DE102007050861B4

DE102007050861B4 - Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102007050861B4
Application number: DE102007050861.3A
Authority: DE
Inventors: Takahiko Oono
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP4355346B2; US20080294327A1; JP2008286160A; US7596447B2; DE102007050861A1

Abstract

Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die versehen ist mit: einer Hochdruckkraftstoffpumpe (20) zum Hereinnehmen von Kraftstoff von einem Kraftstofftank (30), zum Versetzen des Kraftstoffs unter Druck und zum darauffolgenden Entladen des unter Druck versetzten Kraftstoffs; einem Druckspeicher (36), der zum Zuführen von Kraftstoff über einen Hochdruckpfad (35) und ein Kraftstoffentladeventil (34) mit der Hochdruckkraftstoffpumpe verbunden ist; einem Kraftstoffeinspritzventil (39) zum Einspritzen des in dem Druckspeicher (36) gespeicherten Kraftstoffs in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (40); einem Kraftstoffdrucksensor (61) zum Detektieren eines Drucks des in dem Druckspeicher (36) gespeicherten Kraftstoffs; und einer Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung (100), um während eines Betriebs des Verbrennungsmotors (40) eine Menge des von der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) entladenen Kraftstoffs zu steuern, indem eine Antriebszeitgabe für ein Durchflussratensteuerventil (10), das in der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) vorgesehen ist, auf derartige Weise gesteuert wird, dass ein gemäß einem Betriebszustand des Motors eingestellter Solldruck mit dem durch den Kraftstoffdrucksensor (61) detektierten Kraftstoffdruck (PF) übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung (100) eine Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) enthält, die in einem Intervall ab dem Start des Motors bis zur Beendigung einer Zylinderunterscheidung veranlasst, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (20) eine Hochdruckkraftstoffentladeoperation vor einer anfänglichen Kraftstoffeinspritzoperation durch das Kraftstoffeinspritzventil (39) durchführt, so dass eine Erniedrigung des Kraftstoffdrucks aufgrund der Kraftstoffeinspritzung nicht veranlasst wird, und die basierend auf dem Zustand des resultierenden Kraftstoffdruckanstiegs eine Diagnose diesbezüglich durchzuführen, ob eine Fehlfunktion in einem Hochdruckkraftstoffsystem existiert oder nicht.

Description

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.
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.
Als Verfahren zum Diagnostizieren, ob eine Fehlfunktion in einer solchen Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung verursacht ist oder nicht, ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, das in JP H10-238 392 A offenbart ist.
Bei dem in JP H10-238 392 A 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.
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.
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.
Somit werden in JP H10-238 392 A 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.
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.
In DE 195 21 791 A wird eine Kraftstoffeinspritzanlage für Verbrennungsmotoren beschrieben, bei der zwischen einer Beladung des Druckspeichers (Common Rail) mit unter Druck stehendem Kraftstoff von einer Hochdruckpumpe und einer Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder des Verbrennungsmotors zu mindestens zwei Zeitpunkten der Druck in dem Druckspeicher gemessen wird. Fällt der Druck ab, wird ein undichtes Hochdrucksystem erkannt.
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.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß 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.
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.
Gemäß einer Weiterbildung 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.
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.
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.
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 JP 2001-182597 A oder JP 2002-309988 A offenbarten Verfahrens realisiert werden; jedoch wird deshalb, weil die vorliegende Erfindung nicht das Erfinden des Verfahrens selbst ist, die Erklärung weggelassen werden.
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.
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.
Es 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.
Es 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.
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.
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.
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.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
1 ist ein funktionelles Blockdiagramm einer ECU in einer Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch eine Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb einer Kraftstoffeinspritzsteuerung und einer Kraftstoffentladesteuerung auf den Start des Motors hin durch eine herkömmliche Steuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik darstellt;
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 der vorliegenden Erfindung darstellt;
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 eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt; und
6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Basis-Steuerbetrieb einer Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung darstellt.
Hierin nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erklärt werden.
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch eine Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor in Anlehnung an die vorliegende Erfindung darstellt; die Hochdruckkraftstoffsystem-Steuervorrichtung enthält eine Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung.
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 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.
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.
Die Niederdruckkraftstoffpumpe 31 pumpt den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 30 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. Zusätzlich stellt das Intervall der Kraftstoffeinspritzzeitgabe, das mit schrägen Linien schraffiert ist, ein Intervall dar, in welchem der Kraftstoff tatsächlich eingespritzt wird.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die versehen ist mit: einer Hochdruckkraftstoffpumpe (20) zum Hereinnehmen von Kraftstoff von einem Kraftstofftank (30), zum Versetzen des Kraftstoffs unter Druck und zum darauffolgenden Entladen des unter Druck versetzten Kraftstoffs; einem Druckspeicher (36), der zum Zuführen von Kraftstoff über einen Hochdruckpfad (35) und ein Kraftstoffentladeventil (34) mit der Hochdruckkraftstoffpumpe verbunden ist; einem Kraftstoffeinspritzventil (39) zum Einspritzen des in dem Druckspeicher (36) gespeicherten Kraftstoffs in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (40); einem Kraftstoffdrucksensor (61) zum Detektieren eines Drucks des in dem Druckspeicher (36) gespeicherten Kraftstoffs; und einer Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung (100), um während eines Betriebs des Verbrennungsmotors (40) eine Menge des von der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) entladenen Kraftstoffs zu steuern, indem eine Antriebszeitgabe für ein Durchflussratensteuerventil (10), das in der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) vorgesehen ist, auf derartige Weise gesteuert wird, dass ein gemäß einem Betriebszustand des Motors eingestellter Solldruck mit dem durch den Kraftstoffdrucksensor (61) detektierten Kraftstoffdruck (PF) übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuereinrichtung (100) eine Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) enthält, die in einem Intervall ab dem Start des Motors bis zur Beendigung einer Zylinderunterscheidung veranlasst, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (20) eine Hochdruckkraftstoffentladeoperation vor einer anfänglichen Kraftstoffeinspritzoperation durch das Kraftstoffeinspritzventil (39) durchführt, so dass eine Erniedrigung des Kraftstoffdrucks aufgrund der Kraftstoffeinspritzung nicht veranlasst wird, und die basierend auf dem Zustand des resultierenden Kraftstoffdruckanstiegs eine Diagnose diesbezüglich durchzuführen, ob eine Fehlfunktion in einem Hochdruckkraftstoffsystem existiert oder nicht.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass in dem Fall, in welchem eine Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks dieselbe wie eine vorbestimmte Fehlfunktionsbestimmungsmenge oder kleiner als diese ist, die Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) bestimmt, dass eine Fehlfunktion in der Hochdruckkraftstoffpumpe (20), dem Durchflussratensteuerventil (10) und/oder dem Kraftstoffdrucksensor (61) verursacht ist.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) mit einer Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils (403) versehen ist, um zu veranlassen, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (20) eine Hochdruckkraftstoffentladeoperation vor der anfänglichen Kraftstoffeinspritzoperation durch das Kraftstoffeinspritzventil (39) durchführt, indem vor einer Beendigung einer Zylinderunterscheidung während einer Aktivierung des Motors das Durchflussratensteuerventil (10) auf derartige Weise zwangsweise angetrieben wird, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (20) den Kraftstoff in einer maximalen Menge entlädt, die bezüglich eines Entladens gesteuert werden kann.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) mit einer Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung (404) versehen ist, um zu veranlassen, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (20) eine Hochdruckkraftstoffentladeoperation vor der anfänglichen Kraftstoffeinspritzoperation durch das Kraftstoffeinspritzventil (39) durchführt, indem während eines vorbestimmten Intervalls direkt nach einer Beendigung der Zylinderunterscheidung während eines Start des Motors eine Kraftstoffeinspritzoperation durch das Kraftstoffeinspritzventil (39) verhindert wird.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiterhin eine Niederdruckkraftstoffpumpe (31) zum Pumpen des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (30) zum Entladen zu der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) des Kraftstoffs, dessen Druck derart eingestellt ist, dass er ein Zufuhrdruck ist, aufweist, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) mit einer ersten Diagnoseverhinderungseinrichtung (401) versehen ist zum Verhindern einer Implementierung einer Steuerung in Bezug darauf, ob eine Fehlfunktion existiert oder nicht, in dem Fall, in welchem der vor dem Start einer anfänglichen Hochdruckkraftstoffentladeoperation durch die Hochdruckkraftstoffpumpe (20) detektierte Kraftstoffdruck derselbe wie ein vorbestimmter Niederdruckwert oder niedriger als dieser ist, wobei der vorbestimmte Niederdruckwert niedriger als der Zufuhrdruck ist.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiterhin eine Niederdruckkraftstoffpumpe (31) zum Pumpen des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (30) zum Entladen zu der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) des Kraftstoffs, dessen Druck derart eingestellt ist, dass er ein Zufuhrdruck ist, aufweist, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) mit einer zweiten Diagnoseverhinderungseinrichtung (401) versehen ist zum Verhindern einer Implementierung einer Steuerung in Bezug darauf, ob eine Fehlfunktion existiert oder nicht, in dem Fall, in welchem der vor dem Start einer anfänglichen Hochdruckkraftstoffentladeoperation durch die Hochdruckkraftstoffpumpe (20) detektierte Kraftstoffdruck derselbe wie ein vorbestimmter Hochdruckwert oder höher als dieser ist, wobei der vorbestimmte Hochdruckwert höher als der Zufuhrdruck ist.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Diagnoseverhinderungseinrichtung (401) ein durch den Drehsensor (62) detektiertes Drehgeschwindigkeitssignal NE des Verbrennungsmotors (40) und ein durch den Kraftstoffdrucksensor (61) detektiertes Kraftstoffdrucksignal (PF) empfängt, und in dem Fall, in welchem der detektierte Kraftstoffdruck sich von dem Zufuhrdruck um einen vorbestimmten Wert oder darüber unterscheidet, eine Verhinderung der Diagnose bestimmt, wenn basierend auf dem Drehgeschwindigkeitssignal bestimmt wird, dass sich der Motor von einem Stoppmode zu einem Motoraktivierungsmode bewegt hat, und eine Implementierung der Einrichtung zum zwangsweisen Antreiben des Durchflussratensteuerventils (403) oder der Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung (404) verhindert.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hochdruckkraftstoffsystem-Diagnoseeinrichtung (400) mit einer Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung (402) versehen ist, die jeweilige Ausgaben von der Diagnoseverhinderungseinrichtung (401), der Kraftstoffeinspritzverhinderungseinrichtung (404) und dem Kraftstoffdrucksensor (61) empfängt, in dem Fall bestimmt, dass keine Fehlfunktion existiert, in welchem die Anstiegsmenge des detektierten Kraftstoffdrucks eine vorbestimmte Fehlfunktionsbestimmungsmenge übersteigt, wenn basierend auf einem Drehgeschwindigkeitssignal NE des Verbrennungsmotors (40) bestimmt wird, dass sich der Motor von einem Stoppmode zu einem Motoraktivierungsmode bewegt hat, und in dem Fall bestimmt, dass eine Fehlfunktion in der Hochdruckkraftstoffpumpe (20), dem Durchflussratensteuerventil (10) und/oder dem Kraftstoffdrucksensor (61) existiert, in welchem die Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks dieselbe wie die vorbestimmte Fehlfunktionsbestimmungsmenge oder kleiner als diese ist.