DE102010000221B4

DE102010000221B4 - Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102010000221B4
Application number: DE102010000221.6A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Toyoshima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: US20100192910A1; US8800355B2; JP4983814B2; DE102010000221A1; JP2010174800A

Abstract

Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Injektor (5), der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1) einspritzt, einer Common-Rail (2), die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4) zugeführt wird, akkumuliert und die den Kraftstoff dem Injektor (5) zuführt, und einer Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7), die den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) erfasst, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, steuert, gekennzeichnet durch:eine Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) zum temporären Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist, undeine Formale-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S210-S280) zum Erhöhen der Kraftstoffübertragungsmenge von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4), nachdem die Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) temporär die Anormalität bestimmt hat, und zum formalen Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die durch die Übertragungsmengenerhöhung verursacht wird und mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Kraftstoff von einer Common-Rail, die Hochdruckkraftstoff (d.h. einen unter hohen Druck stehenden Kraftstoff) akkumuliert, einem Injektor zuführt und insbesondere eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine Anormalität einer Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung, die den Kraftstoffdruck der Common-Rail erfasst, betrifft.
Herkömmlicherweise, wie in dem Patentdokument 1 ( JP 2008 - 202 593 A ) beschrieben, führt eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Kraftstoff von einer Common-Rail zu einem Injektor zuführt, den Hochdruckkraftstoff von einer Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe zu der Common-Rail zu und steuert den Kraftstoffdruck der Common-Rail durch die Änderung der Übertragungsmenge an Kraftstoff von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe.
In diesem Fall erfasst die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Kraftstoffdruck der Common-Rail mit einer Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung und steuert die Übertragungsmenge der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe, basierend auf dem erfassten Kraftstoffdruck und dem Solldruck, sodass eine Differenz zwischen dem erfassten Kraftstoffdruck und dem Solldruck abnimmt.
DE 10 2005 043 017 A1 beschreibt eine Steuereinheit zum Steuern eines Kraftstoffdrucks in einem Common-Rail, mit einem Drucksensor zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks in der Common-Rail, einer Verringerungsbetragsannahmeeinrichtung zum Berechnen eines angenommenen Verringerungsbetrags des Common-Rail-Kraftstoffdrucks und einer ersten Bestimmungseinrichtung zum Vergleichen des erfassten Verringerungsbetrags des Common-Rail-Kraftstoffdrucks mit dem angenommenen Verringerungsbetrag auf, um zu bestimmen, ob ein anormaler Zustand in dem Ausgabesignal von dem Drucksensor enthalten ist. Daher kann die Fehlfunktion des Drucksensors oder können die anormalen Zustände, die in dem Ausgangssignal von dem Drucksensor enthalten sind, auch während des Verbrennungsmotorbetriebs erfasst werden.
DE 698 18 119 T2 betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Vorratsbehälter zum Speichern von druckbeaufschlagtem Kraftstoff, Kraftstoffeinspritzventilen, die mit dem Vorratsbehälter verbunden sind und den Kraftstoff im Vorratsbehälter zu einem vorgebenen Zeitpunkt in die Brennkraftmaschine einspritzen, einer Kraftstoffpumpe zum Fördern des druckbeaufschlagten Kraftstoffs, um den Kraftstofdruck im Vorratsbehälter auf einem vorgegebenen Niveau zu halten, und einer Defektbestimmungseinrichtung, um für jedes der Kraftstoffeinspritzventile zu bestimmten, ob es defekt ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist ferner eine Kraftstoffzufuhrabschalteinrichtung zum Abschalten der Kraftstoffzufuhr von der Kraftstoffpumpe zum Vorratsbehälter auf, wenn die Defektbestimmungseinrichtung bestimmt, dass eines der Kraftstoffeinspritzventile defekt ist; sowie eine Druckabbaueinrichtung zum Abführen des Kraftstoffs im Vorratsbehälter aus dem Vorratsbehälter heraus durch Einspritzen von Kraftstoff aus allen Kraftstoffeinspritzventilen einschließlich dem Krafstoffeinspritzventil, das als defekt bestimmt wurde, wenn die Defektbestimmungseinrichtung bestimmt, dass eines der Kraftstoffeinspritzventile defekt ist.
DE 600 21 564 T2 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose eines Sensors im Zusammenhang mit der Regelung eines Verbrennungsmotors mit folgenden Schritten: Zuführen von unter Druck stehendem Kraftstoff zu dem Motor, Ermitteln des Drucks mittels eines Sensors und Regeln eines Luft/Kraftstoff-Gemischs, das entsprechend dem Betriebszustand in dem Motor angepasst ist, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Durchführen einer absichtlichen Modifikation des Druckes, Durchführen einer absichtlichen Modifikation der Einspritzdauer, während der Kraftstoff des Motors zugeführt wird, wobei die Modifikation des Drucks und der Einspritzzeitdauer jeweils derart ausgewählt werden, dass im wesentlichen keine Änderung des Kraftstoff-Flusses zu dem Motor erreicht wird, und Durchführen einer Prüfung dahingehend, ob die jeweilige Modifikation des Drucks und der Einspritzzeitdauer irgendeine unerlaubte Abweichung bei dem Betriebszustand des Motors nach sich ziehen, und, falls dies der Fall ist, Ausgabe einer Anzeige, dass der Sensor defekt ist.
Bei solchen konventionellen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen wird jedoch, falls der erfasste Kraftstoffdruck aufgrund einer Anormalität in der Kraftstoffdruckvorrichtung im Wesentlichen konstant bleibt, die Kraftstoffeinspritzvorrichtung nicht in der Lage sein ,den Kraftstoffdruck zu steuern. Im schlimmsten Fall gibt es die Möglichkeit, dass ein Verbrennungsmotor durch einen anormalen Abfall des Kraftstoffdrucks gestoppt wird, oder es gibt die Möglichkeit, dass der anormale Hochdruckkraftstoffdruck Fehlfunktionen der Vorrichtung oder Kraftstoffleckagen an der Kraftstoffleitung oder dergleichen verursacht, was zu einer Brandgefahr führt. Demnach werden Änderungen in dem Kraftstoffdruck vor und nach der Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst. Falls die Druckänderungsmenge größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, wird bestimmt, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung normal arbeitet. Falls die Druckänderungsmenge kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird bestimmt, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet und die Anormalität wird angezeigt.
Zum Beispiel öffnet und schließt der Injektor einen Niederdruckkanal, der sich von einer Druckkammer, zu der der Hochdruckkraftstoff der Common-Rail zugeführt wird, zu einer Niederdruckseite erstreckt. Falls der Niederdruckkanal aufgrund einer Erregung bzw. durch Betätigung des Ventils geöffnet wird und demnach der Kraftstoffdruck in der Druckkammer abnimmt, wird eine Düsennadel angehoben und der Injektor geöffnet. Während der Injektor geöffnet ist, lässt dieser den Hochdruckkraftstoff, der von der Common-Rail zugeführt wird, zu einer Niederdruckströmungskanalseite durch die Druckkammer auslaufen bzw. ausströmen und erzeugt demnach eine große Menge an ausgelaufenen Kraftstoff. Da die Menge an ausgelaufenen Kraftstoff aus dem Injektor groß ist, wird sich der Kraftstoffdruck vor und nach der Kraftstoffeinspritzung stark ändern und die Größe der Kraftstoffdruckänderung, der durch die Kraftstofferfassungsvorrichtung erfasst wird, steigt an.
Dennoch verursacht die große Menge an ausgelaufenen Kraftstoff ein Absinken der Kraftstoffeffizienz. Falls ein Injektor, der kaum oder gar keinen auslaufenden Kraftstoff verursacht, verwendet wird, um die Kraftstoffverbrauchseffizienz zu verbessern, wird es jedoch schwieriger Druckänderungen zu erhalten, die größer oder gleich einem vorgegebenen Wert sind. Als Folge besteht die Möglichkeit, dass die Anormalitätserfassung der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung schwierig wird oder eine fehlerhafte Bestimmung herbeigeführt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die fähig ist, eine entsprechende Anormalitätserfassung einer Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung geeignet durchzuführen, unabhängig von dem Bestehen/Nichtbestehen eines Kraftstofflecks von einem Injektor.
Gemäß einem ersten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Injektor, der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors einspritzt, eine Common-Rail, die den Hochdruckkraftstoff, der von einer Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe zugeführt wird, akkumuliert und den Kraftstoff dem Injektor zuführt, sowie eine Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung, die den Kraftstoffdruck der Common-Rail erfasst, auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert den Kraftstoffdruck der Common-Rail, basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst wird.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist einen Temporären-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt und einen Formalen-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt auf. Der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt bestimmt temporär, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst wird, klein ist. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt erhöht die Kraftstoffübertragungsmenge von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe nachdem der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt temporär die Anormalität bestimmt. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn Kraftstoffdruckänderungen, die durch den Übertragungsmengenanstieg verursacht werden und mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst werden, klein sind.
Gemäß einem zweiten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Injektor, der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotor einspritzt, eine Common-Rail, die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe zugeführt wird, akkumuliert und den Kraftstoff dem Injektor zuführt, und eine Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung auf, die den Kraftstoffdruck der Common-Rail erfasst. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert den Kraftstoffdruck der Common-Rail basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst wird.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist ein Druckreduzierventil, einen Temporären-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt und einen Formalen-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt auf. Das Druckreduzierventil reduziert den Kraftstoffdruck der Common-Rail. Der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt bestimmt temporär, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn Kraftstoffdruckänderungen, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst werden, klein sind. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt reduziert den Kraftstoffdruck mit dem Druckreduzierventil nachdem der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt temporär die Anormalität bestimmt hat und bestimmt formal, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn Kraftstoffdruckänderungen, die durch die Kraftstoffdruckreduzierung verursacht werden und mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst werden, klein sind.
Gemäß einem dritten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung, weist eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Injektor, der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors einspritzt, eine Common-Rail, die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe zugeführt wird, akkumuliert und den Kraftstoff dem Injektor zuführt, und eine Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung, die den Kraftstoffdruck der Common-Rail erfasst, auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert den Kraftstoffdruck der Common-Rail, basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst wird.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist einen Temporären-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt und einen Formalen-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt auf. Der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt bestimmt temporär, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn Kraftstoffdruckänderungen, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst werden, klein sind. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt steigert die Kraftstoffübertragungsmenge von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe nachdem der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt temporär die Anormalität bestimmt. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt erfasst den Kraftstoffdruck mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt bestimmt formal, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn erfassten Kraftstoffänderungen, klein sind.
Gemäß einem vierten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Injektor, der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors einspritzt, eine Common-Rail, die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe zugeführt wird, akkumuliert und den Kraftstoff dem Injektor zuführt, sowie eine Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung auf, die den Kraftstoffdruck der Common-Rail erfasst. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert den Kraftstoffdruck der Common-Rail, basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst wird.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist ein Druckreduzierventil, einen Temporären-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt und einen Formalen-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt auf. Das Druckreduzierventil reduziert den Kraftstoffdruck der Common-Rail. Der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt bestimmt temporär, dass die Kraftstofferfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn Kraftstoffdruckänderungen, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung erfasst werden, klein sind. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt reduziert den Kraftstoffdruck mit dem Druckreduzierventil, nachdem der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt temporär die Anormalität bestimmt hat. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt erfasst den Kraftstoffdruck mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe. Der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt bestimmt formal, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn erfassten Kraftstoffänderungen klein sind.
Gemäß einem fünften Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung reduziert der Formale-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt den Kraftstoffdruck mit dem Druckreduzierventil zum Zeitpunkt, das nach der Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor und außerhalb der Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe liegt.
Gemäß einem sechsten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung, erfasst der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt den Kraftstoffdruck vor und nach der Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung und bestimmt temporär, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn Kraftstoffdruckänderungen klein sind.
Gemäß einem siebten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung erfasst der Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt den Kraftstoffdruck mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe und bestimmt temporär, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung klein ist.
Die Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt temporär, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung anormal arbeitet, wenn Kraftstoffdruckänderungen, die mit der Kraftstofferfassungsvorrichtung erfasst werden, klein sind. Nachdem die Anormalität temporär bestimmt wird, wird die Übertragungsmenge aus der Hochdruckkraftstoffpumpe gesteigert oder das Druckreduzierventil wird angesteuert um den Kraftstoffdruck zu reduzieren. Wenn Kraftstoffdruckänderungen, die mit der Kraftstofferfassungsvorrichtung erfasst werden, klein sind, wird formal bestimmt dass die Kraftstofferfassungsvorrichtung anormal arbeitet.
Demzufolge kann die Anormalitätserfassung der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung, auch wenn der Injektor den Aufbau aufweist, der geringe Mengen des Leckkraftstoffs oder keinen Leckkraftstoff verursacht, geeignet durchgeführt werden, unabhängig vom Bestehen/Nichtbestehen des Leckkraftstoffs von dem Injektor.
Durch Erfassung des Kraftstoffdrucks durch die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffpumpe, kann der Kraftstoffdruck erfasst werden, wenn große Änderungen in dem Kraftstoffdruck auftreten. Demnach kann die Anormalitätserfassung der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung geeignet durchgeführt werden.
Merkmale und Vorteile einer Ausführungsform sind ebenso wie die Arbeitsweise und die Funktion der dazugehörigen Teile nach einer Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Figuren, die alle bilden einen Teil dieser Anmeldung bilden, besser verständlich. Es zeigt:

1 ein gesamtes Anordnungsdiagramm, das eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine erweiterte Schnittansicht, das einen Injektor gemäß der Ausführungsform darstellt;
3 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Anormalitätserfassungsprozesses, durchgeführt durch eine elektrische Steuereinheit, gemäß der Ausführungsform darstellt;
4 ein Zeitdiagramm, das Beziehungen zwischen der Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoffdruck, Kraftstoffübertragung, Druckänderungsmenge und Anormalitätsbestimmung in einem Fall der temporären Bestimmung in einem Fall der temporären Bestimmung gemäß der Ausführungsform darstellt; und
5 ein Zeitdiagramm, das Beziehungen zwischen der Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoffdruck, Kraftstoffübertragung, Druckänderungsmenge und Anormalitätsbestimmung in einem Fall der formalen Bestimmung gemäß der Ausführungsform darstellt.

Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. 1 zeigt ein gesamtes Anordnungsdiagramm, das eine Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie in 1 dargestellt, wird die Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform an einem Verbrennungsmotor 1 angewendet, der beispielsweise ein Vierzylinder Dieselmotor ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist eine Common-Rail 2, die den Hochdruckkraftstoff akkumuliert, eine Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4, die den aus einem Kraftstofftank 3 durch eine Förderpumpe 10 gezogenen Kraftstoff unter Druck setzt und ihn der Common-Rail 2 zuführt, einen Injektor 5, der den Hochdruckkraftstoff, der von der Common-Rail 2 zugeführt wird, in einen Brennraum 21 in einem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 einspritzt, und eine elektronische Steuereinheit 6 (ECU), die die elektronische Steuerung des Injektors 5 und Ähnliches durchführt, auf.
Die ECU 6 stellt basierend auf dem Betriebszustand und Ähnlichem den Solldruck der Common-Rail 2 ein. Die Common-Rail 2 akkumuliert den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 zugeführt wird, zu dem Solldruck. Ein Kraftstoffdrucksensor 7, der als eine Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung dient, und ein Druckreduzierventil 8 sind an die Common-Rail 2 angebracht. Der Kraftstoffdrucksensor 7 erfasst den akkumulierten Kraftstoffdruck und gibt den erfassten Kraftstoffdruck zu der ECU 6 aus. Das Druckreduzierventil 8 lässt den Hochdruckkraftstoff in der Common-Rail in den Kraftstofftank 3 einströmen, um den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 2 zu reduzieren.
Die Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 bewirkt durch Verwendung einer drehenden Nocke (nicht dargestellt), die durch den Verbrennungsmotor 1 angetrieben wird, die Hin- und Herbewegung einen Kolben (nicht dargestellt). Demnach führt die Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 den Hochdruckkraftstoff einmal pro zwei Umdrehungen des Verbrennungsmotors abwechselnd aus 2 Druckbeaufschlagungskammern (nicht dargestellt) zu der Common-Rail 2 ab. Der Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank 3 durch die Förderpumpe 10 gezogen wird, wird der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 zugeführt. Ein Druckdosierventil 14, das die Kraftstoffmenge einstellt, die von der Förderpumpe 10 abgesaugt wird, ist in der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 vorgesehen.
Der Kraftstoff, der von der Förderpumpe 10 ausgesendet wird, wird durch das Druckdosierventil 14 dosiert und in die Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 eingesaugt. Der Kraftstoff, der durch die Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 unter Druck gesetzt wird, drückt und öffnet ein Auslassventil 16 und wird zu der Common-Rail 2 gepumpt.
Das Druckdosierventil 14 schiebt ein Ventilelement (nicht dargestellt) entsprechend einem eingegebenen Steuerstrom, um den Kraftstoff, der von der Förderpumpe 10 abgegeben wird, einzustellen, um dadurch die Übertragungsmenge, die von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 zu der Common-Rail 2 zugeführt wird, zu variieren.
Der Injektor 5 ist an jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 montiert. Wie in 2 dargestellt, ist ein Hochdruckströmungskanal 24 in einem Hauptkörper 22 des Injektors 5 ausgebildet und mit der Common-Rail 2 durch eine Hochdruckleitung 17 verbunden. Der Hochdruckkraftstoffkanal 24 steht in Verbindung mit einer Ölwannenkammer 26, die in dem Hauptkörper 22 ausgebildet ist. Eine Einspritzöffnung 28, die in Verbindung mit der Ölwannenkammer 26 steht, ist ausgebildet.
Eine Düsennadel 30, die gleitend durch den Hauptkörper 22 gelagert ist, ist in der Ölwannenkammer 26 vorgesehen. Die Düsennadel 30 empfängt Kraftstoffdruck von der Ölwannenkammer 26 in einer Ventilöffnungsrichtung. Die Düsennadel 30 ist zum Blockieren der Einspritzöffnung 28so strukturiert, dass die Düsennadel 30 durch eine Feder 32 in eine Ventilschließrichtung vorgespannt ist, und die Düsennadel 30 eine Wirkkraft in Ventilschließrichtung erfährt, die durch die Zuführung des Hochdruckkraftstoffs in eine Druckkammer 34, die an einer Rückseite der Düsennadel 30 vorgesehen ist, bewirkt wird.
Ein Verbindungsströmungskanal 36 ist mit der Druckkammer 34 verbunden und der Verbindungsströmungskanal 36 ist mit der Ventilkammer 38 verbunden. Ein Anschlussströmungskanal 40, der mit dem Hochdruckströmungskanal 24 verbunden ist, und eine Gleitöffnung 42 sind mit der Ventilkammer 38 verbunden, um einander gegenüber zu liegen. Ein Ventilelement 44 ist in der Ventilkammer 38 vorgesehen und die Ventilkammer 38 ist so strukturiert, dass sie in der Lage ist zwischen der Verbindung von der Ventilkammer 38 und den Anschlussströmungskanal 40 und der Verbindung von der Ventilkammer 38 und der Gleitöffnung 42 mittels der Bewegung des Ventilelementes 44 zu schalten.
Ein Rückströmungskanal 46 ist mit der Gleitöffnung 42 verbunden. Der Rückströmungskanal 46 ist mit dem Kraftstofftank 3 durch einen Leckströmungskanal 47 verbunden. Ein Gleitstift 48 ist gleitend in der Gleitöffnung 42 eingebracht. Wenn sich ein Piezoaktuator 50 ausdehnt, bewegt sich der Gleitstift 48 durch einen ersten Kolben 52 und einen zweiten Kolben 54, um das Ventilelement 44 herunter zu drücken und die Verbindung zwischen der Ventilkammer 38 und der Gleitöffnung 42 vorzusehen. Das Ventilelement 44 bewegt sich aufgrund der Feder 56 und des Kraftstoffdrucks in dem Anschlussströmungskanal 40, wodurch die Verbindung zwischen der Ventilkammer 38 und dem Anschlussströmungskanal 40 vorgesehen wird.
Wenn das Ventilelement 44 durch die Feder 56 und den Kraftstoffdruck in dem Anschlussströmungskanal 40 bewegt wird und die Verbindung zwischen der Ventilkammer 38 und dem Anschlussströmungskanal 40 vorgesehen wird, wird der Hochdruckkraftstoff in die Druckkammer 34 durch die Common-Rail 2, dem Hochdruckströmungskanal 24, dem Anschlussströmungskanal 40, der Ventilkammer 38 und den Verbindungsströmungskanal 36 zugeführt. Demnach überschreitet die Wirkkraft, die auf die Düsennadel 30 in Ventilschließrichtung wirkt, die Wirkkraft in Ventilöffnungsrichtung. Dementsprechend wird die Düsennadel 30 verschoben, um die Einspritzöffnung 28 zu blockieren, und dadurch den Injektor 5 zu schließen. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn der Injektor 5 geschlossen ist, die Verbindung zwischen der Ventilkammer 38 und der Gleitöffnung 42 blockiert. Demzufolge erfolgt kein Ausströmen des Hochdruckkraftstoffs.
Wenn das Ventilelement 44 durch Ausdehnung des Piezoaktuators 50 bewegt wird und die Verbindung zwischen der Ventilkammer 38 und dem Anschlussströmungskanal 40 vorgesehen wird, ist die Druckkammer 34 mit dem Rückströmungskanal 46 durch den Verbindungsströmungskanal 36, die Ventilkammer 38 und die Gleitöffnung 42 verbunden. Demnach strömt der Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstofftank 3 durch den Leckageströmungskanal 47. Somit überschreitet die Wirkkraft, die auf die Düsennadel 30 in Ventilöffnungsrichtung wirkt, die Wirkkraft in Ventilschließrichtung. Gemäß wird die Düsennadel 30 verschoben, um die Einspritzöffnung 28 zu öffnen. Demnach wird der Kraftstoff aus der Einspritzöffnung eingespritzt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, strömt der Hochdruckkraftstoff aus, wenn der Injektor 5 geöffnet ist. Jedoch ist die Leckagekraftstoffmenge entsprechend zu der Schiebebewegung der Düsennadel 30 eine kleine Menge. Da der Hochdruckkraftstoff nicht konstant ausströmt, kann eine Kraftstoffeffizienz und Ähnliches verbessert werden.
Die oben beschriebenen Sensoren und Ähnliches sind mit der ECU 6 verbunden. Wie in 1 dargestellt, ist die ECU 6 hauptsächlich durch die CPU 62, ROM 64, RAM 66 und dergleichen als eine logische Verknüpfungsschaltung ausgebildet. Die Bauteile der ECU 6, wie die CPU 62, der ROM 64 und die RAM 66 sind miteinander mit einer Eingangs-/Ausgangsschaltung 68, der die Eingabe/Ausgabe nach bzw. von außerhalb durchführt, über einen gemeinsamen Bus 70 verbunden.
Die CPU 62 empfängt Eingangssignale von dem Kraftstoffdrucksensor 7 und einem Drehsensor 18 über die Eingangs-/Ausgangsschaltung 68. Der Drehsensor 18 verwendet einen elektromagnetischen Geber, der die Impulsrechtecke, die durch eine Impuls- bzw. Taktvorrichtung 19 ausgebildet werden, erfasst. Die CPU 62 berechnet die für den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 geeigneten Solldruck der Common-Rail 2, den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge, basierend auf diesen Signalen, sowie auf zuvor in dem ROM 64 und dem RAM 66 gespeicherten Daten und auf Steuerprogramme. Die CPU 62 steuert elektronisch das Druckdosierventil 14 und den Injektor 5 gemäß dem Berechnungsergebnis.
Als nächstes wird der Anormalitätsbestimmungsprozess, der durch die ECU 6 durchgeführt wird, anhand des Ablaufdiagramms in 3 erklärt.
Zuerst wird der Kraftstoffdruck der Common-Rail 2 mit dem Kraftstoffdrucksensor 7 erfasst und wird bei je 90 Grad des Drehwinkels (Drehwinkel der Kurbelwelle), der mit dem Drehsensor 18 erfasst wird, gespeichert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Kraftstoffdruck PM1, der bei dem Drehwinkel erfasst wird, der dem augenblicklichen Drehwinkel um 180 Grad vorausgeht, in einem ersten Speicherbereich M1 der RAM 66 gespeichert. Der Kraftstoffdruck PM2, der bei einem Drehwinkel erfasst wird, der dem augenblicklichen Drehwinkel um 90 Grad vorausgeht, wird in den zweiten Speicherbereich M2 der RAM 66 gespeichert. Der Kraftstoffdruck PM3, der bei dem augenblicklichen Drehwinkel erfasst wird, wird in dem dritten Speicherbereich M3 der RAM 66 gespeichert. Der Kraftstoffdruck P, der alle 90 Grad des Drehwinkels neu erfasst wird, wird in den dritten Speicherbereich M3 gespeichert, und der vorher erfasste Kraftstoffdruck P wird zu dem unmittelbar vorausgehenden Speicherbereich weiter bewegt und gespeichert. Der Anormalitätsbestimmungsprozess wird alle 180 Grad des Drehwinkels (Drehwinkel der Kurbelwelle) durchgeführt. Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform der Druck P alle 90 Grad erfasst wird und der Anormalitätsbestimmungsprozess alle 180 Grad durchgeführt wird, ist der Drehwinkel nicht auf diesen Winkel begrenzt. Alternativ kann die Druckerfassung und der Anormalitätsbestimmungsprozess bei kleineren Winkeln durchgeführt werden.
Bei dem Anormalitätsbestimmungsprozess wird in S100 (S bedeutet „Schritt“) bestimmt ob eine Bedingung zur Bestimmung der Anormalität in dem Kraftstoffdrucksensor 7 besteht. Die Feststellung der Erfassungsbedingung wird bestimmt, durch Bestimmen, ob die Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor 5 durchgeführt wird und ob die Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4, die Förderpumpe 10, das Druckreduzierventil 8 und der Injektor 5 normal arbeiten.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird und der Betrieb normal durchgeführt wird, wird bestimmt, dass die Erfassungsbedingungen bestehen bzw. erfüllt sind, und der Druckwert PM1 des Kraftstoffdrucks, der in dem ersten Speicherbereich M1 gespeichert wird, wird in S130 bezogen bzw. erhalten.
Anschließend wird aus drei Druckwerten PM1, PM2, PM3 eine Bestimmungsdruckänderungsmenge Px basierend auf der folgenden Gleichung (1) in S140 berechnet. Das heißt bei der vorliegenden Ausführungsform, wird die Druckänderungsmenge ΔP alle 90 Grad berechnet und summiert, um die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px alle 180 Grad zu berechnen. $Px= | PM1-PM2 | + | PM 2 - PM 3 |$
Dann wird in S150 basierend darauf, ob eine temporäre Anomalität aufgrund der Ausführung des Prozesses in S200 (später erklärt) beschlossen wurde, bestimmt, ob die temporäre Anormalitätsbestimmung erfüllt ist. Wenn bestimmt wird, dass die temporäre Anormalitätsbestimmung nicht erfüllt ist (S150: NEIN), wird in S160 bestimmt, ob die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px, die in S140 berechnet wird, kleiner als ein vorgegebener Anormalitätsbestimmungswert α ist.
Wenn die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px größer als der Anormalitätsbestimmungswert α ist, wird bestimmt, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 normal arbeitet. Wenn die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px kleiner als der Anormalitätsbestimmungswert α ist, wird bestimmt, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 den Kraftstoffdruck nicht normal erfassen kann.
Wenn die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px kleiner als der Anormalitätsbestimmungswert α ist (S160: JA), wird bestimmt dass eine Möglichkeit besteht, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 anormal arbeitet und ein temporärer Anormalitätszeitnummernzähler Ntemp wird in S170 inkrementiert. Wenn die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px größer als der Anormalitätsbestimmungswert α ist (S160: NEIN), wird bestimmt, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 normal ist und der temporäre Anormalitätszeitnummernzähler Ntemp wird in S180 gelöscht. Dann endet der Anormalitätsbestimmungsprozess zunächst und der Anormalitätsbestimmungsprozess wird wiederholt alle 180 Grad des Drehwinkels durchgeführt.
Nachdem der temporäre Anormalitätszeitnummernzähler Ntemp in der Durchführung des S170 inkrementiert wurde, wird in S190 bestimmt, ob der temporäre Anormalitätszeitnummernzähler Ntemp Wert „größer oder gleich als“ ein vorgegebener Wert β ist. Wenn der temporäre Anormalitätszeitnummernzähler Ntemp Wert kleiner als der vorgegebene Wert β ist (S190: NEIN), wird der Anormalitätsbestimmungsprozess wiederholt alle 180 Grad des Drehwinkels durchgeführt. Wenn bei Durchführung von S160 kontinuierlich bestimmt wird, dass die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px kleiner als der Anormalitätsbestimmungswert α ist und letztendlich der temporäre Anormalitätszeitnummernzähler Ntemp Wert größer oder gleich als der vorgegebene Wert β wird, wird die temporäre Anormalität in S200 festgestellt.
Wie in 4 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform, der Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2 wird alle 90 Grad des Drehwinkels (Drehwinkel der Kurbelwelle) erfasst, und der Anormalitätsbestimmungsprozess wird alle 180 Grad des Drehwinkels (Drehwinkel der Kurbelwelle) durchgeführt. Demnach wird die Druckänderungsmenge ΔP alle 90 Grad des Drehwinkels berechnet, und die Druckänderungsmenge ΔP während allen 180 Grad, und wird alle 180 Grad summiert, um die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px zu berechnen.
Nachdem das Bestimmungszeitpunkt bzw. -intervall, nach der Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor 5 des Zylinders #1, durchgeführt wurde, wird der Kraftstoffdruck P1 bei dem Drehwinkel, der dem Bestimmungszeitpunkt um 180 Grad vorausgeht, als der Kraftstoffdruck PM1 in dem ersten Speicherbereich M1 gespeichert, der Kraftstoffdruck P2 bei dem Drehwinkel, der dem Bestimmungszeitpunkt um 90 Grad vorausgeht, als der Kraftstoffdruck PM2 in den zweiten Speicherbereich M2 gespeichert, und der Kraftstoffdruck P3 zum Bestimmungszeitpunkt als Kraftstoffdruck PM3 in den dritten Speicherbereich M3 gespeichert.
Bei der Gleichung (1), die oben erwähnt wurde, wird die Druckänderungsmenge zwischen den Kraftstoffdrücken P1, P2 vor und nach der Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor 5 aus dem Zylinder #1 und die Druckänderungsmenge zu dem Zeitpunkt, wenn der Drehwinkel um 90 Grad danach fortgefahren ist, zur Berechnung der Bestimmungsdruckänderungsmenge Px wie folgt summiert. $Px= | P1-P2 | + | P 2 - P 3 |$
Da die Leckkraftstoffmenge aus dem Injektor 5 gering ist, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Kraftstoffänderungsmenge vor und nach der Kraftstoffeinspritzung gering. Demzufolge besteht bei der Durchführung von S160 die Möglichkeit, dass eine Kraftstoffänderungsmenge bestimmt wird, die geringer ist als der Anormalitätsbestimmungswert α.
Der Anormalitätsbestimmungsprozess wird wiederholt durchgeführt. Während einer Periode des nächsten Bestimmungszeitpunkts, wird die Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor 5 von dem Zylinder #2 durchgeführt und die Common-Rail 2 wird von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe mit Hochdruckkraftstoff versorgt.
Bei dem vorliegenden Bestimmungszeitpunkt wird der Kraftstoffdruck P3 bei dem vorangehenden Bestimmungszeitpunkt als der Kraftstoffdruck PM1 in dem ersten Speicherbereich M1 gespeichert, der Kraftstoffdruck P4 bei dem um 90 Grad Drehwinkel dem vorliegenden vorausgehenden Bestimmungszeitpunkt als der Kraftstoffdruck PM2 in den zweiten Speicherbereich M2 gespeichert, und der Kraftstoffdruck P5 bei dem vorliegenden Bestimmungszeitpunkt als der Kraftstoffdruck PM3 in den dritten Speicherbereich M3 gespeichert. Die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px bei dem vorliegenden Bestimmungszeitpunkt wird wie folgt berechnet. $Px= | P3-P4 | + | P4 - P5 |$
Da die Kraftstoffänderungsmenge | P4 - P5 | aufgrund der Kraftstoffzufuhr zu der Kraftstoffänderungsmenge | P3 - P4 | vor und nach der Kraftstoffeinspritzung addiert wird, erreicht die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px einen relativ großen Wert. Demgemäß wird der Bestimmungsdruckänderungsmenge Px als größer als der Anormalitätsbestimmungswert α im Vergleich mit dem Anormalitätsbestimmungswert α in der Durchführung von S 160 bestimmt. Falls die Kraftstoffänderungsmenge | P3 - P4 vor und nach der Kraftstoffeinspritzung, oder die Kraftstoffänderungsmenge | P4 - P5| aufgrund der Kraftstoffzufuhr jedoch gering ist, erreicht die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px ebenso einen kleinen Wert. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px kleiner als der Anormalitätsbestimmungswert α während der Ausführung der Durchführung von S 160 ist, obgleich der Kraftstoffdrucksensor 7 normal arbeitet.
Der Anormalitätsbestimmungsprozess wird wiederholt durchgeführt, und wenn bestimmt wird, dass die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px kontinuierlich geringer als der Anormalitätsbestimmungswert α ist, wird die temporäre Anormalität als erstes in S200 festgestellt. Dann wird in S210 bestimmt, ob die Kraftstoffübertragungsmenge Qpump, die der Common-Rail 2 von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 zugeführt wird, erhöht werden kann. Die Kraftstoffübertragungsmenge Qpump kann nicht erhöht werden, wenn der Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2 niedrig ist und daher der Kraftstoff nahe der maximalen Kraftstoffübertragungsrate der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 zugeführt wird, oder, wenn der Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2 hoch ist und daher der Kraftstoffdruck P übermäßig hoch wird, falls der Kraftstoff zu der Common-Rail 2 zugeführt wird.
Wenn es Spielraum für die Kraftstoffzufuhr aus der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 gibt, wird bestimmt dass die Erhöhung der Kraftstoffübertragungsmenge Qpump möglich ist (S210: JA), und ein Befehl zur Erhöhung der Kraftstoffübertragungsmenge Qpump wird von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 in S220 ausgegeben. Die Erhöhungsmenge kann eine vorherbestimmte feste Menge sein.
Dann wird in S230 bestimmt, ob der Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2 durch Ansteuern des Druckreduzierventils reduziert werden kann 8. Die Durchführung von S230 wird ohne die Ausführung der Durchführung von S220, ausgeführt, auch wenn die Durchführung von S210 bestimmt, dass die Kraftstoffübertragungsmenge Qpump der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 nicht erhöht werden kann.
Beispielsweise ist, auch für den Fall, dass das Druckreduzierventil 8 während der Kraftstoffzufuhr von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 zu der Common-Rail 2 angesteuert wird, die Änderung des Kraftstoffdrucks P der Common-Rail 2 gering und die Auswirkung der Ansteuerung des Druckreduzierventils 8 ebenso gering. Das Druckreduzierventil 8 kann auch dann nicht angesteuert werden, wenn der Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2 fällt, um einen Fehler in der Kraftstoffeinspritzung zu verursachen, falls das Druckreduzierventil 8 zur Verringerung des Kraftstoffdrucks P angesteuert wird.
Wenn für den anderen Fall (S230:JA) die Kraftstoffreduzierung durch die Ansteuerung des Druckreduzierventils 8 durchgeführt werden kann, wird in S240 die Ansteuerung des Druckreduzierventils befohlen. Die Ansteuerung des Druckreduzierventils 8 kann zu einer vorherbestimmten festen Periode ausgeführt werden. Zum Beispiel kann das Druckreduzierventil 8 zu einer festen Periode nachdem die Kraftstoffeinspritzung mit dem Injektor 5 ausgeführt wurde und bevor die Kraftstoffzufuhr durch die Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 ausgeführt wird, wie in 4 dargestellt. Nachdem die Ansteuerung befohlen wurde, wird der Anormalitätsbestimmungsprozess wiederholt durchgeführt.
Wenn bei der Durchführung des S150 bestimmt wird, dass die temporäre Anormalität bei der Durchführung von S200 festgestellt wurde und die temporäre Anormalitätsbestimmung vorliegt (S150: JA), wird in S250 bestimmt ob die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px geringer ist als ein vorherbestimmter Anormalitätsbestimmungswert α.
Während die temporäre Anormalitätsbestimmung vorliegt, wird die Übertragungsmenge Qpump der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 erhöht oder die Druckreduzierung wird durch Ansteuerung des Druckreduzierventils 8 während der der Durchführung der Schritte S220 oder S240 ausgeführt. Somit vergrößert sich die Änderung in dem Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2. Wie in 5 dargestellt, verringert sich der Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2 durch die Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder #1, und der Kraftstoffdruck P verringert sich ferner durch die Ansteuerung des Druckreduzierventils 8. Der Kraftstoffdruck P erhöht sich durch die erhöhte Kraftstoffzufuhr von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 und der Kraftstoffdruck wird um den Betrag entsprechend der erhöhten Kraftstoffzufuhrmenge höher als der Druck während der normalen Kraftstoffeinspritzsteuerungsperiode.
Der Anormalitätsbestimmungsprozess wird wiederholt durchgeführt, und zum Bestimmungszeitpunkt nach der Kraftstoffeinspritzung von dem Injektor 5 des Zylinders #1 wird der Kraftstoffdruck P1, der bei dem Drehwinkel, der dem Bestimmungszeitpunkt um 180 Grad vorausgeht, erfasst und als der Kraftstoffdruck PM1 in den ersten Speicherbereich M1 gespeichert wird, der Kraftstoffdruck P2, der bei dem Drehwinkel, der dem Bestimmungszeitpunkt um 90 Grad vorausgeht, erfasst und als der Kraftstoffdruck PM2 in den zweiten Speicherbereich M2 gespeichert wird, und der Kraftstoffdruck P3', der zum Bestimmungszeitpunkt erfasst wird und als der Kraftstoffdruck PM3 in den dritten Speicherbereich M3 gespeichert wird, durch Ausführung der Schritte S110 bis S130 erhalten.
Gemäß der oben erwähnten Gleichung (1) wird die Druckänderungsmenge zwischen den Kraftstoffdrücken P1, P2 vor und nach der Kraftstoffeinspritzung durch den Injektor 5 aus dem Zylinder #1 und die Druckänderungsmenge bei dem Zeitpunkt bzw. -intervall, wenn der Drehwinkel um 90 Grad weiter gedreht hat, zur Berechnung der Bestimmungsdruckänderungsmenge Px wie folgt summiert. $Px= | P1-P2 | + | P 2 - P 3' |$
Durch die Ansteuerung des Druckreduzierventils 8 verändert sich, wie in 5 dargestellt, der Druckwert P3', der sofort nach der Ansteuerung des Druckreduzierventils 8 erfasst wird, mehr als die normale Änderung, die in 4 dargestellt ist. Demzufolge erhöht sich der Wert des Terms | P2 - P3' | und daher erhöht sich ebenso die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px. Wenn der Drucksensor 7 normal arbeitet und die Druckwerte P1, P2, P3' normal erfasst, überschreitet die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px den Anormalitätsbestimmungswert α.
Allerdings wenn der Kraftstoffdrucksensor 7 nicht normal arbeitet, tritt kein Unterschied zwischen den Druckwerten P1, P2, P3' auf, obwohl das Druckreduzierventil 8 angesteuert wird, um die Druckfluktuation zu erhöhen. Entsprechend wird die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px geringer als der Anormalitätsbestimmungswert α.
Der Anormalitätsbestimmungswert wird wiederholt durchgeführt und die Kraftstoffzufuhr wird von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 durchgeführt und die Übertragungsmenge Qpump wird von dem nächsten Bestimmungszeitpunkt erhöht, der um 180 Grad des Drehwinkels später als der gegenwärtige Bestimmungszeitpunkt ist. Wenn die Kraftstoffzufuhr gestartet wird, erhöht sich der Kraftstoffdruck P der Common-Rail 2 und der Kraftstoffdruck wird um einen Betrag entsprechend der erhöhten Menge der Kraftstoffzufuhr höher als der normale Kraftstoffdruck.
Bei der Ausführung der Schritte S110 bis S130, werden der Kraftstoffdruck P3', der bei einem Drehwinkel, der dem Bestimmungszeitpunkt um 180 Grad vorangehendt, erfasst und als der Kraftstoffdruck PM1 in dem ersten Speicherbereich M1 gespeichert wird, der Kraftstoffdruck P4, der bei einem Drehwinkel, der dem Bestimmungszeitpunkt um 90 Grad vorausgeht, erfasst und als der Kraftstoffdruck PM2 in den zweiten Speicherbereich M2 gespeichert wird, und der Kraftstoffdruck P5', der zu dem Bestimmungszeitpunkt erfasst und als der Kraftstoffdruck PM3 in den dritten Speicherbereich M3 gespeichert wird, erhalten. Bei der Ausführung von Schritt S140, wird die Bestimmungsdruckänderungsmenge Tx wie folgt berechnet. $Px= | P3'-P4 | + | P4 - P5' |$
Aufgrund der Erhöhung der Übertragungsmenge Qpump von der Hochdruckkraftstoffpumpe 4 verändern sich die erfassten Kraftstoffdrücke P4, P5' mehr als die in 4 dargestellten normalen Änderungen. Daher erhöhen sich die Werte des Terms | P3'-P4 | und des Terms | P4 - P5' | und daher erhöht sich ebenso die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px. Falls der Kraftstoffdrucksensor 7 normal arbeitet und die Druckwerte P3', P4, P5' normal erfasst werden, überschreitet die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px den Anormalitätsbestimmungswert α.
Falls der Kraftstoffdrucksensor 7 jedoch nicht normal arbeitet, tritt kein Unterschied zwischen den Druckwerten P3', P4, P5' auf, obwohl die Übertragungsmenge Qpump von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 erhöht wird, um die Druckfluktuation zu erhöhen. Entsprechend wird die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px geringer als der Anormalitätsbestimmungswert α. Der Anormalitätsbestimmungswert von S160 und S250 können der gleiche Wert sein. Alternativ können verschiedene Werte empirisch eingestellt werden.
Der Anormalitätsbestimmungsprozess wird wiederholt durchgeführt und ebenso auf die gleiche Weise, wie die Bestimmungszeitpunkte, entsprechend zu den anderen Zylindern #3 und #4, durchgeführt. Wenn in S250 bestimmt wird, dass die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px geringer ist als der vorher festgelegte Anormalitätsbestimmungswert α (S250: JA), wird in S260 ein formaler Anormalitätszeitnummernzähler Nform inkrementiert.
Wenn die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px größer ist als der Anormalitätsbestimmungswert α (S250: NEIN), wird bestimmt, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 normal arbeitet und der formale Anormalitätszeitnummernzähler Nform wird in S130 gelöscht. Dann wird der Anormalitätsbestimmungsprozess wiederholt durchgeführt.
Nachdem der formale Anormalitätszeitnummernzähler Nform inkrementiert wurde, wird in S270 bestimmt, ob der formale Anormalitätszeitnummernzähler Nform „gleich oder größer als“ ein vorgegebener Wert γ ist. Wenn der formale Anormalitätszeitnummernzähler Nform kleiner ist als der vorgegebene Wert γ (S270: NEIN), wird Schritt S210 ausgeführt. Demnach werden der Übertragungsmengenerhöhungsbefehl für die Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 und der Ansteuerungsbefehl für das Druckreduzierventil 8 gemäß dem Betriebszustand ausgegeben.
Die Durchführung wird wiederholt alle 180 Grad des Drehwinkels durchgeführt. Wenn bei Schritt S250 kontinuierlich bestimmt wird, dass die Bestimmungsdruckänderungsmenge Px kleiner als der Anormalitätsbestimmungswert α ist und schließlich des formellen Anormalitätszeitnummernzähler Nform, gleich oder größer als der vorgegebener Wert γ wird, wird bestimmt, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 nicht normal arbeitet, und in S280 die formale Anormalität wird festgestellt. Nachdem die formale Anormalität festgestellt wurde, wird in S290 der Übertragungsmengenbefehl der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 gelöscht und in S300 der Ansteuerungsbefehl des Druckreduzierventils 8 gelöscht. Wenn die formale Anormalität festgestellt wird, kann die Anormalität des Kraftstoffdrucksensors 7 zu dem Fahrer berichtet werden.
Wenn die Änderung des Kraftstoffdrucks P, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 7 erfasst wird, gering ist, wird auf diese Weise als erstes temporär bestimmt, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 anormal arbeitet. Nachdem die Anormalität temporär bestimmt wurde, wird die Übertragungsmenge Qpump von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 erhöht und die Druckreduzierung wird durch Ansteuerung des Druckreduzierventils 8 durchgeführt, wodurch die Änderung des Kraftstoffdrucks P in der Common-Rail 2 erhöht wird. Wenn die Änderung des Kraftstoffdrucks P, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 7 erfasst wird, gering ist, wird formal bestimmt, dass der Kraftstoffdrucksensor 7 anormal arbeitet.
Wenn der Injektor 5 einen Aufbau aufweist, der geringe Leckkraftstoffmenge oder keinen Kraftstoffleckage verursacht, ist die Änderung des Kraftstoffdrucks P der Common-Rail 2 vor und nach der Kraftstoffeinspritzung gering. Auch wenn solch ein Injektor 5 verwendet wird und die Änderung des Kraftstoffdrucks P der Common-Rail 2 vor und nach der Kraftstoffeinspritzung gering ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Anormalitätserfassung des Kraftstoffdrucksensors 7 geeignet durchgeführt werden, unabhängig von dem Bestehen/Nichtbestehen der Kraftstoffsleckage des Injektors 5.
Durch Erfassung des Kraftstoffdrucks mit dem Kraftstoffdrucksensor 7 gemäß der Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe 4 kann der Kraftstoffdruck P erfasst werden, wenn große Änderungen in dem Kraftstoffdruck P auftreten. Demnach kann die Anormalitätserfassung des Kraftstoffdrucksensors 7 geeignet durchgeführt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform dient die Durchführung der Schritte S160 bis S200 als ein Temporärer-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt und die Durchführung der Schritte S210 bis S280 dient als ein Formaler-Anormalitäts-Bestimmungsabschnitt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann auch auf andere Art und Weise umgesetzt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims

Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Injektor (5), der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1) einspritzt, einer Common-Rail (2), die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4) zugeführt wird, akkumuliert und die den Kraftstoff dem Injektor (5) zuführt, und einer Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7), die den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) erfasst, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, steuert, gekennzeichnet durch: eine Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) zum temporären Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist, und eine Formale-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S210-S280) zum Erhöhen der Kraftstoffübertragungsmenge von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4), nachdem die Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) temporär die Anormalität bestimmt hat, und zum formalen Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die durch die Übertragungsmengenerhöhung verursacht wird und mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist.
Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Injektor (5), der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1) einspritzt, einer Common-Rail (2), die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4) zugeführt wird, akkumuliert und die den Kraftstoff dem Injektor (5) zuführt, und einer Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7), die den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) erfasst, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, steuert, gekennzeichnet durch: ein Druckreduzierventil (8), das den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) reduziert; eine Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) zum temporären Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist, und eine Formale-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S210-S280) zum Reduzieren des Kraftstoffdrucks mit dem Druckreduzierventil (8), nachdem die Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) temporär die Anormalität bestimmt hat, und zum formalen Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die durch die Kraftstoffdruckreduzierung verursacht wird und mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist.
Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Injektor (5), der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1) einspritzt, einer Common-Rail (2), die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4) zugeführt wird, akkumuliert und die den Kraftstoff zu dem Injektor (5) zuführt, und einer Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7), die den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) erfasst, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, steuert, gekennzeichnet durch: eine Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) zum temporären Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist, und eine Formale-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S210-S280) zum Erhöhen der Kraftstoffübertragungsmenge von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4), nachdem die Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) temporär die Anormalität bestimmt hat, zum Erfassen des Kraftstoffdrucks mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4), und zum formalen Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die erfasste Kraftstoffdruckänderung gering ist.
Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Injektor (5), der Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1) einspritzt, einer Common-Rail (2), die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4) zugeführt wird, akkumuliert und die den Kraftstoff zu dem Injektor (5) zuführt, und einer Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7), die den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) erfasst, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) basierend auf dem Kraftstoffdruck, der mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, steuert, gekennzeichnet durch: ein Druckreduzierventil (8), das den Kraftstoffdruck der Common-Rail (2) reduziert; eine Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) zum temporären Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die Kraftstoffdruckänderung, die mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst wird, gering ist, und eine Formale-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S210-S280) zum Reduzieren des Kraftstoffdrucks mit dem Druckreduzierventil (8), nachdem die Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) temporär die Anormalität bestimmt hat, zum Erfassen des Kraftstoffdrucks mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (2) in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspunkte (4), und zum formalen Bestimmen, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die erfasste Kraftstoffdruckänderung gering ist.
Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 4, wobei die Formale-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S210-S280) den Kraftstoffdruck mit dem Druckreduzierventil (8) zu einem Zeitpunkt reduziert, der nach der Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor (5) und der außerhalb der Kraftstoffubertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4) liegt.
Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200), den Kraftstoffdruck vor und nach der Kraftstoffeinspritzung von dem Injektor (5) mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) erfasst und temporär bestimmt, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die erfasste Kraftstoffdruckänderung gering ist.
Druck-Akkumulations-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Temporäre-Anormalitäts-Bestimmungseinrichtung (S160-S200) den Kraftstoffdruck mit der Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffübertragungsperiode der Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe (4) erfasst und temporär bestimmt, dass die Kraftstoffdruckerfassungsvorrichtung (7) anormal arbeitet, wenn die erfasste Kraftstoffdruckänderung gering ist.