sammelrohrsystem gemäß dem Motorbetriebszuständen ermittelt wird, und wobei bestimmt wird, ob die Differenz zwischen dem ermittelten Ansaugsammelrohrdruck, der durch das Ausgangssignal vom Sensor angezeigt wird, und dem berechneten Ansaugsammelrohrdruck kleiner ist als ein vorher festgelegter Wert in dem Fall, dass das Ausgangssignal des Sensors innerhalb des oben festgelegten Bereichs abfällt, wobei, wenn das Ausgangssignal vom Sensor nicht innerhalb des oben festgelegten Bereichs abfällt oder wenn die obige Druckdifferenz nicht kleiner ist als der obige festgelegte Wert, der berechnete Ansaugsammelrohrdruck als ein Ansaugsammelrohrdruck festgelegt wird.
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Die offengelegte japanische Patentanmeldung
JP H10-176 582 A offenbart eine elektronisch-gesteuerte Drosseleinrichtung, welche zwei Sensorsysteme hat, die jeweils einen Beschleunigungssensor, einen Drosselsensor usw. für Zwecke eines Ermittelns zur Ausfallsicherung oder dgl. haben, wobei eine Fehlerdiagnose durch Vergleichen von Sensorausgangssignalen von diesen beiden Sensorsystemen durchgeführt wird. Beispielsweise wird bestimmt, ob oder nicht der Drosselsensor anormal ist, wobei die Abweichung des Sensorausgangssignals zwischen einem Hauptdrosselsensor und einem Hilfsdrosselsensor mit einem vorher festgelegten Schwellenwert verglichen wird.
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Aufgrund eines Fehlers, beispielsweise dem Bruch eines Drahtes oder eine Kurzschlusses des Sensorsystems kann die Anormalität irgendeines Sensors bestimmt werden, wenn ein Ausgangswert vom Sensor größer oder kleiner als ein vorher festgelegter Wert oder eines vorher festgelegten Bereichs ist, und ein vorher festgelegter Betrieb gegen diese Anormalität kann durchgeführt werden. Wenn der Sensorausgangssignalwert innerhalb eines vorher festgelegten Bereichs abfällt, gibt es jedoch einen Fall, dass die Anormalität aufgrund einer Änderung oder Verschlechterung der Ausgangskenndaten des Sensors nicht bestimmt werden kann. Beispielsweise ist beim Steuern eines Motors für ein Flugzeug ein strengerer Standard für die Genauigkeit einer Fehlerdiagnose vorgesehen, so dass es einen Fall gibt, das herkömmliche Fehlerdiagnoseverfahren unzureichend sind.
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Bei dem Fehlerdiagnoseverfahren, welches in der offengelegten japanischen Patentanmeldung
JP H10-176 582 A beschrieben ist, kann der Fehler von einem der beiden Sensorsysteme ermittelt werden. Es werden jedoch keine Maßnahmen gegen die Fehler beider Sensorsysteme getroffen.
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Die
DE 40 32 451 A1 offenbart eine Einrichtung zur Ladedruckregelung. Das Ausgangssignal eines Ladedrucksensors wird daraufhin überwacht, ob es einerseits in einem plausiblen Bereich liegt und andererseits im Vergleich mit einem zweiten, entweder gemessenen oder nach vorbestimmten Bedingungen berechneten Signal übereinstimmt. Bei zu großen Abweichungen wird auf eine Fehlfunktion des Ladedrucksensors geschlossen und das Ersatzsignal zur Ladedruckregelung verwendet.
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Die
JP S60-4 838 A offenbart eine Abnormalitätsunterscheidung für einen Niederbereichs- und einen Hochbereichs-Sensor. Wenn ein Ausgangswert des Hochbereichs-Sensors größer ist als ein zweiter festgelegter Wert, wird zwischen einem Ausgangswert des Niederbereichs-Sensors und einem ersten festgelegten Wert unterschieden. Wenn der Ausgangswert des Niederbereichs-Sensors größer als der erster festgelegter Wert ist, wird bestimmt, ob der Zustand für eine festgelegte Zeitspanne fortgesetzt wird oder nicht. Falls dies bejaht wird, wird davon ausgegangen, dass der Niederbereichs-Sensor abnormal ist.
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Die
DE 197 33 213 A1 offenbart ein Verfahren zur Überprüfung von Signalen zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung von einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges. Sensoren erfassen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und erzeugen entsprechende Ausgangssignale. In Abhängigkeit der erfassten Betriebsparameter wird aus einem Kennfeld zumindest ein die Leistung steuerndes und/oder regelndes Signal ausgelesen. Zumindest ein weiterer Parameter, der von einem schon im Fahrzeug vorhandenen Sensor erfasst wird und nicht Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ist, wird mit dem zumindest einen Signal verglichen und bei Überschreiten einer vorgebbaren Abweichung wird auf eine Fehlfunktion erkannt.
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Die
DE 102 25 104 A1 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung eines Motors mit Abgasrückführung unter Einsatz von zwei Drucksensoren mit Maßnahmen zur Regelung des Motors bei einer Sensorverschlechterung, wobei ein verbleibender aktiver Sensor benutzt wird.
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Die
US 4 704 685 A offenbart eine ausfallsichere Motorkraftstoffregelung. Eine Drucksensorausfallsdetektionsvorrichtung ist vorgesehen, um im Fall, wenn ein Sensordrucksignal des Motorkrümmers mit dem eigentlichen Druck im Motorkrümmer nicht übereinstimmt, eine Störmeldung auszugeben.
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Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Motorsteuerungsverfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, die zwei Sammelrohrdrucksensoren in individuellen Gruppen haben, die die Steuerung fortsetzen können, sogar wenn beide Sammelrohrdrucksensoren versagen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Erfindungsgemäß wird ein Steuerungsverfahren für einen Motor bereitgestellt, der einen ersten Sammelrohrdrucksensor und einen zweiten Sammelrohrdrucksensor hat, der als Sicherung für den ersten Sammelrohrdrucksensor dient, in dem Fall, dass der erste Sammelrohrdrucksensor versagt hat, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten Sammelrohrdruck und dem zweiten Sammelrohrdruck; und
wenn bestimmt wird, dass die Differenz größer als ein Schwellenwert ist, Bestimmen, dass entweder der erste oder der zweite Sammelrohrdrucksensor nicht normal funktioniert;
Berechnen eines geschätzten Sammelrohrdruckwerts entsprechend einer Motordrehzahl, einer Drosselöffnung und einem Luftdruck in dem Fall, dass sowohl der erste als auch der zweite Sammelrohrdrucksensor versagt haben; und
Ersetzen des ermittelten Sammelrohrdruckwerts durch den geschätzten Sammelrohrdruckwert.
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Bei einem System, bei dem ein redundantes Steuerungsverfahren angewandt wird, welches einen ersten und einen zweiten Sammelrohrdrucksensor hat, kann die Motorsteuerung dadurch fortgesetzt werden, dass der geschätzte Sammelrohrdruckwert verwendet wird, sogar wenn beide Sammelrohrdrucksensoren versagen. Folglich kann bei einem Motor, der durch das Steuerungsverfahren nach der Erfindung zu steuern ist, die Verlässlichkeit mit einer hohen dreifachen Redundanz sichergestellt werden.
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1 ist ein Blockdiagramm, welches die Funktion eines wesentlichen Teils einer Sensorausgangs-Kompensationseinrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist ein schematisches Diagramm eines Motorsteuerungssystems einschließlich einer Fehlerdiagnoseeinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform;
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3 ist ein Blockdiagramm, welches ein wesentliches Teil eines Motorsteuerungssystems einschließlich einer Fehlerdiagnoseeinrichtung, welche in 2 gezeigt ist, zeigt;
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4 ist ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitung durch die Fehlerdiagnoseeinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigt;
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5 ist ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitung durch die Sensorausgabe-Kompensationseinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigt;
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6 ist eine Datentabelle, welche zur Berechnung eines geschätzten Sammelrohrdruckwerts zu verwenden ist;
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7 ist eine weitere Datentabelle, die zur Berechnung eines geschätzten Sammelrohrdruckwerts zu verwenden ist; und
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8 ist ein Blockdiagramm, welches die Funktion eines wesentlichen Teils der Fehlerdiagnoseeinrichtung zeigt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. 2 ist ein schematisches Diagramm eines Motorsteuerungssystems einschließlich einer Fehlerdiagnoseeinrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine sich hin- und herbewegende Kolben- oder Brennkraftmaschine für ein Flugzeug. Ein Startermotor 2 ist vorgesehen, um den Motor zu starten. Obwohl der Motor ein Zweizylindermotor ist, wie in 2 gezeigt ist, ist die Anzahl von Zylindern nicht beschränkt. Der Motor 1 ist mit zwei Ansaugsammelrohren 3 (bzw. Verteilerrohren) versehen, wobei jedes Ansaugsammelrohr 3 mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 4 und einem Sammelrohrdrucksensor 5 versehen ist, um einen Druck im entsprechenden Ansaugsammelrohr 3 zu ermitteln. Der Sammelrohrdrucksensor 5 in jedem Sammelrohr 3 ist stromaufwärts der entsprechenden Kraftstoffdüse 4 vorgesehen. Jeder Sammelrohrdrucksensor 5 besteht aus einem Hauptsensor und einem Sicherungssensor. Zum Unterscheiden zwischen dem Hauptsensor und dem Sicherungssensor bezieht sich der Hauptsensor auf einen ersten Sammelrohrdrucksensor 5A, und der Sicherungssensor bezieht sich auf einen zweiten Sammelrohrdrucksensor 5B.
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Ein Drosselkörper 6 ist stromaufwärts der Sammelrohrdrucksensoren 5 vorgesehen. Ein Drosselventil 7 ist im Drosselkörper 6 eingebaut. Das Drosselventil 7 wird durch einen Motor 8 angesteuert. Verschiedene bekannte Sensoren einschließlich eines Luftdrucksensors 9, eines Nockenwellen-Impulsgebers 10, eines Kurbelwellen-Impulsgebers 11, eines Kühltemperatursensors 12, und eines Lufttemperatursensors 13 sind zur Steuerung des Motors 1 vorgesehen.
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Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 14 ist vorgesehen, um Ermittlungssignale, welche von den oben erläuterten Sensoren ausgegeben werden, zuzuführen und um Kraftstoffeinspritzungssteuerung und Zündsteuerung gemäß einem Programm durchzuführen. Die ECU 14 weist eine Fehlerdiagnosefunktion für jeden Sammelrohrdrucksensor 5 auf, und eine Kompensationsfunktion zum Berechnen eines Ersatzwerts für einen Sammelrohrdruck in dem Fall, dass der Sammelrohrdrucksensor 5 versagt hat.
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3 ist ein Blockdiagramm, welches einen wesentlichen Teil des in 2 gezeigten Motorsteuerungssystems zeigt. Wie in 3 gezeigt ist, weist das Motorsteuerungssystem dieser bevorzugten Ausführungsform zwei Systeme für eine Ermittlungsschaltung durch die Sensoren und die ECU 14 vom Ausfallsicherheitsgesichtspunkt aus auf. Die beiden Systeme werden danach als A-Weg-100 und als B-Weg-200 bezeichnet. Die A-Weg-100 weist A-Sensoren 101 auf, einschließlich der Sensoren, die in 2 gezeigt sind, eine A-Spannungsversorgung 102 und eine ECU 14A. Ähnlich weist der B-Weg-200 B-Sensoren 201 auf, eine B-Spannungsversorgung 202 und eine ECU 14B. Der Sammelrohrdrucksensor 5, der in den A-Sensoren 101 enthalten ist, ist ein Hauptsensor, und der Sammelrohrdrucksensor 5, welcher in den B-Sensoren 201 enthalten ist, ist ein Sicherungssensor, der in dem Fall zu benutzen ist, dass der Hauptsensor versagt.
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Luftdrucksensoren 9a und 9b sind auf Schaltungsplatten oder Gehäusen (beide nicht gezeigt) der ECU 14A bzw. der ECU 14B vorgesehen. Die Positionen der Luftdrucksensoren 9a und 9b sind jedoch nicht beschränkt.
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Es wird erlaubt, dass die ECU 14A und 14B in zwei Richtungen miteinander über ihre eigenen Kommunikationsschnittstellen (nicht gezeigt) kommunizieren können. Jede Kraftstoffdüse 4 hat eine Ansteuerspule 15. Ein Ende (Minusseite) der Ansteuerspule 15 ist über Auswahlschalter 16 und 17 entsprechend mit Düsensignal-Ausgangsanschlüssen OA und OB der ECU 14A und 14B verbunden. Das andere Ende (Plusseite) der Ansteuerspule 15 ist über einen Spannungsschalter 18 mit einer Spannungsversorgung 19 verbunden, die bestimmt wird, eine Spannung von beispielsweise 14 V auszugeben. Der Spannungsschalter 18 hat eine Strombegrenzungsfunktion. Die Spannungsversorgung 19 und der Spannungsschalter 18 sind in der ECU 14A und 14B vorgesehen.
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Ein Auswahlsignal SA, welches von der ECU 14A ausgegeben wird, ist mit einem der beiden Eingangsanschlüsse einer NAND-Schaltung 20 verbunden, und ein Auswahlsignal SB, welches von der ECU 14B ausgegeben wird, ist über eine NOT-Schaltung 21 mit dem anderen Eingangsanschluss der NAND-Schaltung 20 verbunden. Das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 20 wird zum Auswahlschalter 16 und außerdem über eine weitere NOT-Schaltung 22 zum Auswahlschalter 17 geliefert.
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Ein Strom läuft von der Spannungsversorgung 19 über die Ansteuerspule 15 gemäß dem Zustand des Einspritzsignal-Ausgangsanschlusses des Wegs, der entweder mit dem Auswahlschalter 16 oder 17 verbunden ist, der durch das Auswahlsignal SA oder SB ausgewählt wurde. Die Ventilöffnungszeit oder die Kraftstoffspritzmenge einer jeden Kraftstoffdüse 4 wird durch die Durchlasszeit des Stroms durch die Ansteuerspule 15 bestimmt.
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Es wird nun eine Kompensationsfunktion für den Fall beschrieben, dass die Sammelrohrdrucksensoren 5, welche in den A-Sensoren 101 und den B-Sensoren enthalten sind, versagt haben. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der A-Weg 100 zur Hauptsteuerung verwendet, und der B-Weg 20 dient als Sicherung für den A-Weg 100. In dem Fall, das der A-Weg 100 versagt hat, wird die Steuerung durch den B-Weg 100 fortgesetzt. In dem Fall, dass der A-Weg 100 versagt hat, wird der A-Weg 100 durch den B-Weg 200 ersetzt, und die nachfolgende Steuerung wird durch den B-Weg 200 ausgeführt. In dem Fall, dass auch der B-Weg 200 versagt hat, wird ein Ersatzwert verwendet. In der folgenden Beschreibung wird ein Ersatzwert in dem Fall verwendet, dass der Sammelrohrdrucksensoren 5, die sowohl im A-Weg 100 als auch im B-Weg 200 enthalten sind, versagt haben. Insbesondere wird ein geschätzter Sammelrohrdruckwert, der unter Verwendung einer Motordrehzahl, einer Drosselöffnung und eines Luftdrucks berechnet wird, für den Ausgangswert von jedem Sammelrohrdrucksensor 5 substituiert. Ein Sammelrohrdrucksensor wird einmalig durch eine Motordrehzahl und eine Drosselöffnung bei einem bestimmten Luftdruck festgelegt.
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4 ist ein Flussdiagramm, welches die Fehlerdiagnoseverarbeitung für die Sammelrohrdrucksensoren 5 und die Kompensationsverarbeitung in dem Fall eines Fehlers zeigt. Die in 4 gezeigte Verarbeitung beginnt, wenn ein Startschalter für den Motor 1 eingeschaltet wird. Im Schritt S1 werden die ECUs 14A und 14B initialisiert. Im Schritt S2 werden eine Ausgangsspannung VPMa vom Sammelrohrdrucksensor (erster Sammelrohrdrucksensor) 5A im A-Weg 100, eine Ausgangsspannung VPMb vom Sammelrohrdrucksensor (zweiter Sammelrohrdrucksensor) 5B im B-Weg 200, eine Ausgangsspannung VPAa vom Luftdrucksensor 9a in dem A-Weg 100, Kurbelwellenimpulse PLS, welche vom Kurbelwellenimpulsgeber 11 im A-Weg 100 ausgegeben werden, und einer Drosselöffnung PLP gelesen. Die Drosselöffnung PLP kann gemäß einer Drehzahl des Motors 8 ermittelt werden (die Anzahl von Schritten beispielsweise in dem Fall, dass der Motor 8 ein Schrittmotor ist).
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Im Schritt S3 werden physikalische Drücke PMa, PMb und PAa (mmHg) gemäß den Ausgangsspannungen VPMa, VPMb bzw. VPaa berechnet. Beispielsweise werden die Ausgangsspannungen in entsprechende physikalische Drücke unter Verwendung einer Umsetzungstabelle, die vorher vorbereitet wurde, umgesetzt. Im Schritt S4 wird eine Motordrehzahl Ne (UPM) gemäß den Kurbelwellenimpulsen PLS berechnet. Beispielsweise kann die Motordrehzahl Ne gemäß dem Abstand der Kurbelwellenimpulse PLS berechnet werden. Keine Ermittlung von Kurbelwellenimpulsen PLS zeigt, dass der Motor 1 im Ruhezustand ist.
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Im Schritt S5 wird bestimmt, ob die Spannung VPMa größer ist als die obere Grenze (beispielsweise 4,5 V) oder nicht. Wenn die Antwort im Schritt S5 zustimmend ist, wird bestimmt, dass der erste Sammelrohrdrucksensor 5A aufgrund eines Kurzschlusses oder dgl. anormal ist, und das Programm läuft weiter zum Schritt S6, in dem eine Warnung angezeigt wird und der A-Weg 100 auf den B-Weg 200 im Verarbeitungsschritt im Fall einer Anormalität umgeschaltet wird. Wenn die Antwort im Schritt S5 negativ ist, lauft das Programm weiter zum Schritt S7.
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Im Schritt S7 wird bestimmt, ob die Spannung VPMa kleiner ist als eine vorher festgelegte untere Grenze (beispielsweise 0,5 V) oder nicht. Wenn die Antwort im Schritt S7 zustimmend ist, wird bestimmt, dass der erste Sammelrohrdrucksensor 5A aufgrund eines Drahtbruchs oder dgl. anormal ist, und das Programm läuft weiter zum Schritt S6, um die oben erläuterte Verarbeitung im Fall der Anormalität durchzuführen.
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Wenn die Antwort im Schritt S7 negativ ist, wird bestimmt, dass der erste Sammelrohrdrucksensor 5A keinen Fehler aufgrund eines Kurzschlusses oder eines Drahtbruches hat. Jedoch, sogar in dem Fall, dass der erste Sammelrohrdrucksensor 5A bezüglich der Funktion aufgrund einer Verschlechterung oder dgl. anormal ist und keinen normalen Druckwert ausgibt, besteht die Möglichkeit, dass die Ausgangsspannung VPMa innerhalb eines bestimmten Bereichs abfällt, der durch die obere Grenze und die untere Grenze begrenzt Ist. Folglich kann die Anormalität bezüglich der Funktion aufgrund einer Verschlechterung nicht durch die Schritte S5 und S7 bestimmt werden.
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Um mit diesem Problem fertig zu werden, wird die folgende Verarbeitung durchgeführt, um zu bestimmen, ob der erste Sammelrohrdrucksensor 5A sich verschlechtert hat oder nicht. Im Schritt S8 wird die Differenz ΔP zwischen den Sammelrohrdrucksensoren PMa und PMb berechnet. Diese Differenz ΔP wird als Absolutwert erlangt. Im Schritt S9 wird bestimmt, ob die Differenz ΔP größer ist als ein Schwellenwert DP. Der Schwellenwert DP wird beispielsweise auf 44,8 mmHg eingestellt. Man kann sich nicht vorstellen, dass sowohl der erste als auch der zweite Sammelrohrdrucksensor 5A und 5B sich zum gleichen Zeitpunkt mit dem gleichen Betrag verschlechtern. Wenn daher die Differenz ΔP kleiner ist als der Schwellenwert DP, wird bestimmt, dass sowohl der erste als auch der zweite Sammelrohrdrucksensor 5A und 5B normal arbeiten, und es wird die übliche Regelung dafür fortgesetzt.
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Wenn die Differenz ΔP größer als der Schwellenwert DP ist, wird bestimmt, dass entweder der erste oder der zweite Sammelrohrdrucksensor 5A oder 5B nicht normal funktionieren. Danach läuft das Programm weiter zum Schritt S10, um eine Warnung anzuzeigen, um die Anormalität zu zeigen.
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In den folgenden Schritten wird identifiziert, welcher der Sammelrohrdrucksensor 5A und 5B nicht normal arbeiten. Im Schritt S11 wird ein geschätzter Sammelrohrdrucksensorwert PMcal gemäß der Motordrehzahl Ne (UPM), der Drosselöffnung PLP (%) und des Luftdrucks PAa (mmHg) berechnet.
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Im Schritt S12 wird der Absolutwert (ΔPMa) der Differenz zwischen dem Sammelrohrdruckwert PMa, der durch den ersten Sammelrohrdrucksensor 5A ermittelt wurde, und dem geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal mit dem Absolutwert (ΔPMb) der Differenz zwischen dem Sammelrohrdruckwert PMb, der durch den zweiten Sammelrohrdrucksensor 5B ermittelt wurde, und dem geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal verglichen.
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Wenn ΔPMa größer ist als ΔPMb, ist die Antwort im Schritt S12 negativ. In diesem Fall wird bestimmt, dass der erste Sammelrohrdrucksensor 5A aufgrund einer Verschlechterung oder dgl. nicht normal arbeitet. Danach läuft das Programm weiter zum Schritt S13, um den A-Weg 10 auf den B-Weg 200 abzuändern. Danach wird das Ausgangssignal von dem B-Weg 200 angenommen, um die Motorsteuerung durchzuführen.
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Wenn umgekehrt ΔPMb größer ist als ΔPMa, ist die Antwort im Schritt S12 zustimmend. In diesem Fall wird bestimmt, dass der zweite Sammelrohrdrucksensor 5B aufgrund der Verschlechterung oder dgl. nicht normal arbeitet. Anders ausgedrückt ist der A-Weg 100 als Hauptweg oder üblicher Steuerungsweg nicht anormal, und die Motorsteuerung durch den A-Weg 100 wird daher fortgesetzt.
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Anschließend wird eine Prozedur beschrieben, die nach der Bestimmung durchgeführt, dass entweder der erste oder der zweite Sammelrohrdrucksensor 5A oder 5B versagt hat. 5 ist ein Flussdiagramm, welches eine derartige Prozedur zeigt, dass entweder der A-Weg 100 oder der B-Weg 200 versagt hat und der verbleibende Weg 200 oder 100 danach dazu verwendet wird, die Motorsteuerung durchzuführen. In der nachfolgenden Beschreibung wird der verbleibende Weg anschließend als ”Weg X” bezeichnet, und ein Symbol ”x” wird an die Referenzzeichen anschließend angebracht, und an Symbole, welche die Sensoren und ihre Ausgangswerte im Weg-X bezeichnen.
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Im Schritt 111 wird eine Ausgangsspannung VPMx vom Sammelrohrdrucksensor 5x gelesen. Im Schritt S112 wird bestimmt, ob die Ausgangsspannung VPMx größer ist als eine obere festgelegte vorher festgelegte Grenze (beispielsweise 4,5 V). Wenn die Antwort im Schritt S112 negativ ist, läuft das Programm weiter zum Schritt S113.
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Im Schritt S113 wird bestimmt, ob die Ausgangsspannung VPMx kleiner ist als eine vorher festgelegte untere Grenze (beispielsweise 0,5 V). Wenn die Antwort im Schritt S113 negativ ist, läuft das Programm weiter zum Schritt S114, um einen Sammelrohrdruck PMx in Bezug auf eine Umsetzungstabelle gemäß der Ausgangsspannung VPMx vom Sammelrohrdrucksensor 5x zu berechnen.
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Wenn die Antwort im Schritt S112 zustimmend ist, wird bestimmt, dass der Sammelrohrdrucksensor 5x aufgrund eines Kurzschlusses oder dgl. versagt. Folglich wird bestimmt, dass ein doppelter Fehlerzustand der Sensoren aufgetreten ist, und das Programm läuft weiter zum Schritt S115, um einen geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal als Ersatzwert für das Ausgangssignal vom Sammelrohrdrucksensor 5x gemäß der Motordrehzahl Ne (UPM), der Drosselöffnung PLP (%) und des Luftdrucks PAa (mmHg) zu berechnen.
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Ähnlich, wenn die Antwort im Schritt S113 zustimmend ist, wird bestimmt, dass der Sammelrohrdrucksensor 5x aufgrund eines Drahtbruchs nicht normal ist, und das Programm läuft weiter zum Schritt S115, um den geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal zu berechnen.
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Der im Schritt S115 berechnete geschätzte Sammelrohrdruckwert PMcal wird als Ersatzwert für den Sammelrohrdruckwert PMx verwendet, der durch den Sammelrohrdrucksensor 5x ermittelt wurde (Schritt S116).
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In 6 ist eine Datentabelle, welche die Beziehung zwischen der Motordrehzahl Ne, dem Luftdruck PA, dem Sammelrohrdruck PMa und der Drosselöffnung PLP zeigt. Diese Datentabelle wird durch Betreiben des Motors 1 bei verschiedenen Drehzahlen Ne in einer Testmaschine erlangt, die in der Lage ist, verschiedene Luftdrücke PA einzustellen, und durch Einstellen des Luftdrucks PA auf 550 mmHg. In 6 zeigt die Vertikalachse einen Sammelrohrdruck PMa, und die Horizontalachse zeigt die Drosselöffnung PLP. Der oben festgelegte Luftdruck PA von 550 mmHg wird als repräsentativer Luftdruck in dem Fall betrachtet, dass ein Flugzeug, welches den Motor 1 hat, in einer Höhe von 8000 feet fliegt.
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In dem Fall, dass die Motordrehzahl Ne 2300 UPM beträgt und die Drosselöffnung PLP 35% ist, kann der Sammelrohrdruck PMa unter Verwendung dieser Datentabelle in der folgenden Weise erlangt werden. In 6 wird ein Kreuzungspunkt X zwischen einer Vertikallinie entsprechend der Drosselöffnung PLP von 35% und einer Kurve entsprechend der Motordrehzahl Ne von 2300 UPM erlangt, und ein Wert für den Sammelrohrdruck PMa entsprechend diesem Kreuzungspunkt X kann gelesen werden. Somit wird der geschätzte Sammelrohrdruckwert PMcal erlangt. Im obigen Fall wird der geschätzte Sammelrohrdruckwert PMcal zu 420 mmHg, wie aus 6 ersichtlich ist.
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Die Daten, welche in 6 gezeigt sind, sind in einer Speichereinrichtung gespeichert, welche in den ECUs 14A und 14B vorgesehen sind, und der geschätzte Sammelrohrdruckwert PMcal wird durch Anwenden einer Funktionsoperation oder linearen Interpolation in Bezug auf diese Daten berechnet.
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7 ist eine Datentabelle, welche die Beziehung zwischen dem Sammelrohrdruck PMa und der Drosselöffnung PLP in dem Fall zeigt, dass die Motordrehzahl Ne bei 2300 UPM fest ist und der Luftdruck PA sich auf 750 mmHg, 550 mmHg und 350 mmHg verändert.
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Unter Verwendung der Daten der Kennlinienkurven, die in 7 gezeigt sind, kann ohne die Verwendung des oben erwähnten repräsentativen Luftdrucks ein geschätzter Sammelrohrdruckwert PMcal bei einem mittleren Luftdruck, der nicht auf diesen Kennlinienkurven liegt, in der folgenden Weise erlangt werden. In dem Fall, dass ein Flugzeug, welches den Motor 1 hat, in einer Höhe von 9500 feet unter den Zuständen fliegt, dass der Luftdruck PA 520 mmHg beträgt, die Motordrehzahl Ne 2300 UPM beträgt, und die Drosselöffnung PLP 35% beträgt, kann der geschätzte Sammelrohrdruckwert PMcal bei Luftdruck von PA von 520 mmHg durch Verwendung dieser Datentabelle in der folgenden Weise erlangt werden. Zunächst wird ein Kreuzungspunkt A zwischen einer vertikalen Linie entsprechend der Drosselöffnung PLP von 35% und der Kenndatenkurve entsprechend dem Luftdruck PA von 350 mmHg erlangt. Ähnlich wird ein Kreuzungspunkt C zwischen dieser vertikalen Linie und der Kennlinienkurve entsprechend dem atmosphärischen Druck PA von 550 mmHg erlangt. Folglich wird angenommen, dass ein Kreuzungspunkt B zwischen der vertikalen Linie entsprechend der Drosselöffnung PLP von 35% und der Kennlinienkurve entsprechend dem Luftdruck PA von 520 mmHg zwischen die Kreuzungspunkte A und C fällt.
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Ein Wert für den Sammelrohrdruck PMa entsprechend dem Kreuzungspunkt B kann durch Interpolation gemäß den Koordinaten der Kreuzungspunkte A, B und C erlangt werden. Insbesondere werden die Koordinaten (PLP; PMa, PA) der Kreuzungspunkte A, B und C angegeben als A (35, 250, 350), B (35, PMa, 520) und C (35, 415, 550). Folglich kann der Sammelrohrdruck PMa in diesem Fall berechnet werden durch die Gleichung PMa = 250 + [(415 – 250)/(550 – 350)] × (520 – 350). Als Folge dieser Berechnung wird der Sammelrohrdruck PMa, d. h., der geschätzte Sammelrohrdruckwert PMcal zu 390 mmHg.
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Beispielsweise können mehrere Datentabellen, wie in 7 gezeigt ist, für jeweils 500 UPM von verschiedenen Motordrehzahlen Ne im Bereich von 500 UPM bis 3000 UPM als verfügbare obere Grenze vorbereitet sein, und diese Datentabellen können vorbereitend in den ECUs 14A und 14B gespeichert sein. Als Folge davon können verschiedene geschätzte Sammelrohrdruckwerte PMcal gemäß verschiedenen Motordrehzahlen Ne berechnet werden.
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8 ein Blockdiagramm, welches die Funktion eines wesentlichen Teils der ECU 14A zeigt, um die Verarbeitung, die oben mit Hilfe des Flussdiagramms, welches in 4 gezeigt ist, durchzuführen. Ein erster Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt 23 ist vorgesehen, einen Sammelrohrdruck PMa gemäß einem Ermittlungswert VPAa zu berechnen, der von dem ersten Sammelrohrdrucksensor 5A ausgegeben wird. Ein zweiter Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt 24 ist vorgesehen, einen Sammelrohrdruck PMb gemäß einem ermittelten Wert VPMb zu berechnen, der von dem zweiten Sammelrohrdrucksensor 5B ausgegeben wird. Ein Luftdruckberechnungsabschnitt 25 ist vorgesehen, um einen Luftdruck PAa gemäß einem Ermittlungswert VPaa zu berechnen, der vom Luftdrucksensor 9a ausgegeben wird. Ein Motordrehzahl-Berechnungsabschnitt 26 ist vorgesehen, um eine Motordrehzahl Ne gemäß den Kurbelwellenimpulsen PLS zu berechnen.
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Ein Ausgangsnormalitäts-Bestimmungsabschnitt 27 ist vorgesehen, um zu ermitteln, ob der Ermittlungswert VPMa vom ersten Sammelrohrdrucksensor 5A in einen vorher festgelegten Bereich fällt oder nicht, d. h., zwischen eine obere Grenze und eine untere Grenze, und um ein Normalitätssignal auszugeben, wenn der Ermittlungswert VPMa in den vorher festgelegten Bereich fällt.
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Ein Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt 28 ist vorgesehen, um eine Differenz ΔP zwischen den Sammelrohrdrücken PMa und PMb zu berechnen. Ein erster Vergleichsabschnitt 29 ist vorgesehen, um die Differenz ΔP mit einem Schwellenwert DP zu vergleichen und um ein Normalitätssignal auszugeben, wenn die Differenz ΔP kleiner ist als der Schwellenwert DP, oder ein Anormalitätssignal, wenn die Differenz ΔP größer ist als der Schwellenwert DP. Der Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt 28 und der erste Vergleichsabschnitt 29 bilden die Abnormalitäts-Erkennungseinrichtung.
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Ein Smmelrohrdruck-Schätzabschnitt 30 ist vorgesehen, um einen geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal gemäß der Motordrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Luftdrucks PAa zu berechnen. Beispielsweise schätzt der Sammelrohrdruck-Schätzabschnitt 30 einen Sammelrohrdruck unter Verwendung der Datentabelle, die in 6 oder 7 gezeigt ist. Ein zweiter Schätzdruck-Sammelrohr-Druckdifferenz-Berechnungsabschnitt 31 ist vorgesehen, um eine Differenz ΔPMb zwischen dem Sammelrohrdruck PMb und dem geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal zu berechnen. Eine erste Schätzdruck-Sammelrohr-Druckdifferenz-Berechnungsabschnitt 32 ist vorgesehen, um eine Differenz ΔPMa zwischen dem Sammelrohrdruck PMa und dem geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal zu berechnen. Ein zweiter Vergleichsabschnitt 33 ist vorgesehen, um die Differenz ΔPMa und die Differenz ΔPMb als Antwort auf das Anormalitätssignal, welches vom ersten Vergleichsabschnitt 29 zugeführt wird, und dem ausgegebenen Normalitätssignal, welches vom Normalitätsermittlungsabschnitt 27 ausgegeben wird, zu vergleichen. Der zweite Vergleichsabschnitt 33 bestimmt, dass der erste Sammelrohrdrucksensor 5A nicht normal ist, wenn die Differenz ΔPMa größer ist als die Differenz ΔPMb oder dass der zweite Sammelrohrdrucksensor 5B anormal ist, wenn die Differenz ΔPMb größer ist als die Differenz ΔPMa. Die zweite Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt 31, der erste Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenzabschnitt 32 und der zweite Vergleichsabschnitt 33 bilden die Anormalitätsidentifikationseinrichtung.
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Bei einem solchen System, welches mehrere Sammelrohrdrucksensoren in individuellen Gruppen hat, kann irgendeiner der Sammelrohrdrucksensoren, der keine normale Funktion hat, aufgrund einer Verschlechterung oder dgl., durch Schätzen eines Sammelrohrdrucks von der Motordrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Luftdrucks PAa identifiziert werden, und dann durch Vergleichen der Differenz zwischen dem geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal und dem Sammelrohrdruck PMa, der durch den ersten Sammelrohrdrucksensor 5A ermittelt wurde, mit der Differenz zwischen dem geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal und dem Sammelrohrdruck PMb, der durch den zweiten Sammelrohrdrucksensor 5B ermittelt wurde.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden die Bestimmung der Anormalität und der Identifikation eines nicht normal arbeitenden Sensors gemäß der Differenz zwischen den Druckwerten ausgeführt, die durch den ersten und den zweiten Sammelrohrdrucksensor 5A und 5B ermittelt wird, und gemäß der Differenz zwischen dem Druckwert, der durch den ersten Sammelrohrdrucksensor ermittelt wurde, und dem geschätzten Sammelrohrdruckwert und der Differenz zwischen dem Druckwert, der durch den zweiten Sammelrohrdrucksensor und dem geschätzten Sammelrohrdruckwert ermittelt wurde.
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Alternativ kann die Bestimmung der Anormalität und die Identifikation eines nicht normal arbeitenden Sensors gemäß einem Verhältnis im Sammelrohrdruck anstelle der Differenz im Sammelrohrdruck durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt 28 durch eine Einrichtung ersetzt werden, um das Verhältnis zwischen Sammelrohrdrücken PMa und PMb zu berechnen. Außerdem kann der erste Vergleichsabschnitt 29 bestimmen, ob das Verhältnis, welches oben berechnet wurde, in einen vorher festgelegten Bereich von ungefähr einem vorher festgelegten Wert fällt oder nicht, oder ”1”, und gemäß dem Ergebnis dieser Bestimmung kann der erste Vergleichsabschnitt 29 bestimmen, ob der erste und der zweite Sammelrohrdrucksensor 5A und 5B normal arbeiten oder zumindest einer von diesen nicht normal arbeitet. Beispielsweise, wenn das Verhältnis von PMa/PMb in den Bereich von 0,95 bis 1,05 fällt, wird bestimmt, dass sowohl der erste als auch der zweite Sammelrohrdrucksensor 5A und 5B normal arbeiten, während, wenn das Verhältnis PMa/PMb aus diesem Bereich herausfällt, wird bestimmt, dass zumindest einer der ersten und zweiten Sammelrohrdrucksensoren 5A und 5B nicht normal arbeiten.
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In ähnlicher Weise kann der zweite Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt 31 durch eine Einrichtung ersetzt werden, um das Verhältnis zwischen dem ermittelten Sammelrohrdruck PMa und dem geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal zu berechnen, und der erste Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt 32 kann durch eine Einrichtung ersetzt werden, um das Verhältnis des ermittelten Sammelrohrdrucks PMb und des geschätzten Sammelrohrdruckwerts PMcal zu berechnen. Außerdem kann der zweite Vergleichsabschnitt 33 die Verhältnisse, die oben berechnet wurden, mit einem vorher festgelegten Wert vergleichen, oder ”1”, und können den nicht normal arbeitenden Sammelrohrdrucksensor entsprechend dem Verhältnis identifizieren, welches gegenüber dem vorher festgelegten Wert mehr abweicht.
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1 ist ein Blockdiagramm, welches die Funktion eines wesentlichen Teils der ECU 14x zeigt, um die Verarbeitung, die mit Hilfe des Flussdiagramms von 5 beschrieben wurde, durchzuführen. Ein Anormalitätsbestimmungsabschnitt 35 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ab der Sammelrohrdrucksensor 5x normal arbeitet oder nicht, gemäß davon, ob die Ausgangsspannung VPMx von dem Sammelrohrdrucksensor 5x aus einem vorher festgelegten Bereich fällt oder nicht (beispielsweise 0,5 bis 4,5 V). Wenn der Sammelrohrdrucksensor 5x nicht normal arbeitet, wird ein Gate 38 geöffnet, um die Ausgangsspannung VPMx dem Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt 36 zuzuführen. Der Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt 36 besitzt eine Umsetzungstabelle, welche die Beziehung zwischen dem Spannungswert VPMx und dem Druckwert PMx zeigt, und gibt den Druckwert PMx entsprechend dem Spannungswert VPMx, der vom Gate 38 zugeführt wird, aus. Der Sammelrohrdruck PMx wird dem Motorsteuerungsabschnitt 37 zugeführt, und er wird zur Berechnung einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Einspritzzeit verwendet.
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Wenn der Sammelrohrdrucksensor 5x nicht normal arbeitet, wird bestimmt, dass sowohl der Sammelrohrdrucksensor 5A als auch 5B versagt. In dem Fall einer doppelten Versagung berechnet der Sammelrohrdruck-Schätzabschnitt 30 den geschätzten Sammelrohrdruckwert PMcal, der dann als Ersatzwert für den Sammelrohrdruck PMx dem Motorsteuerungsabschnitt 37 zugeführt wird.
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Auf diese Weise wird, wenn alle der mehreren Sammelrohrdrucksensoren in individuellen Gruppen versagen, ein geschätzter Sammelrohrdruckwert unter Verwendung der Ausgangssignale von den anderen Sensoren mit Ausnahme der versagenden Sammelrohrdrucksensoren berechnet, einschließlich der Motordrehzahl, der Drosselöffnung und des Luftdrucks. Danach wird der geschätzte Sammelrohrdruckwert, der somit berechnet wurde, anstelle der ermittelten Sammelrohrdrücke verwendet, wodurch zugelassen wird, dass die Motorsteuerung fortgesetzt wird. Bezugszeichenliste
| 1 | Motor |
| 3 | Ansaugsammelrohr |
| 4 | Kraftstoffdüse |
| 5 | (5A, 5B): Sammelrohrdrucksensor |
| 9 | (9a, 9b): Luftdrucksensor |
| 14 | (14A, 14B): ECU |
| 23 | erster Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt |
| 24 | zweiter Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt |
| 28 | Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt |
| 29 | erster Vergleichsabschnitt |
| 30 | Sammelrohrdruck-Schätzabschnitt |
| 31 | zweiter Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenz-Berechnungsabschnitt |
| 32 | erster Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenz-Berechnungsabschnitt |
| 33 | zweiter Vergleichsabschnitt |
| 35 | Anormalitätsbestimmungsabschnitt |
| 36 | Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt |
| 37 | Motorsteuerungsabschnitt |
Fig. 1
| 5x | Sammelrohrdrucksensor |
| 35 | nicht normal arbeitender Ermittlungsabschnitt |
| 38 | Gate |
| 36 | Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt |
| 37 | Motorsteuerungsabschnitt |
| 30 | Sammelrohrdruck-Schätzabschnitt |
| A | Normalität |
| B | Anormalität |
Fig. 2
Fig. 3
| 101 | A-Sensoren |
| 102 | A-Spannungsversorgung |
| 201 | B-Sensoren |
| 202 | B-Spannungsversorgung |
Fig. 4
| A | Fehlerdiagnose |
| S1 | Initialisiere ECU |
| S2 | Lese Sensorausgangssignale (VPMA, VPMb, VPaa, PLP und PLS) |
| S3 | Berechne Druckwerte (PMs, PMb und PAa) |
| S4 | Berechne Drosselöffnung PLP und Motordrehzahl Ne |
| S6 | Zeige an eine Warnung und ändere Wege |
| D | Anormalität des ersten Sammelrohrdrucksensors |
| B | Ende |
| S10 | zeige eine Warnung an |
| S11 | Berechne PMcal gemäß Ne, PLP und PAa |
| S13 | Ändere Wege |
| C | Ende |
Fig. 5
| A | Kompensationsverarbeitung |
| S111 | Lese VPMx |
| S114 | berechne PMx aus VPM~PM Tabelle |
| B | kehre zurück |
| C | Anormalität des Sensors 5x |
| D | doppelter Fehlerzustand |
| S115 | Berechne PMcal gemäß Ne, PLP und PAa |
Fig. 7
| A | Kreuzungspunkt A |
| B | Kreuzungspunkt B |
| C | Kreuzungspunkt C |
Fig. 8
| 23 | erster Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt |
| 24 | zweiter Sammelrohrdruck-Berechnungsabschnitt |
| 25 | Luftdruck-Berechnungsabschnitt |
| 30 | Sammelrohrdruck-Schätzabschnitt |
| 26 | Motordrehzahl-Berechnungsabschnitt |
| 28 | Sammelrohrdruck-Differenzberechnungsabschnitt |
| 31 | zweiter Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenz-Berechnungsabschnitt |
| 32 | erster Schätzdruck-Sammelrohrdruck-Differenz-Berechnungsabschnitt |
| 29 | erster Vergleichsabschnitt |
| 33 | zweiter Vergleichsabschnitt |
| 27 | Ausgangsnormalitäts-Bestimmungsabschnitt |
| A | Schwellenwert |
| B | Anormalitätssignal |
| C | Ausgangsnormalitätssignal |
| D | obere Grenze |
| E | untere Grenze |
| F | Normalität |
| G | Identifikation von nicht normal arbeitendem Sensor |
