DE102014116293B4

DE102014116293B4 - Steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine und Steuerverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102014116293B4
Application number: DE102014116293.5A
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAI Anzawa Takumi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2034-11-08
Also published as: DE102014116293A1; JP2015101983A; JP5942965B2; US20150144116A1; US9494101B2

Abstract

Steuersystem (200) für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine enthält: einen Direktinjektor (109), der direkt einen Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungskraftmaschine einspritzt; einen Kanalinjektor (108), der den Kraftstoff in eine Einlasspassage einspritzt; eine Rückführpassage (140), die ein durch eine Abgaspassage strömendes Abgas zu der Einlasspassage zurückführt; und ein Ventil (142), das in der Rückführpassage vorgesehen ist, wobei das Ventil derart konfiguriert ist, dass es die Rückführpassage öffnet und schließt, wobei das Steuersystem dadurch gekennzeichnet ist, dass: das Steuersystem eine Fehlererfassung des Direktinjektors in einem Zustand ausführt, in dem der Direktinjektor den Kraftstoff einspritzt, wenn die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt wird und die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die folgende Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine und ein Steuerverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine und insbesondere eine Technik zum Erfassen eines Fehlers eines Direktinjektors in einer Verbrennungskraftmaschine, die mit dem Direktinjektor und einem Kanalinjektor vorgesehen ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Verbrennungskraftmaschine ist bekannt, die vorgesehen ist mit: einem Direktinjektor zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer; und einem Kanalinjektor zum Einspritzen des Kraftstoffs in eine Einlasspassage. Die JP 2011-099 401 A offenbart, dass bei einer solchen Verbrennungskraftmaschine eine Kraftstoffeinspritzmenge und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des Ausführens der Kraftstoffeinspritzung lediglich durch den Direktinjektor gelernt werden, und die Kraftstoffeinspritzung lediglich durch den Direktinjektor fortgesetzt wird bis das Lernen abgeschlossen ist. Zudem offenbart die JP 2013-036 441 A eine Verbrennungskraftmaschine, die ein Abgasrückführ(EGR)-System enthält, das ein Abgas in eine Einlasspassage einführt.
Ferner offenbart die US 2012/0 247 422 A1 eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher bei jedem einer Mehrzahl von Zylindern ein Direktinjektor, der Kraftstoff direkt in einen entsprechenden der Mehrzahl von Zylindern einspritzt, und ein Kanalinjektor, der Kraftstoff in einen Einlasskanal einspritzt, vorgesehen sind. Die Steuerungsvorrichtung enthält eine Steuerungseinheit, welche einen Kraftstoff-Einspritzbetrag von den Direktinjektoren und den Kanalinjektoren steuert, und eine Ungleichgewichts-Erfassungseinheit, welche in einem Zustand, bei dem Kraftstoff sowohl von den Direktinjektoren als auch von den Kanalinjektoren eingespritzt wird, ein Ungleichgewicht im Luft-Kraftstoff-Verhältnis zwischen der Mehrzahl von Zylindern erfasst. Wenn das Ungleichgewicht durch die Ungleichgewichts-Erfassungseinheit erfasst wird, steuert die Steuerungseinheit den Kraftstoff-Einspritzbetrag von den Direktinjektoren und den Kanalinjektoren derart, dass Kraftstoff von einem der Direktinjektoren und der Kanalinjektoren eingespritzt wird.
Darüber hinaus offenbart die US 2009/0 090 332 A1 bei einer Verbrennungskraftmaschine mit sowohl einem Kanaleinspritzventil als auch einem Direkteinspritzventil, die einem Zylinder des Motors Kraftstoff zuführen, ein Verfahren zum Vermeiden von Ablagerungsausbildung an und/oder in der Spitze des Direkteinspritzventils. Die Temperatur der Spitze wird geschätzt. Wenn die Temperatur der Spitze eine Schwellentemperatur übersteigt, bei der Ablagerungen gebildet werden, wird die von dem Direkteinspritzventil gelieferte Kraftstoffmenge gesteigert.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
In der Verbrennungskraftmaschine, die mit dem Direktinjektor und dem Kanalinjektor vorgesehen ist, kann eine Fehlererfassung des Direktinjektors während des Ausführens der Kraftstoffeinspritzung lediglich durch den Direktinjektor wie bei einem Fall ausgeführt werden, bei dem das vorstehende Lernen ausgeführt wird. Zu dieser Zeit wird die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt. Dadurch erhöht, wenn das EGR-System das Abgas in die Einlasspassage einführt, die Wärme des Abgases möglicherweise eine Temperatur an einer Spitze des Kanalinjektors. Demgemäß ist es wahrscheinlich, dass Ablagerungen an der Spitze des Kanalinjektors angesammelt werden.
Die vorliegende Erfindung unterdrückt Ablagerungen an einem Kanalinjektor in einer Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Direktinjektor und dem Kanalinjektor vorgesehen ist, wobei die Ablagerungsansammlungen während der Fehlererfassung eines Direktinjektors verursacht werden.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung enthält eine Verbrennungskraftmaschine einen Direktinjektor, einen Kanalinjektor, eine Rückführpassage und ein Ventil. Der Direktinjektor spritzt direkt Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungskraftmaschine ein. Der Kanalinjektor spritzt den Kraftstoff in eine Einlasspassage ein. Die Rückführpassage führt das Abgas, das durch eine Abgaspassage strömt, zu der Einlasspassage zurück. Das Ventil ist in der Rückführpassage vorgesehen und öffnet oder schließt die Rückführpassage. Ein Steuersystem für die Verbrennungskraftmaschine führt eine Fehlererfassung des Direktinjektors in einem Zustand aus, bei dem der Direktinjektor den Kraftstoff einspritzt, wenn die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt wird und die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Da die Fehlererfassung ausgeführt wird, wenn die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird, kann die Rückführung des Abgases bei einem Zustand unterdrückt werden, bei dem die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt wird. Demgemäß wird eine Temperaturzunahme an einer Spitze des Kanalinjektors durch die Wärme des Abgases unterdrückt. Dadurch können gemäß dem Steuersystem für die Verbrennungskraftmaschine Ablagerungsansammlungen auf dem Kanalinjektor, die während der Fehlererfassung des Direktinjektors verursacht werden, in der Verbrennungskraftmaschine unterdrückt werden, die mit dem Direktinjektor und dem Kanalinjektor vorgesehen ist.
Das Steuersystem kann die Fehlererfassung ausführen, wenn ein Ausführzustand der Fehlererfassung erfüllt wird, wenn die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Fehlererfassung lediglich ausgeführt, wenn die Rückführung des Abgases gestoppt wird. Daher ist es möglich zu verhindern, dass die Rückführung des Abgases aufgrund der Fehlererfassung begrenzt wird.
Das Steuersystem kann, wenn das Abgas zurückgeführt wird, das Ventil zum Schließen der Rückführpassage steuern und führt die Fehlererfassung aus, während der Ausführzustand der Fehlererfassung erfüllt ist.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Fehlererfassung gegenüber der Rückführung des Abgases bevorzugt bzw. vorrangig ausgeführt. Dadurch kann die Fehlererfassung bei einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt werden.
Das Steuersystem kann bestimmen, dass die Rückführpassage geschlossen wird, wenn eine Kühlmitteltemperatur der Verbrennungskraftmaschine geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur.
Wenn die Kühlmitteltemperatur in der Verbrennungskraftmaschine hoch ist, wird eine Verbrennung stabilisiert, selbst bei dem zurückgeführten Abgas. Dagegen destabilisiert, wenn die Kühlmitteltemperatur in der Verbrennungskraftmaschine gering ist, die Rückführung des Abgases die Verbrennung, und die Rückführung des Abgases wird dadurch geschlossen. Demgemäß ist es möglich zu bestimmen, ob die Rückführung auf der Basis der Kühlmitteltemperatur in der Verbrennungskraftmaschine geschlossen wird. Dadurch ist es möglich zuverlässig zu bestimmen, dass die Rückführung geschlossen wird.
Das Steuersystem kann bestimmen, dass die Rückführpassage geschlossen wird, wenn das Ventil geschlossen wird.
Es wird bestimmt, dass die Rückführung geschlossen wird, wenn das Ventil geschlossen wird. Dadurch ist es möglich, ferner zuverlässig zu bestimmen, dass die Rückführung geschlossen wird.
Das Steuersystem kann einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine basierend auf einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und einer Luftmenge bestimmen, die in die Verbrennungskammer strömt, und kann bestimmen, dass die Ausführbedingung erfüllt ist, wenn die Verbrennungskraftmaschine in einem vorbestimmten Betriebsbereich betrieben wird (in einem Bereich, bei dem der Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine stabil ist).
Wenn der Direktinjektor ausgefallen ist, wird der Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine instabil. Demgemäß kann, falls die Fehlererfassung ausgeführt wird, wenn die Verbrennungskraftmaschine in dem vorstehenden Bereich betrieben wird, eine fehlerhafte Fehlererfassung des Direktinjektors unterdrückt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung enthält eine Verbrennungskraftmaschine einen Direktinjektor, einen Kanalinjektor, eine Rückführpassage und ein Ventil. Der Direktinjektor spritzt direkt Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungskraftmaschine ein. Der Kanalinjektor spritzt den Kraftstoff in eine Einspritzpassage ein. Die Rückführpassage führt das Abgas, das durch eine Abgaspassage strömt, zu einer Einlasspassage ein. Das Ventil ist in der Rückführpassage vorgesehen, und öffnet oder schließt die Rückführpassage. Ein Steuerverfahren für die Verbrennungskraftmaschine enthält die Schritte: Steuern des Direktinjektors und des Kanalinjektors; und Ausführen einer Fehlererfassung des Direktinjektors bei einem Zustand, bei dem Direktinjektor den Kraftstoff einspritzt, wenn die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt wird und die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Da die Fehlererfassung ausgeführt wird, wenn die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird, kann die Rückführung des Abgases bei einem Zustand unterdrückt werden, bei dem die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt wird. Demgemäß wird eine Temperaturerhöhung an einer Spitze des Kanalinjektors durch die Wärme des Abgases unterdrückt. Dadurch können gemäß des Steuerverfahrens für diese Verbrennungskraftmaschine Ablagerungsansammlungen auf dem Kanalinjektor, die während der Fehlererfassung des Direktinjektors verursacht werden, in der Verbrennungskraftmaschine unterdrückt werden, die mit dem Direktinjektor und dem Kanalinjektor vorgesehen ist.
Der Schritt des Ausführens der Fehlererfassung kann ferner ein Schritt des Ausführens der Fehlererfassung enthalten, wenn eine Ausführbedingung der Fehlererfassung erfüllt ist, während die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Fehlererfassung lediglich ausgeführt, wenn die Rückführung des Abgases gestoppt wird. Daher ist es möglich zu unterdrücken, dass die Rückführung des Abgases aufgrund der Fehlererfassung beschränkt wird.
Der Schritt des Ausführens der Fehlererfassung kann ferner, wenn das Abgas zurückgeführt wird, einen Schritt des Steuerns des Ventils zum Schließen der Rückführpassage und Ausführens der Fehlererfassung enthalten, während die Ausführbedingung der Fehlererfassung erfüllt ist.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Fehlererfassung gegenüber der Rückführung des Abgases bevorzugt bzw. vorrangig ausgeführt. Dadurch kann die Fehlererfassung bei einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt werden.
Gemäß dem Aspekt dieser Erfindung können Ablagerungsansammlungen auf dem Kanalinjektor, die während der Fehlererfassung des Direktinjektors verursacht werden, in der Verbrennungskraftmaschine unterdrückt werden, die mit dem Direktinjektor und dem Kanalinjektor vorgesehen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
1 ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung ist;
2 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Fehlererfassungssteuerung eines Direktinjektors ist, der durch das in 1 gezeigte Steuersystem ausgeführt wird;
3 ein Diagramm eines EGR-Einführbereichs bezüglich einer Maschinenkühlmitteltemperatur ist;
4 ein Diagrammbeispiel eines Erfassungsbereichs ist, bei dem die Fehlererfassung des Direktinjektors ausgeführt wird;
5 ein Flussdiagramm zum Darstellen der Fehlererfassungssteuerung des Direktinjektors ist, der durch ein Steuersystem gemäß einem abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
6 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Fehlererfassungssteuerung des Direktinjektors ist, der durch ein Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt wird; und
7 ein Flussdiagramm zum Darstellen der Fehlererfassung des Direktinjektors ist, die durch ein Steuersystem gemäß einem abgewandelten Beispiel der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine detaillierte Beschreibung wird nachstehend anhand von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren ausgeführt. Eine Beschreibung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsformen ausgeführt, und es wurde beabsichtigt, beim Einreichen der vorliegenden Anmeldung, dass die in den Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen geeignet kombiniert werden können. Es soll beachtet werden, dass die gleichen oder entsprechenden Komponenten in den Figuren durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Blockdiagramm einer Gesamtkonfiguration einer Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Bezug nehmend auf 1 strömt eine Luft von einem Luftfilter 102 zu einer Maschine 100. Eine Einlassluftmenge wird durch ein Drosselventil 104 eingestellt. Das Drosselventil 104 wird durch einen Drosselmotor 312 angetrieben. Die Einlassluft wird zu einem Zylinder 106 (eine Verbrennungskammer) durch eine Einlasspassage 150 zugeführt.
Ein Kraftstoff wird direkt in den Zylinder 106 von einem Direktinjektor 109 eingespritzt. Mit anderen Worten, eine Einspritzöffnung des Direktinjektors 109 wird in dem Zylinder 106 vorgesehen. Zusätzlich zu dem Direktinjektor 109 ist die Maschine 100 mit einem Kanalinjektor 108 zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Einlasspassage 150 (ein Einlasskanal) vorgesehen. Der Kanalinjektor 108 ist in der Einlasspassgage 150 vorgesehen.
Ein Verhältnis einer Kraftstoffeinspritzmenge von dem Direktinjektor 109 zu einer Gesamteinspritzmenge als Summe einer Kraftstoffeinspritzmenge von dem Direktinjektor 109 und einer Kraftstoffeinspritzmenge von dem Kanalinjektor 108 (nachstehend auch als ein DI-Verhältnis r beschrieben) wird entsprechend einer Last und einer Drehzahl der Maschine 100 bestimmt. Ebenso wird, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, wenn die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 ausgeführt wird, festgelegt, dass das DI-Verhältnis r = 100% ist. In diesem Fall wird der Kraftstoff lediglich von dem Direktinjektor 109 eingespritzt, und die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor 108 wird gestoppt.
Andererseits wird, wenn die Maschine 100 in einem Bereich von 0% < das DI-Verhältnis r < 100% betrieben wird, der Kraftstoff sowohl von dem Direktinjektor 109 als auch von dem Kanalinjektor 108 eingespritzt. Das DI-Verhältnis r entspricht eindeutig einem Verteilverhältnis zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge von dem Direktinjektor 109 und der Kraftstoffeinspritzmenge von dem Kanalinjektor 108.
Die Luft-Kraftstoff-Mischung in dem Zylinder 106 wird durch eine Zündkerze 110 gezündet und verbrennt. Die Luft-Kraftstoff-Mischung nach der Verbrennung, d. h. das Abgas, wird durch einen Dreiwegekatalysator 112 gereinigt, der in einer Abgaspassage 160 vorgesehen ist, und wird anschließend nach Außen von dem Fahrzeug abgegeben. Ein Kolben 114 wird durch die Verbrennung der Luft-Kraftstoff-Mischung hinunter gedrückt, wodurch eine Kurbelwelle 116 zum Drehen bewirkt wird.
Einiges an Abgas wird von der Abgaspassage 160 zu der Einlasspassage 150 durch eine EGR-Passage 140 zurückgeführt. Die EGR-Passage 140 ist eine zwischen der Abgaspassage 160 und der Einlasspassage 150 vorgesehene Rohrleitung. Ein EGR-Ventil 142 ist in der EGR-Passage 140 vorgesehen. Das Öffnen und Schließen des EGR-Ventils 142 wird durch ein Steuersystem 200 gesteuert. Wenn das EGR-Ventil 142 geöffnet wird, kommuniziert die EGR-Passage 140 zwischen der Abgaspassage und der Einlasspassage. Wenn das EGR-Ventil 142 geschlossen wird, wird die EGR-Passage 140 geschlossen. Drosselverluste können reduziert werden, und Pumpverluste können auch durch Öffnen des EGR-Ventils 142 zum Zurückführen des Abgases zu der Einlasspassage reduziert werden. Dadurch kann eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
Ein Einlassventil 118 und ein Abgasventil 120 sind an einer Oberseite des Zylinders 106 vorgesehen. Eine Menge und ein Zeitpunkt der Luft, die in den Zylinder 106 eingeführt bzw. eingebracht wird, werden durch das Einlassventil 118 gesteuert. Eine Menge und ein Zeitpunkt des Abgases, das von dem Zylinder 106 abgegeben wird, werden durch das Abgasventil 120 gesteuert. Das Einlassventil 118 wird durch eine Nocke 122 angetrieben, und das Abgasventil 120 wird durch eine Nocke 124 angetrieben.
Ein Hubbetrag und ein Arbeitswinkel des Einlassventils 118 kann durch ein variables Ventilhub(VVL)-System 400 gesteuert werden. Ein Hubbetrag und ein Arbeitswinkel des Abgasventils 120 können auch steuerbar sein. Die Maschine 100 kann derart konfiguriert sein, dass sie nicht das VVL-System 400 enthält, oder kann derart konfiguriert sein, dass sie ferner ein variables Ventilzeitpunkt(VVT)-System enthält, das das Öffnen und Schließen des Zeitpunkts des Ventils steuert.
Das Steuersystem 200 ist derart konfiguriert, dass es eine elektronische Steuereinheit (ECU) enthält, die eine zentrale Steuereinheit (CPU), einen Speicher, Eingabe-/Ausgabe-Puffer und dergleichen (keines von denen ist gezeigt) enthält. Das Steuersystem 200 steuert einen Drosselöffnungsgrad θth, einen Zündzeitpunkt, einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Betätigungszustand (Öffnungs-/Schließzeitpunkt, den Hubbetrag, den Arbeitswinkel und dergleichen) des Einlassventils, und eine EGR-Menge (einen Öffnungs-/Schließzustand des EGR-Ventils 142), so dass die Maschine 100 in einem gewünschten Betriebszustand ist. Das Steuersystem 200 empfängt ein Signal von jedem eines Nockenwinkelsensors 300, eines Kurbelwinkelsensors 302, eines Klopfsensors 304, eines Drosselöffnungsgradsensors 306 und eines Kühlmitteltemperatursensors 308.
Der Nockenwinkelsensor 300 gibt ein Signal aus, das eine Nockenposition anzeigt. Der Kurbelwinkelsensor 302 gibt ein Signal aus, das eine Drehzahl der Kurbelwelle 116 (die Maschinendrehzahl) und einen Drehwinkel der Kurbelwelle 116 anzeigt. Der Klopfsensor 304 gibt ein Signal aus, das eine Vibrationsintensität der Maschine 100 anzeigt. Der Drosselöffnungsgradsensor 306 gibt ein Signal aus, das den Drosselöffnungsgrad θth anzeigt. Der Kühlmitteltemperatursensor 308 gibt ein Signal aus, das eine Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 ausgibt.
Das Steuersystem 200 führt eine Fehlererfassungssteuerung des Direktinjektors 109 mit dem DI-Verhältnis r von 100% aus. Insbesondere führt das Steuersystem 200 eine unbeabsichtigte Feuer- bzw. Zündungserfassung der Maschine 100 mit dem DI-Verhältnis r von 100% aus, und bestimmt den Fehler des Einspritzinjektors 109, wenn das unbeabsichtigte Feuer bzw. die unbeabsichtigte Zündung der Maschine 100 erfasst wird.
Als ein Beispiel bestimmt das Steuersystem 200, dass das unbeabsichtigte Feuer bzw. Flamme bzw. Zündung in der Maschine 100 auftritt, wenn eine Abweichung der Drehung aus den Zylindern, d. h. ein Unterschied zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Drehzahl der Kurbelwelle, während sich die Kurbelwelle lediglich um einen Kurbelwinkel von 720° dreht, wenigstens gleich einem vorbestimmten Wert ist. Allerdings ist ein Verfahren zur Erfassung des unbeabsichtigten Feuers bzw. der unbeabsichtigten Zündung nicht darauf beschränkt, und eine der verschiedenen bekannten Techniken, wie z. B. Verwendung eines Ionenstroms, der durch eine in der Verbrennungskammer angebrachte Elektrode erfasst wird, kann verwendet werden.
Während des Ausführens der Fehlererfassungssteuerung des Einspritzinjektors 109 wird die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor 108 gestoppt. Dadurch neigt, falls das EGR-Ventil 142 geöffnet wird und das Abgas in die Einlasspassage 150 eingebracht wird, die Wärme des Abgases dazu, eine Temperatur an einer Spitze des Kanalinjektors 108 zu erhöhen. Dadurch kann ein Kühleffekt, der aus der Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor 108 resultiert, nicht erhalten werden, wenn die Kraftstoffeinspritzung gestoppt wird. Wenn die Temperatur an der Spitze des Kanalinjektors 108 genau wie beschrieben erhöht wird, tritt ein solches Problem auf, dass es wahrscheinlich ist, dass Ablagerungen an der Spitze des Kanalinjektors aufgrund von Komponenten des Abgases angesammelt werden.
In der ersten Ausführungsform wird die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 ausgeführt, wenn das EGR-Ventil 142 die EGR-Passage 140 schließt. Demgemäß kann die Rückführung des Abgases unterdrückt werden, während die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor 108 gestoppt wird. Da die Temperaturerhöhung an der Spitze des Kanalinjektors 108 durch die Wärme des Abgases unterdrückt wird, können die Ablagerungsansammlungen auf dem Kanalinjektor 108 unterdrückt werden, wenn der Fehler des Direktinjektors 109 erfasst wird.
2 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen der Fehlererfassungssteuerung des Direktinjektors 109, der das in 1 gezeigte Steuersystem 200 ausführt. Das in 2 gezeigte Flussdiagramm wird durch Ausführen eines Programms realisiert, das in dem Steuersystem 200 vorab bei einem vorbestimmten Intervall gespeichert wird. Alternativ kann ein Prozess durch Ausbilden einer speziellen Hardware (einer elektronischen Schaltung) für einigen der Schritte (das gleiche gilt für die in 5 bis 7 dargestellten Flussdiagramme, die nachstehend beschrieben werden) ausgeführt werden.
Bezug nehmend auf 2 bestimmt das Steuersystem 200 in Schritt 100 (nachstehend wird Schritt als S beschrieben), ob ein System zum Betreiben der Maschine 100 aktiviert ist. Dass das System aktiviert ist, bedeutet, dass die Maschine 100 in einem Betriebszustand ist, und ein Beispiel bedeutet einen Zustand, bei dem ein Zündschalter AN ist, oder einen Zustand, bei dem die Maschine 100 betrieben wird. Falls bestimmt wird, dass das System nicht aktiviert wird (NEIN in S100), werden die nachstehenden Prozessschritte übersprungen, und der Prozess kehrt zu der Hauptroutine zurück.
Falls bestimmt wird, dass das System aktiviert wird (JA in S100), bestimmt das Steuersystem 200, ob die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 kleiner als ein vorbestimmter Wert X ist (S110). Der vorbestimmte Wert X ist ein Wert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Abgas wieder zurückkehrt.
3 ist ein Diagramm eines EGR-Einführbereichs bezüglich der Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100. Bezug nehmend auf 3 ist, falls die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 wenigstens gleich dem vorbestimmten Wert X ist, die Maschine 100 warm genug für die stabile Verbrennung, selbst wenn das Abgas zurückgeführt wird. Dadurch kann das Abgas in die Einlasspassage 150 eingebracht werden (ein EGR-Einführbereich).
Andererseits wird, falls die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 geringer als der vorbestimmte Wert X ist, die Maschine 100 kalt. Demgemäß wird die Verbrennung instabil, wenn das Abgas zurückgeführt wird. Dadurch wird die Rückführung des Abgases für den stabilen Betrieb der Maschine 100 gestoppt (ein EGR-Stoppbereich). Wie gerade beschrieben, ist es möglich mit der Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 zu bestimmen, ob das Abgas wieder zurückgeführt wird.
Zurückkommend auf 2 wird, falls in S110 bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 wenigstens gleich dem vorbestimmten Wert X ist (NEIN in S110), betrachtet, dass das Abgas zurückgeführt wird, und dadurch wird die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 nicht ausgeführt. Andererseits wird, falls bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 kleiner als der vorbestimmte Wert X ist (JA in S110), betrachtet, das die Rückführung des Abgases gestoppt wird. Anschließend bestimmt das Steuersystem 200, ob eine Erfassungsausführbedingung zum Ausführen der Fehlererfassung des Direktinjektors 109 erfüllt wurde (S120).
Die Erfassungsausführbedingung ist erfüllt, wenn die Maschine 100 in einem geeigneten Zustand betrieben wird, um den Fehler des Direktinjektors 109 zu erfassen. Insbesondere wird die Erfassungsausführbedingung erfüllt, wenn die Maschine 100 in einem Bereich betrieben wird, bei dem der Betriebszustand der Maschine 100 stabil ist. Wenn der Direktinjektor 109 ausgefallen ist, wird der Betriebszustand der Maschine 100 instabil. Demgemäß wird, falls die Fehlererfassung in dem Bereich ausgeführt wird, in dem der Betriebszustand der Maschine 100 stabil ist, während der Direktinjektor 109 in einem Normalzustand ist, ein Unterschied zwischen einem ausgefallenen Zustand und dem Normalzustand des Direktinjektors 109 weiter aufgeklärt. Dadurch kann eine fehlerhafte Erfassung unterdrückt werden.
4 zeigt ein Diagramm eines Beispiels des Erfassungsbereichs an, bei dem die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 ausgeführt wird. Bezug nehmend auf 4 wird, wenn die Drehzahl der Maschine 100 zwischen Y1 und Y2 und eine Menge an in die Maschine 100 angesaugter Luft zwischen Z1 und Z2 liegt, betrachtet, dass die Maschine 100 in einem Bereich ist, in dem deren Betriebszustand stabil ist. Demgemäß wird die Erfassungsausführungsbedingung erfüllt.
Zusätzlich zu dem Vorstehenden kann die Erfassungsausführbedingung derart festgelegt werden, dass die Fehlererfassung in einem Bereich ausgeführt wird, in dem die Maschine 100 häufig betrieben wird, oder derart festgelegt werden, dass die Fehlererfassung bei einer vorbestimmten Ausführfrequenz ausgeführt wird (beispielsweise lediglich einmal in einer Periode von der Aktivierung zu der Beendigung des Systems der Maschine 100 oder dergleichen).
Bezug nehmend auf 2 werden, falls bestimmt wird, dass die Erfassungsausführbedingung in S120 nicht erfüllt wurde (NEIN in S120), die nachstehenden Prozessschritte übersprungen, und der Prozess kehrt zur Hauptroutine zurück. Falls bestimmt wird, dass die Erfassungsausführbedingung in S120 erfüllt ist (JA in S120), aktiviert das Steuersystem 200 den Direktinjektor 109 und stoppt den Kanalinjektor 108 (S130). Demgemäß wird die Kraftstoffeinspritzung lediglich durch den Direktinjektor 109 ausgeführt (das DI-Verhältnis r = 100%).
Als Nächstes bestimmt in S140 das Steuersystem 200, ob das unbeabsichtigte Feuer bzw. die unbeabsichtigte Zündung der Maschine 100 erfasst wurde. Da das Verfahren des Erfassens des unbeabsichtigten Feuers bzw. der unbeabsichtigten Zündung genau wie vorstehend beschrieben ist, wird auf deren Beschreibung verzichtet.
Falls bestimmt wird, dass das unbeabsichtigte Feuer bzw. die unbeabsichtigte Zündung der Maschine 100 erfasst wurde (JA in S140), wird betrachtet, dass der Direktinjektor 109 ausgefallen ist, und das Steuersystem 200 bestimmt dadurch, dass der Direktinjektor 109 abnormal ist (S150). Falls bestimmt wird, dass das unbeabsichtigte Feuer bzw. die unbeabsichtigte Zündung der Maschine 100 nicht erfasst wurde (NEIN in S140), wird betrachtet, dass der Direktinjektor 109 nicht ausgefallen ist, und das Steuersystem 200 bestimmt dadurch, dass der Direktinjektor 109 normal ist (S160).
Wie vorstehend beschrieben, wird die Fehlererfassung unter der Bedingung ausgeführt, dass die Rückführung des Abgases durch das EGR-Ventil 142 in der ersten Ausführungsform geschlossen wird. Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor 108 gestoppt, wenn die Einführung des Abgases in die Einlasspassage gestoppt wird. Demgemäß wird die Temperaturerhöhung an der Spitze des Kanalinjektors 108 durch die Wärme des Abgases unterdrückt. Dadurch können gemäß dieser ersten Ausführungsform die Ablagerungsansammlungen auf dem Kanalinjektor 108, die während der Fehlererfassung des Direktinjektors 109 versursacht werden, in der Maschine 100 unterdrückt werden, die mit dem Direktinjektor 109 und dem Kanalinjektor 108 vorgesehen ist.
Zudem wird, wenn die Fehlererfassungsausführbedingung erfüllt ist, während die Rückführung des Abgases geschlossen wird, die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 ausgeführt. Dadurch kann unterdrückt werden, dass die Rückführung des Abgases aufgrund der Fehlererfassung gehemmt wird. Daher kann die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 ausgeführt werden während die Kraftstoffeinspritzung durch die Rückführung des Abgases verbessert wird.
[Abgewandeltes Beispiel]
Eine Beschreibung wird anhand eines abgewandelten Beispiels der ersten Ausführungsform ausgeführt, in der bestimmt wird, ob das Abgas auf der Basis des Öffnungs-/Schließzustands des EGR-Ventils 142 anstelle der Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 zurückgeführt wird. Es soll beachtet werden, dass eine Konfiguration der Maschine 100 gemäß dem abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform ist.
5 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen der Fehlererfassungssteuerung des Direktinjektors, der durch ein Steuersystem 200A gemäß dem abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt wird. Bezug nehmend auf 5 wird die Beschreibung zu S100 und S120 bis S160 nicht ausgeführt, da sie die gleiche wie jene in der ersten Ausführungsform ist. Falls in S100 bestimmt wird, dass das System zum Betreiben der Maschine 100 aktiviert wird (JA in S100), bestimmt das Steuersystem 200A, ob das EGR-Ventil 142 geschlossen ist (S115). Nachstehend kann das Steuersystem 200A bestimmen, dass das EGR-Ventil 142 auf der Basis der Ausgabe eines Sensors zum Erfassen eines Öffnungsgrads des EGR-Ventils 142 geschlossen ist, oder kann bestimmen, dass das EGR-Ventil 142 auf der Basis eines Steuerbefehls zum Steuern des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 142 geschlossen ist.
Falls bestimmt wird, dass das EGR-Ventil 142 geöffnet ist (NEIN in S115), wird betrachtet, dass das Abgas zurückgeführt wird, und die Fehlererfassung des Direktinjektors wird nicht ausgeführt. Andererseits wird, falls bestimmt wird, dass das EGR-Ventil 142 geschlossen wird (JA in S115), betrachtet, dass die Rückführung des Abgases gestoppt wird. Anschließend bestimmt das Steuersystem 200A, ob die Erfassungsausführbedingung zum Ausführen der Fehlererfassung des Direktinjektors 109 erfüllt wurde (S120).
Wie vorstehend beschrieben, wird in dem abgewandelten Beispiel der ersten Ausführungsform bestimmt, dass die Rückführung des Abgases geschlossen wird, wenn das EGR-Ventil 142 geschlossen wird. Dadurch ist es ferner möglich zuverlässig zu bestimmen, das die Rückführung des Abgases geschlossen wird.
[Zweite Ausführungsform]
Die Beschreibung wurde anhand der ersten Ausführungsform ausgeführt, in der die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 ausgeführt wird, wenn die Rückführung des Abgases gestoppt wird. Eine Beschreibung wird anhand der zweiten Ausführungsform ausgeführt, in der die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 durch Steuern des EGR-Ventils 142 ausgeführt wird, um die Rückführung des Abgases zu schließen, wenn das Abgas zurückgeführt wird.
6 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen der Fehlererfassungssteuerung des Direktinjektors 109, der durch ein Steuersystem 200B gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt wird. Bezug nehmend auf 6 bestimmt das Steuersystem 200B in S200, ob das System zum Betreiben der Maschine 100 aktiviert wird. Falls bestimmt wird, dass das System nicht aktiviert wird (NEIN in S200), werden die nachstehenden Prozessschritte übersprungen, und der Prozess kehrt zur Hauptroutine zurück.
Falls bestimmt wird, dass das System aktiviert wird (JA in S200), bestimmt das Steuersystem 200B, ob die Erfassungsausführbedingung zum Ausführen der Fehlererfassung des Direktinjektors 109 nicht erfüllt wurde (S210). Falls bestimmt wird, dass das die Fehlererfassungsbedingung nicht erfüllt wurde (NEIN in S210), werden die nachstehenden Prozessschritte übersprungen und der Prozess kehrt zur Hauptroutine zurück. Falls bestimmt wird, dass die Erfassungsausführbedingung erfüllt wurde (JA in S210), bestimmt das Steuersystem 200B, ob die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 wenigstens gleich dem vorbestimmten Wert X ist (S220).
Falls bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 wenigstens gleich dem vorbestimmten Wert X ist (JA in S220), wird betrachtet, dass das Abgas zurückgeführt wird, und das Steuersystem 200B steuert das EGR-Ventil 142, um geschlossen zu werden (S230). Demgemäß wird die EGR gestoppt. Andererseits wird, falls bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 kleiner als der vorbestimmte Wert X ist (NEIN in S220), die Ausführung von S230 übersprungen, und der Prozess schreitet zu S240 fort.
Als Nächstes aktiviert in S240 das Steuersystem 200B den Direktinjektor 109 und stoppt den Kanalinjektor 108 (S240). Demgemäß wird die Kraftstoffeinspritzung lediglich durch den Direktinjektor 109 ausgeführt (das DI-Verhältnis r = 100%).
Als Nächstes bestimmt in S250 das Steuersystem 200B, ob das unbeabsichtigte Feuer bzw. die unbeabsichtigte Zündung der Maschine 100 erfasst wurde. Da das Verfahren des Erfassens des unbeabsichtigten Feuers bzw. der unbeabsichtigten Zündung wie vorstehend beschrieben ist, wird auf deren Beschreibung verzichtet.
Falls bestimmt wird, dass das unbeabsichtigte Feuer bzw. die unbeabsichtigte Zündung der Maschine 100 erfasst wurde (JA in S250), wird betrachtet, dass der Direktinjektor 109 ausgefallen ist, und das Steuersystem 200B bestimmt dadurch, dass der Direktinjektor 109 abnormal ist (S260). Falls bestimmt wird, dass das unbeabsichtigte Feuer bzw. die unbeabsichtigte Zündung der Maschine 100 nicht erfasst wurde (NEIN in S250), wird betrachtet, dass der Direktinjektor 109 nicht ausgefallen ist, und das Steuersystem 200B bestimmt dadurch, dass der Direktinjektor 109 normal ist (S270).
Wie vorstehend beschrieben, wird in dieser zweiten Ausführungsform, falls das Abgas zurückgeführt wird, wenn die Fehlererfassungsausführbedingung erfüllt ist, das EGR-Ventil 142 zum Schließen der Rückführung des Abgases gesteuert, und die Fehlererfassung wird dadurch ausgeführt. Demgemäß kann die Fehlererfassung des Direktinjektors 109 gegenüber der Rückführung des Abgases bevorzugt bzw. vorrangig ausgeführt werden.
[Abgewandeltes Beispiel]
Eine Beschreibung wird anhand eines abgewandelten Beispiels der zweiten Ausführungsform ausgeführt, in der bestimmt wird, ob das Abgas auf der Basis des Öffnungs-/Schließzustands des EGR-Ventils 142 anstelle der Kühlmitteltemperatur Tw der Maschine 100 zurückgeführt wird. Es soll beachtet werden, dass eine Konfiguration der Maschine 100 gemäß dem abgewandelten Beispiel der zweiten Ausführungsform die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform ist.
7 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Fehlererfassungssteuerung des Direktinjektors 109, der durch ein Steuersystem 200C gemäß dem abgewandelten Beispiel der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt wird. Bezug nehmend auf 7 wird die Beschreibung zu S200 bis S210 und S230 bis S270 nicht ausgeführt, da sie die gleiche wie jene in der zweiten Ausführungsform ist. Falls in S210 bestimmt wird, dass die Erfassungsausführbedingung erfüllt wurde (JA in S210), bestimmt das Steuersystem 200C, ob das EGR-Ventil 142 geöffnet ist (S225). Nachstehend kann das Steuersystem 200C auf der Basis der Ausgabe des Sensors zum Erfassen des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 142 bestimmen, dass das EGR-Ventil 142 geöffnet ist, oder kann auf der Basis des Steuerbefehls zum Steuern des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 142 bestimmen, dass das EGR-Ventil 142 geöffnet ist.
Falls bestimmt wird, dass das EGR-Ventil 142 geöffnet ist (JA in S225), wird betrachtet, dass das Abgas zurückgeführt wird, und das Steuersystem 200C steuert das EGR-Ventil 142, um geschlossen zu werden (S230). Demgemäß wird die EGR gestoppt. Andererseits wird, falls bestimmt wird, dass das EGR-Ventil 142 geschlossen wird (NEIN in S225), betrachtet, dass die Rückführung des Abgases gestoppt wird. Die Ausführung von S230 wird übersprungen, und der Prozess schreitet zu S240 fort.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem abgewandelten Beispiel der zweiten Ausführungsform die Rückführung des Abgases gestoppt, wenn das EGR-Ventil 142 geöffnet ist. Dadurch ist es möglich zuverlässig die Ablagerungsansammlungen an dem Kanalinjektor 108 zu unterdrücken, wenn der Fehler des Direktinjektors 109 erfasst wird.
Bei der vorstehenden Ausführungsform entspricht die Maschine 100 einem Beispiel der „Verbrennungskraftmaschine” der Erfindung und die EGR-Passage 140 entspricht einem Beispiel der „Rückführpassage” dieser Erfindung. Zudem entspricht das EGR-Ventil 142 einem Beispiel des „Ventils” dieser Erfindung.
Es soll verstanden werden, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen lediglich eine Darstellung bezüglich aller Aspekte ist, jedoch keine Begrenzungen angibt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch den Umfang der Ansprüche als durch die vorstehende Beschreibung definiert.

Claims

Steuersystem (200) für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine enthält: einen Direktinjektor (109), der direkt einen Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungskraftmaschine einspritzt; einen Kanalinjektor (108), der den Kraftstoff in eine Einlasspassage einspritzt; eine Rückführpassage (140), die ein durch eine Abgaspassage strömendes Abgas zu der Einlasspassage zurückführt; und ein Ventil (142), das in der Rückführpassage vorgesehen ist, wobei das Ventil derart konfiguriert ist, dass es die Rückführpassage öffnet und schließt, wobei das Steuersystem dadurch gekennzeichnet ist, dass: das Steuersystem eine Fehlererfassung des Direktinjektors in einem Zustand ausführt, in dem der Direktinjektor den Kraftstoff einspritzt, wenn die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt wird und die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem die Fehlererfassung ausführt, wenn eine Ausführbedingung der Fehlererfassung erfüllt ist, während die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem, wenn das Abgas zurückgeführt wird, das Ventil steuert, um die Rückführpassage zu schließen, und die Fehlererfassung ausführt, während die Ausführbedingung der Fehlererfassung erfüllt ist.
Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Steuersystem bestimmt, dass die Rückführpassage geschlossen wird, wenn eine Kühlmitteltemperatur der Verbrennungskraftmaschine geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur.
Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Steuersystem bestimmt, dass die Rückführpassage geschlossen ist, wenn das Ventil geschlossen ist.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Steuersystem einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine basierend auf einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und einer Luftmenge bestimmt, die in die Verbrennungskammer strömt, und das Steuersystem bestimmt, das die Ausführbedingung erfüllt ist, wenn die Verbrennungskraftmaschine in einem vorbestimmten Betriebsbereich betrieben wird.
Steuerverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine enthält: einen Direktinjektor (109), der direkt einen Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungskraftmaschine einspritzt; einen Kanalinjektor (108), der den Kraftstoff in eine Einlasspassage einspritzt; eine Rückführpassage (140), die ein durch eine Abgaspassage strömendes Abgas zu der Einlasspassage zurückführt; und ein Ventil (142), das in der Rückführpassage vorgesehen ist, wobei das Ventil derart konfiguriert ist, dass es die Rückführpassage öffnet und schließt, wobei das Steuerverfahren aufweist: Steuern des Direktinjektors und des Kanalinjektors; und Ausführen einer Fehlererfassung des Direktinjektors in einem Zustand, in dem der Direktinjektor den Kraftstoff einspritzt, wenn die Kraftstoffeinspritzung durch den Kanalinjektor gestoppt wird und die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend: Ausführen der Fehlererfassung, wenn ein Ausführzustand der Fehlererfassung erfüllt ist, während die Rückführpassage durch das Ventil geschlossen wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend: Steuern des Ventils zum Schließen der Rückführpassage und Ausführen der Fehlererfassung, wenn das Abgas zurückgeführt wird, während ein Ausführzustand der Fehlererfassung erfüllt ist.