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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Abnormalitätsdiagnosesystem
für eine Brennkraftmaschine zum Erkennen, ob in einem Stellglied
eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist,
das bereitgestellt ist, eine gesteuerte Variable eines zu steuernden
Objekts auf eine gewünschte Menge zu steuern, wenn Kraftstoff
in eine Rotationsenergie einer Brennkraftmaschine umgewandelt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Steuersystem für
eine Brennkraftmaschine.
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Z.
B. ist in der Druckschrift
US
5 491 631 (
JP 5-172705
A ) ein Abnormalitätsdiagnosesystem vorgeschlagen,
um zu erkennen, ob eine Abnormalität in einem Stellglied
einer Brennkraftmaschine vorhanden ist oder nicht vorhanden ist,
während es mit einer elektronischen Steuereinheit einer Brennkraftmaschine
in Verbindung ist. Insbesondere wird in diesem Abnormalitätsdiagnosesystem
ein Ventilwinkelbefehl an ein Abgas-Rückführungs-(EGR)-Ventil
ausgegeben, um die Querschnittsfläche eines Abgas-Rückführungsdurchtritts
(EGR-Durchtritt) zum Rückführen von Abgas aus
einem Auslasssystem der Brennkraftmaschine in ein Einlasssystem
ausgegeben, und es wird bestimmt, dass das EGR-Ventil abnormal verhält,
wenn das EGR-Ventil nach einem bestimmten Zeitraum nicht geöffnet
wird. Somit kann erkannt werden, ob in dem Winkelbetrieb des EGR-Ventils
eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
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In
diesem Diagnoseverfahren wird ein Betriebssignal an ein Stellglied
eines zu erkennenden Objekt ausgegeben, und dann in einem bestimmten Moment
nach einem bestimmten Zeitraum ausgehend von dem Zustand des Stellglieds
erkannt, ob in dem Stellglied eine Abnormalität vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist. Somit kann nicht bestimmt werden,
ob in einem Übergangszeitraum von der Ausgabe eines Betriebsbefehls
an das Stellglied, bis das Stellglied einen gewünschten
Vorgang beendet, in dem Stellglied eine Abnormalität vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist. Aus diesem Grund kann eine Abnormalität,
nämlich, die Veränderung des Stellglieds in dem Übergangszeitraum,
bis das Stellglied den gewünschten Vorgang beendet, das
heißt, eine Abnormalität in der Erwiderungscharakteristik
nicht gut entdeckt werden.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abnormalitätsdiagnosesystem
bereitzustellen, das erkennen kann, ob in der Erwiderungscharakteristik
eines Stellglieds, das betätigt wird, eine gesteuerte Variable
eines zu steuernden Objekts auf eine gewünschte Menge zu steuern,
wenn Kraftstoff in die Rotationsenergie einer Brennkraftmaschine
umgewandelt wird, eine Abnormalität vorhanden ist oder
nicht vorhanden ist, und ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine
bereitzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Abnormalitätsdiagnosesystem
für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen werden gemäß den
abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Änderung
einer Betriebsmenge oder einer gesteuerten Variablen eines Stellglieds
in einem Vorgang, in dem diese in einen Sollwert der Betriebsmenge
oder der gesteuerten Variablen geändert werden, unter einem
Zustand überwacht, in dem der Sollwert geändert
wird, und ausgehend von der überwachten Änderung
wird bestimmt, ob in einer Erwiderungscharakteristik des Stellglieds eine
Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
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Wenn
der Sollwert (Befehlswert) der Betriebsmenge des Stellglieds geändert
wird, wird eine tatsächliche Betriebsmenge zu einer Änderung
des Sollwerts (Befehlswert) mit einer Verzögerung der Änderung
geändert. Wenn darüber hinaus der Sollwert der
gesteuerten Variablen des zu steuernden Objekts geändert
wird, wird das Stellglied so gesteuert, dass die gesteuerte Variable
dem Sollwert folgt. Aus diesem Grund wird eine tatsächliche
gesteuerte Variable zu der Änderung des Sollwerts mit einer
Verzögerung der Änderung geändert. Hier
wird durch das Überwachen der Änderung der Betriebsmenge oder
der gesteuerten Variablen in dem Vorgang, zu dem Ziel (Sollwert)
geändert wird, bestimmt, ob in der Erwiderungscharakteristik
des Stellglieds eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht
vorhanden ist. Somit ist es möglich, genau zu bestimmen,
ob eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden
ist, dass die Betriebsmenge oder die gesteuerte Variable eine Änderung
außerhalb des Bereichs der Annahme in dem Vorgang zeigt,
in dem die Betriebsmenge oder die gesteuerte Variable sich zu dem
Ziel (Sollwert) ändert, und durch eine Erweiterung möglich, geeignet
zu bestimmen, ob in der Erwiderungscharakteristik des Stellglieds
eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
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Die
obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung,
die mit Bezug auf die anhängenden Zeichnung gemacht ist, erkannt
werden. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht eines Maschinensystems, in dem eine erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
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2 ein
Blockdiagramm mit Bezug auf die Verarbeitung einer Regelung des
Kraftstoffdrucks in der ersten Ausführungsform;
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3A und 3B Zeitdiagramme,
die die Erwiderungscharakteristik einer Kraftstoffpumpe in der ersten
Ausführungsform zeigen;
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4 ein
Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Diagnose gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt, ob eine Abnormalität
in der Kraftstoffpumpe vorhanden ist oder nicht vorhanden ist;
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5 ein
Blockdiagramm, das die Verarbeitung eines abweichenden tatsächlichen
Kraftstoffdrucks mit Bezug auf die Zeit gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt;
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6 ein
Zeitdiagramm, das ein Verfahren zeigt, kleine Variationen des Kraftstoffdrucks
von dem tatsächlichen Kraftstoffdruck gemäß der
ersten Ausführungsform zu entfernen;
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7 ein
Zeitdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, um zu
bestimmen, ob eine Abnormalität in der Erwiderungscharakteristik
vorhanden ist oder nicht vorhanden ist;
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8 ein
Blockdiagramm ist, das die Verarbeitung der Regelung einer Einlassluftmenge
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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9A und 9B Zeitdiagramme
sind, die die Erwiderungscharakteristik einer Einlassluftmenge gemäß der
dritten Ausführungsform zeigen;
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10 ein
Flussdiagramm ist, das die Verarbeitung der Diagnose gemäß der
dritten Ausführungsform zeigt, ob eine Abnormalität
in einem EGR-Ventil vorhanden ist oder nicht vorhanden ist;
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11 ein
Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Diagnose gemäß einer
vierten Ausführungsform vorliegenden Erfindung zeigt, ob
in einem Turbolader der Art mit variabler Düse eine Abnormalität vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist;
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12 eine
schematische Ansicht, die ein Maschinensystem zeigt, in das eine
fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
eingebaut ist; und
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13 ein
Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Diagnose gemäß der
fünften Ausführungsform zeigt, ob eine Abnormalität
eines Drosselventils vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Mit
Bezug auf 1, die ein Maschinensystem zeigt,
ist ein Luftstrommesser 14 zum Erfassen einer Einlassluftmenge
stromaufwärts von einem Einlassdurchtritt 12 einer
Dieselmaschine 10 angeordnet. Ein Einlassluftdrucksensor 16 zum
Erfassen des Drucks in dem Einlassdurchtritt 12 (Einlassluftdruck)
ist stromabwärts des Luftstrommessers 14 angeordnet.
Der Einlassdurchtritt 12 ist ausgeführt, um durch
den Winkelbetrieb eines Einlassventils 18 mit einer Brennkammer 24 in
Verbindung zu sein, die durch einen Zylinderblock 20 und
einen Kolben 22 abgeteilt ist. Der Spitzenabschnitt eines
Kraftstoffeinspritzventils 26 ist in einer vorspringenden
Weise so in der Brennkammer 24 angeordnet, dass Kraftstoff in
die Brennkammer 24 eingespritzt und zugeführt werden
kann.
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Kraftstoff
wird von einer Common Rail 30 durch einen Hochdruckkraftstoffdurchtritt 28 dem Kraftstoffeinspritzventil 26 zugeführt.
Die Common Rail 30 ist eine Druckspeicherkammer, die den
Kraftstoff in einem mit Hochdruck beaufschlagten Zustand speichert
und den entsprechenden Zylindern gemeinsam ist. Der Kraftstoff wird
durch eine Kraftstoffpumpe 34 von einem Kraftstofftank 32 unter
Druck zugeführt. Die Kraftstoffpumpe 34 ist mit
einem Kraftstoffmessventil 36 bereitgestellt, so dass die
Menge des unter Druck zu der Common Rail 30 zugeführten Kraftstoffs
durch das Messventil 36 gesteuert wird. Aus diesem Grund
kann der Druck des Kraftstoffs in der Common Rail 30 gemäß der
Menge des unter Druck zuzuführenden Kraftstoffs gesteuert
werden. Die Common Rail 30 ist mit einem Kraftstoffdrucksensor 38 zum
Erfassen des Innendrucks versehen.
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Wenn
der Kraftstoff in die Brennkammer 24 eingespritzt wird,
wird der Kraftstoff durch die Verdichtung der Brennkammer 24 selbst
gezündet, um Energie zu erzeugen. Diese Energie wird als
Rotationsenergie einer Abtriebswelle (Kurbelwelle) der Dieselmaschine über
die Kolben 22 herausgenommen. Ein Kurbelwinkelsensor 40 zum
Erfassen des Rotationswinkels der Kurbelwelle ist in der Nähe
der Kurbelwelle angeordnet.
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Der
Kraftstoff in der Common Rail 30 wird über das
Kraftstoffeinspritzventil 26 in die Brennkammer 24 eingespritzt,
um eine Verbrennung zu entwickeln, und dann wird der Verbrennung
zugeführtes Gas als Abgas durch den Winkelbetrieb in einen
Auslassdurchtritt 44 eines Auslassventils 42 abgegeben.
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Ein
Abgas-Rückführungs-(EGR)-Durchtritt 46 zum
zurück Führen des Abgases in dem Auslassdurchtritt 44 zu
dem Einlassdurchtritt 12 ist zwischen dem Auslassdurchtritt 44 und
dem Einlassdurchtritt 12 angeordnet. Der EGR-Durchtritt 46 ist
mit einem EGR-Ventil 48 zum Steuern von dessen Querschnittsdurchtrittsfläche
versehen. Der Abgasdurchtritt 44 und der Einlassdurchtritt 12 sind
mit einem Turbolader 50 der Art mit einer variablen Düse
versehen. Der Turbolader 50 der Art mit variabler Düse
ist elektrisch angetrieben, um die Strömungscharakteristiken
des Abgases stromaufwärts eines Turbinenrads 52 durch
ein Strömungssteuerungsventilgerät 54 zu
steuern.
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Eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 60 ist aus einem Mikrocomputer
und Ähnlichem konstruiert. Die ECU 60 empfängt
Ausgangssignale von verschiedenen Sensoren in einem Maschinensystem und
ein Ausgangssignal eines Beschleunigersensors zum Erfassen der Betriebsmenge
eines Beschleunigerpedals und treibt verschiedene Stellglieder der Dieselmaschine 10 wie
z. B. ein Kraftstoffeinspritzventil 26 und das Messventil 36 ausgehend
von den Sensorausgaben an, und steuert dadurch die Verbrennung der
Dieselmaschine 10. Zu dieser Zeit führt die ECU 60 die
Verarbeitung einer Regelung durch, so dass der Erfassungswert des
Kraftdrucksensors 38 (tatsächlicher Kraftstoffdruck)
auf einen Sollwert (Sollkraftstoffdruck) gesteuert wird.
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Von
der durch die ECU 60 durchgeführten Verarbeitung
ist die Verarbeitung mit Bezug auf die Steuerung des Kraftstoffsdrucks
in der Common Rail 30 aus 2 ersichtlich.
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Ein
Einstellabschnitt B10 für den Sollkraftstoffdruck stellt
einen Sollkraftstoffdruck PFIN ausgehend von dem Betriebszustand
der Dieselmaschine 10 ein. Der Einstellabschnitt B10 für
den Sollkraftstoffdruck stellt den Sollkraftstoffdruck PFIN ausgehend
von der Drehzahl NE gemäß dem Erfassungswert des
Kurbelwinkelsensors 40 und der Einspritzmenge QFIN durch
das Kraftstoffeinspritzventil 26 ein.
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Ein
Auswahlabschnitt B12 gibt den Sollkraftstoffdruck PFIN aus, der
zur Zeit eines normalen Betriebs durch den Einstellabschnitt B10
für den Sollkraftstoffdruck eingestellt wurde. Ein Berechnungsabschnitt
B14 zum Berechnen eines Unterschieds berechnet einen Unterschied
zwischen dem Sollkraftstoffdruck PFIN, der durch den Auswahlabschnitt B12
ausgegeben wurde, und dem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors 38 (tatsächlicher
Kraftstoffdruck NPC).
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Ein
Regelmengenberechnungsabschnitt B16 berechnet die Regelungsvorgangsmenge
der Kraftstoffpumpe 34 ausgehend von der Ausgabe des Berechnungsabschnitts
B14 zum Berechnen eines Unterschieds. Insbesondere berechnet der
Regelungsmengenberechnungsabschnitt B16 einen Befehlswert einer
Abgabemenge (Befehlsabgabemenge) an die Kraftstoffpumpe 34 als
Regelungsbetriebsmenge durch eine Proportional- und Integral- und
Differential (PED-Steuerung).
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Ein
Antriebsstromumwandlungsabschnitt B18 ist ein Abschnitt zum Umwandeln
der Befehlsabgabemenge in ein elektrisches Signal eines tatsächlichen
Betriebssignals der Kraftstoffpumpe 34 (Messventil 36).
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Mit
der obigen Verarbeitung kann die Kraftstoffpumpe 34 (das
Messventil 36) betrieben werden, und somit kann der Kraftstoffdruck
in der Common Rail 30 zu dem Soll- Kraftstoffdruck geregelt
werden. Zu dieser Zeit kann die Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks
in der Common Rail 30 durch das Zusammenpassen eines Wertes
in dem Regelungsmengenberechnungsabschnitt B16 in einer hohen Höhe
gehalten werden.
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Wenn
jedoch z. B. die Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 z.
B. wegen eines schlechten Gleitens einer Spule des Messventils 36 verschlechtert
ist, ist die Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks in der Common Rail 30 verschlechtert.
Aus diesem Grund wird in dieser Ausführungsform die Diagnose
durchgeführt, ob eine Abnormalität in der Erwiderungscharakteristik
der Kraftstoffpumpe 34 vorhanden ist oder nicht vorhanden
ist, indem der Sollkraftstoffdruck PFIN zu der Zeit einer Überprüfungsbetriebsart
unter einer bestimmten Bedingung auf einen Überprüfungs-Soll-Kraftstoffdruck
geändert wird. Insbesondere wählt der Auswahlabschnitt
B12 den Überprüfungs-Soll-Kraftstoffdruck, der
eingestellt ist, sich stufenweise zu erhöhen, wodurch die
obige Diagnose durchgeführt wird.
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In 3A zeigen
eine Strich-Punktlinie die Änderung des Überprüfungs-Soll-Kraftstoffdrucks
zu der Zeit der Überprüfungsbetriebsart, und eine durchgehende
Linie zeigt die Änderung (das Verhalten) des Kraftstoffdrucks
in der Common Rail 30, wenn die Kraftstoffpumpe 34 normal
arbeitet. Im Gegensatz zeigen eine Strich-Zweipunktlinie (Fall #1) und
eine gestrichelte Linie (Fall #2) die Änderungen des Kraftstoffdrucks
in der Common Rail 30, wenn die Kraftstoffpumpe 34 normal
arbeitet.
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In
dem Fall #1, der durch die Strich-Zweipunktlinie dargestellt ist,
ist die Zeit, zu der die Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 34 ansteigt,
z. B. durch das schlechte Gleiten der Spule des Messenventils 36 relativ
zu dem Überprüfungs-Soll-Kraftstoffdruck verzögert.
In diesem Fall #1 wird ein Integralwert erhöht, da die
Zeit, zu der die Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 34 ansteigt,
verzögert ist, und dadurch wird danach ein Ansteigen der
Abgabemenge größer, als in dem Fall, wenn die
Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 normal
ist. Aus diesem Grund besteht kein Unterschied in der Zeit, die
erforderlich ist, dass der tatsächliche Kraftstoffdruck
den Soll-Kraftstoffdruck erreicht, wenn der Fall #1 mit einem Fall
verglichen wird, in dem die Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 normal
ist. Wenn jedoch der Fall #1 mit einem Fall verglichen wird, in dem
die Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 normal
ist, wird die Menge des Überschießens, die verursacht
wird, nachdem der tatsächliche Kraftstoffdruck den Soll-Kraftstoffdruck
erreicht, in dem Fall #1 ebenfalls größer.
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Im
Gegensatz zeigt in dem Fall #2, der durch die gestrichelte Linie
gezeigt ist, der Kraftstoffdruck in der Common Rail 30,
dass eine Anstiegsgeschwindigkeit der Abgabemenge verringert ist,
als ob der Wert der Regelung übermäßig
klein gemacht ist. Somit erreicht der tatsächliche Kraftstoffdruck
innerhalb des Zeitraums der Überprüfungsbetriebsart
nicht den Soll-Kraftstoffdruck.
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Wenn
die Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 normal
ist, kann die Abnormalität des Falls 2 ausgehend davon
erfasst werden, ob der tatsächliche Kraftstoffdruck innerhalb
des Zeitraums der Überbrückungsbetriebsart dem Soll-Kraftstoffdruck
folgt oder nicht, falls der Zeitraum der Überprüfungsbetriebsart
nicht übermäßig länger gemacht wird
als der Zeitraum, der erforderlich ist, dass der tatsächliche
Kraftstoffdruck den Soll-Kraftstoffdruck erreicht. Jedoch kann die
Abnormalität des Falls #1 durch dieses Verfahren nicht
entdeckt werden. Insbesondere kann in dem Fall #1 dessen Abnormalität (Verzögerung
des Anstiegs des Kraftstoffdrucks) nicht einmal durch das Erfassen
der Zeit entdeckt werden, die erforderlich ist, dass der tatsächliche Kraftstoffdruck
den Soll-Kraftstoffdruck erreicht.
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Deswegen
wird in dieser Ausführungsform ausgehend von der Änderung
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks in dem Vorgang bestimmt,
in dem der tatsächliche Kraftstoffdruck sich zu dem den Soll-Kraftstoffdruck ändert,
ob eine Abnormalität in der Erwiderungscharakteristik der
Kraftstoffpumpe 34 vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
Insbesondere wird ausgehend von einer Änderung nach der Zeit
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks, nämlich, ausgehend
von einem Differentialwert (dNPC/dt) mit Bezug auf die Zeit des
tatsächlichen Kraftstoffdrucks bestimmt, ob eine Abnormalität
vorhanden ist oder nicht vorhanden ist. Dieses Verfahren zum Bestimmen,
ob eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden
ist, ist aus 3B ersichtlich.
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Der
normale Bereich und der abnormale Bereich eines Maximalwertes des
Differentialwert (dNPC/dt) mit Bezug auf eine Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
sind definiert. Wie in 3B durch eine durchgehende Linie
gezeigt ist, ist der Maximalwert eines Differentialwerts mit Bezug
auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks NPC innerhalb
des normalen Bereichs, wenn die Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 normal
ist. In dem abnormalen Fall (Fall #1) wird der Maximalwert ein Wert,
der größer ist als der normale Bereich. In dem abnormalen
Fall (Fall #2) verbleibt der Maximalwert kleiner als der normale
Bereich. Auf diese Weise kann durch die Verwendung des Differentialwerts
mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks geeignet
bestimmt werden, ob in der Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 eine
Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
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Der
in 3B gezeigte normale Bereich wird im Voraus ausgehend
von dem Erfassungswert des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
eingestellt, wenn die Regelung des Kraftstoffdrucks, die aus 2 ersichtlich
ist, durch die Verwendung der normalen Kraftstoffpumpe 34 durchgeführt
wird. Zu dieser Zeit ist es bevorzugt, dass der normale Bereich
durch die Verwendung von verschiedenen zulässigen Abgabecharakteristiken
eingestellt wird, die sich aus den einzelnen Variationen der Kraftstoffpumpe 34 ergeben. Hier
reicht es aus, dass die obere Grenze und die untere Grenze des normalen
Bereichs durch die Verwendung einer Kraftstoffpumpe eingestellt
werden, die die höchstmögliche Erwiderungscharakteristik aufweist,
um durch eine Kraftstoffpumpe, die die niedrigstmögliche
Erwiderungscharakteristik aufweist. Jedoch ist es wünschenswert,
dass der normale Bereich unter Berücksichtigung von Variationen bezüglich
anderer Faktoren als einem Faktor der Struktur der Kraftstoffpumpe 34 eingestellt
wird. Diese Faktoren sind z. B. die Eigenschaften des zu verwendenden
Kraftstoffs, die Temperatur des Kraftstoffs, der Umgebungsdruck
und Ähnliche.
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Die
Verarbeitung der Diagnose, ob eine Abnormalität in der
Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist, ist aus 4 ersichtlich.
Diese Verarbeitung wird wiederholt z. B. in bestimmten Zeitabständen
durch die ECU 60 durchgeführt.
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Zuerst
wird in Schritt S10 überprüft, ob der Ausführungszustand
der Betriebsart erfüllt ist. Es wird angenommen, dass die
Maschine in dem Ausführungszustand unter einer Leerlaufdrehzahlsteuerung
gesteuert wird. Dies erfolgt wegen des Ansteigens der Frequenz der
Diagnose, ob eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht
vorhanden ist. Wenn bestimmt wird, dass der Ausführungszustand
der Betriebsart erfüllt ist, wird die Betriebsart begonnen
und in Schritt S12 durchgeführt. Der Soll-Kraftstoffdruck wird
nämlich stufenweise erhöht. In dem nachfolgenden
Schritt S14 wird der tatsächliche Kraftstoffdruck NPC eine
Vielzahl von Wiederholungen durch den Kraftstoffdrucksensor 38 erfasst.
Hier ist es bevorzugt, dass ein Abstand zwischen den Erfassungen auf
einen Zeitabstand eingestellt wird, der kürzer ist als
die Zeit, die dazu erforderlich ist, dass der tatsächliche
Kraftstoffdruck den Soll-Kraftstoffdruck erreicht, wenn die normale
Kraftstoffpumpe 34 verwendet wird. Damit ist es möglich,
dafür zu sorgen, dass ausgehend von dem Erfassungswert
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks, bevor der tatsächliche
Kraftstoffdruck den Soll-Kraftstoffdruck erreicht, die Diagnose
durchgeführt wird, ob eine Abnormalität vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist.
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In
dem nachfolgenden Schritt S16 wird ein Differentialwert (dNPC/dt)
mit Bezug auf die Zeit (t) des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
(NPC) berechnet. Insbesondere wird die Verarbeitung in diesen Schritten
S14 und s16 auf die in 5 gezeigte Weise durchgeführt.
Das Ausgangssignal (Drucksignal) des Kraftstoffdrucksensors 38 wird
nämlich in einen Filterschaltkreis 62 in der ECU 60 eingegeben.
Die Ausgabe des Filterschaltkreises 62 wird durch einen A/D-Wandler 64 in
digitale Daten umgewandelt. Fall es erforderlich ist, werden die
digitalen Daten weiter durch einen Filtervorgangsabschnitt B20 durchgeführt,
um die digitalen Daten durch eine Software einem Filterungsvorgang
auszusetzen, und werden dann durch einen Differenzierungsabschnitt
B22 differenziert.
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In 6 sind
eine Abtastbetriebsart, die durch A/D-Wandler 64 durchgeführt
wird, und die Betriebsart des Filtervorgangs, der durch den Filtervorgangsabschnitt
B20 durchgeführt wird, gezeigt.
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In 6 zeigt
(a1) einen oberen Totpunkt (TDC) der Verdichtung jedes Zylinders,
zeigt (b1) einen oberen Totpunkt einer Druckzufuhr eines Kolbens
der Kraftstoffpumpe 34, und zeigt (c1) einen Abtastzeitpunkt
des Kraftstoffdrucks durch den A/D-Wandler 64. Diese (a1),
(b1) und (c1) zeigen einen Fall eines gleichzeitigen Kraftstoffeinspritzfalls, in
dem die Einspritzung des Kraftstoffs eine eins zu eins entsprechende
mit der Druckzufuhr des Kraftstoffs ist. In diesem Fall wird der
Kraftstoffdruck zu dem Zeitpunkt abgetastet, wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck
in einem Zeitraum stabil ist, der verstreicht, nachdem der Kraftstoff
unter Druck zugeführt wurde, bis der Kraftstoff eingespritzt
wird. Somit können die Einflüsse von Variationen
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks, die durch ein Sinken
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks verursacht werden, das durch die
Druckzufuhr des Kraftstoffs verursacht wird, und ein Anstieg des
tatsächlichen Kraftstoffdrucks, der durch das Einspritzen
des Kraftstoffs verursacht wird, geeignet entfernt werden. Als Ergebnis kann
der Differentialwert dNPC/dt mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks mit den letzten Kraftstoffdruckvariationen berechnet
werden.
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In 6 zeigen
(a2), (b2) und (c2) einen Fall eines asynchronen Kraftstoffeinspritzfalls,
in dem das Einspritzen des Kraftstoffs nicht eins zu eins entsprechend
mit der Druckzufuhr des Kraftstoffs erfolgt. Zum Beispiel wird für
eine Brennkraftmaschine mit fünf Zylindern angenommen,
dass ein Druckzufuhrzeitraum 240° Kurbelwinkel (CA) und
ein Kraftstofffeinspritzzeitraum 144° CA ist. In diesem
Fall wird der abgetastete tatsächliche Kraftstoffdruck
stark durch den Zeitunterschied zwischen dem Zeitpunkt des Abtastens
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks NPC und dem Zeitpunkt
der Druckzufuhr des Kraftstoffs beeinträchtigt, wenn der
tatsächliche Kraftstoffdruck NPC in Abständen
des Kraftstoffeinspritzzeitraums (144° CA) abgetastet wird.
Wenn darüber hinaus der tatsächliche Kraftstoffdruck
in Abständen der Druckzufuhr (240° CA) abgetastet
wird, ist der abgetastete tatsächliche Kraftstoffdruck
stark durch den Zeitunterschied zwischen dem Zeitpunkt des Abtastens
des tatsächlichen Druck NPC und des Zeitpunkts der Einspritzung
des Kraftstoffs beeinträchtigt. Aus diesem Grund ist der
Differentialwert (dNPC/dt) mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks nicht nur durch die Erwiderungscharakteristik der
Kraftstoffpumpe 34 beeinträchtigt, sondern ebenfalls
Variationen des Kraftstoffdrucks in der Common Rail 30, die
durch die Einspritzung des Kraftstoffs verursacht werden.
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Aus
diesem Grund werden, wie aus 6 (c2) ersichtlich
ist, die digitalen Daten des tatsächlichen Kraftstoffsdruck
NPC weiter einem Filtervorgang durch den digitalen Filtervorgangsabschnitt B20
ausgesetzt, wie aus 5 ersichtlich ist. Hier ist ein
Fall gezeigt, in dem sowohl der letzte tatsächliche Kraftstoffdruck
und dieser abgetastete Wert des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
mit Koeffizienten A, B (A + B = 1) entsprechend multipliziert werden,
und in dem die mit den Koeffizienten A, B multiplizierten Werte
dann zusammengezählt werden, um den tatsächlichen
Kraftstoffdruck zu berechnen, nämlich einen Fall, in dem
die abgetasteten Daten des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
einer gewichteten Durchschnittsverarbeitung ausgesetzt werden. Darüber
hinaus zeigt (c3) ein Beispiel, in dem anstelle des in (c2) gezeigten
Falls der tatsächliche Kraftstoffdruck NPC in Abständen
von 720° CA mit dem letzten gemeinsamen Vielfachen des
Zeitraums der Einspritzung des Kraftstoffs und dem Zeitraum der
Druckzufuhr des Kraftstoffs abgetastet wird. Auf diese Weise können
sogar durch das Einstellen des letzten gemeinsamen Vielfachen des
Zeitraums der Einspritzung des Kraftstoffs und des Zeitraums der
Druckzufuhr des Kraftstoffs zu dem Abtastzeitraum des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks beeinflusst von Variationen des Kraftstoffdrucks
in der Common Rail 30, die durch das Einspritzen des Kraftstoffs
verursacht werden, von dem Differentialwert dNPC/dt mit Bezug auf die
Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks entfernt werden.
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In
Schritt S18, der aus 4 ersichtlich ist, wird überprüft,
ob die Überprüfungsbetriebsart beendet ist oder
nicht. Hier reicht es aus zu überprüfen, ob ein
bestimmter Zeitraum der Überprüfungsbetriebsart
verstreicht, nachdem der Soll-Kraftstoffdruck schrittweise erhöht
wurde, oder nicht. Wenn die Überprüfungsbetriebsart
noch nicht beendet ist, kehrt die Routine zu Schritt S10 zurück.
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Wenn
bestimmt wird, dass die Überprüfungsbetriebsart
beendet ist, wird in Schritt S20 der Maximalwert des Differentialwerts
(dNPC/dt) mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
berechnet. In dem nachfolgenden Schritt S22 wird überprüft,
ob der Maximalwert des Differentialwerts mit Bezug auf die Zeit
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks sich innerhalb des zulässigen
Bereichs befindet (normaler Bereich), der aus 3B ersichtlich
ist. Hier ist der normale Bereich, der aus 3B ersichtlich
ist, unter Berücksichtigung der tatsächlichen
Regelung (Steuerung, die aus 2 ersichtlich
ist) eingestellt. Außerdem ist in dem Fall, dass der analoge
Filterschaltkreis 62 und der digitale Filterungsverarbeitungsabschnitt
B20 verwendet wird, der aus 5 ersichtlich
ist, ein normaler Bereich für den Differentialwert mit
Bezug auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks eingestellt,
wenn der abgetastete Wert der gleichen Filterverarbeitung ausgesetzt
wird.
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Wenn
in Schritt S22 bestimmt wird, dass der Maximalwert des Differentialwerts
(dNPC/dt) mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wird in Schritt S24
bestimmt, dass die Kraftstoffpumpe 34 normal arbeitet.
Wenn im Gegensatz in Schritt S22 bestimmt wird, dass der Maximalwert
des Differentialwerts (dNPC/dt) mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks außerhalb des zulässigen Bereichs
liegt, wird in Schritt S26 bestimmt, dass eine Abnormalität der
Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 vorliegt.
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Wenn
hier die Verarbeitung in Schritt S24 oder in Schritt S26 beendet
ist, oder wenn in Schritt S10 eine negative Bestimmung (NEIN) gemacht wird,
sind diese Serien in der Verarbeitung erstmal beendet.
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Gemäß dieser
Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen erzeugt.
- (1) Ob in der Erwiderungscharakteristik der
Kraftstoffpumpe 34 eine Abnormalität vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist, wird ausgehend von der Änderung
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks in dem Vorgang bestimmt,
in dem der tatsächliche Kraftstoffdruck sich zu dem Sollkraftstoffdruck ändert.
Damit ist es möglich mit Bezug auf die Erwiderungscharakteristik
der Kraftstoffpumpe 34 auf eine bessere Weise zu bestimmen,
ob eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden
ist.
- (2) Eine Änderung mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks wird ausgehend von dem Erfassungswert des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks vor dem Erreichen des Soll-Kraftstoffdrucks quantifiziert.
Damit ist es möglich, diese Änderung mit Bezug
auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks geeignet
zum Bestimmen zu machen, ob in der Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 eine
Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
- (3) Es ist möglich, die Erwiderungscharakteristik der
Kraftstoffpumpe 34 auf eine geeignete Weise zu evaluieren,
indem eine Änderung mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks um den Maximalwert des Differentialwerts mit Bezug auf
die zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks in einem bestimmten
quantifiziert wird.
- (4) Ob in der Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 eine
Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist, wird
durch das Durchführen der Überprüfungsbetriebsart
zum gezwungenen Ändern des Soll-Kraftstoffdrucks erkannt. Damit
ist es möglich, die Diagnosefrequenz zu erhöhen,
ob in der Erwiderungscharakteristik der Kraftstoffpumpe 34 eine
Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie
aus 7 ersichtlich ist, wird in einer zweiten Ausführungsform,
ausgehend von sowohl einer Totzeit TW, die verstreicht, nachdem
der Soll-Kraftstoffdruck (Punkt-Strichlinie) schrittweise ansteigt,
bis der tatsächliche Kraftstoffdruck (durchgehende Linie)
ansteigt, wie auch von einer Folgezeit, die erforderlich ist, dass
der tatsächliche Kraftstoffdruck den Soll-Kraftstoffdruck
erreicht (Zeit, die zum Folgen erforderlich ist), erkannt, ob eine
Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist. Hier ist
die Erfassung der Zeit, bis der tatsächliche Kraftstoffdruck
beginnt, anzusteigen, wegen des Einflusses von Geräuschen
und Ähnlichem schwierig. Daher ist die Zeit, die verstreicht,
nachdem der Soll-Kraftstoffdruck schrittweise steigt, bis der tatsächliche
Kraftstoffdruck einen bestimmten Druck α erreicht, als
Totzeit TW definiert. Dadurch, dass die normalen Bereiche auch für
die Totzeit und die Zeit, die zum Folgen erforderlich ist, auf die
gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform eingestellt
werden, ist es möglich, in der Erwiderungscharakteristik der
Kraftstoffpumpe 34 zu erkennen, ob eine Abnormalität
vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
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Die
obigen Wirkungen (1), (2) und (4) der ersten Ausführungsform
können sogar durch die zweite Ausführungsform
bereitgestellt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
-
In
einer dritten Ausführungsform, die aus 8 ersichtlich
ist, stellt ein Grundwinkeleinstellabschnitt B30 ausgehend von dem
Betriebszustand der Dieselmaschine 10 einen Grundwert (Grundwinkel) eines
Winkels des EGR-Ventils 48 ein. Insbesondere wird der Grundwinkel
z. B. durch eine Kennfeldberechnung ausgehend von der Drehzahl NE
der Maschine 10 und der Einspritzmenge QFIN des Kraftstoffeinspritzventils 26 eingestellt.
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Ein
Soll-Einlassluftmengeneinstellabschnitt B32 stellt einen Sollwert
einer Einlassluftmenge ausgehend von dem Betriebszustand der Dieselmaschine 10 ein.
Insbesondere wird eine Soll-Einlassluftmenge z. B. durch eine Kennfeldberechnung
ausgehend von der Drehzahl NE der Maschine 10 und der Einspritzmenge
des Kraftstoffeinspritzventils 26 eingestellt.
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Ein
Auswahlabschnitt B34 gibt ausgewählt die Ausgabe des Soll-Einlassluftmengeneinstellabschnitts
B32 zu normalen Zeiten aus. Ein Unterschiedsberechnungsabschnitt
B36 berechnet den Unterschied zwischen der Einlassluftmenge (tatsächliche
Einlassluftmenge), die durch den Luftstrommesser 14 erfasst
wird, und der Soll-Einlassluftmenge, die durch den Auswahlabschnitt
B34 ausgegeben wird.
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Ein
Regelungsmengenberechnungsabschnitt B38 berechnet eine Regelungskorrekturmenge
des EGR-Ventils 48 ausgehend von der Ausgabe des Unterschiedsberechnungsabschnitts
B36. Insbesondere wird die Regelungskorrekturmenge ausgehend von
dem Proportional- und Integral- und Differential (PID) Berechnung
der Ausgabe berechnet.
-
Ein
Endwinkelberechnungsabschnitt B40 korrigiert den Grundwinkel um
die Regelungskorrekturmenge, um einen Endwinkelsteuerwert (Sollwert) zu
berechnen. Damit kann die tatsächliche Einlassluftmenge
auf die Soll-Einlassluftmenge durch den Betrieb des EGR-Ventils 48 geregelt
werden.
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Der
Auswahlabschnitt B34 schaltet seine Ausgabe zu der Ausgabe der Überprüfungsbetriebsart,
wenn in der Erwiderungscharakteristik des EGR-Ventils 48 erkannt
wird, ob eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden
ist. Eine Soll-Einlassluftmenge zu der Zeit der Überprüfungsbetriebsart
ist in 9A durch eine Strich-Punktlinie
dargestellt. Zu der Zeit der Überprüfungsbetriebsart
wird die Soll-Einlassluftmenge schrittweise erhöht und dann
für einen bestimmten Zeitraum festgehalten, und dann schrittweise
verringert. In 9B ist der normale Bereich einer Änderung
nach der Zeit der tatsächlichen Einlassluftmenge gezeigt,
nämlich, ein Differentialwert mit Bezug auf die Zeit einer
tatsächlichen Einlassluftmenge in dem Überprüfungszeitraum,
der sich fortsetzt, nachdem eine schrittweise Änderung
der Soll-Einlassluftmenge beginnt, und dann endet, wenn der bestimmte
Zeitraum verstrichen ist.
-
In
dieser Ausführungsform sind zum Erhöhen der Soll-Einlassluftmenge
und dann zum Verringern derselben normale Bereiche für
den Maximalwert und dem Minimalwert des Differentialwerts mit Bezug
auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks eingestellt.
Diese normalen Bereiche werden auf die gleiche Weise wie in der
ersten Ausführungsform eingestellt.
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Die
Verarbeitung gemäß dieser Ausführungsform,
bei der erkannt wird, ob eine Abnormalität in der Erwiderungscharakteristik
des EGR-Ventils 48 vorhanden ist oder nicht vorhanden ist,
ist aus 10 ersichtlich. Diese Verarbeitung
wird wiederholt z. B. in bestimmten Zeitabständen durch
die ECU 60 durchgeführt. Hier in 10 sind
die Verarbeitungen entsprechend den in 4 gezeigten
Verarbeitungen aus Gründen der Kürze mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
-
In
diesen Verarbeitungsserien, wenn der Leistungszustand der Überprüfungsbetriebsart
in Schritt S10 erfüllt ist, wird in Schritt S12 die Soll-Einlassluftmenge
auf eine Weise geändert, die aus 9A ersichtlich
ist, um die Überprüfungsbetriebsart durchzuführen.
In dem nachfolgenden Schritt S14a wird die tatsächliche
Einlassluftmenge abgetastet. Dann wird in Schritt S16a die Änderung
nach der Zeit, nämlich der Differentialwert mit Bezug auf die
Zeit der tatsächlichen Einlassluftmenge berechnet. Wenn
bestimmt ist, dass die Überprüfungsbetriebsart
beendet ist (Schritt S18: JA), werden der Maximalwert und der Minimalwert
des Differentialwerts mit Bezug auf die Zeit der tatsächlichen
Einlassluftmenge berechnet. Dann wird in Schritt S22a bestimmt,
ob der Maximalwert und der Minimalwert sich innerhalb des zulässigen
Bereichs befinden oder nicht (normaler Bereich, der aus 9B ersichtlich ist).
-
Hinsichtlich
der Einstellung des Winkels des EGR-Ventils 48 zu der Zeit
der Überprüfungsbetriebsart muss das EGR-Ventil 48 nicht
auf die in 8 gezeigte Weise eingestellt
werden. Zum Beispiel kann der Winkel des EGR-Ventils 48 nur
durch den Regelungsmengenberechnungsabschnitt B38 eingestellt werden,
ohne den Grundwinkeleinstellabschnitt B30 einzusetzen. Jedoch wird
in diesem Fall der aus 9B ersichtliche normale Bereich
angenommen, in dem Fall ein normaler Bereich zu sein, in dem der
Winkel des EGR-Ventils 48 nur für den Reglungsmengenberechnungsabschnitt
B38 eingestellt ist.
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Gemäß dieser
dritten Ausführungsform, können, wenn in der Erwiderungscharakteristik
des EGR-Ventils 48 erkannt wird, ob eine Abnormalität vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist, Vorteile erreicht werden, die ähnlich
denen der ersten Ausführungsform sind.
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(Vierte Ausführungsform)
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In
einer vierten Ausführungsform wird in der Erwiderungscharakteristik
des Turboladers 50 der Art mit variabler Düse
erkannt, ob eine Abnormalität vorhanden ist oder nicht
vorhanden ist. Die Verarbeitung der Diagnose, ob diese Abnormalität
vorhanden ist oder nicht vorhanden ist, ist aus 11 ersichtlich. Diese
Verarbeitung wird durch die ECU 60 wiederholt z. B. in
einem vorbestimmten Zeitraum durchgeführt. Hier in 11 sind
die Verarbeitungen entsprechend der in 10 gezeigten
Verarbeitung aus Gründen der Kürze mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
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In
dieser Verarbeitungsserie wird zuerst in Schritt S10b überprüft,
ob der Leistungszustand der Überprüfungsbetriebsart
erfüllt ist oder nicht. Hier wird angenommen, dass der
Leistungszustand derart ist, dass die Maschine 10 unter
einer Leerlaufdrehzahlsteuerung oder einer Steuerung mit abgeschaltetem
Kraftstoff betrieben wird. Wenn bestimmt wird, dass der Leistungszustand
der Überprüfungsbetriebsart erfüllt ist,
wird die Überprüfungsbetriebsart in Schritt S12b
durchgeführt. Hier wird der Sollwert des Verstärkungs-(turbogeladenen)Drucks
geändert. Insbesondere, wenn die Maschine 10 unter
der Leerlaufdrehzahlsteuerung betrieben wird, z. B., wie aus 9A ersichtlich
ist, reicht es aus, den Sollwert schrittweise zu erhöhen,
und dann den Sollwert schrittweise zu verringern. Wenn die Maschine
darüber hinaus unter der Steuerung abgeschalteten Kraftstoffs
betrieben wird, reicht es aus, den Grad einer Verringerung des Sollwerts
zu einer Verschiebung der Steuerung der Abschaltung des Kraftstoffs
oder zum Erhöhen des Sollwerts freizugeben. In diesem Schritt
S12b wird der Turbolader 50 elektrisch angetrieben, um
die Strömungscharakteristik des Abgases stromaufwärts
von dem Turbinenrad 52 durch das Strömungssteuerungsventilgerät 54 zu
steuern, das in dem Auslasssystem 44 vorgesehen ist, so dass
der Soll-Verstärkungsdruck erreicht werden kann.
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In
dem folgenden Schritt S14b wird der Erfassungswert (tatsächliche
Verstärkungsdruck) des Einlassluftdrucksensors 16 erhalten,
der aus 1 ersichtlich ist. Dann wird
in Schritt S16b die Änderung nach der Zeit, nämlich
der Differentialwert mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen
Verstärkungsdrucks berechnet. Zu dieser Zeit kann bevorzugt
der Einfluss der Druckschwankung in dem Einlassdurchtritt 12 durch
das Filtern auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform
entfernt werden, und dann wird der Differentialwert mit Bezug auf
die Zeit des tatsächlichen Verstärkungsdrucks
berechnet. Wenn die Überprüfungsbetriebsart beendet
ist (Schritt S18: JA), werden in Schritt S20 der Maximalwert und
der Minimalwert des Differentialwerts mit Bezug auf die Zeit des
tatsächlichen Verstärkungsdrucks berechnet. Wenn
z. B. der Sollwert durch das Durchführen der Überprüfungsbetriebsart
zur Zeit der Leerlaufdrehzahlsteuerung erhöht oder Verringert
wird, werden der maximalwert und der Minimalwert des Differentialwerts
mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen Verstärkungsdrucks
berechnet. Wenn andererseits der Grad einer Verringerung des tatsächlichen
Verstärkungsdrucks durch das Durchführen der Überprüfungsbetriebsart
zur Zeit der Steuerung ohne Kraftstoffzufuhr unterdrück
wird, wird der Maximalwert des Differentialwerts mit Bezug auf die
Zeit des tatsächlichen Verstärkungsdrucks berechnet.
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In
dem nachfolgenden Schritt S22a wird überprüft,
ob der Differentialwert mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen
Verstärkungsdrucks innerhalb des zulässigen Bereichs
liegt, der in Schritt S20a berechnet wurde. Hier kann der zulässige
Bereich auf die gleiche Weise in der ersten Ausführungsform
eingestellt werden. In diesem Bezug muss ein Verfahren zum Einstellen
einer Betriebsmenge des Turboladers 50 der Art mit variabler
Düse in dieser Überprüfungsbetriebsart
nicht immer gleich sein wie das für die gewöhnliche
Regelung des Verstärkungsdrucks. Wenn eine Grundbetriebsmenge,
die ausgehend von dem Betriebszustand der Dieselmaschine 10 (z.
B. Drehzahl und Einspritzmenge) ausgehend von dem Unterschied zwischen
dem tatsächlichen Solldruck und dem Sollwert geregelt wird,
um die gewöhnliche Regelung des Verstärkungsdrucks
durchzuführen, kann nämlich sogar nur die Regelung
zu der Zeit der Überprüfungsbetriebsart verwendet
werden. Jedoch ist in diesem Fall der zulässige Bereich
unter der Annahme eingestellt, dass die Betriebsmenge des Turboladers 50 der
Art mit variabler Düse nur durch die Regelung eingestellt
ist.
-
Wenn
gemäß dieser vierten Ausführungsform
erkannt wird, ob eine Abnormalität der Erwiderungscharakteristik
des Turboladers 50 der Art mit variabler Düse
vorhanden ist oder nicht vorhanden ist, können ähnliche
Vorteile wie in der ersten Ausführungsform erreicht werden.
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(Fünfte Ausführungsform)
-
In
einer fünften Ausführungsform, die aus 12 ersichtlich
ist, ist ein Einlassdurchtritt 72 einer Benzinmaschine 70 mit
einem Einlassluftdrosselventil 74 zum Steuern von dessen
Querschnitts-Durchtrittsfläche bereitgestellt. Das Drosselventil 74 ist
ein elektronisch gesteuertes Ventil, das durch einen Motor 76 angetrieben
ist. Darüber hinaus ist ein Drosselsensor 78 zum
Erfassen des Winkels des Drosselventils 74 in der Nähe
des Drosselventils 74 angeordnet. Außerdem ist
der Einlassdurchtritt 72 mit einem Kraftstoffeinspritzventil 80 bereitgestellt,
und eine Brennkammer 82 ist mit einer Zündkerze 84 bereitgestellt.
-
Zum
Steuern des Moments der Benzinmaschine 70 auf einen gewünschten
Wert gibt die ECU 60 ein Betriebssignal an den Motor 76 aus,
um den Winkel des Drosselventils 74 zu betätigen
und treibt das Kraftstoffeinspritzventil 80 und die Zündkerze 84 an.
Insbesondere regelt die ECU 60 das Drosselventil 74 zu
dem Sollwert.
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Die
Verarbeitung der Diagnose, ob in dem Drosselventil 74 eine
Abnormalität vorhanden ist oder nicht vorhanden ist, ist
aus 13 ersichtlich. Diese Verarbeitung wird wiederholt
durch die ECU 60 z. B. in einem bestimmten Zeitraum durchgeführt. Hier
in 13 sind die Verarbeitungen entsprechend der Verarbeitung,
die aus 10 ersichtlich ist, aus Gründen
der Bequemlichkeit mit den gleichen Schrittnummern bezeichnet.
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Wenn
in dieser Verarbeitungsserie in Schritt S10 bestimmt wird, dass
der Durchführungszustand der Überprüfungsbetriebsart
erfüllt ist, wird die Überprüfungsbetriebsart
in Schritt S12c ausgeführt. Hier wird die Verarbeitung
der Erhöhung des Sollwerts eines Drosselwinkels schrittweise
und dann das Verringern des Sollwerts auf ähnliche Weise
wie in dem Fall der Einlassluftmenge durchgeführt, der
aus 9A ersichtlich ist. Zu dieser Zeit wird eine Zündzeit
korrigiert, um eine Änderung des Moments zu unterdrücken,
die durch eine Änderung des Drosselwinkels erzeugt wird.
Die Zündzeit wird nämlich verzögert, wenn
der Winkel des Drosselventils 74 erhöht wird, und
die Zündzeit wird vorgezogen, wenn der Winkel des Drosselventils 74 verringert
wird.
-
In
dem nachfolgenden Schritt S14c wird der tatsächliche Drosselwinkel
erhalten, der durch den Drosselsensor 78 erfasst wird.
Dann wird in Schritt S16c der Differentialwert mit Bezug auf die
Zeit des Erfassungswerts des Drosselwinkels berechnet. Die nächste
und nachfolgende Verarbeitung sind die gleichen wie die in 10 gezeigten.
-
Gemäß dieser
fünften Ausführungsform können ähnliche
Vorteile wie in der ersten Ausführungsform bereitgestellt
werden, wenn erkannt wird, ob eine Abnormalität in der
Erwiderungscharakteristik des Drosselventils 74 vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist.
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(Andere Ausführungsformen)
-
Die
obigen Ausführungsformen können auf die folgende
Weise modifiziert werden.
- (a) Das Verfahren
zum Bestimmen, ob ausgehend von der gesteuerten Variablen (Kraftstoffdruck, Einlassluftmenge,
Verstärkungsdruck) eines gesteuerten Objekts unter Verwendung
eines Stellglieds oder einer Änderung mit Bezug auf die
Zeit der Betriebsmenge des Stellglieds eine Abnormalität
der Erwiderungscharakteristik eines Stellglieds vorhanden ist oder
nicht vorhanden ist, ist nicht immer ein Verfahren, das von dem
Maximalwert und dem Minimalwert des Differentialwerts ausgeht, oder
ein Verfahren, das von der Totzeit und der Zeit ausgeht, die zum
Folgen erforderlich ist. Zum Beispiel kann das Verfahren ein Verfahren
sein, das von der Zeit ausgeht, zu der der zweite Differentialwert
mit Bezug auf die Zeit Null wird. Zum Beispiel ist in dem Beispiel
der 3A die Zeit, wenn der zweite Differentialwert
mit Bezug auf die Zeit Null wird, in dem Fall #1 eines abnormalen
Falls später als in den normalen Fall. Darüber
hinaus können ein Bereich vor und nach einer Änderung
des Sollwerts einer gesteuerten Variablen oder einer Betriebsmenge
in eine Vielzahl von Bereichen geteilt werden, und ausgehend von
der Zeit, die für eine tatsächlich gesteuerte
Variable oder eine tatsächliche Betriebsmenge erforderlich
ist, um diese Teilpunkte zu erreichen, kann bestimmt werden, ob
eine Abnormalität in der Erwiderungscharakteristik des
Stellglieds vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
- (b) In der zweiten Ausführungsform, die mit der Einrichtung
zum Erfassen des Winkels des EGR-Ventils 48 versehen ist,
kann ausgehend von einer Änderung mit Bezug auf die Zeit
des Erfassungswerts der Betriebsmenge des Stellglieds bestimmt werden,
ob eine Abnormalität in der Erwiderungscharakteristik des
EGR-Ventils 48, nämlich, des Winkels des EGR-Ventils 48 vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist.
- (c) Die Überprüfungsbetriebsart zum Erkennen, ob
eine Abnormalität in einem Stellglied vorhanden ist oder
nicht vorhanden ist, die unterschiedlich von einem normalen Betrieb
ist, ist nicht notwendigerweise auf die in den Ausführungsformen gezeigten
Beispiele begrenzt. Wenn z. B. die Dieselmaschine 10 oder
die Benzinmaschine 70 eine Brennkraftmaschine ist, die
in einem Fahrzeug montiert ist, ist es bevorzugt, dass die Überprüfungsbetriebsart
eine Arbeitsbetriebsart ist, die nicht einen Einfluss aufweist,
der sich gegenteilig auf den Laufzustand des Fahrzeugs auswirkt.
- (d) Die Überprüfungsbetriebsart, die zu einem normalen
Betrieb unterschiedlich ist, muss nicht notwendigerweise vorgesehen
sein, um zu erkennen, ob eine Abnormalität vorhanden ist
in einem Stellglied oder nicht vorhanden ist, sondern es kann erkannt
werden, ob eine Abnormalität in einem Stellglied vorhanden
ist oder nicht vorhanden ist, wenn ein Sollwert geändert
wird. Zum Beispiel ist es ebenfalls empfohlen, dass in der ersten Ausführungsform
ein Diagnosedurchführungszustand durch ein Ansteigen der
Menge und der Geschwindigkeit eines Soll-Kraftstoffdrucks bestimmt
wird. Wenn der tatsächliche Anstieg der Menge und der Geschwindigkeit
des Soll-Kraftstoffdrucks den Diagnosedurchführungszustand erfüllt,
kann in dem Stellglied erkannt werden, ob eine Abnormalität
vorhanden ist oder nicht vorhanden ist. Sogar in diesem Fall, wenn
die Anstiege der Menge und der Geschwindigkeit des Soll-Kraftstoffdrucks
zu dem Diagnosedurchführungszustand werden, kann der zulässige
Bereich (normale Bereich) von der Änderung des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks eingestellt werden, wenn die normale Kraftstoffpumpe 34 eingesetzt
wird. Jedoch sind zur Zeit des normalen Betriebs mehr Faktoren vorhanden,
die die Änderung des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
beeinträchtigen, als die Zeit der Leerlaufdrehzahlsteuerung.
Es ist bevorzugt, dass diese Faktoren dem Diagnosedurchführungszustand
hinzugezählt werden. Zum Beispiel kann gedacht werden,
dass eine Kraftstoffeinspritzmenge zum Erzeugen eines Moments der
Dieselmaschine 10 nahezu gleich wird, wenn ein Anstieg
des Soll-Kraftstoffdrucks gleich ist. Jedoch kann die Änderung
des tatsächlichen Kraftstoffdrucks abhängig von
dem Vorhandensein oder dem Nichtvorhandensein einer Nacheinspritzung
für eine Regenerierungssteuerung eines Nachbehandlungsgeräts
geändert werden, das in dem Auslasssystem angeordnet ist.
Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass für den Diagnosedurchführungszustand
entweder nur vorgesehen ist, ob die Nacheinspritzung vorhanden ist
oder nicht vorhanden ist, oder dass der zulässige Bereich
variabel gemäß damit eingestellt wird, ob die
Nacheinspritzung vorhanden ist oder nicht vorhanden ist.
- (e) Die Regelung der gesteuerten Variablen zu dem Sollwert oder
die Regelungssteuerung der Betriebsmenge des Stellglieds zu dem
Sollwert (Befehlswert) sind nicht notwendigerweise auf den Proportional-
und Integral- und Differential (PDI) Steuerung ausgehend von dem
Unterschied zwischen dem Sollwert und dem Erfassungswert begrenzt.
Jedoch tendiert in dem Fall der Regelungssteuerung ausgehend von
dem integrierten Wert einer Menge, die den Grad von jeder Abtastung
zwischen dem Sollwert und dem Erfassungswert ausdrückt,
der Erfassungswert dazu, sich wie im Fall #1 zu ändern,
der aus 3A und 3B und 9A und 9B ersichtlich
ist, so dass die Anwendung der vorliegenden Erfindung insbesondere
wirkungsvoll sein kann.
- (f) Ein Stellglied, das ein Objekt ist, bei dem erkannt wird,
ob eine Abnormalität in seiner Erwiderungscharakteristik
vorhanden ist oder nicht vorhanden ist, ist nicht notwendigerweise
auf die gezeigten Beispiele in den entsprechenden Ausführungsformen
begrenzt. Zum Beispiel kann das Stellglied eine Ventilcharakteristikvariierungseinheit
zum Variieren der Ventilcharakteristik oder ein Einlassventil oder
ein Auslassventil wie z. B. eine Ventilzeitvariierungseinheit zum
Steuern des relativen Rotationsphasenunterschieds zwischen einer
Nockenwelle zum Antreiben eines Ablassventils und einer Kurbelwelle
sein.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern ihr Bereich ist lediglich durch die
anhängenden Ansprüche definiert.
-
Eine
ECU (60) für eine Maschine (10, 70) überwacht
eine Änderung eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks
(NPC), wenn ein Soll-Kraftstoffdruck (PFIN) schrittweise geändert
wird. In einer Abnormalität ist die Zeit, die erforderlich
ist, damit der tatsächliche Kraftstoffdruck den Soll-Kraftstoffdruck
erreicht, gleich der Zeit, zu der ein Stellglied (34) normal
arbeitet. Jedoch ist der Maximalwert eines Differentialwerts (dNPC/dt)
mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
unterschiedlich von der Zeit, zu der das Stellglied normal arbeitet.
Aus diesem Grund wird im Voraus ein normaler Bereich für
den Maximalwert des Differentialwerts mit Bezug au die Zeit des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks eingestellt, und wenn der Maximalwert des Differentialwerts
mit Bezug auf die Zeit des tatsächlichen Kraftstoffdrucks
sich außerhalb des normalen Bereichs befindet, wird bestimmt,
dass das Stellglied abnormal arbeitet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 5491631 [0002]
- - JP 5-172705 A [0002]