DE102008001765B4

DE102008001765B4 - Überwachungssystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008001765B4
Application number: DE102008001765.5A
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Murakami
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2028-05-15
Also published as: US7987041B2; CN101307732A; DE102008001765A1; US20080288160A1; JP4872795B2; CN101307732B; JP2008286035A

Abstract

Überwachungssystem für eine Brennkraftmaschine, die eine Kraftstoffeinspritzsteuerungseinrichtung (28, 29) zum Ausgeben eines Kraftstoffeinspritzsignals zu einem Injektor auf der Basis einer Zielkraftstoffeinspritzmenge und einer Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung gemäß einem Antriebszustand der Kraftmaschine (11) hat, wobei das Überwachungssystem Folgendes aufweist:
eine Berechnungseinrichtung (30) zum Berechnen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung auf der Basis des Kraftstoffeinspritzsignals;
eine Bestimmungseinrichtung (30) zum Bestimmen, ob eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, durch Vergleichen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge und Vergleichen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung,
eine Modusumschalteinrichtung (27) zum Umschalten eines Verbrennungsmodus gemäß dem Antriebszustand der Kraftmaschine (11);
eine erste Momentberechnungseinrichtung (33) zum Berechnen eines luftmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis einer Einlassluftmenge der Kraftmaschine (11);
eine zweite Momentberechnungseinrichtung (34) zum Berechnen eines kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis einer Kraftstoffeinspritzmenge oder eines Luft-Kraftstoffverhältnisses der Kraftmaschine (11); und
eine Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung (31) zum Auswählen von einem von dem luftmengenbasierten tatsächlichen Moment und dem kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moment als ein tatsächliches Fehlfunktionsbestimmungsmoment gemäß dem Verbrennungsmodus und zum Bestimmen, ob eine Momentfehlfunktion auftritt, durch Vergleichen des tatsächlichen Fehlfunktionsbestimmungsmoments mit einem erforderten Moment, wobei
die Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung das luftmengenbasierte tatsächliche Moment als das tatsächliche Fehlfunktionsbestimmungsmoment in jedem Verbrennungsmodus definiert, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für eine Brennkraftmaschine, das bestimmt, ob die Kraftmaschine eine Fehlfunktion hat.
JP 2005 - 522 617 A ( US 7 194 997 B2 ) zeigt ein Überwachungsverfahren für eine Brennkraftmaschine, in dem ein gegenwärtiges Moment auf der Basis einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und/oder einer Zielkraftstoffeinspritzmenge berechnet wird. Wenn das gegenwärtige Moment größer als ein zulässiges Moment ist, wird eine Kraftstoffabsperrung durchgeführt.
In einem gewissen Fahrzustand der Kraftmaschine kann sich, selbst wenn sich eine Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, das tatsächliche Moment nicht erhöhen, wenn nicht eine Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung geändert wird. In dem vorstehenden Verfahren, da das gegenwärtige Moment auf der Basis einer Kraftstoffeinspritzmenge berechnet wird, ohne die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung zu berücksichtigen, kann, falls die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird und sich ein tatsächliches Moment aufgrund der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung nicht erhöht, das gegenwärtige Moment größer als das zulässige Moment werden. Als die Folge kann bestimmt werden, dass das Moment übermäßig erhöht ist, und die Kraftstoffabsperrung kann durchgeführt werden.
In einer Direkteinspritzkraftmaschine wird ein Verbrennungsmodus zwischen einem homogenen Verbrennungsmodus und einem geschichteten Verbrennungsmodus geändert. Im Allgemeinen wird in dem homogenen Verbrennungsmodus die Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis einer Einlassluftströmungsrate bestimmt, die durch eine Drosselklappe eingestellt wird, um das Moment zu steuern. Ein tatsächliches Moment wird durch Berechnen eines luftmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis einer Einlassluftmenge genau erhalten. In dem geschichteten Verbrennungsmodus wird das Moment durch Einstellen einer Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zustand gesteuert, in dem die Drosselklappe vollständig geöffnet ist. Das tatsächliche Moment wird durch Berechnen eines kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis der Kraftstoffeinspritzmenge erhalten.
In dem geschichteten Verbrennungsmodus ist, wenn die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung in einen Einlasshub oder dessen Nähe bewegt ist, der Verbrennungsmodus nahe an der homogenen Verbrennung, selbst obwohl der Verbrennungsmodus die geschichtete Verbrennung ist. In einem solchen Fall ist, selbst falls der Verbrennungsmodus die geschichtete Verbrennung ist, die für das kraftstoffmengenbasierte tatsächliche Moment geeignet ist, die Berechnungsgenauigkeit des kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moments verschlechtert, so dass nicht genau bestimmt werden kann, ob eine Momentfehlfunktion auftritt.
Die US 5 485 822 A offenbart ein Überwachungssystem für eine Brennkraftmaschine, die eine Kraftstoffeinspritzsteuerungseinrichtung zum Ausgeben eines Kraftstoffeinspritzsignals zu einem Injektor auf der Basis einer Zielkraftstoffeinspritzmenge und einer Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung gemäß einem Antriebszustand der Kraftmaschine hat. Das Überwachungssystem weist Folgendes auf: eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung auf der Basis des Kraftstoffeinspritzsignals; und eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, durch Vergleichen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge und Vergleichen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung.
Weitere Überwachungssysteme für eine Brennkraftmaschine sind aus der DE 601 19 006 T2 und der DE 31 18 425 C2 bekannt.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Überwachungssystem für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, das die Momentfehlfunktion genau erfassen kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen besch rieben.
Da erfindungsgemäß sowohl die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge als auch die tatsächliche Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung überwacht werden können, kann ein Auftreten der Kraftstoffeinspritzfehlfunktion genau erfasst werden. Selbst falls sich eine Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, wenn sich das tatsächliche Moment aufgrund der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung nicht erhöht, kann verhindert werden, dass die irrtümliche Bestimmung durchgeführt wird, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, und es kann verhindert werden, dass der Fail-Safe-Prozess irrtümlich durchgeführt wird.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher von der folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht ist, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und in denen:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftmaschinensteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Blockdiagramm zum Erklären einer Kraftstoffeinspritzfehlfunktionsbestimmung und einer Momentfehlfunktionsbestimmung ist;
3 ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären eines Berechnungsverfahrens einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge ist;
4 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess einer Kraftstoffeinspritzfehlfunktionsbestimmungsroutine zeigt; und
5 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess einer Momentfehlfunktionsbestimmungsroutine zeigt.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Mit Bezug auf 1 wird ein Kraftmaschinensteuerungssystem erklärt. Ein Einlassrohr 12 einer Direkteinspritzkraftmaschine 11 ist mit einer Drosselklappe 13 versehen, deren Position durch einen Motor (nicht gezeigt) gesteuert wird. Ein Ausgleichsbehälter 14 ist stromabwärts der Drosselklappe 13 vorgesehen. Ein Einlassluftkrümmer 15 ist mit dem Ausgleichsbehälter 14 verbunden, um Luft in die Kraftmaschine 11 einzuleiten.
Ein Kraftstoffinjektor 16 ist an einem oberen Abschnitt von jedem Zylinder der Kraftmaschine 11 vorgesehen, um Kraftstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen. Eine Zündkerze 17 ist an einem Zylinderkopf der Kraftmaschine 11 entsprechend jedem Zylinder montiert, um ein Luftkraftstoffgemisch in jedem Zylinder zu zünden. Ein Einlassventil 19 wird durch einen Einlassnocken 18 angetrieben, um einen Einlassanschluss 20 zu öffnen und zu schließen. Ein Auslassventil 22 wird durch einen Auslassnocken 21 angetrieben, um einen Auslassanschluss 23 zu öffnen und zu schließen.
Ein Kurbelwinkelsensor 24 ist an einem Zylinderblock installiert, um Kurbelwinkelpulse auszugeben, wenn sich eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) um einen vorbestimmten Winkel dreht. Auf der Basis dieser Kurbelwinkelpulse werden ein Kurbelwinkel und eine Kraftmaschinendrehzahl erfasst. Ein Gaspedalsensor 25 erfasst eine Position eines Gaspedals.
Die Ausgaben der Sensoren werden in eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 26 eingegeben. Die ECU 26 hat einen Mikrocomputer und einen Nur-Lese-Speicher (ROM), um eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffinjektors 16 und eine Zündzeitabstimmung der Zündkerze 17 zu steuern.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die ECU 26 einen Verbrennungsmodusschaltabschnitt 27, der einen Verbrennungsmodus zwischen einem geschichteten bzw. schichtweisen Verbrennungsmodus und einem homogenen Verbrennungsmodus gemäß einem Kraftmaschinenantriebszustand, wie einer Kraftmaschinendrehzahl, einer Kraftmaschinenlast und dergleichen, schaltet. In dem geschichteten Verbrennungsmodus wird während eines Kompressionshubs eine geringe Kraftstoffmenge direkt in den Zylinder eingespritzt. Ein geschichtetes Luft-Kraftstoffgemisch wird in einer Umgebung der Zündkerze 17 ausgebildet, um eine geschichtete Verbrennung (magere Verbrennung) durchzuführen, um eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. In dem homogenen Verbrennungsmodus wird der Kraftstoff während eines Einlasshubs direkt in den Zylinder eingespritzt. Ein homogenes Luft-Kraftstoffgemisch wird gebildet, um eine homogene Verbrennung (stöchiometrische Verbrennung oder fette Verbrennung) durchzuführen, um eine Kraftmaschinenausgabe zu verbessern.
Die ECU 26 hat einen Zielwertberechnungsabschnitt 28, der eine Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung (InjAng) und eine Zielkraftstoffeinspritzmenge (InMg) berechnet. Die ECU 26 hat einen Einspritzpulsausgabeabschnitt 29, der Einspritzpulssignale zu dem Kraftstoffinjektor 16 in solch einer Weise ausgibt, um das InjAng und das InMg zu erhalten. Der Zielwertberechnungsabschnitt 28 und der Einspritzpulsausgabeabschnitt 29 funktionieren als eine Kraftstoffeinspritzsteuerungseinrichtung.
Im Speziellen wird, wie in 3 gezeigt ist, ein Einspritzzeitmesser von dem Kurbelwinkelsignal als eine Referenz gestartet. Die Kurbelwinkelsignale werden von dem Kurbelwinkelsensor 24 ausgegeben, wenn sich die Kurbelwelle um einen bestimmten Winkel, beispielsweise 30°CA, dreht. Auf Basis eines Zählerwerts des Einspritzzeitmessers wird ein Kraftstoffeinspritzpulssignal zu einer Zeit von InAng erhöht, und das Kraftstoffeinspritzpulssignal fällt zu einer Zeit ab, wenn eine Kraftstoffeinspritzzeitspanne entsprechend dem InjMg von dem IngAng verstrichen ist.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die ECU 26 einen Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30, der eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzzeitstartzeitabstimmung (Ya) und eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge (Rq) berechnet und bestimmt, dass es eine Fehlfunktion in einer Kraftstoffeinspritzung gibt, wenn eine Differenz zwischen dem Ya und dem InAng größer als ein bestimmter Wert KA ist und wenn eine Differenz zwischen dem Rq und dem InjMg größer als ein bestimmter Wert KM ist. Der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30 funktioniert als eine Berechnungseinrichtung von Kraftstoffeinspritzausführungswerten und eine Bestimmungseinrichtung einer Kraftstoffeinspritzfehlfunktion.
Im Speziellen speichert, wie in 3 gezeigt ist, der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30 auf der Basis von Zählerwerten eines frei laufenden Zeitmessers (engl.: „free run timer“) eine Zeit Xt[µs], die zu einer Referenzkurbelwinkelposition Xa[°CA] korrespondiert, eine Zeit Yt[µs], die zu einer Erhöhungszeitabstimmung des Kraftstoffeinspritzpulses korrespondiert, und eine Zeit Zt[µs], die zu einer Abfallzeit des Kraftstoffeinspritzpulses korrespondiert. Die Referenzkurbelwinkelposition Xa[°CA] ist beispielsweise ein unterer Totpunkt bei dem Einlasshub.
Der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30 berechnet eine Wartedauer Rt1, die einer Zeitdauer von der Zeit Xt zu der Zeit Yt entspricht (Rt1 = Yt - Xt). Des Weiteren berechnet der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30 eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzdauer Rt2, die einer Zeitdauer von dem Yt zu dem Xt entspricht. Die Kraftstoffeinspritzdauer Rt2 kennzeichnet eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzpulsbreite.
Das Ya[°CA] wird gemäß einer folgenden Formel berechnet: $Ya = Xa + (Rt1/T30) \times 30$
T30 ist eine Zeitdauer (ein Intervall eines Ausgabepulssignals des Kurbelwinkelsensors 24), die erfordert ist, damit die Kurbelwelle 30°CA dreht.
Eine effektive Kraftstoffeinspritzdauer Tf wird durch Abziehen einer ineffektiven Kraftstoffeinspritzdauer Td[µs] von dem Rt2[µs] erhalten. Das Rq[mg] wird durch Verwenden eines Kennfeldes oder einer Formel gemäß dem Tf und einem Kraftstoffdruck Pf berechnet.
Dann bestimmt der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30, ob eine Differenz zwischen dem Ya und dem InjAng größer als das KA ist, und ob ein Unterschied zwischen dem Rq und dem InjMg größer als das KM ist.
Wenn bestimmt ist, dass die Differenz zwischen dem Ya und dem InjAng größer als das KA ist und dass die Differenz zwischen dem Rq und dem InjMg größer als das KM ist, ist das Rq relativ zu dem InjMg übermäßig erhöht und das Ya weicht von dem InjAng übermäßig ab. Der Überwachungsabschnitt 30 bestimmt, dass es eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion gibt, in der das Moment abnormal erhöht ist.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die ECU 26 einen Momentüberwachungsabschnitt 31, der bestimmt, ob eine Momentfehlfunktion auftritt. In einem Berechnungsabschnitt 32 für ein erfordertes Moment wird ein erfordertes Moment (ReqTrq) auf der Basis einer Gaspedalposition (Aacc) und einer Kraftmaschinendrehzahl (Ne) durch Verwenden von Kennfeldern oder Formeln berechnet.
Ein Berechnungsabschnitt 33 für ein luftmengenbasiertes tatsächliches Moment berechnet ein luftmengenbasiertes tatsächliches Moment (ActTrqAir) auf der Basis einer Einlassluftmenge (Ga) durch Verwenden von Kennfeldern oder Formeln. Ein Berechnungsabschnitt 34 für ein kraftstoffmengenbasiertes tatsächliches Moment berechnet ein kraftstoffmengenbasiertes tatsächliches Moment (ActTrqFuel) auf der Basis des InjMg oder eines Luft-Kraftstoffverhältnisses durch Verwenden von Kennfeldern oder Formeln.
In einem Fall, dass der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30 bestimmt, dass keine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, wenn der Verbrennungsmodus der homogene Verbrennungsmodus ist, wird das ActTrqAir als ein tatsächliches Bestimmungsfehlfunktionsmoment (ActTrqTmp) ausgewählt. Ein Momentvergleichsabschnitt 35 vergleicht das ActTrqTmp, das gleich zu dem ActTrqAir ist, mit dem ReqTrq, um zu bestimmen, ob die Momentfehlfunktion auftritt. Wenn der Verbrennungsmodus der geschichtete Verbrennungsmodus ist, wird das ActTrqFuel als das ActTrqTmp ausgewählt. Der Momentvergleichsabschnitt 35 vergleicht das ActTrqTmp, das gleich zu dem ActTrqFuel ist, mit dem ReqTrq.
In einem Fall, dass der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30 bestimmt, dass eine Fehlfunktion auftritt, wird, ohne auf den Verbrennungsmodus Bezug zu nehmen, das ActTrqAir als das ActTrqTmp ausgewählt. Der Momentvergleichsabschnitt 35 vergleicht das ActTrqTmp mit dem ReqTrq, um zu bestimmen, ob die Momentfehlfunktion auftritt. Selbst in dem geschichteten Verbrennungsmodus, der für das ActTrqFuel geeignet ist, gibt es eine Möglichkeit, dass der Verbrennungszustand nahe dem homogenen Verbrennungsmodus ist, der für das ActTrqAir geeignet ist. Das ActTrqAir wird als das ActTrqTmp ausgewählt, um genau zu bestimmen, ob die Momentfehlfunktion auftritt.
Wenn der Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitt 30 bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, oder wenn der Momentüberwachungsabschnitt 31 bestimmt, dass die Momentfehlfunktion auftritt, gibt ein Fail-Safe-Ausführungsabschnitt 36 ein Fail-Safe-Signal zu dem Antriebsmotor der Drosselklappe 13 aus, so dass der Öffnungsgrad der Drosselklappe 13 auf einen vorbestimmten Wert beschränkt wird, oder gibt ein Fail-Safe-Signal zu dem Kraftstoffinjektor 16 aus, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge unter eine vorbestimmte Menge beschränkt wird. Daher kann das Fahrzeug sicher fahren.
Ein Überwachungsgerät 37 ist neben der ECU 26 vorgesehen. Das Überwachungsgerät 37 hat eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und eine anwendungsspezifische IC (ASIC). Das Überwachungsgerät 37 überwacht eine Überwachungsfunktion des Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitts 30 und eine Überwachungsfunktion des Momentüberwachungsabschnitts 31.
Die vorstehende Kraftstoffeinspritzfehlfunktionsbestimmung und die Momentfehlfunktionsbestimmung werden durch die ECU 26 gemäß jeder Routine ausgeführt, die in 4 und 5 gezeigt sind.
[Kraftstoffeinspritzfehlfunktionsbestimmungsroutine]
Eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktionsbestimmungsroutine, die in 4 gezeigt ist, wird in bestimmten Intervallen ausgeführt, während die ECU 26 eingeschaltet ist. In Schritt 101 wird die Wartedauer Rt1 berechnet. $Rt1 = Yt - Xt$
In Schritt 102 wird die tatsächliche Kraftstoffeinspritzdauer Rt2 berechnet, die die tatsächliche Kraftstoffeinspritzpulsbreite darstellt. $Rt2 = Zt - Yt$
In Schritt 103 wird die tatsächliche Kraftstoffeinspritzstartzeitabstimmung Ya[°CA] gemäß einer folgenden Formel berechnet. $Ya = Xa + (Rt1/T30) \times 30$
In Schritt 104 wird die effektive Kraftstoffeinspritzdauer Tf durch Subtrahieren einer ineffektiven Kraftstoffeinspritzdauer Td[µs] von dem Rt2[µs] erhalten. Das Rq[mg] wird durch Verwenden eines Kennfeldes oder einer Formel gemäß dem Tf und dem Kraftstoffdruck Pf berechnet. $Rq = Map (Tf,Pf)$
In Schritt 105 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Ya und dem InjAng größer als das KA ist. In Schritt 106 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Rq und dem InjMg größer als das KM ist.
Wenn bestimmt ist, dass die Differenz zwischen dem Ya und dem InjAng größer als das KA in Schritt 105 ist, und in Schritt 106 die Differenz zwischen dem Rq und dem InjMg größer als das KM ist, ist das Rq relativ zu dem InjMg übermäßig erhöht und das Ya weicht übermäßig von dem InjAng ab. Es wird bestimmt, dass es eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion gibt, in der das Moment abnormal erhöht ist. Die Prozedur geht weiter zu Schritt 107, in dem ein Kraftstoffeinspritzfehlfunktionsflag (IMF) auf „1“ festgesetzt wird und eine Warnlampe an einer Instrumententafel des Fahrzeugs eingeschaltet wird, um einen Fahrer auf die Fehlfunktion aufmerksam zu machen. Eine Fehlfunktionsinformation (Fehlfunktionscode) wird in einem Sicherungs-RAM (nicht gezeigt) der ECU 26 gespeichert.
Wenn die Antwort in Schritt 105 Nein ist oder wenn die Antwort in Schritt 106 Nein ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 108, in dem das IMF auf „0“ festgesetzt wird.
[Momentfehlfunktionsbestimmungsroutine]
Eine Momentfehlfunktionsbestimmungsroutine wird in bestimmten Intervallen ausgeführt, während die ECU 26 eingeschaltet ist. In Schritt 201 wird das erforderte Moment (ReqTrq) auf der Basis einer Gaspedalposition (Aacc) und einer Kraftmaschinendrehzahl (Ne) durch Verwenden von Kennfeldern oder Formeln berechnet. $ReqTrq = Map (Aacc,Ne)$
In Schritt 202 wird das luftmengenbasierte tatsächliche Moment (ActTrqAir) auf der Basis einer Einlassluftmenge (Ga) durch Verwenden von Kennfeldern oder Formeln berechnet. $ActTrqAir = f (Ga)$
In Schritt 203 wird das kraftstoffmengenbasierte tatsächliche Moment (ActTrqFuel) auf der Basis des InjMg oder eines Luft-Kraftstoffverhältnisses durch Verwenden von Kennfeldern oder Formeln berechnet. $ActTrqFuel = f (InjMg)$
In Schritt 204, wenn der Verbrennungsmodus der geschichteten Verbrennungsmodus ist, wird ein Verbrennungsmodusflag (CM) auf „0“ zurückgestellt. Wenn der Verbrennungsmodus der homogene Verbrennungsmodus ist, wird das CM auf „1“ festgesetzt. In Schritt 205 wird das IMF gelesen.
In Schritt 206 wird bestimmt, ob das CM „0“ ist. Wenn die Antwort Nein ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 208, in dem das ActTrqAir als das ActTrqTmp definiert wird. $ActTrqTmp = ActTrqAir$
In Schritt 210 wird bestimmt, ob das ActTrqTmp (= ActTrqAir) größer als das ReqTrq ist.
Wenn die Antwort in Schritt 206 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 207, in dem bestimmt wird, ob das IMF „0“ ist. Wenn die Antwort in Schritt 207 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 209, in dem das ActTrqFuel als das ActTrqTmp definiert wird. $ActTrqTmp = ActTrqFuel$
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 210, in dem bestimmt wird, ob das ActTrqTmp (= ActTrqFuel) größer als das ReqTrq ist.
Selbst falls die Antwort in Schritt 206 Ja ist, dann geht, falls die Antwort in Schritt 207 Nein ist, die Prozedur weiter zu Schritt 208, in dem das ActTrqAir als das ActTrqTmp definiert wird. $ActTrqTmp = ActTrqAir$
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 210, in dem bestimmt wird, ob das ActTrqTmp (= ActTrqAir) größer als das ReqTrq ist. Selbst in dem geschichteten Verbrennungsmodus, der für das ActTrqFuel geeignet ist, gibt es eine Möglichkeit, dass der Verbrennungszustand nahe dem homogenen Verbrennungsmodus ist, der für das ActTrqAir geeignet ist. Das ActTrqAir wird als das ActTrqTmp ausgewählt, um genau zu bestimmen, ob die Momentfehlfunktion auftritt.
Wenn die Antwort in Schritt 210 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 211, in dem das TMF auf „1“ festgesetzt wird und die Warnlampe an der Instrumententafel des Fahrzeugs angeschaltet wird, um den Fahrer auf die Fehlfunktion aufmerksam zu machen. Die Fehlfunktionsinformation (Fehlfunktionscode) wird in einem Sicherungs-RAM (nicht gezeigt) der ECU 26 gespeichert.
Wenn die Antwort in Schritt 210 Nein ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 212, in dem das TMF auf „0“ zurückgestellt wird.
Gemäß der Ausführungsform werden das Ya und das Rq auf der Basis der Kraftstoffeinspritzpulse berechnet. Wenn bestimmt ist, dass die Differenz zwischen dem Ya und dem InjAng größer als das KA ist und die Differenz zwischen dem Rq und dem InjMg größer als das KM ist, ist das Rq relativ zu dem InjMg übermäßig erhöht und das Ya weicht übermäßig von dem InjAng ab. Es wird bestimmt, dass es eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion gibt, in der das Moment abnormal erhöht ist. Daher wird die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion genau erfasst. Selbst falls sich eine Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, wenn sich das tatsächliche Moment aufgrund der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung nicht erhöht, kann verhindert werden, dass die irrtümliche Bestimmung durchgeführt wird, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, und kann verhindert werden, dass der Fail-Safe-Prozess irrtümlich durchgeführt wird.
Gemäß der Ausführungsform wird, ohne auf den Verbrennungsmodus Bezug zu nehmen, wenn die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, das ActTrqAir als das ActTrqTmp definiert und das Req wird mit dem ActTrqTmp verglichen, um zu bestimmen, ob die Momentfehlfunktion auftritt. Dadurch gibt es, selbst in dem geschichteten Verbrennungsmodus, der für das ActTrqFuel geeignet ist, eine Möglichkeit, dass der Verbrennungszustand nahe dem homogenen Verbrennungsmodus ist, der für das ActTrqAir geeignet ist. Das ActTrqAir wird als das ActTrqTmp ausgewählt, um genau zu bestimmen, ob die Momentfehlfunktion auftritt.
In der vorliegenden Ausführungsform werden, da das Überwachungsgerät 37 die Funktion des Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitts 30 und die Funktion des Momentüberwachungsabschnitts 31 überwacht, die Glaubwürdigkeit des Kraftstoffeinspritzüberwachungsabschnitts 30 und des Momentüberwachungsabschnitts 31 verbessert.
Wenn ein Verhältnis zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge größer als ein bestimmter Wert ist und wenn das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung größer als ein bestimmter Wert ist, kann bestimmt werden, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Einlassanschlusseinspritzkraftmaschine angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann auf ein System angewendet werden, in dem ein Verbrennungsmodus in einer Magerverbrennungskraftmaschine einer Einlassanschlusseinspritzbauart geändert wird.

Claims

Überwachungssystem für eine Brennkraftmaschine, die eine Kraftstoffeinspritzsteuerungseinrichtung (28, 29) zum Ausgeben eines Kraftstoffeinspritzsignals zu einem Injektor auf der Basis einer Zielkraftstoffeinspritzmenge und einer Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung gemäß einem Antriebszustand der Kraftmaschine (11) hat, wobei das Überwachungssystem Folgendes aufweist: eine Berechnungseinrichtung (30) zum Berechnen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung auf der Basis des Kraftstoffeinspritzsignals; eine Bestimmungseinrichtung (30) zum Bestimmen, ob eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, durch Vergleichen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge und Vergleichen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung, eine Modusumschalteinrichtung (27) zum Umschalten eines Verbrennungsmodus gemäß dem Antriebszustand der Kraftmaschine (11); eine erste Momentberechnungseinrichtung (33) zum Berechnen eines luftmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis einer Einlassluftmenge der Kraftmaschine (11); eine zweite Momentberechnungseinrichtung (34) zum Berechnen eines kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis einer Kraftstoffeinspritzmenge oder eines Luft-Kraftstoffverhältnisses der Kraftmaschine (11); und eine Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung (31) zum Auswählen von einem von dem luftmengenbasierten tatsächlichen Moment und dem kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moment als ein tatsächliches Fehlfunktionsbestimmungsmoment gemäß dem Verbrennungsmodus und zum Bestimmen, ob eine Momentfehlfunktion auftritt, durch Vergleichen des tatsächlichen Fehlfunktionsbestimmungsmoments mit einem erforderten Moment, wobei die Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung das luftmengenbasierte tatsächliche Moment als das tatsächliche Fehlfunktionsbestimmungsmoment in jedem Verbrennungsmodus definiert, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt.
Überwachungssystem gemäß Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung (30) bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, wenn eine Differenz zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge größer als ein bestimmter Wert ist und wenn eine Differenz zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der Zielkraftstoffeinspritzzeitabstimmung größer als ein weiterer bestimmter Wert ist.
Überwachungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, das des Weiteren eine Überwachungseinrichtung (37) zum Überwachen der Berechnungseinrichtung und der Bestimmungseinrichtung aufweist.
Überwachungssystem für eine Brennkraftmaschine (11) mit einer Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt; einer Modusschalteinrichtung (27) zum Umschalten eines Verbrennungsmodus gemäß dem Antriebszustand der Kraftmaschine (11); einer ersten Momentberechnungseinrichtung (33) zum Berechnen eines luftmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis einer Einlassluftmenge der Kraftmaschine (11); einer zweiten Momentberechnungseinrichtung (34) zum Berechnen eines kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moments auf der Basis einer Kraftstoffeinspritzmenge oder eines Luft-Kraftstoffverhältnisses der Kraftmaschine (11); und einer Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung (31) zum Auswählen von einem von dem luftmengenbasierten tatsächlichen Moment und dem kraftstoffmengenbasierten tatsächlichen Moment als ein tatsächliches Fehlfunktionsbestimmungsmoment gemäß dem Verbrennungsmodus und zum Bestimmen, ob eine Momentfehlfunktion auftritt, durch Vergleichen des tatsächlichen Fehlfunktionsbestimmungsmoments mit einem erforderten Moment, wobei die Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung das luftmengenbasierte tatsächliche Moment als das tatsächliche Fehlfunktionsbestimmungsmoment in jedem Verbrennungsmodus definiert, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt.
Überwachungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennkraftmaschine (11) eine Direkteinspritzkraftmaschine (11) ist, die einen Injektor (16) zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder hat, eine Modusumschalteinrichtung (27) den Verbrennungsmodus zwischen einem homogenen Verbrennungsmodus, in dem der Kraftstoff während eines Einlasshubs in den Zylinder eingespritzt wird, um eine homogene Verbrennung durchzuführen, und einem geschichteten Verbrennungsmodus umschaltet, in dem der Kraftstoff während eines Kompressionshubs in den Zylinder eingespritzt wird, um eine geschichtete Verbrennung durchzuführen, die Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung (31) gewöhnlich das luftmengenbasierte tatsächliche Moment als das tatsächliche Fehlfunktionsbestimmungsmoment in dem geschichteten Verbrennungsmodus definiert und das kraftstoffmengenbasierte tatsächliche Moment als das tatsächliche Fehlfunktionsbestimmungsmoment in dem homogenen Verbrennungsmodus definiert, und wobei, wenn die Bestimmungseinrichtung (30) bestimmt, dass eine Kraftstoffeinspritzfehlfunktion auftritt, die Momentfehlfunktionsbestimmungseinrichtung (31) das luftmengenbasierte tatsächliche Moment als das tatsächliche Fehlfunktionsbestimmungsmoment in beiden Verbrennungsmodi definiert.