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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Detektor für einen fehlerhaften Abschnitt für ein Kraftstoffeinspritzsystem.
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HINTERGRUND
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Die
JP-2009-85164 A (
US-2009-0088951 A1 ) zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem, welches mit einem Kraftstoffdrucksensor vorgesehen ist, welcher einen Kraftstoffdruck in einer Kraftstoffpassage zwischen einer gemeinsamen Kraftstoffleitung und einer Einspritzmündung eines Kraftstoffinjektors bzw. einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung erfasst. Basierend auf einem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors wird ein Kraftstoffdruckkurvenverlauf, welche eine Variation bzw. Änderung im Kraftstoffdruck aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung anzeigt, erfasst. Da die tatsächlich bzw. aktuelle Einspritzratenvariation basierend auf dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf berechnet werden kann, wird ein Betrieb einer Kraftstoffeinspritzung basierend auf der aktuellen Einspritzratenvariation rückkoppelungsgeregelt.
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Weiterhin bestimmt in dem obigen Kraftstoffeinspritzsystem, wenn eine berechnete Einspritzratenvariation signifikant von einem bestimmten Wert abweicht, ein Computer des Systems dass eine Fehlfunktion, wie beispielsweise eine Verstopfung bzw. ein Zusetzen eines Kraftstoffinjektors auftritt.
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In diesem Kraftstoffeinspritzsystem kann, obwohl der Computer bestimmt, ob eine Fehlfunktion der Kraftstoffeinspritzung existiert, nicht identifiziert werden, welcher Abschnitt fehlerhaft ist. Beispielsweise ist es, wenn Kraftstoff aus einer gemeinsamen Kraftstoffleitung leckt bzw. austritt, wahrscheinlich, dass sowohl die gemeinsame Kraftstoffleitung als auch der Kraftstoffinjektor durch neue ersetzt werden, obwohl der Kraftstoffinjektor nicht fehlerhaft ist.
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KURZFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Detektor für einen fehlerhaften Abschnitt für ein Kraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, welcher in der Lage ist, einen fehlerhaften Abschnitt in einem Kraftstoffeinspritzsystem zu identifizieren.
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Ein Detektor für einen fehlerhaften Abschnitt findet auf ein Kraftstoffeinspritzsystem Anwendung, welches mit einem Kraftstoffinjektor bzw. einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, welcher bzw. welche Kraftstoff, welcher in einem Speicher gespeichert wird, einspritzt, und einem Kraftstoffdrucksensor vorgesehen ist, welcher einen Kraftstoffdruck in einer Kraftstoffzuführpassage von dem Speicher zu einer Einspritzmündung des Kraftstoffinjektors erfasst. Der Detektor für den fehlerhaften Abschnitt weist Folgendes auf:
Einen Kraftstoffdruckkurvenverlauferfassungsbereich, welcher eine Variation in dem Kraftstoffdruck als einen Kraftstoffdruckkurvenverlauf basierend auf einem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors erfasst;
einen Kraftstoffeinspritzratenparameterberechnungsabschnitt, welcher basierend auf dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf eine Mehrzahl von Einspritzratenparametern berechnet, welche zum Identifizieren eines Einspritzratenkurvenverlaufs, welcher dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf entspricht, benötigt werden;
einen Bestimmungsabschnitt, welcher bestimmt, ob jeder Lernwert der Einspritzratenparameter ein abnormaler bzw. anormaler Wert ist; und
einen Identifizierabschnitt für einen fehlerhaften Abschnitt, welcher einen fehlerhaften Abschnitt in dem Kraftstoffeinspritzsystem basierend auf einer Kombination von anomalen Lernwerten identifiziert, welche der Bestimmungsabschnitt bestimmt hat.
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Gemäß dem obigen Aufbau bzw. der obigen Konfiguration kann ein fehlerhafter Abschnitt in dem Kraftstoffeinspritzsystem genau identifiziert werden, basierend auf einer Kombination von anomalen Lernwerten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden offensichtlich werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gefertigt wurde. In den Zeichnungen sind:
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1 ein Konstruktionsdiagramm, welches einen Grundriss eines Kraftstoffeinspritzsystems, an welchem ein Detektor angeordnet bzw. angebracht ist, gemäß einer Ausführungsform zeigt;
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2A, 2B und 2C Graphen bzw. Diagramme, welche Variationen einer Kraftstoffeinspritzrate und einem Kraftstoffdruck relativ zu einem Kraftstoffeinspritzbefehlssignal zeigen;
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3 ein Blockschema, welches einen Lernvorgang eines Einspritzratenparamteres und einen Auswahlvorgang eines Kraftstoffeinspritzbefehlssignals gemäß der Ausführungsform zeigt;
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4 ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitung zum Berechnen von Einspritzratenparametern gemäß der Ausführungsform zeigt;
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5A, 5B und 5C Diagramme bzw. Graphiken, welche jeweils einen Einspritzzylinderdruckkurvenverlauf Wa, einen Nichteinspritzzylinderdruckkurvenverlauf Wu und einen Einspritzdruckkurvenverlauf Wb zeigen;
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6A, 6B, 6C und 6D Diagramme zum Erklären einer Verarbeitung, in welcher ein Engpass bzw. eine Fehlmenge einer Kraftstoffeinspritzmenge kompensiert wird;
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7 ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitung zum Bestimmen, ob ein Lernwert anomal ist, und zum Identifizieren eines fehlerhaften Abschnitts in einem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Ausführungsform zeigt; und
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8A, 8B, 8C, 8D und 8E Diagramme zum Erklären von Verarbeitungen zum Identifizieren eines fehlerhaften Abschnitts.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend werden Ausführungsformen beschrieben werden. Eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung findet auf eine interne Verbrennungsmaschine (Dieselmaschine) Anwendung, welche vier Zylinder #1 bis #4 hat.
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1 ist eine schematische Ansicht, welche Kraftstoffinjektoren 10, welche für jeden Zylinder vorgesehen sind, einen Kraftstoffdrucksensor 20, welcher für jeden Kraftstoffinjektor 10 vorgesehen ist, eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit (ECU) 30 und dergleichen zeigt.
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Als Erstes wird ein Kraftstoffeinspritzsystem der Maschine, welche den Kraftstoffinjektor 10 aufweist, erklärt werden. Kraftstoff in einem Kraftstofftank 40 wird durch eine Hochdruckpumpe 41 gefördert und wird in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (Speicher) 42 gespeichert, um jedem Kraftstoffinjektor 10 (#1 bis #4) zur Verfügung gestellt zu werden. Jeder der Kraftstoffinjektoren 10 (#1 bis #4) führt eine Kraftstoffeinspritzung nacheinanderfolgend in einer vorbestimmten Reihenfolge durch.
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Die Hochdruckkraftstoffpumpe 41 ist eine Kolbenpumpe, welche intermittierend unter hohem Druck stehenden Kraftstoff ausstößt. Ein Saugsteuerventil (SCV = Suction Control Valve) 41a passt eine Kraftstoffmenge, welche der Kraftstoffpumpe 41 von dem Kraftstofftank 40 zur Verfügung gestellt wird, an. Die ECU 30 steuert das SCV 41a derart, dass die Kraftstoffmenge, welche der gemeinsamen Kraftstoffleitung 42 von der Kraftstoffpumpe 41 zur Verfügung gestellt wird, in einer derartigen Art und Weise angepasst wird, dass der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung mit einem Zielkrafstoffdruck ubereinstimmt.
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Der Kraftstoffinjektor 10 weist einen Körper 11, einen Nadelventilkörper 12, einen Aktuator 13 und dergleichen auf. Der Körper 11 definiert eine Hochdruckpassage 11a und eine Einspritzmündung 1lb. Der Nadelventilkörper 12 ist in dem Körper 11 aufgenommen, um die Einspritzmündung 11b zu öffnen/schließen.
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Der Körper 11 begrenzt eine Rückdruckkammer 11c, mit welcher die Hochdruckpassage 11a und eine Niederdruckpassage 11d kommunizieren bzw. in Verbindung stehen. Ein Steuerventil 14 schaltet zwischen der Hochdruckpassage 11a und der Niederdruckpassage 11d, so dass die Hochdruckpassage 11a mit der Rückdruckkammer 11c kommuniziert bzw. in Verbindung steht oder die Niederdruckpassage 11d mit der Rückdruckkammer 11c in Verbindung steht bzw. kommuniziert. Wenn der Aktuator 13 mit Energie versorgt wird und das Steuerventil 14 sich zusammen mit einem Kolben 15 1 nach unten bewegt, steht die Rückdruckkammer 11c mit der Niederdruckpassage 11d in Verbindung bzw. kommuniziert mit dieser, so dass der Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 11c verringert wird. Demzufolge wird der Rückdruck, welcher auf den Ventilkörper 12 angewandt wird, verringert, so dass der Ventilkörper 12 nach oben gehoben wird (Ventil offen). Eine obere Oberfläche 12a des Ventilkörpers 12 wird von einer Sitzoberfläche 11e abgelöst bzw. abgehoben, wodurch der Kraftstoff durch die Einspritzmündung 11b eingespritzt wird.
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Wenn der Aktuator 13 von der Energieversorgung getrennt wird, wird der Kolben 15 durch eine Feder 16 nach oben gedrängt, so dass sich das Steuerventil 14 nach oben bewegt. Die Rückdruckkammer 11c gerät mit der Hochdruckpassage 11a in Verbindung bzw. kommuniziert mit dieser, so dass der Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 11c erhöht wird. Demzufolge wird der Rückdruck, welcher auf den Ventilkörper 12 angewandt wird, erhöht und die Feder 17 drängt den Ventilkörper 12 nach unten, so dass der Ventilkörper 12 nach unten gehoben wird (Ventil geschlossen). Die obere Oberfläche 12a des Ventilkörpers 12 wird auf die Sitzoberfläche 11e gesetzt, wodurch die Kraftstoffeinspritzung beendet wird.
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Die ECU 30 steuert den Aktuator 13, um den Ventilkörper 12 zu betreiben bzw. anzutreiben. Wenn der Nadelventilkörper 12 die Einspritzmündung 11b öffnet, wird unter hohem Druck stehender Kraftstoff in der Hochdruckpassage 11a in eine Verbrennungskammer (nicht gezeigt) der Maschine durch die Einspritzmündung 11b eingespritzt.
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Ein Kraftstoffdrucksensor 20 ist für jeden der Kraftstoffinjektoren 10 vorgesehen. Der Kraftstoffdrucksensor 20 weist einen Schaft 21 (Druckmessdose bzw. Kraftaufnehmer; Load Cell) und ein Drucksensorelement 22 auf. Der Schaft 21 ist für den Körper 11 vorgesehen. Der Schaft 21 hat eine Membran 21a, welche sich in Antwort auf einen hohen Kraftstoffdruck in der Hochdruckpassage 11a elastisch verformt. Das Drucksensorelement 22 ist auf der Membran 21a angeordnet, um ein Druckerfassungssignal abhängig von einer elastischen Verformung der Membran 21a in Richtung der ECU 30 zu übertragen.
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Die ECU 30 hat einen Mikrocomputer, welcher einen Zielkraftstoffeinspritzzustand, wie beispielsweise eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen, eine Kraftstoffeinspritzstartzeit, eine Kraftstoffeinspritzendzeit und eine Kraftstoffeinspritzmenge berechnet. Beispielsweise speichert der Mikrocomputer einen optimalen Kraftstoffeinspritzzustand hinsichtlich der Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit in einem Kraftstoffeinspritzzustandskennfeld. Dann wird, basierend auf der gegenwärtigen Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit der Zielkraftstoffeinspritzzustand in Hinsicht auf das Kraftstoffeinspritzzustandskennfeld berechnet. Die Kraftstoffeinspritzbefehlssignale t1, t2, Tq (2A), welche dem berechneten Zieleinspritzstand entsprechen, werden basierend auf Kraftstoffeinspritzparametern td, te, Rα, Rβ, Rmax, welcher später im Detail beschrieben werden werden, ermittelt. Diese Befehlssignale werden zu dem Kraftstoffinjektor 10 übertragen.
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Basierend auf dem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors 20 wird eine Änderung bzw. Variation im Kraftstoffdruck durch einen Kraftstoffdruckkurvenverlauf verdeutlicht (es sei Bezug genommen auf 2C). Weiterhin wird, basierend auf diesem Kraftstoffdruckkurvenverlauf ein Kraftstoffeinspritzratenkurvenverlauf (2B) berechnet, welcher eine Variation bzw. Änderung in der Kraftstoffeinspritzrate repräsentiert, wodurch ein Kraftstoffeinspritzzustand erfasst wird. Dann werden die Kraftstoffeinspritzratenparameter Rα, Rβ, Rmax, welche den Kraftstoffeinspritzratenkurvenverlauf identifizieren, gelernt, und die Kraftstoffeinspritzratenparameter „te”, „td”, welche die Korrelation zwischen den Einspritzbefehlssignalen (Puls-An-Zeit t1, Puls-Aus-Zeit t2 und Puls-An-Zeitdauer Tq) und dem Kraftstoffeinspritzzustand identifizieren, gelernt.
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Besonders wird ein abnehmender Kurvenverlauf von einem Punkt P1 zu einem Punkt P2 durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate zu einer abnehmenden geraden Linie Lα approximiert. An dem Punkt P1 beginnt der Kraftstoffdruck aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung abzunehmen. An dem Punkt P2 stoppt der Kraftstoffdruck abzunehmen. Dann wird ein Zeitpunkt LBα berechnet, zu welchem der Kraftstoffdruck auf der approximierten abnehmenden geraden Linie Lα ein Referenzwert Bα wird. Da der Zeitpunkt LBα und die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 eine Korrelation miteinander haben, wird die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 basierend auf dem Zeitpunkt LBα berechnet. Besonders wird ein Zeitpunkt um eine bestimmte Zeitverzögerung Cα vor dem Zeitpunkt LBα als die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 definiert.
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Weiterhin wird ein ansteigender Druckkurvenverlauf von einem Punkt P3 zu einem Punkt P5 durch ein Verfahren kleinster Quadrate zu einer ansteigenden geraden Linie Lβ approximiert. An dem Punkt P3 beginnt der Kraftstoffdruck aufgrund einer Beendigung einer Kraftstoffeinspritzung anzusteigen. An dem Punkt P5 stoppt der Kraftstoffdruck anzusteigen. Dann wird ein Zeitpunkt LBβ, zu welchem der Kraftstoffdruck auf der approximierten ansteigenden geraden Linie Lβ ein Referenzwert Bβ wird, berechnet. Da der Zeitpunkt LBβ und die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 eine hohe Korrelation miteinander haben, wird die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 basierend auf dem Zeitpunkt LBβ berechnet. Besonders wird ein Zeitpunkt um eine bestimmte Zeitverzögerung Cβ vor dem Zeitpunkt LBβ als die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 definiert.
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In Hinsicht auf die Tatsache, dass eine Steigung der abnehmenden geraden Linie Lα und eine Steigung des Einspritzratenanstiegs eine hohe Korrelation miteinander haben, wird eine Steigung einer geraden Linie Rα, welche eine Zunahme in der Krafstoffeinspritzrate in 2(b) repräsentiert, basierend auf einer Steigung der abnehmenden geraden Linie Lα berechnet. Besonders wird eine Steigung der Linie Lα mit einem bestimmten Koeffizienten multipliziert, um die Steigung der geraden Linie Rα zu erhalten. Ähnlich wird in Hinsicht darauf, dass eine Steigung der ansteigenden geraden Linie Lβ und eine Steigung der Einspritzratenabnahme eine hohe Korrelation miteinander haben, eine Steigung einer geraden Linie Rβ, welche eine Abnahme in der Kraftstoffeinspritzrate repräsentiert, basierend auf einer Steigung der ansteigenden geraden Linie Lβ berechnet.
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Dann wird, basierend auf den geraden Linien Rα, Rβ eine Ventilschließstartzeit R23 berechnet. Zu dieser Zeit R23 beginnt der Ventilkörper 12 zusammen mit einem Kraftstoffeinspritzendbefehlssignal nach unten bewegt bzw. gehoben zu werden. Besonders ist ein Schnittpunkt der geraden Linie Rα, Rβ als die Ventilschließstartzeit R23 definiert. Weiterhin wird eine Einspritzstartzeitverzögerung „td” der Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 relativ zu der Puls-An-Zeit t1 berechnet. Auch eine Einspritzendzeitverzögerung „te” der Ventilschließstartzeit R23 relativ zu der Puls-Aus-Zeit t2 wird berechnet.
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Ein Schnittpunkt der abnehmenden gerade Link Lα und der ansteigenden geraden Linie Lβ wird erhalten und ein Druck, welcher diesem Schnittpunkt entspricht, wird als ein Schnittpunktdruck Pαβ berechnet. Weiterhin wird ein Differentialdruck bzw. Differenzdruck ΔPγ zwischen einem Referenzdruck Pbase und dem Schnittpunktdruck Pαβ berechnet. In Hinsicht auf die Tatsache, dass der Differentialdruck ΔPγ und die maximale Einspritzrate Rmax eine hohe Korrelation miteinander haben, wird die maximale Einspritzrate Rmax basierend auf dem Differentialdruck ΔPγ berechnet. Besonders wird der Differentialdruck ΔPγ mit einem Korrelationskoeffizienten Cγ multipliziert, um die maximale Einspritzrate Rmax zu berechnen. In einem Fall, dass der Differentialdruck ΔPγ geringer ist als ein bestimmter Wert ΔPγth (kleine bzw. geringe Einspritzung), wird die maximale Kraftstoffeinspritzrate Rmax definiert wie folgt: Rmax = ΔPγ × Cγ
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In einem Fall, dass der Differentialdruck ΔPγ nicht geringer ist als der bestimmte Wert Pγth (große Einspritzung), wird ein vorbestimmter Wert Rγ als die maximale Einspritzrate Rmax definiert.
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Die kleine Einspritzung entspricht einem Fall, in welchem das Ventil 12 beginnt, nach unten bewegt zu werden, bevor die Einspritzrate den vorbestimmten Wert Rγ erreicht. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird durch die Sitzoberflächen 11e und 12a beschränkt, Indes entspricht die große Einspritzung einem Fall, in welchem das Ventil 12 beginnt, nach unten bewegt zu werden, nachdem die Einspritzrate den vorbestimmten Wert Rγ erreicht. Die Kraftstoffeinspritzmenge hängt von derr Strömungsfläche bzw. dem Strömungsquerschnitt der Einspritzmündung 11b ab. Im Übrigen wird, wenn die Einspritzbefehlszeitdauer Tq lang genug ist und die Einspritzmündung 11b auch geöffnet war, sogar nachdem die maximale Einspritzrate erreicht ist, die Form des Einspritzratenkurvenverlaufs trapezoid, wie in 2B gezeigt ist. Indes wird im Falle der kleinen Einspritzung die Form des Einspritzratenkurvenverlaufs dreiecksförmig.
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Der obige vorbestimmte Wert Rγ, welcher der maximalen Einspritzrate Rmax im Falle der großen Einspritzung entspricht, variiert zusammen mit einer altersbedingten Verschlechterung des Kraftstoffinjektors 10. Beispielsweise wird, wenn Partikel in der Einspritzmündung 11b gespeichert bzw. gesammelt werden und die Kraftstoffeinspritzmenge zusammen mit dem Alter abnimmt, der Druckabfallbetrag bzw. der Druckabnahmebetrag ΔP, welcher in 2C gezeigt ist, kleiner. Auch wenn die Sitzoberflächen 11e, 12a abgenützt sind und die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, wird der Druckabnahmebetrag ΔP größer. Es sollte bemerkt werden, dass der Druckabnahmebetrag ΔP einem erfassten Druckabnahmebetrag entspricht, welcher aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung verursacht ist. Beispielsweise entspricht er einem Druckabnahmebetrag von dem Referenzdruck Pbase zu dem Punkt P2 oder von dem Punkt P1 zu dem Punkt P2.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird in Hinsicht auf die Tatsache, dass die maximale Einspritzrate Rmax (vorbestimmter Wert Rγ) in einer großen Einspritzung eine hohe Korrelation mit dem Druckabnahmebetrag ΔP hat, wird der vorbestimmte Wert Rγ basierend auf dem Druckabnahmebetrag ΔP ermittelt. Das heißt, der Lernwert der maximalen Einspritzrate Rmax in der großen Einspritzung entspricht einem Lernwert des vorbestimmten Werts Rγ basierend auf dem Druckabnahmebetrag ΔP.
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Wie obenstehend können die Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax aus dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf berechnet werden. Dann kann, basierend auf diesen Parameter td, te, Rα, Rβ, Rmax der Einspritzratenkurvenverlauf (es sei Bezug genommen auf 2B) entsprechend dem Einspritzbefehlssignal (2A) berechnet werden. Ein Bereich des berechneten Einspritzratenkurvenverlaufs (schraffierter Bereich in 2B) entspricht einer Kraftstoffeinspritzmenge. Demnach kann die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf den Einspritzratenparametern berechnet werden.
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3 ist ein Blockdiagramm, welches einen Lernvorgang eines Kraftstoffeinspritzratenparameters und einen Auswahlvorgang bzw. Setzvorgang eines Kraftstoffeinspritzbefehlssignals zeigt. Ein Einspritzratenparameterberechnungsabschnitt 31 berechnet die Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax basierend auf dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf, welcher durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird.
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Ein Lernabschnitt 32 lernt die berechneten Einspritzratenparameter und speichert die aktualisierten Parameter in einem Speicher der ECU 30. Da die Einspritzratenparameter gemäß dem zur Verfügung gestellten Kraftstoffdruck (Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 42) variieren, ist es zu bevorzugen, dass die Einspritzratenparameter in Verbindung mit dem zur Verfügung gestellten Kraftstoffdruck oder einem Referenzdruck Pbase (es sei Bezug genommen auf 2C) gelernt werden. Die Kraftstoffeinspritzratenparameter in Bezug auf den Kraftstoffdruck werden in einem Einspritzratenparameterkennfeld M, welches in 3 gezeigt ist, gespeichert.
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Ein Ermittlungsabschnitt (Steuerabschnitt) 33 erhält den Einspritzratenparameter (Lernwert) entsprechend dem gegenwärtigen Kraftstoffdruck von dem Einspritzratenparameterkennfeld M. Dann werden basierend auf den berechneten Einspritzratenparametern die Kraftstoffeinspritzbefehlssignale „t1”, „t2”, „Tq”, welche dem Zieleinspritzzustand entsprechen, ermittelt. Wenn der Kraftstoffinjektor 10 gemäß den obigen Kraftstoffeinspritzbefehlssignalen betrieben wird, erfasst der Kraftstoffdrucksensor 20 den Kraftstoffdruckkurvenverlauf. Basierend auf diesem Kraftstoffdruckkurvenverlauf berechnet der Einspritzratenparameterberechnungsabschnitt 31 die Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax.
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Das heißt, dass der aktuelle bzw. tatsächliche Kraftstoffeinspritzzustand (Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax) in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzbefehlssignale erfasst und gelernt wird. Basierend auf diesem Lernwert werden die Kraftstoffeinspritzbefehlssignale, welche dem Zieleinspritzzustand entsprechen, ermittelt. Demzufolge wird das Kraftstoffeinspritzbefehlssignal rückgekoppelt basierend auf dem aktuellen bzw. tatsächlichen Einspritzzustand geregelt, wodurch der tatsächliche Kraftstoffeinspritzzustand genau in einer derartigen Art und Weise geregelt wird, dass er mit dem Zieleinspritzzustand übereinstimmt, auch wenn die Verschlechterung mit dem Alter fortgeschritten ist.
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Besonders wird die Einspritzbefehlszeitdauer Tq basierend auf dem Einspritzratenparameter rückkoppelungsgeregelt, so dass die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge mit der Zielkraftstoffeinspritzmenge übereinstimmt.
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Bezug nehmend auf 4 wird eine Verarbeitung zum Ableiten der Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax von dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf hierin nachstehend beschrieben werden. Diese Verarbeitung, welche in 4 gezeigt ist, wird durch einen Mikrocomputer der ECU 30 immer dann ausgeführt, wenn eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
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In Schritt S10 (Kraftstoffdruckkurvenverlauferfassungsabschnitt) berechnet der Computer einen Kraftstoffeinspritzkurvenverlauf Wb (korrigierter Druckkurvenverlauf), welcher zum Berechnen der Einspritzratenparameter verwendet wird. In der folgenden Beschreibung wird auf einen Zylinder, in welchem gegenwärtig eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, Bezug genommen als ein Einspritzzylinder, und auf einen Zylinder, in welchem gegenwärtig keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, wird Bezug genommen als ein Nichteinspritzzylinder. Weiterhin wird auf einen Kraftstoffdrucksensor 20, welcher in dem Einspritzzylinder vorgesehen ist, Bezug genommen als ein Einspritzzylinderdrucksensor und auf einen Kraftstoffdrucksensor 20, welcher in dem Nichteinspritzzylinder 10 vorgesehen ist, wird Bezug genommen als ein Nichteinspritzzylinderdrucksensor.
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Der Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa (es sei Bezug genommen auf 5A), welcher durch den Einspritzzylinderdrucksensor 20 erfasst wird, weist nicht nur den Kurvenverlauf aufgrund der Kraftstoffeinspritzung, sondern auch den Kurvenverlauf aufgrund anderer Gegebenheiten, welche untenstehend beschrieben werden, auf. In einem Fall, in dem die Kraftstoffpumpe 41 den Kraftstoff der gemeinsamen Kraftstoffleitung 42 intermittierend zur Verfügung stellt, steigt der gesamte Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa an, wenn die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff zur Verfügung stellt, während der Kraftstoffinjektor 10 den Kraftstoff einspritzt. Das heißt, dass der Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa einen Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wb (es sei Bezug genommen auf 5C), welcher eine Kraftstoffdruckvariation aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung repräsentiert, und einen Druckkurvenverlauf Wu (es sei Bezug genommen auf 5B) aufweist, welcher einen Kraftstoffdruckanstieg durch die Kraftstoffpumpe 41 repräsentiert.
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Auch in einem Fall, dass die Kraftstoffpumpe 41 keinen Kraftstoff zur Verfügung stellt, während der Kraftstoffinjektor 10 den Kraftstoff einspritzt, verringert sich der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffeinspritzsystem unmittelbar nachdem der Kraftstoffinjektor 10 den Kraftstoff einspritzt. Demnach nimmt der gesamte Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa ab. Das heißt, der Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa weist einen Kurvenverlauf Wb, welcher eine Kraftstoffdruckvariation aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung repräsentiert, und einen Kurvenverlauf Wud auf, welcher eine Kraftstoffdruckabnahme in dem Kraftstoffeinspritzsystem repräsentiert.
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In Hinsicht auf die Tatsache, dass der Nichteinspritzkurvenverlauf Wu (Wud), welcher durch den Nichteinspritzzylinderdrucksensor 20 erfasst wird, eine Druckvariation in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 42 repräsentiert, wird der Nichteinspritzdruckkurvenverlauf Wu (Wud) von dem Einspritzdruckkurvenverlauf Wa subtrahiert, der durch den Einspritzdrucksensor 20 erfasst wird, um den Einspritzkurvenverlauf Wb zu erhalten. Der Einspritzkurvenverlauf Wb ist in 2C gezeigt.
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Darüber hinaus überlappt in einem Fall, dass eine Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird, eine Druckpulsation Wc aufgrund einer vorangehenden bzw. früheren Einspritzung, welche in 2C gezeigt ist, mit dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa. Besonders in einem Fall, dass eine Zeitdauer bzw. ein Intervall zwischen Einspritzungen kurz ist, wird der Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa signifikant durch die Druckpulsation Wc beeinflusst. Demnach ist es zu bevorzugen, dass die Druckpulsation Wc und der Nichteinspritzdruckkurvenverlauf Wu (Wud) von dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf Wa subtrahiert werden, um den Einspritzkurvenverlauf Wb zu berechnen.
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In Schritt S11 (Referenzdruckberechnungsabschnitt) wird ein durchschnittlicher Kraftstoffdruck des Referenzdruckkurvenverlaufs als ein Referenzdruck Pbase berechnet. Der Referenzdruckkurvenverlauf entspricht einem Teil des Einspritzkurvenverlaufs Wb einer Zeitdauer, in welcher der Kraftstoffdruck nicht begonnen hat, aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung abzunehmen. Beispielsweise kann ein Teil des Einspritzanteils Wb, welcher einer Zeitdauer „TA” von der Einspritzstartbefehlszeit t1 bis eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, entspricht, als der Referenzdruckkurvenverlauf definiert werden. Alternativ wird ein Wendepunkt P1 basierend auf Differentiationswerten des abnehmenden Druckkurvenverlaufs berechnet und ein Teil des Einspritzbestandteils Wb, welcher einer Zeitdauer von der Einspritzstartbefehlszeit t1 zu dem Wendepunkt P1 entspricht, wird als der Referenzdruckkurvenverlauf definiert.
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In Schritt S12 (Approximierabschnitt) wird ein abnehmender Abschnitt des Einspritzkurvenverlaufs Wb zu einer abnehmenden geraden Linie Lα approximiert. Beispielsweise kann ein Teil des Einspritzkurvenverlaufs Wb, welcher einer vorbestimmten Zeitdauer TB von der Einspritzstartbefehlszeit t1 bis eine vorbestimmte Zeit verstreicht entspricht, als der abnehmende Druckkurvenverlauf definiert werden. Alternativ werden Wendepunkte P1 und P2 basierend auf Differentialwerten des abnehmenden Druckkurvenverlaufs berechnet und ein Teil des Einspritzkurvenverlaufs Wb, welcher den Positionen zwischen den Wendepunkten P1 und P2 entspricht, kann als der abnehmende Druckkurvenverlauf definiert werden. Dann wird, basierend auf den Kraftstoffdruckwerten des abnehmenden Druckkurvenverlaufs die gerade Linie Lα durch das Verfahren kleinster Quadrate approximiert. Alternativ kann eine Tangentenlinie bzw. eine Tangente an einem Punkt des abnehmenden Kurvenverlaufes, bei welchem der Differentiationswert minimal ist, als die approximierte gerade Linie Lα definiert werden.
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In Schritt S13 (Approximierabschnitt) wird ein ansteigender Abschnitt des Einspritzkurvenverlaufes Wb an eine ansteigende gerade Linie Lβ approximiert. Beispielsweise kann ein Teil des Einspritzkurvenverlaufs Wb, welcher einer bestimmten Zeitdauer TC von der Einspritzendbefehlszeit t2 bis eine bestimmte Zeit verstrichen ist entspricht, als der ansteigende Druckkurvenverlauf definiert werden. Alternativ werden Wendepunkte P3 und P5 basierend auf Differentialwerten des ansteigenden Druckkurvenverlaufs berechnet und ein Teil des Einspritzkurvenverlaufs Wb, welcher den Positionen zwischen den Wendepunkten P3 und P5 entspricht, kann als der ansteigende Druckkurvenverlauf definiert werden. Dann wird, basierend auf den Kraftstoffdruckwerten des ansteigenden Druckkurvenverlaufs die gerade Linie Lβ durch das Verfahren kleinster Quadrate approximiert. Alternativ kann eine Tangentenlinie bzw. Tangente an einem Punkt des ansteigenden Kurvenverlaufs, bei welchem der Differentiationswert maximal ist, als die approximierte gerade Linie Lβ definiert werden.
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In Schritt S14 werden basierend auf dem Referenzdruck Pbase Referenzwerte Bα und Bβ berechnet. Beispielsweise können Druckwerte, welche um einen bestimmten Betrag geringer sind als der Referenzdruck Pbase als die Referenzwerte Bα und Bβ definiert werden. Es sollte festgehalten werden, dass die Referenzwerte Bα und Bβ nicht immer gleich zueinander sind. Weiterhin kann der oben spezifizierte Betrag des Druckwertes gemäß dem Referenzdruck Pbase und der Kraftstofftemperatur variiert werden.
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Dann wird in Schritt S15 ein Zeitpunkt LBα berechnet, an welchem der Kraftstoffdruck auf der approximierten geraden Linie Lα ein Referenzwert Bα wird. Da der Zeitpunkt LBα und die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 eine Korrelation miteinander haben, wird die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 basierend auf dem Zeitpunkt LBα berechnet. Besonders wird ein Zeitpunkt um eine vorbestimmte Zeitverzögerung Cα vor dem Zeitpunkt LBα als die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 definiert.
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Dann wird in Schritt S16 ein Zeitpunkt LBβ, zu welchem der Kraftstoffdruck auf der approximierten geraden Linie Lβ ein Referenzwert Bβ ist, berechnet. Da der Zeitpunkt LBβ und die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 eine Korrelation miteinander haben, wird die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 basierend auf dem Zeitpunkt LBβ berechnet. Besonders wird ein Zeitpunkt um eine bestimmte Zeitverzögerung Cβ vor dem Zeitpunkt LBβ als die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 definiert. Die obigen Zeitverzögerungen Cα, Cβ können gemäß dem Referenzdruck Pbase und der Kraftstofftemperatur variiert werden.
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Dann wird in Schritt S17 in Hinsicht auf die Tatsache, dass eine Steigung der Linie Lα und eine Steigung der Einspritzratenzunahme eine hohe Korrelation miteinander haben, basierend auf einer Steigung der geraden Linie Lα eine Steigung der geraden Linie Rα berechnet, welche eine Zunahme in der Kraftstoffeinspritzrate in 2B repräsentiert. Besonders wird eine Steigung der Linie Lα mit einem bestimmten Koeffizienten multipliziert, um die Steigung der geraden Linie Rα zu erhalten. Zusätzlich kann, basierend auf der Kraftstoffeinspritzstartzeit R1, welche in Schritt S15 berechnet wird, und der Steigung der geraden Linie Rα, welche in Schritt S17 berechnet wird, die gerade Linie Rα identifiziert werden.
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Weiterhin wird in Schritt S17 in Hinsicht auf die Tatsache, dass eine Steigung der Linie Lβ und eine Steigung der Einspritzratenabnahme eine hohe Korrelation miteinander haben, basierend auf einer Steigung der geraden Linie Lβ eine Steigung einer geraden Linie Rβ berechnet, welche eine Abnahme in der Kraftstoffeinspritzrate repräsentiert. Besonders wird eine Steigung der Linie Lβ mit einem bestimmten Koeffizienten multipliziert, um die Steigung der geraden Linie Rβ zu erhalten. Zusätzlich kann, basierend auf der Kraftstoffeinspritzendzeit R4, welche in Schritt S16 berechnet wird, und der Steigung der geraden Linie Rβ, welche in Schritt S17 berechnet wird, die gerade Linie Rβ identifiziert werden. Die oben spezifizierten Koeffizienten des Druckwertes können gemäß dem Referenzdruck Pbase und der Kraftstofftemperatur variiert werden.
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In Schritt S18 wird, basierend auf den geraden Linien Rα, Rβ, welche in Schritt S17 berechnet werden, eine Ventilschließstartzeit R23 berechnet. Zu dieser Zeit R23 beginnt der Ventilkörper 12, zusammen mit einem Kraftstoffeinspritzendbefehlssignal nach unten gehoben bzw. verbracht zu werden. Besonders ist ein Schnittpunkt der geraden Linien Rα und Rβ als die Ventilschließstartzeit R23 definiert.
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in Schritt S19 wird eine Kraftstoffeinspritzstartzeitverzögerung „td” der Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 relativ zu der Puls-An-Zeit t1 berechnet. Auch wird eine Kraftstoffeinspritzendzeitverzögerung „te” der Ventilschließstartzeit R23 relativ zu der Puls-Aus-Zeit t2 berechnet. Die Kraftstoffeinspritzendzeitverzögerung „te” ist eine Zeitverzögerung von der Einspritzendbefehlszeit t2 bis Beginn des Betriebs des Steuerventils 14. Diese Zeitverzögerungen „td”, „te” sind Parameter, welche Antwortverzögerungen der Ein spritzratenvariation relativ zu den Kraftstoffeinspritzbefehlssignalen repräsentieren. Auch die Zeitverzögerungen von der Zeit t1 zur Zeit R2, von der Zeit t2 zu der Zeit R3 und von der Zeit t2 zu der Zeit R4 sind Parameter, welche die Antwortverzögerungen repräsentieren.
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In Schritt S20 wird bestimmt, ob ein Differentialdruck bzw. eine Druckdifferenz ΔPγ zwischen dem Referenzdruck Pbase und einem Schnittpunktsdruck Paβ geringer ist als ein bestimmter Wert ΔPγth. Wenn die Antwort in Schritt JA S20 ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S21 voran, in welchem eine maximale Einspritzrate Rmax basierend auf der Druckdifferenz ΔPγ (Rmax = ΔPγ × Cγ) berechnet wird. Wenn die Antwort in Schritt S20 NEIN ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S22 voran (Maximaleinspritzratenberechnungsabschnitt), in welchem der vorbestimmte Wert Rγ als die maximale Einspritzrate Rmax definiert wird.
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Wenn Komponententeile bzw. Bestandteile des Kraftstoffeinspritzsystems durch Alterung verschlechtert sind, kann die Form des Einspritzratenkurvenverlaufs variiert werden, auch wenn das Kraftstoffeinspritzbefehlssignal nicht variiert wird. Beispielsweise kann der Einspritzratenkurvenverlauf geringer werden als durch eine durchgezogene Linie in 6B gezeigt ist. In diesem Fall wird, wie in 6C gezeigt ist, die Einspritzendbefehlszeit t2 verzögert, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge sichergestellt ist.
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Wenn die Korrekturmenge jedoch einen Grenzwert überschreitet, wie in 6D gezeigt ist, weicht, obwohl die Kraftstoffeinspritzmenge ein Zielwert wird, eine Verbrennungsbedingung bzw. ein Verbrennungszustand von einem erstrebten Zustand ab. Es ist wahrscheinlich, dass eine Emission und Fahrbarkeit sich verschlechtern und die Maschinenausgabe auch verschlechtert sein kann.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird abgeschätzt, dass eine Verschlechterung in der Maschinenausgabe auftreten wird, und zwar wie folgt. Das heißt, dass, wenn der Einspritzratenkurvenverlauf wie in den 6B, 6C und 6D gezeigt deformiert ist, eine Variation in Lernwerten der Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax relativ zu Anfangswerten einen Grenzwert TH, wie in 6A gezeigt ist, überschreitet. Solch eine Anomalie in den Lernwerten tritt vor der Verschlechterung in der Maschinenausgabe auf. Das heißt, dass, nachdem die Anomalie in den Lernwerten zu einem Zeitpunkt T10 auftritt, die Maschinenausgabe beginnt, sich zu verschlechtern. Demnach kann, wenn die Anomalie in den Lernwerten vorher erfasst wird, ein Auftreten der Verschlechterung in der Maschinenausgabe abgeschätzt werden, bevor sich die Maschinenausgabe tatsächlich zu einem Zeitpunkt T20 verschlechtert.
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Weiterhin ist es, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, zusätzlich zu einer Abschätzung des Auftretens der Verschlechterung der Maschinenausgabe möglich, einen fehlerhaften Abschnitt in einem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem Vorgang, welcher in den 7 und 8 gezeigt ist, zu identifizieren.
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7 ist ein Flussdiagramm, welches den obigen Vorgang zeigt, welchen ein Mikrocomputer der ECU 30 ausführt, wenn der Lernabschnitt 32 den Lernwert aktualisiert.
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In Schritt S30 (Bestimmungsabschnitt) bestimmt der Computer, ob jeder Lernwert der Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax ein anomaler Wert ist. Besonders wird eine Variation bzw. Abweichung ΔL im Lernwert relativ zu einem anfänglichen Wert bzw. Anfangswert (es sei Bezug genommen auf 6A) berechnet. Der Anfangswert ist ein Lernwert davon, wenn der Kraftstoffinjektor 10 ausgeliefert wird. Wenn die Variation ΔL den Grenzwert TH überschreitet, bestimmt der Computer, dass der Lernwert ein anomaler Wert ist. Alternativ kann, wenn ein Berechnen der Variation ΔL durch ein Subtrahieren des anfänglichen Wertes von dem gegenwärtigen Lernwert durchgeführt wird, ein Durchschnittswert des Lernwerts in einer bestimmten Zeitdauer als ein gegenwärtiger Lernwert verwendet werden, wodurch es verhindert wird, dass ein Lernfehler die Anomaliebestimmung beeinflusst.
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In Schritt S31 wird eine Warnlampe angeschaltet, so dass ein Fahrzeugführer davon in Kenntnis gesetzt wird, dass eine Fehlfunktion in dem Kraftstoffeinspritzsystem auftritt. Die Benachrichtigung wird zu dem Zeitpunkt T10 vor dem Zeitpunkt T20 durchgeführt, an welchem die Verschlechterung in der Maschinenausgabe auftritt. Demnach entspricht die Benachrichtigung in Schritt S31 einer Vorankündigung, dass die Verschlechterung in der Maschinenausgabe auftreten wird.
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In Schritt S32 (Identifizierabschnitt für einen fehlerhaften Abschnitt) identifiziert der Computer einen fehlerhaften Abschnitt in dem Kraftstoffeinspritzsystem basierend auf einer Kombination von anomalen Lernwerten und einer Kombination von normalen Lernwerten der Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax, welche in Schritt S30 bestimmt werden.
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Bezug nehmend auf die 8A bis 8E wird eine Verarbeitung zum Identifizieren eines fehlerhaften Abschnitts in dem Kraftstoffeinspritzsystem hierin nachstehend beschrieben werden.
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8A zeigt einen Einspritzratenkurvenverlauf der großen Einspritzung, welche in 2B gezeigt ist. Dieser Einspritzratenkurvenverlauf repräsentiert einen normalen Fall, in dem kein anomaler Lernwert existiert. Indes zeigen durchgezogene Linien in den 8B bis 8E Einspritzratenkurvenverläufe in Fällen, in denen verschiedene Fehlfunktionen in dem Kraftstoffeinspritzsystem auftreten. Eine Steigung der geraden Linie Rα entspricht einer Zunahmegeschwindigkeit der Einspritzrate und wird als der Einspritzratenparameter Rα gelernt. Eine Steigung der geraden Linie Rβ entspricht einer Abnahmegeschwindigkeit der Einspritzrate und wird als der Einspritzratenparameter Rβ gelernt.
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In den 8A bis 8E sind die Bestimmungsergebnisse in Schritt S30 in jeder Tabelle gezeigt. Ein normaler Einspritzratenparameter wird durch „o” bezeichnet und ein anomaler Einspritzratenparameter ist durch „X” bezeichnet. In 8A sind alle der Einspritzratenparameter durch „o” bezeichnet. In den 8B bis 8E sind einige der Einspritzratenparameter durch „X” bezeichnet.
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Bezug nehmend auf die 8B bis 8E wird eine Anomalie jedes Falls im Detail beschrieben werden.
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8B zeigt einen Fall, in welchem die Einspritzmündung 11b des Kraftstoffinjektors 10 verstopft ist. Wenn die Einspritzmündung 11b verstopft ist, wird der normale Einspritzratenkurvenverlauf, welcher durch gestrichelte Linien angezeigt ist, in einen anomalen Einspritzratenkurvenverlauf deformiert, welcher durch durchgezogene Linien angezeigt ist. Das heißt, die Zunahmegeschwindigkeit und die Abnahmegeschwindigkeit der Einspritzrate werden geringer als bestimmte Werte und die maximale Einspritzrate Rmax wird geringer als ein bestimmter Wert, wodurch der Computer bestimmt, dass drei Lernwerte Rα, Rβ, Rmax anomale Werte sind. Auch wenn jedoch die Einspritzmündung 1lb verstopft ist, bestimmt der Computer, dass die anderen Lernwerte „td”, „te” normale Werte sind. Demzufolge bestimmt in einem Fall, dass der Computer bestimmt, dass die Lernwerte Rα, Rβ, Rmax anomale Werte sind und die Lernwerte „td”, „te” normale Werte sind, der Computer in Schritt S32, dass die Einspritzmündung 11b verstopft ist und identifiziert die Einspritzmündung 11b des Kraftstoffinjektors 10 als einen fehlerhaften Abschnitt.
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8C zeigt einen Fall, in welchem eine Antriebskraft des Aktuators 13 beispielsweise durch eine anziehende Kraft eines Solenoids verschlechtert ist, so dass das Steuerventil 14 nicht prompt betätigt werden kann. Wenn die anziehende Kraft des Aktuators 13 einen Engpass aufweist, wird der normale Einspritzratenkurvenverlauf, welcher durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist, in einen anormalen Einspritzratenkurvenverlauf deformiert, welcher durch durchgezogene Linien veranschaulicht ist. Das heißt die Zunahmegeschwindigkeit der Einspritzrate wird geringer als ein bestimmter Wert und die Kraftstoffeinspritzstartzeitverzögerung „td” ist länger als eine vorbestimmte Zeitdauer verlängert, wodurch der Computer bestimmt, dass zwei Lernwerte „td”, Rα anomale Werte sind. Auch wenn jedoch die anziehende Kraft des Aktuators 13 einen Engpass aufweist, bestimmt der Computer, dass die anderen Lernwerte „te”, Rβ, Rmax normale Werte sind. Demzufolge bestimmt, in einem Fall, dass der Computer bestimmt, dass die Lernwerte „td”, Rα anomale Werte sind und die Lernwerte „te”, Rβ, Rmax normale Werte sind, der Computer in Schritt S32, dass die Antriebskraft des Aktuators 13 verschlechtert ist und identifiziert den Aktuator 13 des Kraftstoffinjektors 10 als einen fehlerhaften Abschnitt.
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8D zeigt einen Fall, in welchem eine Kraftstoffpassage durch Fremdstoffe verstopft ist und ihr Strömungsquerschnitt verringert ist. Diese Kraftstoffpassage entspricht einer Hochdruckpassage zwischen einem Auslass der Kraftstoffpumpe 41 und der Einspritzmündung 11b des Kraftstoffinjektors 10. Besonders ist der Strömungsquerschnitt in der Hochdruckpassage 11a des Kraftstoffinjektors 10, der Hochdruckleitung 42b, welche die gemeinsame Kraftstoffleitung 42 und den Kraftstoffinjektor 10 verbindet, und/oder einer Nachdruckleitung, welche den Auslass der Kraftstoffpumpe 41 und die gemeinsame Kraftstoffleitung 42 verbindet, verringert. Wenn der Einspritzratenkurvenverlauf nur hinsichtlich eines bestimmten Zylinders anomal ist, wird die Hochdruckpassage 11a oder die Hochdruckleitung 42b als ein fehlerhafter Abschnitt in dem Einspritzsystem identifiziert.
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Wenn der Strömungsquerschnitt anomal verringert ist, wird der normale Einspritzratenkurvenverlauf, welcher durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist, in einen anomalen Einspritzratenkurvenverlauf deformiert, welcher durch durchgezogene Linien in 8D veranschaulicht ist. Das heißt, die Abnahmegeschwindigkeit der Einspritzrate wird höher als ein bestimmter Wert und die Kraftstoffeinspritzstartzeitverzögerung „td” wird kürzer als eine bestimmte Zeitdauer verkürzt, wodurch der Computer bestimmt, dass zwei Lernwerte „te”, Rα anomale Werte sind. Auch wenn jedoch der Strömungsquerschnitt anomal verringert ist, bestimmt der Computer, dass die anderen Lernwerte „td”, Rα, Rmax normale Werte sind. Demnach bestimmt, in einem Fall, dass der Computer bestimmt, dass die Lernwerte „te”, Rβ anomale Werte sind und die Lernwerte „td”, Rα, Rmax normale Werte sind, der Computer in Schritt S32, dass die Kraftstoffpassage, wie beispielsweise die Hochdruckpassage 11a und die Hochdruckleitung 42b mit Fremdkörpern verstopft ist und ihr Strömungsquerschnitt anomal verringert ist. Der Computer identifiziert die Kraftstoffpassage als einen fehlerhaften Abschnitt.
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8E zeigt einen Fall, in welchem ein Ventilschließmechanismus des Kraftstoffinjektors 10 fehlerhaft wird, so dass der Kraftstoff kontinuierlich durch den Kraftstoffinjektor 10 eingespritzt wird. Besonders in diesem Fall kann der Kolben 15 nicht gut gleiten, die Federn 16, 17 arbeiten nicht oder das Ventil 12 kann nicht gut gleiten. Wenn der Ventilschließmechanismus des Kraftstoffinjektors 10 wie oben fehlerhaft wird, kann der Kraftstoffinjektor 10 die Einspritzmündung 11b nicht schließen, sogar wenn ein Einspritzendbefehlssignal an den Kraftstoffinjektor 10 übertragen wird.
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Wenn eine anomale fortdauernde bzw. kontinuierliche Kraftstoffeinspritzung auftritt, wird der normale Einspritzratenkurvenverlauf, welcher durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist, in einen anomalen Einspritzratenkurvenverlauf deformiert, welcher durch durchgezogene Linien in 8E veranschaulicht ist. Das heißt, dass auch trotzdem das Einspritzendbefehlssignal erzeugt wird, die Einspritzrate nicht beginnt abzunehmen. Da die Einspritzrate nicht Null wird, können die Kraftstoffeinspritzendzeitverzögerung und die Abnahmegeschwindigkeit der Einspritzrate nicht berechnet werden. Demnach bestimmt der Computer, dass die zwei Lernwerte „te”, Rβ anomale Werte sind. Auch wenn jedoch der Ventilschließmechanismus des Kraftstoffinjektors 10 fehlerhaft wird, bestimmt der Computer, dass die anderen Lernwerte „td”, Rα, Rmax normale Werte sind. Indes bestimmt hinsichtlich der Einspritzratenkurvenverläufe der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen der Computer, dass alle der Lernwerte td, te, Rα, Rβ, Rmax anomale Werte sind. Demnach bestimmt in einem Fall, dass der Computer bestimmt, dass die Lernwerte „te”, Rβ anomale Werte sind und die Lernwerte „td”, Rα, Rmax normale Werte sind, der Computer in Schritt S32, dass der Kraftstoff anomal kontinuierlich durch den Kraftstoffinjektor 10 eingespritzt wird und identifiziert den Ventilschließmechanismus des Kraftstoffinjektors 10 als einen fehlerhaften Abschnitt. Der Ventilschließmechanismus der Kraftstoffinjektors 10 weist den Kolben 15, die Federn 16, 17 und das Ventil 12 auf.
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Die Information über den fehlerhaften Abschnitt, welcher in Schritt S32 identifiziert wird, wird in einem Speicher gespeichert, wodurch Instandhaltungs- bzw. Wartungspersonal über den fehlerhaften Abschnitt informiert werden kann.
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Wie obenstehend beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein fehlerhafter Abschnitt in dem Kraftstoffeinspritzsystem basierend auf einer Kombination von anomalen Lernwerten genau identifiziert werden.
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Darüber hinaus kann vorab informiert werden, dass die Maschinenausgabe wahrscheinlich verschlechtert ist. Demnach kann die Verschlechterung in der Maschinenausgabe vorab vermieden werden.
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Weiterhin wird ein fehlerhafter Abschnitt in Schritt S32 nur identifiziert, wenn die Antwort in Schritt S30 JA ist, so dass eine Häufigkeit des Identifizierens eines fehlerhaften Abschnitts verringert werden kann und eine Berechnungslast des Computers auch verringert werden kann.
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[Andere Ausführungsformen]
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen, welche obenstehend beschrieben sind, beschränkt, sondern kann beispielsweise in der nachfolgenden Art und Weise durchgeführt werden. Weiterhin kann die charakteristische Konfiguration jeder Ausführungsform kombiniert werden.
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In der obigen Ausführungsform wird eine Zeitverzögerung von der Einspritzstartbefehlszeit t1 zu der Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 als die Kraftstoffeinspritzstartzeitverzögerung „td” der Einspritzratenparameter gelernt. Als eine Abwandlung jedoch berechnet ein Computer basierend auf einer Zeitdauer von der Einspritzstartbefehlszeit „t1” zu dem Punkt „P0” eine Ventilöffnungszeitverzögerung des Kraftstoffinjektors 10. Diese Zeitverzögerung kann als die Kraftstoffeinspritzstartzeitverzögerung des Einspritzratenparameters gelernt werden. Die Ventilöffnungszeitverzögerung entspricht einer Betätigungsverzögerung des Steuerventils 14.
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In der obigen Ausführungsform wird eine Zeitverzögerung von der Einspritzendbefehlszeit t2 zu der Ventilschließstartzeit R23 als die Kraftstoffeinspritzendzeitverzögerung „te” der Einspritzratenparameter gelernt. Als Abwandlung jedoch kann eine Zeitverzögerung von der Einspritzendbefehlszeit t2 zu der Kraftstoffeinspritzendzeit R4 als die Kraftstoffeinspritzendzeitverzögerung gelernt werden.
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Eine Kraftstoffeinspritzmenge, welche basierend auf den Einspritzratenparametern td, te, Rα, Rβ, Rmax berechnet wird, kann als Lernwert der Einspritzratenparameter zum Identifizieren eines fehlerhaften Abschnitts in Schritt S32 eingesetzt werden. Alternativ kann ein Verhältnis der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge relativ zu der Einspritzbefehlszeitdauer Tq als ein Lernwert der Einspritzratenparameter zum Identifizieren eines fehlerhaften Abschnitts in Schritt S32 eingesetzt werden.
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Der Kraftstoffdrucksensor 20 kann an irgendeinem Ort in einer Kraftstoffversorgungspassage zwischen einem Auslass 42a der gemeinsamen Kraftstoffleitung 42 und der Einspritzmündung 11b angeordnet werden. Beispielsweise kann der Kraftstoffdrucksensor 20 in einer Hochdruckleitung 42b angeordnet werden, welche die gemeinsame Kraftstoffleitung 42 und den Kraftstoffinjektor 10 verbindet. Auch kann der Kraftstoffdrucksensor 20 in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 42 oder in einer Kraftstoffzuführpassage von einem Auslass der Kraftstoffpumpe 41 zu der gemeinsamen Kraftstoffleitung 42 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-85164 A [0002]
- US 2009-0088951 A1 [0002]
