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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für
einen Verbrennungsmotor, wie z. B. einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung
im Zylinder, und genauer gesagt eine Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung,
die mit einer Fehlfunktionsdiagnosefunktion zum Realisieren einer
Diagnose diesbezüglich, ob eine Fehlfunktion in einem Hochdruckkraftstoffsystem
verursacht ist oder nicht, während der Motor aktiviert
ist, mit einem einfachen Steuerverfahren versehen ist.
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In
einem Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung im Zylinder wird
eine sogenannte Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung verwendet, bei
welcher ein Hochdruckkraftstoff von einer Hochdruckkraftstoffpumpe
zu einem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt wird und der
Kraftstoff auf derartige Weise zugeführt wird, dass er
vom Kraftstoffeinspritzventil direkt in eine Verbrennungskammer
eingespritzt wird.
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Als
Verfahren zum Diagnostizieren, ob eine Fehlfunktion in einer solchen
Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung verursacht ist oder
nicht, ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, das in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 1998-238392 (Patentdokument
1) offenbart ist.
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Bei
dem im oben beschriebenen Patentdokument 1 offenbarten Diagnoseverfahren
wird zuerst durch Detektieren einer Kraftstoffdruckänderung
zwischen dem Kraftstoffdruck vor einer Entladung des Kraftstoffs
von einer Hochdruckkraftstoffpumpe und dem Kraftstoffdruck nach
der Entladung des Kraftstoffs und durch Annehmen einer Kraftstoffdruckänderung
zwischen dem Kraftstoffdruck vor der Entladung des Kraftstoffs von
der Hochdruckkraftstoffpumpe und dem Kraftstoffdruck nach der Entladung des
Kraftstoffs basierend auf einem Antriebszeitgabe-Befehlswert für
ein Durchflussratensteuerventil, das in der Hochdruckkraftstoffpumpe
vorgesehen ist, die Differenz zwischen dem tatsächlich
gemessenen Wert und dem angenommenen Wert der Kraftstoffdruckänderung
berechnet; in dem Fall, in welchem der berechnete Wert einen vorbestimmten
Bestimmungswert übersteigt, wird bestimmt, dass eine Fehlfunktion
in Bezug auf die Hochdruckkraftstoffpumpe verursacht worden ist.
Jedoch werden im Allgemeinen während des Betriebs des Motors
sowohl die Zeitgabe einer Kraftstoffentladung von der Hochdruckkraftstoffpumpe
als auch die Zeitgabe einer Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil
basierend auf dem Betriebszustand des Motors geändert.
Wenn aufgrund der auf dem Betriebszustand des Motors basierenden Änderungen
bezüglich der Kraftstoffentladezeitgabe und der Kraftstoffeinspritzzeitgabe
die Kraftstoffentladung und die Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig
ausgeführt werden, kann die Kraftstoffdruckänderung
aufgrund der Kraftstoffentladung mit dem vorangehenden herkömmlichen
Bestimmungsverfahren nicht von der Kraftstoffdruckänderung
aufgrund der Kraftstoffeinspritzung unterschieden werden, wodurch
eine fehlerhafte Bestimmung durchgeführt werden kann.
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Darüber
hinaus werden im Allgemeinen auch auf die Aktivierung des Motors
hin sowohl die Steuerung einer Kraftstoffentladung von der Hochdruckkraftstoffpumpe
als auch die Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil
direkt nach der Beendigung einer Unterscheidung eines Motorzylinders
gestartet; daher ist es unvermeidbar, dass die Kraftstoffentladung
und die Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig ausgeführt
werden.
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Wenn,
wie es oben beschrieben ist, die Kraftstoffentladung und die Kraftstoffeinspritzung
gleichzeitig ausgeführt werden, wird der Kraftstoffdruck aufgrund
der Kraftstoffeinspritzung in dem Fall reduziert, in welchem die
Kraftstoffdruckänderung zwischen dem Kraftstoffdruck vor
der Kraftstoffentladung und dem Kraftstoffdruck nach der Kraftstoffentladung
detektiert wird, wodurch die zu detektierende Kraftstoffdruckänderung
verringert wird; daher gibt es eine Möglichkeit, dass eine
Fehlfunktion in der Hochdruckkraftstoffpumpe bestimmt wird, selbst
wenn die Kraftstoffentladung richtig ausgeführt wird.
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Somit
werden in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 die Kraftstoffentladezeitgabe
und die Kraftstoffeinspritzzeitgabe auf eine beschränkende
Weise so eingestellt, dass die Kraftstoffentladung und die Kraftstoffeinspritzung
während des Betriebs des Motors während getrennter
Intervalle ausgeführt werden. Als Ergebnis wird die Fehlfunktionsdiagnose durch
Einstellen der Kraftstoffentladezeitgabe und der Kraftstoffeinspritzzeitgabe
auf derartige Weise durchgeführt, dass die Verschlechterung
bezüglich der Fehlfunktionsbestimmungsgenauigkeit vermieden
wird.
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Jedoch
beschränkt die herkömmliche Einstellung der Kraftstoffentladezeitgabe
und der Kraftstoffeinspritzzeitgabe zum Zwecke einer Diagnose die
Kraftstoffentladezeitgabe und die Kraftstoffeinspritzzeitgabe derart,
dass sie gegenüber den optimalen Zeitgaben abgewichen sind.
Demgemäß kann der Druck des zu dem Kraftstoffeinspritzventil
zugeführten Kraftstoffs nicht schnell zu dem Solldruck
entsprechend dem Betriebszustand des Motors angehoben werden oder
kann der Kraftstoff nicht zu der optimalen Zeitgabe entsprechend
dem Betriebszustand des Motors eingespritzt werden.
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- [Patentdokument 1] Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H10-238392
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts der vorangehenden herkömmlichen
Probleme implementiert worden; die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht im Bereitstellen einer Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
für einen Verbrennungsmotor, die weitestmöglich
verhindern kann, dass die Kraftstoffentladezeitgabe und die Kraftstoffeinspritzzeitgabe
während des normalen Betriebs des Motors aufgrund einer
Diagnose beschränkt werden, und die mit einem Verfahren
eine Diagnose diesbezüglich realisieren kann, ob eine Fehlfunktion in
dem Hochdruckkraftstoffsystem verursacht ist oder nicht.
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Eine
Einrichtung zum Erreichen der vorangehenden Aufgaben und ihre Aktionen
und Effekte werden nachfolgend beschrieben werden. In einer Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
für einen Verbrennungsmotor, der versehen ist mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe
zum Hereinnehmen eines Kraftstoffs von einem Kraftstofftank, zum
Versetzen des Kraftstoffs unter Druck und zum darauffolgenden Entladen
des unter Druck gesetzten Kraftstoffs; einem Kraftstoffeinspritzventil
zum Einspritzen des von der Hochdruckkraftstoffpumpe entladenen
Kraftstoffs in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors; einem Kraftstoffdrucksensor
zum Detektieren eines Drucks des von der Hochdruckkraftstoffpumpe
entladenen Kraftstoffs; und einer Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung
zum Steuern einer Menge des von der Hochdruckkraftstoffpumpe entladenen Kraftstoffs
während eines Betriebs des Verbrennungsmotors durch Steuern
einer Antriebszeitgabe eines Durchflussratensteuerventils, das in
der Hochdruckkraftstoffpumpe vorgesehen ist, auf derartige Weise, dass
ein Solldruck, der gemäß einem Zustand des Motors
eingestellt ist, mit dem durch den Kraftstoffdrucksensor detektierten
Kraftstoffdruck übereinstimmt, ist eine Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung
vorgesehen, um auf eine Aktivierung eines Motors hin die Hochdruckkraftstoffpumpe
eine Hochdruckkraftstoffentladeoperation vor einer anfänglichen
Kraftstoffeinspritzoperation durch das Kraftstoffeinspritzventil
durchführen zu lassen und um basierend auf dem Zustand
des resultierenden Kraftstoffdruckanstiegs eine Diagnose diesbezüglich durchzuführen,
ob eine Fehlfunktion in einem Hochdruckkraftstoffsystem existiert
oder nicht.
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Gemäß dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung entlädt die Hochdruckkraftstoffpumpe
auf die Aktivierung des Motors hin einen unter Druck gesetzten Kraftstoff
vor dem Start einer Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil.
Demgemäß ist der in dieser Situation detektierte
Kraftstoffdruck durch die Kraftstoffeinspritzung nicht erniedrigt worden;
daher kann nur der Zustand eines Kraftstoffdruckanstiegs gemäß der
Menge des von der Hochdruckkraftstoffpumpe entladenen Kraftstoffs
detektiert werden.
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Als
Ergebnis wird eine fehlerhafte Bestimmung bei der Diagnose aufgrund
dessen, dass eine Diagnose mit einer Überlagerung einer
Kraftstoffentladung und einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird,
welche ein herkömmliches Problem gewesen ist, vermieden.
Zusätzlich wird, weil während der Aktivierung
des Motors eine Steueroperation in Bezug auf die Diagnose beendet
werden kann, vermieden, dass die Kraftstoffentladezeitgabe und die
Kraftstoffeinspritzzeitgabe, nachdem die Zylinderunterscheidung
beendet worden ist, die Kraftstoffeinspritzung gestartet worden
ist und dann der Motor in den normalen Betriebsmode gelangt ist,
zum Zwecke der Diagnose beschränkt werden; anders ausgedrückt kann
der Verbrennungsmotor während des normalen Betriebsmodes
mit optimalen Antriebszeitgaben betrieben werden.
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Darüber
hinaus wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung in dem Fall, in welchem eine Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks, der
durch den unter Druck gesetzten Kraftstoff erzeugt wird, der vor
der anfänglichen Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil
entladen wird, dieselbe oder weniger als eine vorbestimmte Fehlfunktionsbestimmungsmenge
ist, bestimmt, dass eine Fehlfunktion in irgendetwas von der Hochdruckkraftstoffpumpe,
dem Durchflussratensteuerventil und dem Kraftstoffdrucksensor existiert.
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Gemäß dem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich,
basierend auf einem Antriebszeitgabe-Befehlswert für das
Durchflussratensteuerventil eine Kraftstoffdruckänderung zwischen
dem Kraftstoffdruck vor einer Entladung des Kraftstoffs und dem
Kraftstoffdruck nach der Entladung anzunehmen, wodurch nur durch
einen tatsächlich gemessenen Wert der Kraftstoffdruckänderung
zwischen dem Kraftstoffdruck vor einer Entladung des Kraftstoffs
und dem Kraftstoffdruck nach der Entladung bestimmt werden kann,
ob eine Fehlfunktion existiert oder nicht; daher kann deshalb, weil eine
Angst vor einer fehlerhaften Bestimmung aufgrund eines Fehlers beim
Annehmen der Kraftstoffdruckänderung eliminiert wird, das
Diagnoseverfahren bezüglich der Genauigkeit verbessert
und vereinfacht werden.
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Weiterhin
wird gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden
Erfindung eine Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben eines Durchflussratensteuerventils
zur Verfügung gestellt, um zu veranlassen, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe
eine Hochdruckkraftstoffentladeoperation vor der anfänglichen
Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil durch
zwangsweises Antreiben des Durchflussratensteuerventils vor einer
Beendigung einer Zylinderunterscheidung während der Aktivierung
des Motors auf derartige Weise durchführt, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe
den Kraftstoff einer maximalen Menge entlädt, die bezüglich
einer Entladung gesteuert werden kann.
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Um
die Kraftstoffentlademenge der Hochdruckkraftstoffpumpe derart zu
steuern, dass sie ein vorbestimmter Wert ist, ist es erforderlich,
das Antreiben des Durchflussratensteuerventils zu einer vorbestimmten
Zeitgabe zu steuern; für diesen Zweck ist es wenigstens
erforderlich, dass die Zylinderunterscheidung beendet worden ist
und die Drehposition des Motors bekannt ist. Wenn jedoch die Kraftstoffentladung
gestartet wird, nachdem die Zylinderunterscheidung beendet worden
ist, ist das Kraftstoffeinspritzventil bereits bereit zum Entladen
des Kraftstoffs gemacht worden; daher kann die Hochdruckkraftstoffpumpe
den unter Druck gesetzten Kraftstoff nicht entladen, bevor die anfängliche
Kraftstoffeinspritzoperation durch das Kraftstoffeinspritzventil
gestartet wird.
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Somit
wird bei der vorliegenden Erfindung, bevor die Zylinderunterscheidung
beendet worden ist, eine Steuerung eines zwangsweisen Antreibens anstelle
der Zeitgabesteuerung des Durchflussratensteuerventils durchgeführt.
Demgemäß wird es möglich gemacht, dass
die Hochdruckkraftstoffpumpe vor der ersten Kraftstoffeinspritzoperation
einen unter Druck gesetzten Kraftstoff einer nahezu maximalen Menge
entlädt, die bezüglich einer Entladung gesteuert
werden kann. Als Ergebnis kann in Bezug auf den Zustand eines Kraftstoffdruckanstiegs,
der durch den unter Druck gesetzten Kraftstoff erzeugt ist, der
von der Hochdruckkraftstoffpumpe entladen wird, die Kraftstoffdruckmenge
gemäß einer Hochdruckkraftstoffentladung von der
Hochdruckkraftstoffpumpe einer nahezu maximalen Menge, die bezüglich
einer Entladung gesteuert werden kann, erhalten werden, wodurch
eine fehlerhafte Bestimmung bei der Fehlfunktionsdiagnose verhindert
werden kann. Das bedeutet, dass beim Einstellen eines Fehlfunktionsbestimmungsausmaßes
zum Bestimmen einer Fehlfunktion der Spielraum für eine
fehlerhafte Bestimmung vergrößert werden kann.
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Zusätzlich
kann das Verfahren zum Anwenden einer Steuerung eines zwangsweisen
Antreibens auf das Durchflussratensteuerventil vor der Beendigung
der Zylinderunterscheidung gemäß der Entwicklungsstruktur
einer zu verwendenden Hochdruckkraftstoffpumpe beispielsweise durch
Verwendung eines in der
offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-182597 oder der
offengelegten japanischen Patentanmeldung
Nr. 2002-309988 offenbarten Verfahrens realisiert werden;
jedoch wird deshalb, weil die vorliegende Erfindung nicht das Erfinden
des Verfahrens selbst ist, die Erklärung weggelassen werden.
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Weiterhin
ist gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden
Erfindung eine Kraftstoffeinspritz-Verhinderungseinrichtung vorgesehen,
um zu veranlassen, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe eine Hochdruckkraftstoffentladeoperation
vor der anfänglichen Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil
durch Verhindern einer Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil
während eines vorbestimmten Intervalls nach einer Beendigung
der Zylinderunterscheidung während einer Aktivierung des
Motors durchführt.
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In
dem Fall, in welchem vor der Beendigung der Zylinderunterscheidung
das Durchflussratensteuerventil zwangsweise angetrieben wird, kann
die Hochdruckkraftstoffpumpe einen unter Druck gesetzten Kraftstoff
einer nahezu maximalen Menge, die entladen werden kann, entladen;
jedoch ist in Abhängigkeit von der Motorstoppposition vor
der Aktivierung des Motors oder der Anzahl von Pumpennocken zum
Antreiben der Hochdruckkraftstoffpumpe die Gesamtmenge des in dem
Intervall zwischen der Aktivierung des Motors und der Beendigung
der Zylinderunterscheidung entladenen Kraftstoffs klein; somit wird
angenommen, dass die Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks, der durch
den unter Druck gesetzten Kraftstoff erzeugt wird, der entladen
wird, nicht vergrößert werden kann.
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Für
einen solchen Verbrennungsmotor erhöht sich durch Verhindern
der Kraftstoffeinspritzung für ein vorbestimmtes Intervall
direkt nach der Beendigung der Zylinderunterscheidung oder durch
Verhindern einer vorbestimmten Zeitgabe einer Kraftstoffeinspritzung
die Gelegenheit, dass nur die Entladung von unter Druck gesetztem
Kraftstoff durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe durchgeführt
wird; daher kann die Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks ausreichend
vergrößert werden.
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Darüber
hinaus wird gemäß einem fünften Aspekt
der vorliegenden Erfindung eine erste Diagnoseverhinderungseinrichtung
zum Verhindern einer Implementierung einer Steuerung in Bezug auf
eine Diagnose diesbezüglich, ob eine Fehlfunktion existiert
oder nicht, in dem Fall zur Verfügung gestellt, in welchem
der vor dem Start einer anfänglichen Hochdruckkraftstoffentladeoperation
durch die Hochdruckkraftstoffpumpe detektierte Kraftstoffdruck gleich
einem vorbestimmten Niederdruckwert oder niedriger als dieser ist,
der niedriger als der Zufuhrdruck ist.
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Beispielsweise
steigt in dem Fall, in welchem der Fahrer versucht, den Motor zu
aktivieren, ohne zu wissen, dass "der Kraftstofftank leer ist",
der Kraftstoffdruck unter keinen Umständen an, weil tatsächlich
kein Kraftstoff zugeführt wird; daher kann deshalb, weil
die detektierte Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks die Fehlfunktionsbestimmungsmenge bzw.
das Fehlfunktionsbestimmungsausmaß nicht übersteigt,
eine fehlerhafte Bestimmung durchgeführt werden. Demgemäß wird
in dem Fall, in welchem der Kraftstoffdruck, der detektiert wird,
bevor die Hochdruckkraftstoffpumpe eine anfängliche Hochdruckkraftstoffentladeoperation
startet, z. B. detektiert wird, direkt bevor der Motor damit beginnt
sich zu drehen, nachdem der Aktivierungsschalter eingeschaltet worden
ist, derselbe wie ein vorbestimmter Niederdruckwert oder niedriger
als dieser ist, der niedriger als der Zufuhrdruck ist, bestimmt,
dass eine solche Gelegenheit existieren kann, und die Implementierung
einer Steuerung in Bezug auf die Fehlfunktionsdiagnose wird verhindert.
Als Ergebnis wird eine fehlerhafte Diagnose in dem Fall verhindert,
in welchem der Motor unter solchen Umständen aktiviert
wird, dass es kein Benzin gibt.
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Darüber
hinaus wird gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden
Erfindung eine zweite Diagnoseverhinderungseinrichtung zum Verhindern
einer Implementierung einer Steuerung in Bezug auf eine Diagnose
diesbezüglich, ob eine Fehlfunktion existiert oder nicht,
in dem Fall zur Verfügung gestellt, in welchem der Kraftstoffdruck,
der vor dem Start einer anfänglichen Hochdruckkraftstoffentladeoperation durch
die Hochdruckkraftstoffpumpe detektiert wird, derselbe wie ein vorbestimmter
Hochdruckwert oder höher als dieser ist, der höher
als der Zufuhrdruck ist.
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Beispielsweise
behält der Kraftstoffdruck, direkt nachdem ein laufender
Motor stoppt, einen Hochdruckwert bei, der nahezu derselbe wie der
Solldruck ist, zu welchem der Kraftstoffdruck gesteuert worden ist,
um sich ihm anzunähern. Der Hochdruckwert hat eine Eigenschaft
eines Kleinerwerdens im Verlaufe der Zeit; jedoch kann zu der Zeit
direkt nachdem der Motor gestoppt hat, der Hochdruckwert noch beibehalten
sein. In dem Fall, in welchem unter dem vorangehenden Zustand der
Motor sofort wieder aktiviert wird, kann der Kraftstoff aufgrund
einer Kraftstoffentladung vor einer Kraftstoffeinspritzung so hoch
werden, dass er zu einem großen Ausmaß über dem
Solldruck ist. Folglich ist es denkbar, dass der Kraftstoffdruck
nach der Aktivierung so viel höher als der Solldruck wird,
dass die Abgasleistungsfähigkeit und die Leerlaufstabilität
geschädigt werden, und wenn der Kraftstoffdruck weiter
höher wird, wird die Antriebsenergie unzureichend, wodurch
das Kraftstoffeinspritzventil nicht angetrieben werden kann.
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Zusätzlich
wird ohne ein Durchführen einer Fehlfunktionsdiagnose bestimmt,
dass die Tatsache, dass der Kraftstoffdruck, der detektiert wird,
bevor die Hochdruckkraftstoffpumpe eine anfängliche Hochdruckkraftstoffentladeoperation
startet, signifikant hoch ist, vorschlagen kann, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe
und das Kraftstoffentladeventil normal funktioniert haben.
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Demgemäß wird
in dem Fall, in welchem der Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor detektiert
wird, bevor die Hochdruckkraftstoffpumpe eine anfängliche
Hochdruckkraftstoffentladeoperation startet, wie z. B. detektiert
wird, direkt bevor sich der Motor zu drehen beginnt, nachdem der
Aktivierungsschalter eingeschaltet worden ist, derselbe wie ein
vorbestimmter Hochdruckwert oder höher als dieser ist,
der höher als der Zufuhrdruck ist, bestimmt, dass eine
solche Gelegenheit existieren kann, und die Implementierung einer
Steuerung in Bezug auf die Fehlfunktionsdiagnose wird verhindert.
Als Ergebnis wird verhindert, dass der Kraftstoffdruck, der dann
hoch ist, wenn der Motor aktiviert wird, weit höher als
der Solldruck wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann es realisiert werden, dass eine Fehlfunktionsdiagnose über
ein Hochdruckkraftstoffsystem durchgeführt wird, während
eine Beschränkung der Kraftstoffentladezeitgabe und der
Kraftstoffeinspritzzeitgabe während des normalen Betriebs
des Motors zum Zwecke einer Fehlfunktionsdiagnose über
das Hochdruckkraftstoffsystem vermieden wird und die Angst vor einer
fehlerhaften Diagnose oder die Angst, dass der Kraftstoffdruck zu
niedrig oder zu hoch wird, eliminiert wird.
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Es
folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
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1 ist
ein funktionelles Blockdiagramm einer ECU in einer Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch eine Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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3 ist
ein Zeitdiagramm, das den Betrieb einer Kraftstoffeinspritzsteuerung
und einer Kraftstoffentladesteuerung auf den Start des Motors hin
durch eine herkömmliche Steuervorrichtung darstellt;
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4 ist
ein Beispiel eines Zeitdiagramms, das den Betrieb einer Kraftstoffeinspritzsteuerung und einer
Kraftstoffentladesteuerung auf den Start des Motors hin in einer
Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 ist
ein weiteres Beispiel eines Zeitdiagramms, das den Betrieb einer
Kraftstoffeinspritzsteuerung und einer Kraftstoffentladesteuerung
auf den Start des Motors hin in einer Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Basis-Steuerbetrieb einer Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Es
folgt eine detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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Ausführungsbeispiel 1
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Hierin
nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detailliert erklärt werden.
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2 ist
ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch eine Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; die Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
enthält eine Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung.
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Die
in 2 dargestellte Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung
für einen Verbrennungsmotor ist versehen mit einem Kraftstoffzufuhrsystem
mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe 20 mit einem normalerweise
geöffneten Durchflussratensteuerventil 10 mit
einem Solenoid 11, einem Zylinder 21, einem Kolben 22,
einer Druckkammer 23 und einem Kraftstoffentladeventil
(Absperrventil bzw. Rückschlagventil) 34; einer
Nockenwelle 24 für den Verbrennungsmotor 40 mit
einem Pumpennocken 25; einem Kraftstofftank 30,
der mit Kraftstoff gefüllt ist; einem Niederdruckpfad 33,
der mit dem Kraftstofftank 30 über eine Niederdruckkraftstoffpumpe 31 und
einen Niederdruckregler 32 verbunden ist; einem Hochdruckpfad
(Entladepfad) 35, der mit einem Druckspeicher 36 über
das Kraftstoffentladeventil 34 verbunden ist; einem Entlastungspfad 38,
der den Druckspeicher 36 mit dem Kraftstofftank 30 über
ein Entlastungsventil 37 verbindet; und einem Kraftstoffeinspritzventil 39,
das einen in dem Druckspeicher 36 gespeicherten Kraftstoff
in jede der Verbrennungskammern des Verbrennungsmotors 40 einspritzt,
um den Kraftstoff dorthin zuzuführen.
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Zusätzlich
ist die Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung versehen mit
einem Steuersystem mit einer ECU, die die Ventilschließzeitgabe für
das Durchflussratensteuerventil 10 durch Anregen des Solenoids 11 steuert.
Zusätzlich werden als Antriebsinformation über
den Verbrennungsmotor 40 Detektionssignale von verschiedenen
Arten von Sensoren, wie beispielsweise einem Kraftstoffdrucksensor 61 zum
Detektieren eines Kraftstoffdrucks innerhalb des Druckspeichers 36,
einem Drehsensor 62 zum Detektieren der Drehposition und
der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Verbrennungsmotors und
einem Gaspedalpositionssensor 63 zum Detektieren eines
Ausmaßes einer Betätigung des Gaspedals, zu der
ECU 60 eingegeben.
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Die
Niederdruckkraftstoffpumpe 31 pumpt den Kraftstoff von
dem Kraftstofftank 30 nach oben und entlädt den
Kraftstoff in den Niederdruckpfad 33; in der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 wird
der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 31 entladene Kraftstoff hereingenommen
und durch die Druckkammer 23 entladen. Der Niederdruckpfad 33 ist über
das Durchflussratensteuerventil 10 mit der stromaufwärtigen Seite
der Druckkammer 23 in der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 verbunden.
Das bedeutet, dass das Durchflussratensteuerventil 10 in
einem Kraftstoffpfad angeordnet ist, der den Niederdruckpfad 33 mit der
Druckkammer 23 verbindet. Zusätzlich ist das Kraftstoffentladeventil 34 in
dem Hochdruckpfad 35 angeordnet, der den Druckspeicher 36 mit
der Druckkammer 23 verbindet.
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Ein
Hochdruckkraftstoff in dem Druckspeicher 36 wird durch
das Kraftstoffeinspritzventil 39 direkt in die jeweiligen
Zylinder des Verbrennungsmotors 40 eingespritzt, um dorthin
zugeführt zu werden. Ein Kraftstoffdrucksensor 61 detektiert
einen Kraftstoffdruck PF innerhalb des Druckspeichers 36 und gibt
den Kraftstoffdruck PF zu der ECU 60 aus.
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Der
Zufuhrdruck des Kraftstoffs, der in dem Niederdruckpfad 33 des
Kraftstoffzufuhrsystems von der Niederdruckkraftstoffpumpe 31 entladen
wird, wird durch den Niederregler 32 auf einen vorbestimmten
Zufuhrdruck (z. B. 0,4 MPa) eingestellt; der Kraftstoff wird über
das Durchflussratensteuerventil 10, das geöffnet
ist, während sich der Kolben 22 in dem Zylinder 21 nach
unten bewegt, in die Druckkammer 23 eingeführt.
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Der
Kolben 22 führt eine Hin- und Herbewegungsoperation
in dem Zylinder 21 synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors 40 durch.
Demgemäß nimmt die Hochdruckkraftstoffpumpe 20,
während sich der Kolben 22 nach unten bewegt (im
Kraftstoffeinlasshub), den Kraftstoff von dem Niederdruckpfad 33 herein
und führt den Kraftstoff über das geöffnete
Durchflussratensteuerventil 10 in die Druckkammer 23 ein;
während sich der Kolben 22 nach oben bewegt (im
Kraftstoffentladehub) und das Durchflussratensteuerventil 10 geschlossen
ist, versetzt die Hochdruckkraftstoffpumpe 20 den Kraftstoff in
der Druckkammer 23 unter Druck, um den Kraftstoff zu dem
Druckspeicher 36 durch das Kraftstoffentladeventil 34 zu
transportieren und zuzuführen.
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Die
Druckkammer 23 ist auf derartige Weise ausgebildet, dass
die mit der Innenumfangswandfläche des Zylinders 21 und
der obersten Endfläche des Kolbens 22 definiert
ist. Das unterste Ende des Kolbens 22 wird gegen den Pumpennocken 25 gedrückt, der
an der Nockenwelle 24 des Verbrennungsmotors 40 vorgesehen
ist; wenn sich der Pumpennocken 25 in Verbindung mit der
Drehung der Nockenwelle 24 dreht, führt der Kolben 22 eine
Hin- und Herbewegungsoperation im Zylinder 21 durch, wodurch
das Volumen der Druckkammer 23 vergrößert
oder verkleinert wird.
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Der
Hochdruckpfad 35, der mit der stromabwärtigen
Seite der Druckkammer 23 verbunden ist, ist mit dem Druckspeicher 36 mittels
des normalerweise geschlossenen Kraftstoffentladeventils 34 verbunden,
das aus einem Absperrventil ausgebildet ist, das nur zulässt,
dass der Kraftstoff, der für den Druckspeicher 36 von
der Druckkammer 23 an erster Stelle steht, durchläuft.
Der Druckspeicher 36 speichert den von der Druckkammer 23 entladenen Hochdruckkraftstoff
unter Druck und hält ihn und verteilt den unter Druck gespeicherten
Hochdruckkraftstoff zu den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 39.
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Das
Entlastungsventil 37, das aus einem normalerweise geschlossenen
Ventil ausgebildet ist, das sich mit einem Druck öffnet,
der derselbe wie ein vorbestimmter Druck (ein Ventilöffnungsdruck-Einstellwert)
oder höher als dieser ist, und mit dem Druckspeicher 36 verbunden
ist, öffnet sich in dem Fall, in welchem der Kraftstoffdruck
innerhalb des Druckspeichers 36 dabei ist, den Ventilöffnungsdruck-Einstellwert
für das Entlastungsventil 37 zu übersteigen.
Demgemäß wird in dem Druckspeicher 36 der
Kraftstoff, dessen Druck dabei ist, den Ventilöffnungsdruck-Einstellwert
zu übersteigen, über den Entlastungspfad 38 zu
dem Kraftstofftank 30 zurückgebracht, wodurch
der Kraftstoffdruck innerhalb des Druckspeichers 36 davon
abgehalten wird, extrem hoch zu werden.
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Die
Ventilschließantriebszeitgabe für das Durchflussratensteuerventil 10,
das in dem Niederdruckpfad 33 vorgesehen ist, der die Niederdruckkraftstoffpumpe 31 mit
der Druckkammer 23 verbindet, wird durch die ECU 60 gesteuert
(die Erregungszeit für das Solenoid 11 wird gesteuert),
so dass die Menge des von der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 zu dem
Druckspeicher 36 zu entladenen Kraftstoffs eingestellt
wird. In dem Fall, in welchem sich der Kolben 22 in der
Hochdruckkraftstoffpumpe 20 in dem Zylinder 21 nach
oben bewegt und das Durchflussratensteuerventil 10 geöffnet
wird (das Solenoid 11 nicht erregt wird), veranlasst der
Aufwärtshub des Kolbens 22, dass der Kraftstoff,
der durch die Druckkammer 23 hereingenommen worden ist,
von der Druckkammer 23 zu dem Niederdruckpfad 33 zurückkehrt,
und zwar mittels des Durchflussratensteuerventils 10; Daher
wird der Hochdruckkraftstoff nicht unter Druck versetzt, um zu dem
Druckspeicher 36 transportiert zu werden.
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Gegensätzlich
dazu wird, nachdem zu einer vorbestimmten Zeitgabe, während
sich der Kolben 22 in dem Zylinder 21 nach oben
bewegt, in Reaktion auf den Aufwärtshub des Kolbens 22 das
Durchflussratensteuerventil 10 geschlossen wird (das Solenoid 11 erregt
wird), der Kraftstoff der in der Druckkammer 23 unter Druck
versetzt worden ist, zu dem Entladepfad 35 entladen und
unter Druck versetzt, um über das Kraftstoffentladeventil 34 zu
dem Druckspeicher 36 transportiert zu werden.
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Die
ECU 60 empfängt als verschiedene Arten von Antriebszustandsinformationselementen
innerhalb des Druckspeichers 36 den Kraftstoffdruck, der
durch den Kraftstoffdrucksensor 61 detektiert wird, die
Drehposition und die Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 40,
die durch den Ausgangssignalpuls von dem Drehsensor 62 detektiert werden,
das Ausmaß einer Betätigung des Gaspedals, das
durch den Gaspedalpositionssensor 63 detektiert wird, und ähnliches.
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Zusätzlich
entscheidet die ECU 60 über einen Solldruck basierend
auf der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 40,
die durch den Ausgangssignalpuls von dem Drehsensor 62 detektiert wird,
und dem detektierten Ausmaß an Betätigung des
Gaspedals, das durch den Gaspedalpositionssensor 63 detektiert
wird; durch Steuern der Ventilschließantriebszeitgabe (der
Erregungszeitgabe für das Solenoid 11) für
das Durchflussratensteuerventil 10 steuert die ECU 60 die
von der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 zu dem Druckspeicher 36 zu
entladende Kraftstoffmenge so, dass der Solldruck mit dem Kraftstoffdruck
innerhalb des Druckspeichers 36 übereinstimmt,
welcher Kraftstoffdruck durch den Kraftstoffdrucksensor 61 detektiert
wird.
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Als
Nächstes wird die spezifische Konfiguration und Operation
der ECU 60 gemäß der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf ein in 1 dargestelltes
funktionelles Blockdiagramm erklärt werden. In 1 enthält
die ECU 60 eine Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung 100,
eine Durchflussratensteuerventil-Antriebseinrichtung 200,
eine Kraftstoffeinspritzventil-Antriebseinrichtung 300 und eine
Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung 400; genauer gesagt
enthält die Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung 400 eine
erste und/oder eine zweite Diagnoseverhinderungseinrichtung 401,
eine Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung 402, eine Einrichtung
zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 und
eine Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404.
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Zusätzlich
sind als Eingabeeinrichtungen verschiedene Arten von Sensoren einschließlich
des Kraftstoffdrucksensors 61 zum Detektieren des Kraftstoffdrucks
PF innerhalb des Druckspeichers 36, des Drehsensors 62 zum
Detektieren einer Drehposition RP und der Drehgeschwindigkeit bzw.
Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 40 und des Gaspedalpositionssensors 63 zum
Detektieren eines Ausmaßes an Betätigung des Gaspedals
AP mit der ECU 60 verbunden.
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Zusätzlich
sind als Ausgabeeinrichtungen verschiedene Arten von Stellgliedern
einschließlich des Durchflussratensteuerventils 10 (des
Solenoids 11) zum Steuern der Kraftstoffentlademenge von
der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 und des Kraftstoffeinspritzventils 39 zum
direkten Einspritzen und Zuführen des Kraftstoffs in die
Zylinder des Verbrennungsmotors 40 mit der ECU 60 verbunden.
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Während,
nachdem die Zylinderunterscheidung in dem Verbrennungsmotor beendet
worden ist und die Fehlfunktionsdiagnose gemäß der
vorliegenden Erfindung an dem Hochdruckkraftstoffsystem beendet
worden ist, der Motor betrieben wird, entscheidet die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung 100 über
einen Solldruck PO basierend auf der durch den Drehsensor 62 detektierten
Drehgeschwindigkeit NE und dem durch den Gaspedalpositionssensor 63 detektierten
Ausmaß an Betätigung des Gaspedals AP. Danach
berechnet die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung 100 die Druckdifferenz ΔP
zwischen dem Solldruck PO und dem durch den Kraftstoffdrucksensor 61 detektierten Kraftstoffdruck
PF und führt dann eine proportionale integrale Berechnung
basierend auf der Druckdifferenz ΔP durch, um eine Soll-Kraftstoffentlademenge QO
zu berechnen. Dann entscheidet die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung 100 basierend auf
der Soll-Kraftstoffentlademenge QO und der durch den Drehsensor 62 detektierten
Drehgeschwindigkeit NE über eine Ventilschließzeitgabe
(eine Erregungszeitgabe für das Solenoid 11) TP
für das Durchflussratensteuerventil 10.
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Während,
nachdem die Zylinderunterscheidung in dem Verbrennungsmotor beendet
worden ist und die Fehlfunktionsdiagnose gemäß der
vorliegenden Erfindung an dem Hochdruckkraftstoffsystem beendet
worden ist, der Motor betrieben wird, wird ein Schalter, der in
der Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 angeordnet
ist, die in der Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung 400 vorgesehen
ist, mit dem Kontakt B verbunden; als Ergebnis wird die Ventilschließzeitgabe
TP, über die zuvor entschieden worden ist, zu der Durchflussratensteuerventil-Antriebseinrichtung 200 eingegeben.
Die Durchflussratensteuerventil-Antriebseinrichtung 200 steuert
die Erregungszeitgabe für das Solenoid 11 auf
derartige Weise, dass basierend auf der durch den Drehsensor 62 detektierten
Drehposition RP des Verbrennungsmotors 40 das Durchflussratensteuerventil 10 angetrieben
wird, um zu der Ventilschließzeitgabe TP für das
Durchflussratensteuerventil 10 geschlossen zu werden. Infolge
davon wird eine Kraftstoffmenge, die für die Übereinstimmung
zwischen dem Solldruck PO und dem Kraftstoffdruck PF innerhalb des
Druckspeichers 36 erforderlich ist, von der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 zu
dem Druckspeicher 36 entladen.
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Zusätzlich
entscheidet, während, nachdem die Zylinderunterscheidung
in dem Verbrennungsmotor beendet worden ist und die Fehlfunktionsdiagnose
gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Hochdruckkraftstoffsystem
beendet worden ist, der Motor betrieben wird, die Kraftstoffeinspritzventil-Antriebseinrichtung 300 über
die Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeitgabe
basierend auf der Drehgeschwindigkeit NE und der Drehposition RP des
Verbrennungsmotors 40, die durch den Drehsensor 62 detektiert
werden, und Antriebsinformationselementen von nicht dargestellten
verschiedenen Arten von Sensoren und steuert dann das Ventilöffnungsintervall
und die Antriebszeitgabe für das Kraftstoffeinspritzventil 39.
Demgemäß wird eine geeignete Kraftstoffeinspritzmenge
gemäß dem Antriebszustand in jeden Zylinder des
Verbrennungsmotors 40 zu einer geeigneten Zeitgabe eingespritzt
und zugeführt.
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Zusätzlich
wird, während, nachdem die Zylinderunterscheidung in dem
Verbrennungsmotor beendet worden ist und die Fehlfunktionsdiagnose
gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Hochdruckkraftstoffsystem
beendet worden ist, der Motor betrieben wird, das Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag F2
zum Implementieren einer Fehlfunktionsdiagnose, das durch die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 ausgegeben
wird, die in der Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung 400 vorgesehen
ist, auf Null (falsch) gesetzt; daher wird das Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils 39 durch
die Kraftstoffeinspritzventil-Antriebseinrichtung 300 nicht verhindert.
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Als
Nächstes wird der Betrieb der Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung 400 gemäß der
vorliegenden Erfindung erklärt werden. An erster Stelle
werden die durch den Drehsensor 62 detektierte Drehgeschwindigkeit
NE und der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 detektierte
Kraftstoffdruck PF zu der ersten und/oder zweiten Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 eingegeben.
In der ersten und/oder zweiten Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 führt
in dem Fall, in welchem der Kraftstoffdruck PF, der detektiert wird,
wenn basierend auf der Drehgeschwindigkeit NE bestimmt wird, dass
sich der Motor 40 von dem Stoppmode zu dem Motoraktivierungsmode
bewegt hat, derselbe wie ein vorbestimmter Niederdruckwert oder
niedriger als dieser ist, der niedriger als der Zufuhrdruck ist,
die erste Diagnoseverhinderungseinrichtung eine Diagnoseverhinderungsbestimmung
durch, wodurch ein Diagnoseverhinderungs-Flag F1 auf Eins (wahr)
gesetzt und ausgegeben wird. Zusätzlich führt
in dem Fall, in welchem der Kraftstoffdruck PF, der detektiert wird, wenn
basierend auf der Drehgeschwindigkeit NE bestimmt wird, dass sich
der Motor 40 von dem Stoppmode zu dem Motoraktivierungsmode
bewegt hat, derselbe wie ein vorbestimmter Hochdruckwert oder höher
als dieser ist, der höher als der Zufuhrdruck ist, die
zweite Diagnoseverhinderungseinrichtung eine Diagnoseverhinderungsbestimmung
durch, wodurch das Diagnoseverhinderungs-Flag F1 auf Eins (wahr) gesetzt
und ausgegeben wird.
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Das
Diagnoseverhinderungs-Flag F1 wird zu der Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung 402,
der Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 und
der Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 eingegeben;
in dem Fall, in welchem das Diagnoseverhinderungs-Flag F1 auf Eins
(wahr) gesetzt wird, werden die jeweiligen Steuerelemente in Bezug
auf die Fehlfunktionsdiagnose in der Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung 402,
der Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 und
der Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 davon
abgehalten, implementiert zu werden.
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Das
durch die erste und/oder zweite Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 ausgegebene
Diagnoseverhinderungs-Flag F1, das durch die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 ausgegebene
Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag F2 und der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 detektierte
Kraftstoffdruck PF werden zu der Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung 402 eingegeben.
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In
dieser Situation wird entweder in dem Fall, in welchem das von der
ersten und/oder zweiten Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 eingegebene Diagnoseverhinderungs-Flag
F1 Eins (wahr) ist, oder in dem Fall, in welchem das durch die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 ausgegebene Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag
F2 Null (falsch) ist, die Fehlfunktionsdiagnose durch die Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung 402 davon
abgehalten, implementiert zu werden.
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Gegensätzlich
dazu wird in dem Fall, in welchem das von der ersten und/oder zweiten
Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 eingegebene Diagnoseverhinderungs-Flag
F1 Null (falsch) ist und das durch die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 ausgegebene
Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag F2 Eins (wahr) ist, die Fehlfunktionsdiagnose
durch die Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung 402 zugelassen
und wird der Anstiegszustand des durch den Kraftstoffdrucksensor 61 detektierten Kraftstoffdrucks
PF untersucht. Spezifisch wird in Bezug auf den Kraftstoffdruck
PF, der detektiert wird, wenn basierend auf der Drehgeschwindigkeit
NE bestimmt wird, dass sich der Motor 40 von dem Stoppzustand
zu dem Motoraktivierungszustand bewegt hat, in dem Fall, in welchem
währen des Intervalls, in welchem die Fehlfunktionsdiagnose
durch die Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung 402 zugelassen ist,
die Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks PF eine vorbestimmte Fehlfunktionsbestimmungsmenge übersteigt,
bestimmt, dass keine Fehlfunktion verursacht ist; in dem Fall, in
welchem die Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks PF dieselbe wie die
Fehlfunktionsbestimmungsmenge oder kleiner als diese ist, wird bestimmt,
dass eine Fehlfunktion in irgendetwas von der Hochdruckkraftstoffpumpe 20,
dem Durchflussratensteuerventil 11 und dem Kraftstoffdrucksensor 61 verursacht
ist.
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Das
durch die erste und/oder zweite Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 ausgegebene
Diagnoseverhinderungs-Flag F1, das durch die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 ausgegebene
Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag F2 und die durch die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung 100 ausgegebene
Ventilschließzeitgabe TP werden zu der Einrichtung zum
zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 eingegeben.
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In
dieser Situation wird entweder in dem Fall, in welchem das von der
ersten und/oder Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 eingegebene
Diagnoseverhinderungs-Flag F1 Eins (wahr) ist, oder in dem Fall,
in welchem das durch die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 ausgegebene
Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag F2 Null (falsch) ist, der Schalter
in der Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 mit dem
Kontakt B verbunden, wodurch die durch die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung 100 ausgegebene
Ventilschließzeitgabe TP zu der Durchflussratensteuerventil-Antriebseinrichtung 200 eingegeben
wird.
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Diesbezüglich
ist es jedoch, um die Erregungszeit für das Solenoid 11 so
zu steuern, dass das Durchflussratensteuerventil 10 angetrieben
wird, um zu der Ventilschließzeitgabe TP für das
Durchflussratensteuerventil 10 geschlossen zu werden, erforderlich,
dass die Drehposition RP des Verbrennungsmotors 40 bekannt
ist; daher erfolgt es nicht, bis die Zylinderunterscheidung in dem Verbrennungsmotor
beendet ist und die Drehposition RP bekannt ist, dass das Antreiben
und Steuern des Durchflussratensteuerventils 10 zu der
Ventilschließzeitgabe TP gestartet wird.
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Gegensätzlich
dazu wird in dem Fall, in welchem das von der ersten und/oder Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 eingegebene
Diagnoseverhinderungs-Flag F1 Null (falsch) ist und das durch die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 ausgegebene
Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag F2 Eins (wahr) ist, der Schalter
in der Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 mit
dem Kontakt A verbunden, wodurch ein Puls für ein zwangsweises
Antreiben TS für das Durchflussratensteuerventil 10 von
der Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 zu
der Durchflussratensteuerventil-Antriebseinrichtung 200 ausgegeben
wird und das Durchflussratensteuerventil 10 zwangsweise
angetrieben wird, so dass zu dieser Zeit die Hochdruckkraftstoffpumpe 20 den
Kraftstoff einer geeignet maximalen Menge entlädt, die
bezüglich der Entladung gesteuert werden kann.
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Die
Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 empfängt
das von der ersten und/oder zweiten Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 eingegebene
Diagnoseverhinderungs-Flag F1 und die durch den Drehsensor 62 detektierte
Drehgeschwindigkeit NE des Verbrennungsmotors 40 und führt
die Aktivierungsbestimmung an und die Zylinderbestimmung in dem
Motor 40 basierend auf der Drehgeschwindigkeit NE durch.
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Nur
in dem Fall, in welchem das von der ersten und/oder zweiten Diagnoseverhinderungseinrichtung 401 eingegebene
Diagnoseverhinderungs-Flag F1 Eins (wahr) ist, setzt die Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung 404 das Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag
F2 auf Eins (wahr) und behält es bei für das Intervall
ab dem Start des Motors 40 bis zu der Beendigung der Zylinderbestimmung
oder für das Intervall, in welchem eine vorbestimmte Zeit
ab der Zeitgabe verstreicht, zu welcher der Motor 40 aktiviert
worden ist und die Zylinderunterscheidung beendet worden ist.
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Als
Nächstes wird der Steuerbetrieb der ECU 60 gemäß der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeitdiagramme erklärt
werden, die in den 3, 4 und 5 dargestellt
sind. Zusätzlich ist 3 ein Zeitdiagramm,
das den Betrieb einer Kraftstoffeinspritzsteuerung und einer Kraftstoffentladesteuerung
auf den Start des Motors hin durch eine herkömmliche Steuervorrichtung
darstellt; und sind die 4 und 5 Zeitdiagramme,
die jeweils den Betrieb einer Kraftstoffeinspritzsteuerung und einer Kraftstoffentladesteuerung
auf den Start des Motors hin durch eine Steuervorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellen.
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In
den 3, 4 und 5 bezeichnet die
Ordinate in einer Ablauffolge von oben nach unten die Kraftstoffeinspritzzeitgabe,
den Steuerungsmode für das Durchflussratensteuerventil 10,
die Kraftstoffentladezeitgabe für die Hochdruckkraftstoffpumpe 20 und
den Kraftstoffdruck PF innerhalb des Druckspeichers 36;
die Abszisse bezeichnet die Zeit, die ab dem Start des Motors 40 verstrichen
ist.
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Zusätzlich
stellt das Intervall der Kraftstoffeinspritzzeitgabe, das mit schrägen
Linien schraffiert ist, ein Intervall dar, in welchem der Kraftstoff
tatsächlich eingespritzt wird.
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Zusätzlich
erklären "Einlasshub" und "Entladehub", die unter der Kraftstoffentladezeitgabe
beschrieben sind, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe 20 den
Kraftstoffeinlasshub und den Kraftstoffentladehub durchführt
und dass bei den Entladehüben das Intervall der Kraftstoffeinspritzzeitgabe,
das mit schrägen Linien schraffiert ist, ein Intervall
darstellt, in welchem der Kraftstoff tatsächlich eingespritzt wird.
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Wie
es in 3 dargestellt ist, ist bei der herkömmlichen
Steuervorrichtung die Drehposition des Motors 40 während
des Intervalls ab dem Start des Motors bis zu der Beendigung der
Zylinderunterscheidung nicht bekannt; daher wird weder die Kraftstoffeinspritzung
von dem Kraftstoffeinspritzventil, noch die Kraftstoffentladung
von der Hochdruckkraftstoffpumpe gesteuert. Demgemäß kann
bei der herkömmlichen Steuervorrichtung keine Fehlfunktionsdiagnose
während des Intervalls ab dem Start des Motors bis zu der
Beendigung der Zylinderunterscheidung durchgeführt werden.
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Dann
ist, nachdem aufgrund mehrerer Drehungen des Motors 40 die
Zylinderunterscheidung beendet worden ist, die Drehposition bekannt;
somit werden die jeweiligen Antriebszeitgaben für das Kraftstoffeinspritzventil 39 und
das Durchflussratensteuerventil 10 gleichzeitig gestartet.
Demgemäß ist es unvermeidbar, dass die Kraftstoffentladung
und die Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig durchgeführt werden.
Als Ergebnis kann deshalb, weil die Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks
PF basierend auf der Kraftstoffentladung aufgrund der Kraftstoffeinspritzung,
die gleichzeitig mit der Kraftstoffentladung durchgeführt
wird, erniedrigt wird, die zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose
verwendete Fehlfunktionsbestimmungsmenge nicht auf einen ausreichend
großen Wert eingestellt werden.
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Gegensätzlich
dazu entlädt, wie es in 4 dargestellt
ist, bei der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung während des Intervalls ab dem Start des Motors
bis zu der Beendigung der Zylinderunterscheidung durch zwangsweises
Antreiben des Durchflussratensteuerventils 10 die Hochdruckkraftstoffpumpe 20 den
unter Druck gesetzten Kraftstoff, selbst wenn die Drehposition des
Motors 40 nicht bekannt ist. Das vorangehende Intervall
ist als "Steuerungsmode eines zwangsweisen Antreibens" beschrieben;
das Durchflussratensteuerventil 10 wird zwangsweise angetrieben,
so dass die Hochdruckkraftstoffpumpe 20 den Kraftstoff
einer maximalen Menge entlädt, die während dieses
Intervalls entladen werden kann.
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Während
des Intervalls des Steuerungsmodes eines zwangsweisen Antreibens
ist nur die Kraftstoffentladung implementiert, wodurch die Erniedrigung
bezüglich des Kraftstoffdrucks PF aufgrund der Kraftstoffeinspritzung
nicht veranlasst wird; daher kann ein großer Kraftstoffdruckanstieg
erhalten werden. Demgemäß kann die zum Durchführen
der Fehlfunktionsdiagnose verwendete Fehlfunktionsbestimmungsmenge
auf einen großen Wert eingestellt werden.
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Wie
es oben beschrieben ist, kann bei der Steuervorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung die Fehlfunktionsdiagnose während
der Aktivierung des Motors mit der auf einen ausreichend großen
Wert eingestellten Fehlfunktionsbestimmungsmenge durchgeführt
werden.
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Zusätzlich
kann, selbst wenn die Startzeitgabe der ersten Verbrennung, verursacht
durch eine Einspritzung des Kraftstoffs, um einen Einspritzprozess
verzögert wird, die Fehlfunktionsbestimmungsmenge auf einen
größeren Wert eingestellt werden, indem, wie es
in 5 dargestellt ist, die erste Kraftstoffeinspritzung
direkt nach der Beendigung der Zylinderunterscheidung verhindert
wird, um dadurch die Kraftstoffeinspritzstartzeitgabe zu verzögern.
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Jedes
der in den 4 und 5 dargestellten
Verfahren ermöglicht, dass die Fehlfunktionsdiagnose zu
einer Zeitgabe direkt nach oder vor der Zylinderunterscheidung während
der Aktivierung des Motors durchgeführt wird; daher wird
während des Betriebs des Motors vermieden, dass die geeigneten Zeitgaben
für die Kraftstoffentladung und die Kraftstoffeinspritzung
zu dem Zwecke der Fehlfunktionsdiagnose beschränkt werden.
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Als
Nächstes wird der Basis-Steuerbetrieb der ECU 60 gemäß der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm in 6 erklärt
werden. In 6 wird an erster Stelle in dem Schritt
S101 bestimmt, "ob der Motor sich gerade aus dem Stoppmode (die
Drehgeschwindigkeit ist Null) zu dem Startmode (die Drehgeschwindigkeit
ist nicht Null) bewegt hat oder nicht". Bei dieser Bestimmung geht
in dem Fall, in welchem bestimmt wird, dass sich der Motor gerade
von dem Stoppmode zu dem Startmode bewegt hat, die ECU 60 weiter
zu dem Schritt S102; in dem Fall, in welchem nicht bestimmt wird, dass
sich der Motor gerade von dem Stoppmode zu dem Startmode bewegt
hat, geht die ECU 60 weiter zu dem Schritt S106.
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Im
Schritt S101 geht in dem Fall, in welchem bestimmt wird, dass sich
der Motor gerade von dem Stoppmode (die Drehgeschwindigkeit ist
Null) zu dem Startmode (die Drehgeschwindigkeit ist nicht Null)
bewegt hat, die ECU 60 weiter zu dem Schritt S102 und bestimmt,
ob der Kraftstoffdruck PF derselbe wie ein vorbestimmter Niederdruckwert
PL oder niedriger als dieser ist oder nicht, der niedriger als der Zufuhrdruck
ist; im folgenden Schritt S103 bestimmt die ECU 60, ob
der Kraftstoffdruck PF derselbe wie ein vorbestimmter Hochdruckwert
PH oder höher als dieser ist oder nicht, der höher
als der Zufuhrdruck ist.
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In
dieser Situation geht in dem Fall, in welchem der Kraftstoffdruck
PF nicht derselbe wie der vorbestimmte Niederdruckwert PL oder niedriger
als dieser ist, der niedriger als der Zufuhrdruck ist, und der Kraftstoffdruck
PF nicht derselbe wie der vorbestimmte Hochdruckwert PH oder höher
als dieser ist, der höher als der Zufuhrdruck ist, die
ECU 60 weiter zu dem Schritt S104, stellt das Diagnoseverhinderungs-Flag
F1 auf Null (falsch) und geht dann weiter zu dem Schritt S106.
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Gegensätzlich
dazu geht in dem Fall, in welchem der Kraftstoffdruck PF derselbe
wie der vorbestimmte Niederdruckwert PL oder niedriger als dieser ist,
der niedriger als Zufuhrdruck ist oder in dem Fall, in welchem der
Kraftstoffdruck PF derselbe wie der vorbestimmte Hochdruckwert PH
oder höher als dieser ist, der höher als der Zufuhrdruck
ist, die ECU 60 weiter zu dem Schritt S105, setzt das Diagnoseverhinderungs-Flag
F1 auf Eins (wahr) und geht dann weiter zu dem Schritt S106.
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Im
folgenden Schritt S106 wird bestimmt, ob das Diagnoseverhinderungs-Flag
F1 Null (falsch) ist und die Zylinderunterscheidung nicht beendet
worden ist. In dieser Situation geht in dem Fall, in welchem das
Diagnoseverhinderungs-Flag F1 Null (falsch) ist und die Zylinderunterscheidung
nicht beendet worden ist, die ECU 60 weiter zu dem Schritt S108
und setzt das Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag F2 auf Eins
(wahr); im gegensätzlichen Fall geht die ECU 60 weiter
zu dem Schritt S107, setzt das Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag
F2 auf Null (falsch) und geht weiter zu dem Schritt S109.
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Im
Schritt S109 wird bestimmt, ob das Diagnoseverhinderungs-Flag F1
Null ist oder nicht. In dem Fall, in welchem bestimmt wird, dass
das Diagnoseverhinderungs-Flag F1 Null ist, geht die ECU 60 weiter
zu dem Schritt S110 und lässt zu, dass die Fehlfunktionsdiagnose
durchgeführt wird; im gegensätzlichen Fall geht
die ECU 60 weiter zu dem Schritt S111, verhindert, dass
die Fehlfunktionsdiagnose durchgeführt wird, und geht weiter
zu dem Schritt S112. Während die Fehlfunktionsdiagnose
zugelassen ist, wird in dem Fall, in welchem die Anstiegsmenge des
Kraftstoffdrucks PF möglicherweise die Fehlfunktionsbestimmungsmenge übersteigt,
bestimmt, dass keine Fehlfunktion existiert; in dem Fall, in welchem
die Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks PF möglicherweise
auf derselben wie die Fehlfunktionsbestimmungsmenge oder einer kleineren
als dieser gehalten wird, wird bestimmt, dass eine Fehlfunktion
existiert.
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Dann
wird im Schritt S112 bestimmt, ob das Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag
F2 Eins (wahr) ist oder nicht. In dem Fall, in welchem das Kraftstoffeinspritzverhinderungs-Flag
F2 Eins ist, geht die ECU 60 weiter zu dem Schritt S113
und dann zu dem Schritt S114, verhindert die Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung
von dem Kraftstoffeinspritzventil 39 und lässt
ein Anwenden des Steuerungsmodes eines zwangsweisen Antreibens auf
das Durchflussratensteuerventil zu (die Antriebssteuerung des Durchflussratensteuerventils 10 durch
den durch die Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils 403 eingestellten
Puls für ein zwangsweises Antreiben TS) und beendet die
Verarbeitung.
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Im
gegensätzlichen Fall geht die ECU 60 weiter zu
dem Schritt S115 und dann zu dem Schritt S116, lässt die
Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 39 und
eine Anwendung des Zeitgabesteuerungsmodes auf das Durchflussratensteuerventil
(die Antriebssteuerung des Durchflussratensteuerventils 10 durch
die durch die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung 100 eingestellte
Ventilschließzeitgabe TP) zu und beendet die Verarbeitung.
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Darauffolgend
wird das Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem
Zulassen oder Verhindern des Kraftstoffeinspritzventils gesteuert,
worüber jeweils in dem Schritt S113 oder in dem Schritt S115
entschieden ist; das Antreiben des Durchflussratensteuerventils
wird gemäß dem Steuerungsmode für das
Durchflussratensteuerventil gesteuert, über den im Schritt
S114 oder im Schritt S116 entschieden ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 1998-238392 [0003]
- - JP 10-238392 [0008]
- - JP 2001-182597 [0018]
- - JP 2002-309988 [0018]