DE102019117681A1

DE102019117681A1 - Fehlerdiagnosevorrichtung für Fluidzuführsystem und Fehlerdiagnoseverfahren für Fluidzuführsystem

Info

Publication number: DE102019117681A1
Application number: DE102019117681.6A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Takaoka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2020-02-27
Also published as: CN110848008B; CN110848008A; JP6939739B2; US11060951B2; JP2020029796A; US20200064222A1

Abstract

Eine Fehlerdiagnosevorrichtung 200 für ein Fluidzuführsystem 60 weist einen ersten Erlangungsteil, welcher Werte als einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung erlangt, einen zweiten Erlangungsteil, welcher Werte als einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung erlangt, einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil, welcher eine Pumpendrehzahldifferenz berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einer Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen, und einen Anomaliebeurteilungsteil, welcher basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz beurteilt, ob eine Anomalie in einer Strömungsrate von Fluid, das von einer Einspritzvorrichtung 62 eingespritzt wurde, aufgetreten ist, auf.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fluidzuführsystem und ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fluidzuführsystem.
Hintergrund
Das japanische Patent mit der Nr. 4908397 offenbart ein Fluidzuführsystem zum Einspritzen eines Reaktionsmittels (Fluid) in einen Auslassdurchlass einer Verbrennungskraftmaschine. Dieses Fluidzuführsystem ist mit einem Drucksensor zum Erfassen eines Drucks des Reaktionsmittels in einer Rohrleitung, in der das Reaktionsmittel gefördert wird, vorgesehen. Falls beispielsweise in einem vorbestimmten Abschnitt der Rohrleitung, in dem Druckänderungen auftreten, die erwarteten Druckänderungen nicht dicht auftreten, wurde beurteilt bzw. festgestellt, dass es eine Anomalie in dem Fluidzuführsystem gab.
Kurzfassung
Die in dem oben genannten japanischen Patent mit der Nr. 4908397 beschriebene Offenbarung berücksichtigte jedoch nicht die Auswirkungen der Viskosität des Reaktionsmittels, die mit der Temperatur des Reaktionsmittels korreliert. Druckänderungen in der Rohrleitung entstehen beispielsweise dadurch, dass das Reaktionsmittel zu der Zeit der Einspritzung des Reaktionsmittels vom Inneren der Rohrleitung abgeführt wird, die Abgabemenge des zu dieser Zeit aus dem Inneren der Rohrleitung abgegebenen Reaktionsmittels ändert sich jedoch durch den Effekt der Viskosität des Reaktionsmittels. Aus diesem Grund ist es selbst dann, wenn eine Anomalie in dem Fluidzuführsystem auftritt und von dem Normalzustand abweichende Druckänderungen auftreten, nicht möglich, zu beurteilen, ob die Differenz der Druckänderungen auf die Effekte bzw. Auswirkungen der Viskosität des Reaktionsmittels oder auf eine Anomalie in dem Fluidzuführsystem zurückzuführen ist, bis die Differenz der Druckänderungen ausreichend groß wird. Es gab daher das Problem einer geringen Genauigkeit der Fehlerdiagnose.
Die vorliegende Offenbarung erfolgte unter Fokussierung auf ein solches Problem und besitzt die Aufgabe, die Genauigkeit der Fehlerdiagnose eines Fluidzuführsystems zu verbessern.
Um das vorstehende Problem zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fluidzuführsystem zur Diagnose eines Fehlers des Fluidzuführsystems vorgesehen. Das Fluidzuführsystem ist mit einer Zahnradpumpe, einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird, einem Fluiddurchlass, welcher die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet, einem mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid, einem Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt, und einem Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, versehen. Die Fehlerdiagnosevorrichtung weist einen ersten Erlangungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung erlangt, einen zweiten Erlangungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung Fluid einspritzt, oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung erlangt, einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Pumpendrehzahldifferenz berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einer Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen, und einen Anomaliebeurteilungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz beurteilt, ob eine Anomalie in der Strömungsrate des von der Einspritzvorrichtung eingespritzten Fluids aufgetreten ist, auf.
Ferner ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fluidzuführsystem zur Diagnose eines Fehlers des Fluidzuführsystems vorgesehen. Das Fluidzuführsystem ist mit einer Zahnradpumpe, einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird, einem Fluiddurchlass, der die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet, einem mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid, einem Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt, und einem Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, versehen. Die Fehlerdiagnosevorrichtung weist einen Speicherteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Ausgangsfluiddruck und die Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung erlangt und speichert, einen Erlangungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung nach dem Erlangen des Ausgangsfluiddrucks und der Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in irgendeinem Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung erlangt, einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Pumpendrehzahldifferenz, die sich aus einer Differenz zwischen einer Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, berechnet, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen, und einen Anomaliebeurteilungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz beurteilt, ob eine Anomalie eines Verstopfens oder Auslaufens des Fluids bei dem Fluiddurchlass aufgetreten ist, auf.
Ferner ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fluidzuführsystem vorgesehen, das mit einer Zahnradpumpe, einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird, einem Fluiddurchlass, der die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet, einem mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid, einem Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt, und einem Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, vorgesehen ist. Das Fehlerdiagnoseverfahren weist einen ersten Erlangungsschritt zum Erlangen eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung, einen zweiten Erlangungsschritt zum Erlangen eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung Fluid einspritzt, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung, einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsschritt, der eine Pumpendrehzahldifferenz berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einer Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen, und einen Anomaliebeurteilungsschritt, der basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz beurteilt, ob eine Anomalie in der Strömungsrate des von der Einspritzvorrichtung eingespritzten Fluids aufgetreten ist, auf.
Ferner ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fluidzuführsystem vorgesehen, das mit einer Zahnradpumpe, einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird, einem Fluiddurchlass, welcher die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet, einem mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid, einem Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt, und einem Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, vorgesehen ist. Das Fehlerdiagnoseverfahren weist einen Speicherschritt zum Erlangen und Speichern eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Ausgangsfluiddruck und die Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung, einen Erlangungsschritt zum Erlangen eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung nach dem Erlangen des Ausgangsfluiddrucks und der Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in irgendeinem Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung, einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsschritt, welcher eine Pumpendrehzahldifferenz, die sich aus einer Differenz zwischen einer Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, berechnet, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen, und einen Anomaliebeurteilungsschritt zum Beurteilen, ob eine Anomalie eines Verstopfens oder Auslaufens des Fluids bei dem Fluiddurchlass aufgetreten ist, basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz, auf.
Gemäß diesen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Genauigkeit der Fehlerdiagnose eines Fluidzuführsystems zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht der Konfiguration einer Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Förder- bzw. Zuführsystem für eine wässrige Harnstofflösung als ein Fluidzuführsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und einer elektronischen Steuerungseinheit, welche die Verbrennungskraftmaschine steuert, vorgesehen ist.
2A ist eine schematische Ansicht einer Zahnradpumpe entlang einer diametralen Richtung einer Welle eines Antriebszahnrades.
2B ist eine schematische Ansicht der Zahnradpumpe entlang einer axialen Richtung der Welle des Antriebszahnrades.
2C ist eine vergrößerte Ansicht eines von gestrichelten Linien in 2A umgebenen Teils.
3 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines Fehlerdiagnosebetriebs des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Abschätzen einer Pumpendrehzahldifferenz ΔN.
6 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 ist ein Kennfeld zur Berechnung eines Korrekturwerts C basierend auf einer Druckdifferenz der wässrigen Harnstofflösung und einer Temperatur der wässrigen Harnstofflösung.
8 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
9 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden anhand der Abbildungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert. Zu beachten ist, dass in der folgenden Beschreibung ähnlichen Komponenten die gleichen Bezugszeichen zugeordnet sind.
Erste Ausführungsform
1 ist eine schematische Ansicht der Konfiguration einer Verbrennungskraftmaschine 100, die mit einem Zuführsystem 60 für eine wässrige Harnstofflösung als ein Fluidzuführsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und einer elektronischen Steuerungseinheit 200, welche die Verbrennungskraftmaschine 100 steuert, versehen ist.
Die Verbrennungskraftmaschine 100 verbrennt Kraftstoff im Inneren eines Maschinenkörpers 1, um beispielsweise Leistung zum Antreiben eines Fahrzeugs usw. zu erzeugen. Die Verbrennungskraftmaschine 100 umfasst Brennkammern 2, die innerhalb des Maschinenkörpers 1 ausgebildet sind, Kraftstoffinjektoren 3 vom elektronischen Steuerungstyp zum jeweiligen Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammern 2, einen Einlasskrümmer 4 zum Einleiten von Ansaugluft in die Brennkammern 2 und einen Auslasskrümmer 5 zum Abgeben bzw. Ausstoßen von Abgas aus den Brennkammern 2.
Jeder Kraftstoffinjektor 3 ist über eine Kraftstoffzuführleitung 15 mit einem Common-Rail 16 verbunden. Das Common-Rail 16 ist über eine Kraftstoffpumpe 17 vom elektronischen, variablen Abgabesteuerungstyp mit einem Kraftstofftank 18 verbunden. Der im Kraftstofftank 18 gespeicherte Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe 17 hin zu dem Inneren des Common-Rail 16 geführt. Der dem Inneren des Common-Rail 16 zugeführte Kraftstoff wird über jede Kraftstoffzufuhrleitung 15 einem Kraftstoffinjektor 3 zugeführt.
Der Einlasskrümmer 4 ist über einen Ansaugkanal 6 mit einem Ausgang eines Kompressors 7a eines Turboladers 7 verbunden. Ein Einlass des Kompressors 7a ist über einen Luftströmungsmesser 8 mit einem Luftfilter 9 verbunden. Innerhalb des Ansaugkanals 6 ist ein Drosselventil bzw. eine Drosselklappe 10 vom elektrischen Steuerungstyp angeordnet. In dem Ansaugkanal 6 ist ein Zwischenkühler 11 zum Kühlen der durch das Innere des Ansaugkanals 6 strömenden Ansaugluft angeordnet.
Der Auslasskrümmer 5 ist mit einem Einlass einer Turbine 7b des Turboladers 7 verbunden. Ein Auslass der Turbine 7b ist mit einem Auslassrohr 21 verbunden, bei dem ein Abgasnachbehandlungssystem 20 vorgesehen ist. Der Auslasskrümmer 5 und der Einlasskrümmer 4 sind so miteinander verbunden, dass eine Abgasrückführung (nachfolgend als „AGR“ bezeichnet) über einen AGR-Durchlass 12 durchgeführt wird. Innerhalb des AGR-Durchlasses 12 ist ein AGR-Steuerungsventil 13 vom elektronischen Steuerungstyp angeordnet. Bei dem AGR-Durchlass 12 ist ein AGR-Kühler 14 so angeordnet, dass dieser das durch das Innere des AGR-Durchlasses 12 strömende AGR-Gas kühlt.
Das Abgasnachbehandlungssystem 20 entspricht einer Vorrichtung zur Behandlung von Abgas, das aus den Brennkammern 2 abgegeben wird, um Schadstoffe im Abgas zu entfernen und dieses dann an die Außenluft abzugeben. Das Abgasnachbehandlungssystem 20 ist mit einem ersten katalytischen Wandler bzw. Katalysator 30, einer Partikelsammelvorrichtung 40, einem zweiten Katalysator 50 und einem Fluidzuführsystem, das durch ein Zuführsystem 60 für eine wässrige Harnstofflösung aufgebaut ist, versehen.
Der erste Katalysator 30 weist einen Träger 31 auf, der einen Abgasreinigungskatalysator trägt, welcher einen Oxidationskatalysator (Zweiwegekatalysator) aufweist, und ist am Auslassrohr 21 vorgesehen. Der Oxidationskatalysator oxidiert die Schadstoffe im Abgas, das heißt, die Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO), und macht diese zu unschädlichen Substanzen (Wasser und Kohlendioxid).
Die Partikelsammelvorrichtung 40 ist im Auslassrohr auf der stromabwärts gelegenen Seite des ersten Katalysators 30 vorgesehen. Die Partikelsammelvorrichtung 40 besitzt einen darin eingebauten Partikelfilter 41 vom Wall-Flow-Typ und führt das darin eingeführte Abgas durch den Partikelfilter 41, um die Partikel im Abgas einzufangen.
Der zweite Katalysator 50 weist einen Träger 51 auf, der einen Abgasreinigungskatalysator trägt, welcher einen selektiven NOx-Reduktionskatalysator (SRC) aufweist, und ist am Auslassrohr auf der stromabwärts gelegenen Seite der Partikelsammelvorrichtung 40 vorgesehen. Der selektive NOx-Reduktionskatalysator reduziert selektiv die Schadstoffe im Abgas, das heißt, das NOx, und macht diese durch die Zuführung mit einem Reduktionsmittel zu unschädlichen Substanzen (Wasser und Stickstoff). Der selektive NOx-Reduktionskatalysator gemäß der vorliegenden Ausführungsform reduziert selektiv das im Abgas enthaltene NOx unter Verwendung des durch Hydrolyse der wässrigen Harnstofflösung als ein Reduktionsmittel erzeugten Ammoniaks.
Das Zuführsystem 60 für eine wässrige Harnstofflösung ist mit einem Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung 61, einem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung, einer Zuführleitung bzw. einem Zuführrohr 63 für die wässrige Harnstofflösung, einer Zahnradpumpe 64, einer Rückführleitung 65 für die wässrige Harnstofflösung, einem Sperrventil 66, einem Drucksensor 67, einem Drehzahlsensor 68 und einem Temperatursensor 69 vorgesehen.
Der Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung speichert die wässrige Harnstofflösung.
Der Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung ist in dem Auslassrohr 21 auf der Stromabwärtsseite der Partikelsammelvorrichtung 40 und auf der Stromaufwärtsseite des zweiten Katalysators 50 vorgesehen und spritzt eine wässrige Harnstofflösung in das Innere des Auslassrohrs 21 ein. Der Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung entspricht beispielsweise einem Nadelventil und wird von der elektronischen Steuerungseinheit 200 zum Öffnen und Schließen gesteuert. Durch Steuern der Öffnungsdauer des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung wird die Strömungsrate der von dem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung eingespritzten wässrigen Harnstofflösung gesteuert. Die wässrige Harnstofflösung, die in das Innere des Auslassrohrs 21 eingespritzt wird, nimmt eine Abgaswärme auf und wird beim Erwärmen auf eine vorbestimmte Hydrolysetemperatur (z.B. 180 °C) hydrolysiert.
Die Zuführleitung 63 für die wässrige Harnstofflösung entspricht einem Durchlass zum Zuführen der in dem Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung gespeicherten wässrigen Harnstofflösung zu dem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung, und diese ist mit einer niederdruckseitigen Zuführleitung 63a und einer hochdruckseitigen Zuführleitung 63b versehen. Die niederdruckseitige Zuführleitung 63a entspricht einem Durchlass, welcher den Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung und die Einlassöffnung 641 der Zahnradpumpe 64 verbindet. Die hochdruckseitige Zuführleitung 63b entspricht einem Durchlass, welcher die Abgabeöffnung 642 der Zahnradpumpe 64 und den Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung verbindet.
Die Zahnradpumpe 64 ist mit einem Gehäuse 643, in dem eine Einlassöffnung 641 und eine Abgabeöffnung 642 ausgebildet sind, und einem Paar von Hohlräumen 644, die im Inneren des Gehäuses 643 aufgenommen sind, versehen. Die Hohlräume 644 sind mit Antriebszahnrädern 645, die durch eine externe Leistung angetrieben werden (z.B. Leistung der Verbrennungskraftmaschine oder eines Elektromotors usw.), und mit Abtriebszahnrädern 646, welche die Antriebszahnräder 645 umfahren und durch die Antriebszahnräder 645 angetrieben werden, um zu rotieren, versehen. Wenn die Zahnradpumpe 64 angetrieben wird (d.h., das Antriebszahnrad 645 angetrieben wird, um zu rotieren), wird die in dem Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung gespeicherte wässrige Harnstofflösung durch die niederdruckseitige Zuführleitung 63a von der Einlassöffnung 641 hin zu dem Inneren der Zahnradpumpe 64 gesaugt, wird innerhalb der Zahnradpumpe 64 verdichtet und von der Abgabeöffnung 642 hin zu der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b abgegeben.
Die Rückführleitung 65 für die wässrige Harnstofflösung entspricht einem Durchlass zur bedarfsgerechten Rückführung der von der Zahnradpumpe 64 abgegebenen wässrigen Harnstofflösung zu der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b hin zu dem Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung. Ein Ende ist mit der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b verbunden, während das andere Ende mit dem Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung verbunden ist.
Das Sperrventil 66 ist an der Rückführleitung 65 für die wässrige Harnstofflösung vorgesehen. Das Sperrventil 66 ist derart konfiguriert, dass sich dieses automatisch öffnet, wenn der Druck der wässrigen Harnstofflösung innerhalb der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b zu einem vorbestimmten oberen Grenzdruck wird. Dadurch wird verhindert, dass der Druck der wässrigen Harnstofflösung im Inneren der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b höher wird als der obere Grenzdruck.
Der Drucksensor 67 ist an der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b vorgesehen. Der Drucksensor 67 erfasst den Druck der wässrigen Harnstofflösung im Inneren der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b, welcher dem Druck der wässrigen Harnstofflösung, die von der Abgabeöffnung 642 der Zahnradpumpe 64 abgegeben wird, entspricht. In der folgenden Erläuterung wird dieser von dem Drucksensor 67 erfasste Druck der wässrigen Harnstofflösung als der „Druck der wässrigen Harnstofflösung“ bezeichnet.
Der Drehzahlsensor 68 ist an der Zahnradpumpe 64 angebracht. Der Drehzahlsensor 68 erfasst die Drehzahl der Zahnradpumpe 64, genauer gesagt die Drehzahl des Antriebszahnrades 645. In der folgenden Erläuterung wird die von diesem Drehzahlsensor 68 erfasste Drehzahl der Zahnradpumpe 64 als die „Pumpendrehzahl“ bezeichnet.
Der Temperatursensor 69 ist an der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b vorgesehen. Der Temperatursensor 69 erfasst die Temperatur der wässrigen Harnstofflösung, die aus der Abgabeöffnung 642 der Zahnradpumpe 64 abgegeben wird. In der folgenden Erläuterung wird die vom Drucksensor 67 erfasste Temperatur der wässrigen Harnstofflösung als die „Temperatur der wässrigen Harnstofflösung“ bezeichnet. Zu beachten ist, dass es auch möglich ist, den Temperatursensor 69 an dem Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung anzubringen und die Temperatur der wässrigen Harnstofflösung des Tanks 61 für die wässrige Harnstofflösung als die Temperatur der aus der Abgabeöffnung 642 der Zahnradpumpe 64 abgegebenen wässrigen Harnstofflösung zu verwenden.
Die elektronische Steuerungseinheit 200 weist einen digitalen Computer auf, der mit Komponenten vorgesehen ist, die über einen bidirektionalen Bus 201 miteinander verbunden sind, wie beispielsweise ein ROM (Nurlesespeicher) 202, ein RAM (Direktzugriffsspeicher) 203, eine CPU (Mikroprozessor) 204, ein Eingangsanschluss 205 und ein Ausgangsanschluss 206.
Der Eingangsanschluss 205 empfängt als Eingang die Ausgangssignale des vorstehend erwähnten Drucksensors 67 usw. über die entsprechenden AD-Wandler 207. Ferner empfängt der Eingangsanschluss 205 als Eingang über einen entsprechenden AD-Wandler 207 eine Ausgangsspannung eines Lastsensors 218, der eine Ausgangsspannung proportional zu dem Niederdrückbetrag eines Gaspedals 220 (nachfolgend als der „Gaspedalniederdrückbetrag“ bezeichnet) erzeugt. Darüber hinaus empfängt der Eingangsanschluss 205 als Eingang als ein Signal zum Berechnen der Motordrehzahl ein Ausgangssignal eines Kurbelwinkelsensors 219, der jedes Mal, wenn sich eine Kurbelwelle des Maschinenkörpers 1 um beispielsweise 15° dreht, einen Ausgangsimpuls erzeugt.
An dem Ausgangsanschluss 206 sind ein Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung und verschiedene andere gesteuerte Teile über entsprechende Antriebsschaltungen 208 elektrisch verbunden.
Die elektronische Steuerungseinheit 200 gibt Steuersignale zum Steuern der verschiedenen gesteuerten Teile von dem Ausgangsanschluss 206 aus, um die Verbrennungskraftmaschine 100 basierend auf den Ausgangssignalen der verschiedenen Sensoren, die bei dem Eingangsanschluss 205 eingegeben werden, zu steuern. Ferner führt die elektronische Steuerungseinheit 200 eine Fehlerdiagnose zur Erfassung einer Anomalie in der Verbrennungskraftmaschine 100 durch. Als eine davon führt diese eine Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung 60 durch.
Bei der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird diagnostiziert, ob eine Anomalie einer Einspritzmenge des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung (nachfolgend als die „Harnstoffeinspritzmenge“ bezeichnet), welche mit Bezug auf die Sollmenge der Harnstoffeinspritzung unzureichend ist, aufgetreten ist (nachfolgend als eine „erste Anomalie“ bezeichnet), oder umgekehrt, ob eine Anomalie der Harnstoffeinspritzmenge, die mit Bezug auf die Sollmenge der Harnstoffeinspritzung übermäßig ist, aufgetreten ist (nachfolgend als eine „zweite Anomalie“ bezeichnet).
Die erste Anomalie tritt beispielsweise durch Fremdkörper in dem Tank 61 für die wässrige Harnstofflösung, welche die hochdruckseitige Zuführleitung 63b oder den Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung verstopfen, oder durch den Öffnungsbetrag des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung, der aus irgendeinem Grund (z.B. Alterung) kleiner als der Öffnungsbetrag zu normalen Zeiten wird, auf. Tritt die erste Anomalie auf, kann das notwendige und ausreichende Reduktionsmittel länger brauchen, um dem selektiven NOx-Reduktionskatalysator zugeführt zu werden, so dass die Abgasreinigungsleistung am selektiven NOx-Reduktionskatalysator sinkt und sich die Abgasemission verschlechtert.
Die zweite Anomalie tritt beispielsweise auf, wenn der Einspritzbetrag bzw. die Einspritzmenge von dem Freiraum des Ventilkörpers zu dem Ventilsitz beim Öffnen des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung durch Verschleiß des Ventilkörpers oder des Ventilsitzes des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung größer wird. Tritt die zweite Anomalie auf, steigt die Verbrauchsmenge der wässrigen Harnstofflösung über das erforderliche Maß und es ist zu erwarten, dass Ammoniakgas so in die Außenluft abgegeben wird.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, frühzeitig und mit guter Genauigkeit zu erfassen, wann eine solche erste Anomalie oder zweite Anomalie aufgetreten ist.
Hierfür gibt es als ein herkömmliches Verfahren zum Erfassen der ersten Anomalie oder der zweiten Anomalie beispielsweise das Verfahren zum Beurteilen, ob ein Maß eines Abfalls bzw. Absinkens des Drucks der wässrigen Harnstofflösung (Druck in der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b) beim Öffnen des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung zum Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in einem Zustand, in dem die Abgabeströmungsrate der Zahnradpumpe 64 auf eine bestimmte Strömungsrate gesteuert wird, das heißt, in einem Zustand, in dem der Druck der wässrigen Harnstofflösung auf einen bestimmten festgelegten Druck gesteuert wird, in einem vorbestimmten Bereich gehalten wird. Tritt die erste Anomalie auf, wird das Maß des Abfalls des Drucks der wässrigen Harnstofflösung um genau den Betrag geringer als üblich, um den die Menge der Harnstoffeinspritzung im Verhältnis zur Sollmenge der Harnstoffeinspritzung unzureichend ist. Tritt hingegen die zweite Anomalie auf, wird das Ausmaß des Abfalles des Drucks der wässrigen Harnstofflösung um genau den Betrag größer als üblich, um den die Menge der Harnstoffeinspritzung gegenüber der Sollmenge der Harnstoffeinspritzung übermäßig ist. Aus diesem Grund wird bei diesem konventionellen Verfahren zur frühzeitigen Erfassung der ersten Anomalie oder der zweiten Anomalie eine Reduktion der Spanne des vorbestimmten Bereichs angestrebt. Bei diesem Verfahren bestand jedoch aus folgendem Grund das Problem, dass die Spanne dieses vorbestimmten Bereichs nicht auf ein bestimmtes festgelegtes Niveau oder weniger reduziert werden kann.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2A bis 2C der Grund erläutert.
2A ist eine schematische Ansicht der Zahnradpumpe 64 entlang der diametralen Richtung der Welle des Antriebszahnrads 645 und eine Ansicht ähnlich der Ansicht, die in 1 als die Zahnradpumpe 64 gezeigt ist. 2B ist eine schematische Ansicht der Zahnradpumpe 64 entlang der axialen Richtung der Welle des Antriebszahnrads 645. 2C ist eine vergrößerte Ansicht des von den gestrichelten Linien in 2A umgebenen Teils.
Eine theoretische Abgabeströmungsrate Q_th der Zahnradpumpe 64, die aus einer Pumpe vom Volumentyp aufgebaut ist, kann, wie in der folgenden Gleichung (1) gezeigt ist, als ein Produkt aus dem theoretischen Verdrängungsvolumen V_th der Zahnradpumpe 64 und der Pumpendrehzahl N (Drehzahl des Antriebszahnrads 645 pro Zeiteinheit) ausgedrückt werden. Es ist anzumerken, dass das theoretische Verdrängungsvolumen Vth der Gesamtheit der Volumina der Zahnmuldenräume 647 des Antriebszahnrads 645, wie in 2A dargestellt, entspricht und einem Wert entspricht, welcher der Menge an wässriger Harnstofflösung entspricht, die theoretisch aus der Abgabeöffnung 642 abgegeben wird, wenn sich das Antriebszahnrad 645 einmal dreht.
[Gleichung 1] $Q_{t h} = V_{t h} \cdot N$
Hier weist die Zahnradpumpe 64, wie in 2A und 2B gezeigt, feine Zahnspitzenfreiräume T zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuses 643 und den Zahnspitzen des Antriebszahnrads 645 auf. Ferner weist diese, wie in 2B gezeigt ist, feine Seitenflächenfreiräume S zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuses 643 und den Seitenflächen des Antriebszahnrads 645 auf. Aus diesem Grund tritt in der Zahnradpumpe 64 ein Teil der theoretischen Abgabeströmungsrate Qth durch die zwischen dem Gehäuse 643 und dem Zahnrad vorhandenen Zahnspitzenfreiräume T und die Seitenflächenfreiräume S von der Seite der Hochdruck-Abgabeöffnung 642 zu der Seite der Niederdruck-Saugöffnung 641 aus.
Zu dieser Zeit ist bekannt, dass die Leckageströmungsrate qs von den Seitenflächenfreiräumen S, wie durch die folgende Gleichung (2) gezeigt, unter Verwendung der Konstanten K_S (konstant im Bereich von 0,5 bis 1,5), dem Druck P der wässrigen Harnstofflösung an der Seite der Abgabeöffnung 642 der Zahnradpumpe 64, der Viskosität (Viskositätskoeffizient) µ der wässrigen Harnstofflösung und den Seitenflächenfreiräumen S ausgedrückt werden kann:
[Gleichung 2] $q_{S} = K_{S} \cdot \frac{P}{μ} S^{3}$
Ferner ist bekannt, dass die Leckageströmungsrate q_T von den Zahnspitzenfreiräumen T, wie durch die folgende Gleichung (3) gezeigt, unter Verwendung der Konstanten K_T , die durch die Gestalt des Antriebszahnrads 645 bestimmt ist, dem Druck P der wässrigen Harnstofflösung auf der Seite der Abgabeöffnung 642 der Zahnradpumpe 64, der Viskosität (Viskositätskoeffizient) µ der wässrigen Harnstofflösung und der Zahnspitzenfreiräume T ausgedrückt werden kann:
[Gleichung 3] $q_{T} = K_{T} \cdot \frac{P}{μ} T^{3}$
Andererseits gibt es an den Zahnspitzenfreiräumen T, wie in 2C gezeigt ist, separat zu der theoretischen Abgabeströmungsrate Q_th und der Leckageströmungsrate q_T eine wässrige Harnstofflösung, die von den Zahnspitzen des Antriebszahnrads 645 gezogen bzw. geschleppt wird und sich zusammen mit der Rotation des Antriebszahnrads 645 hin zur Seite der Abgabeöffnung 642 bewegt.
Unter Berücksichtigung davon kann die tatsächliche Abgabeströmungsrate der Zahnradpumpe 64 (nachfolgend als die „tatsächliche Abgabeströmungsrate“ bezeichnet) Q wie in der folgenden Gleichung (4) gezeigt ausgedrückt werden. Zu beachten ist, dass in der Gleichung (4) das (1+c) des ersten Terms auf der rechten Seite dem Teil entspricht, der sich auf die wässrige Harnstofflösung bezieht, die von den Zahnspitzen des Antriebszahnrads 645 geschleppt wird und sich zusätzlich zu der theoretischen Abgabeströmungsrate Qth hin zu der Seite der Abgabeöffnung 642 bewegt, während „c“ eine positive Konstante ist. Ferner entspricht K_n einem Koeffizienten, der ausdrückt, welches Verhältnis bzw. welcher Anteil der theoretischen Abgabemenge tatsächlich aufgrund des Ineinandergreifens der Zahnräder abgegeben wird.
[Gleichung 4] $Q = (1 + c) \cdot K_{n} \cdot V_{t h} \cdot N - (K_{S} \cdot S^{3} + K_{T} \cdot T^{3}) \cdot \frac{P}{μ}$
Wie in dieser Gleichung (4) gezeigt ist, ändert sich die tatsächliche Abgabeströmungsrate Q der Zahnradpumpe 64 beeinflusst durch die Zahnspitzenfreiräume T und die Seitenflächenfreiräume S und die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung. Ferner unterscheiden sich die Zahnspitzenfreiräume T und Seitenflächenfreiräume S innerhalb des Bereichs des zulässigen Fehlers für jedes Exemplar der Zahnradpumpe 64. Ferner ändert sich die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung gemäß der Temperatur der wässrigen Harnstofflösung und je nach Einsatzumgebung. Aus diesem Grund wird auch beim Öffnen des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in dem Zustand, in dem der Druck P der wässrigen Harnstofflösung auf einen bestimmten eingestellten Druck gesteuert wird, die Strömungsrate der aus dem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung eingespritzten wässrigen Harnstofflösung aufgrund der individuellen Differenzen der Zahnradpumpen 64 und der Effekte von Änderungen in der Einsatzumgebung nicht konstant, sondern schwankt innerhalb eines bestimmten eingestellten Bereichs. Aus diesem Grund schwankt auch der Abfallbetrag des Drucks P der wässrigen Harnstofflösung, wenn der Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung geöffnet wird und die wässrige Harnstofflösung eingespritzt wird, innerhalb eines bestimmten konstanten Bereichs, so dass es mit dem vorstehend erwähnten konventionellen Verfahren nicht möglich war, die Breite des vorbestimmten Bereichs auf einen bestimmten konstanten Betrag oder weniger zu reduzieren.
Um die erste Anomalie oder die zweite Anomalie schnell und präzise zu erfassen, ist es daher notwendig, die Auswirkungen solcher Zahnspitzenfreiräume T oder Seitenflächenfreiräume S und der Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung zu beseitigen. Falls die Pumpendrehzahl N und der Druck P der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung entsprechend N₀ und P₀ entsprechen, kann die tatsächliche Abgabeströmungsrate Q₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung hier durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt werden:
[Gleichung 5] $Q_{0} = (1 + c) \cdot K_{n} \cdot V_{t h} \cdot N_{0} - (K_{S} \cdot S^{3} + K_{T} \cdot T^{3}) \cdot \frac{P_{0}}{μ}$
Falls des Weiteren die Pumpendrehzahl N und der Druck P der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung N₁ und P₁ entsprechen, kann die tatsächliche Abgabeströmungsrate Q₁ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ferner durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt werden:
[Gleichung 6] $Q_{1} = (1 + c) \cdot K_{n} \cdot V_{t h} \cdot N_{1} - (K_{S} \cdot S^{3} + K_{T} \cdot T^{3}) \cdot \frac{P_{1}}{μ}$
Falls die Differenz zwischen der tatsächlichen Abgabeströmungsrate Q₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der tatsächlichen Abgabeströmungsrate Qo vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erhalten wird, heben sich daher der zweite Term auf der rechten Seite von Gleichung (5) und der zweite Term auf der rechten Seite von Gleichung (6) auf, was zu der folgenden Gleichung (7) führt, wenn veranlasst wird, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt:
[Gleichung 7] $Q_{1} - Q_{0} = (1 + c) \cdot K_{n} \cdot V_{t h} \cdot (N_{1} - N_{0})$
Wie in dieser Gleichung (7) gezeigt ist, wird die Differenz ΔN (=N₁-N₀) zwischen der Pumpendrehzahl N₁ , wenn veranlasst wird, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt, und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung (nachfolgend als die „Pumpendrehzahldifferenz“ bezeichnet) konstant, ohne durch die Zahnspitzenfreiräume T und die Seitenflächenfreiräume S und die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung beeinflusst zu werden.
Falls die erste Anomalie aufgetreten ist, wird die Pumpendrehzahl N₁ , wenn veranlasst wird, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt, um genau den Betrag, um welchen die Menge der Harnstoffeinspritzung im Verhältnis zur Sollmenge der Harnstoffeinspritzung unzureichend ist, niedriger als die Pumpendrehzahl zu normalen Zeiten. Daher wird die Pumpendrehzahldifferenz ΔN kleiner als der Wert zu normalen Zeiten.
Falls die zweite Anomalie aufgetreten ist, wird die Pumpendrehzahl N₁ , wenn veranlasst wird, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt, um genau den Betrag, um welchen die Menge der Harnstoffeinspritzung gegenüber der Sollmenge der Harnstoffeinspritzung übermäßig ist, höher als die Pumpendrehzahl zu normalen Zeiten. Daher wird die Pumpendrehzahldifferenz ΔN größer als der Wert zu normalen Zeiten.
Daher wurde die vorliegende Ausführungsform gemacht, um basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz ΔN (=N₁-N₀), die sich aus der Differenz zwischen der Pumpendrehzahl N₁ , wenn veranlasst wird, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt, und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, zu beurteilen, ob die erste Anomalie oder die zweite Anomalie aufgetreten ist.
3 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Bei Schritt S 1 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, ob die Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung durchgeführt werden soll. Die elektronische Steuerungseinheit 200 fährt mit der Verarbeitung von Schritt S2 fort, wenn die Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung durchgeführt werden soll. Andererseits beendet die elektronische Steuerungseinheit 200 die aktuelle Verarbeitung, wenn die Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung nicht durchgeführt werden soll. Die elektronische Steuerungseinheit 200 beurteilt beispielsweise, dass die Anomalie des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösungen überprüft werden soll, wenn die Anomalie des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung bei einer Fahrt des Fahrzeugs noch nicht überprüft wurde oder wenn es keine Anomalie in den zugehörigen Teilen gibt.
Bei Schritt S2 erlangt die elektronische Steuerungseinheit 200 den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung. Der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die bei Schritt S2 erlangt wurden, können den augenblicklichen Werten des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung entsprechen, die zum gegenwärtigen Zeitpunkt durch den Drucksensor 67 und den Drehzahlsensor 68 erfasst werden, oder diese können den Durchschnittswerten des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung entsprechen, die durch den Drucksensor 67 und den Drehzahlsensor 68 über einen bestimmten festgelegten Zeitraum von beispielsweise den letzten paar Sekunden ab dem gegenwärtigen Zeitpunkt erfasst wurden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird veranlasst, dass als der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung die Durchschnittswerte selbiger erlangt werden. Dies liegt daran, da der Druck der wässrigen Harnstofflösung ohne Annahme eines konstanten Werts aufgrund der Charakteristik der Zahnradpumpe 64 zum aufeinanderfolgenden Transportieren der wässrigen Harnstofflösung innerhalb der Zahnmuldenräume 647 hin zu der Seite der Abgabeöffnung 642 pulsiert, wie in der später erläuterten 4 gezeigt ist. Ferner liegt dies daran, da die Pumpendrehzahl aufgrund der Vibrationseffekte usw. manchmal keinen bestimmten Wert annimmt. Dadurch, dass nicht die augenblicklichen Werte, sondern die Durchschnittswerte des Drucks P₀ der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erlangt werden, ist es möglich, solche Pulsations- oder Vibrationseffekte zu reduzieren, und es ist möglich, die Genauigkeit des erlangten Drucks P₀ der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N0 vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu verbessern.
Bei Schritt S3 öffnet die elektronische Steuerungseinheit 200 den Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung, um die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu starten, und startet die Steuerung zum Erhöhen der Pumpendrehzahl, um zu veranlassen, dass der Druck der wässrigen Harnstofflösung, der durch den Start der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gefallen ist, auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt.
Bei Schritt S4 erlangt die elektronische Steuerungseinheit 200 den Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung. Der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die bei Schritt S4 erlangt werden, können auch den augenblicklichen Werten des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung entsprechen, die zu dem vorliegenden Zeitpunkt durch den Drucksensor 67 und den Drehzahlsensor 68 erfasst werden, oder diese können den Durchschnittswerten des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung entsprechen, die durch den Drucksensor 67 und den Drehzahlsensor 68 über einen bestimmten festgelegten Zeitraum von beispielsweise den letzten paar Sekunden ab dem vorliegenden bzw. aktuellen Zeitpunkt erfasst wurden.
Bei Schritt S5 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, ob der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, der bei Schritt S4 erlangt wird, auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, der bei Schritt S2 erlangt wird, gestiegen ist. Die elektronische Steuerungseinheit 200 fährt mit der Verarbeitung von Schritt S6 fort, falls der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zunimmt. Andererseits führt die elektronische Steuerungseinheit 200 die Verarbeitung von Schritt S4 nach einer gewissen Zeit wieder durch, falls der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung nicht auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gestiegen ist.
Zu beachten ist, dass bei der vorliegenden Ausführungsform bei Schritt S4 beurteilt wird, ob der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gestiegen ist, die Offenbarung jedoch nicht darauf beschränkt ist. So kann beispielsweise auch beurteilt werden, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gestiegen ist, wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu einem Wert geworden ist, der um ein bestimmtes Ausmaß kleiner oder um ein bestimmtes Ausmaß größer geworden ist als der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung.
Bei Schritt S6 berechnet die elektronische Steuerungseinheit 200 die Pumpendrehzahldifferenz ΔN, die sich aus der Differenz zwischen der Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die bei Schritt S4 erlangt wird, und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die bei Schritt S2 erlangt wird, ergibt.
Bei Schritt S7 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, ob die Pumpendrehzahldifferenz ΔN größer ist als ein Schwellenwert α zur Beurteilung der ersten Anomalie (nachfolgend als der „erste Schwellenwert“ bezeichnet). Der erste Schwellenwert α ist ein Wert, der kleiner ist als die Pumpendrehzahldifferenz ΔN zu normalen Zeiten. Die elektronische Steuerungseinheit 200 beurteilt, dass die erste Anomalie nicht aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S8 fort, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN größer als der erste Schwellenwert α ist. Andererseits beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, dass die erste Anomalie aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S11 fort, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN dem ersten Schwellenwert α oder weniger entspricht.
Bei Schritt S8 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, ob die Pumpendrehzahldifferenz ΔN kleiner als ein Schwellenwert β zur Beurteilung der zweiten Anomalie (nachfolgend als der „zweite Schwellenwert“ bezeichnet) ist. Der zweite Schwellenwert β entspricht einem Wert, der größer ist als die Pumpendrehzahldifferenz ΔN zu normalen Zeiten. Die elektronische Steuerungseinheit 200 beurteilt, dass die zweite Anomalie nicht aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S9 fort, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN kleiner als der zweite Schwellenwert β ist. Andererseits beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, dass die zweite Anomalie aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S10 fort, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN dem zweiten Schwellenwert β oder mehr entspricht.
Bei Schritt S9 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, dass weder eine erste Anomalie noch eine zweite Anomalie aufgetreten ist und dass das Zuführsystem für die wässrige Harnstofflösung normal ist.
Bei Schritt S10 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, dass die zweite Anomalie bei dem Zuführsystem für die wässrige Harnstofflösung aufgetreten ist.
Bei Schritt S11 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, dass die erste Anomalie bei dem Zuführsystem für die wässrige Harnstofflösung aufgetreten ist.
Bei Schritt S12 wird der Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung geschlossen, um die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu stoppen, und die Steuerung zur Erhöhung der Pumpendrehzahl wird gestoppt.
4 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Fehlerdiagnose des Zuführsystems für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Vor der Zeit t1 wird die Pumpendrehzahl gesteuert, um konstant zu sein, und daher wird auch der Druck der wässrigen Harnstofflösung gesteuert, um konstant zu sein. Zu beachten ist, dass der Druck der wässrigen Harnstofflösung aufgrund der Charakteristik der Zahnradpumpe 64, welche die wässrige Harnstofflösung innerhalb der Zahnmuldenräume 647 sukzessive hin zu der Seite der Abgabeöffnung 642 transportiert, pulsiert bzw. schwankt, wie vorstehend erläutert ist.
Falls zu der Zeit t1 beurteilt wird, dass eine Fehlerdiagnose des Zuführsystems der wässrigen Harnstofflösung durchgeführt werden soll, da der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die Durchschnittswerte des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl, die von dem Drucksensor 67 und dem Drehzahlsensor 68 in den letzten paar Sekunden bis zum Zeitpunkt t1 erfasst werden, erlangt werden und der Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung geöffnet wird, wird die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gestartet und der Druck der wässrigen Harnstofflösung beginnt zu sinken.
Ferner wird die Steuerung zum Erhöhen der Pumpendrehzahl gestartet, bevor der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in dem Zustand der Öffnung des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung, das heißt, dem Zustand der weiteren Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, zu dem Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung wird und der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung entsprechend erlangt werden.
Falls zu der Zeit t2 der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, der vom Drucksensor 67 in den letzten paar Sekunden bis zu der Zeit t2 erfasst wird, auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt, wird die Pumpendrehzahldifferenz ΔN berechnet, die sich aus der Differenz zwischen der Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die vom Drehzahlsensor 68 in den letzten paar Sekunden bis zu der Zeit t2 erfasst wird, und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt.
Falls die erste Anomalie aufgetreten ist, wird, wie vorstehend erläutert ist, die Pumpendrehzahl N₁ , wenn veranlasst wird, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt, um genau den Betrag, um den die Harnstoffeinspritzmenge im Verhältnis zur Sollmenge der Harnstoffeinspritzung unzureichend ist, niedriger als die Pumpendrehzahl zu normalen Zeiten. Daher kann beurteilt werden, dass die erste Anomalie aufgetreten ist, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN niedriger wird als der Wert zu normalen Zeiten.
Falls die zweite Anomalie aufgetreten ist, wird ferner die Pumpendrehzahl N₁ , wenn veranlasst wird, dass der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt, um genau den Betrag, um welchen die Menge der Harnstoffeinspritzung gegenüber der Sollmenge der Harnstoffeinspritzung übermäßig ist, höher als die Pumpendrehzahl zu normalen Zeiten. Daher kann beurteilt werden, dass die zweite Anomalie aufgetreten ist, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN höher wird als der zweite Schwellenwert β.
Ferner wird diese Pumpendrehzahldifferenz ΔN, wie vorstehend erläutert ist, durch die Zahnspitzenfreiräume T oder die Seitenflächenfreiräume S oder die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung nicht beeinflusst. Aus diesem Grund ist es möglich, den ersten Schwellenwert α und den zweiten Schwellenwert β auf Werte nahe an der Pumpendrehzahldifferenz ΔN einzustellen, wenn Zuführsystem für die wässrige Harnstofflösung normal ist. Daher ist es möglich, eine erste Anomalie oder eine zweite Anomalie frühzeitig mit hoher Präzision zu erfassen.
Das Zuführsystem 60 für die wässrige Harnstofflösung (Fluidzuführsystem) gemäß der vorstehend erläuterten Ausführungsform ist mit einer Zahnradpumpe 64, einem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung (Einspritzvorrichtung) zum Einspritzen der von der Zahnradpumpe 64 abgegebenen wässrigen Harnstofflösung (Fluid), einer hochdruckseitigen Zuführleitung 63b (Fluiddurchlass), welche die Zahnradpumpe 64 und den Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung verbindet, einer Rückführleitung 65 (Abgabedurchlass) für die wässrige Harnstofflösung, welche mit der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b verbunden ist und überschüssige wässrige Harnstofflösung in der von der Zahnradpumpe 64 abgegebenen wässrigen Harnstofflösung abgibt, einem Drucksensor 67 (Druckdetektor), der an der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b vorgesehen ist und einen Druck der wässrigen Harnstofflösung erfasst, der sich aus einem Druck der von der Zahnradpumpe 64 abgegebenen wässrigen Harnstofflösung ergibt, und einem Drehzahlsensor 68 (Drehzahldetektor), welcher die Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus der Drehzahl der Zahnradpumpe 64 ergibt, versehen.
Ferner ist die elektronische Steuerungseinheit 200 (Fehlerdiagnosevorrichtung) zum Durchführen der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung derart konfiguriert, dass diese einen ersten Erlangungsteil, der einen Druck der wässrigen Harnstofflösung und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, zu dem ein Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung kein Fluid einspritzt, oder Durchschnittswerte für den Druck der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erlangt, einen zweiten Erlangungsteil, welcher einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, zu dem der Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung das Fluid einspritzt, oder die Durchschnittswerte des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erlangt, einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil, welcher eine Pumpendrehzahldifferenz ΔN berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen der Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zusammensetzt, wenn der Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung übereinstimmen, und einen Anomaliebeurteilungsteil, welcher basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz ΔN beurteilt, ob eine Anomalie in der Strömungsrate der von dem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung eingespritzten wässrigen Harnstofflösung aufgetreten ist, aufweist.
Insbesondere ist der Anomaliebeurteilungsteil derart konfiguriert, dass dieser beurteilt, dass eine Anomalie einer Strömungsrate der von dem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung eingespritzten wässrigen Harnstofflösung, die von dem Normalzustand abnimmt, das heißt die erste Anomalie, aufgetreten ist, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN einem vorbestimmten ersten Schwellenwert α entspricht oder kleiner als dieser ist, der kleiner als der Normalwert ist, wenn keine Anomalie in dem Zuführsystem 60 für die wässrige Harnstofflösung vorliegt. Ferner ist der Anomaliebeurteilungsteil derart konfiguriert, dass dieser beurteilt, dass eine Anomalie der Strömungsrate der von dem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung eingespritzten wässrigen Harnstofflösung, die von dem Normalzustand zunimmt, das heißt die zweite Anomalie, aufgetreten ist, falls die Pumpendrehzahldifferenz ΔN einem vorbestimmten zweiten Schwellenwert β entspricht oder größer als dieser ist, der größer als der Normalwert ist, wenn keine Anomalie in dem Zuführsystem 60 für die wässrige Harnstofflösung vorliegt.
Wie vorstehend erläutert ist, wird die Pumpendrehzahldifferenz ΔN, die sich aus der Differenz zwischen der Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu dem Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung wird, zu einem festgelegten Wert, der durch die Zahnspitzenfreiräume T oder die Seitenflächenfreiräume S oder die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung nicht beeinflusst wird, falls keine erste Anomalie und keine zweite Anomalie vorliegt.
Aus diesem Grund ist es möglich, durch die Beurteilung basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz ΔN, ob eine Anomalie in der Strömungsrate der von dem Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung eingespritzten wässrigen Harnstofflösung aufgetreten ist, das heißt, ob die erste Anomalie oder die zweite Anomalie aufgetreten ist, mit einer hohen Genauigkeit zu beurteilen, ob die erste Anomalie oder die zweite Anomalie aufgetreten ist. Ferner können der erste Schwellenwert α und der zweite Schwellenwert β auf Werte nahe der Pumpendrehzahldifferenz ΔN eingestellt sein, wenn das Zuführsystem für die wässrige Harnstofflösung normal ist. Daher ist es möglich, die erste Anomalie oder die zweite Anomalie frühzeitig mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch den Inhalt der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung. Nachfolgend wird auf diesen unterschiedlichen Punkt in der Erklärung eingegangen.
Bei der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform war es notwendig, zu beurteilen, ob der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung angestiegen war. Mit anderen Worten, während der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erhöht wurde, war es notwendig, die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung fortzusetzen, und daher war es notwendig, die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung über einen relativ langen Zeitraum fortzusetzen. Daher wurde die Verbrauchsmenge der wässrigen Harnstofflösung während der Fehlerdiagnose größer. Wenn es nicht möglich war, die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung über einen längeren Zeitraum fortzusetzen, war es ferner nicht möglich, eine Fehlerdiagnose durchzuführen, so dass die Häufigkeit der Durchführung der Fehlerdiagnose geneigt geringer wurde.
Daher wurde bei der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zum Zeitpunkt der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung für einen vorbestimmten Zeitraum gestoppt. Das heißt, die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung wurde gestoppt, bevor der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt. Ferner berechnet diese Ausführungsform die Druckdifferenz ΔP (=P₀-P₁) der wässrigen Harnstofflösung, die sich aus der Differenz zwischen dem Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und dem Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung unmittelbar vor dem Stoppen der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, berechnet die Pumpendrehzahldifferenz (nachstehend als die „Stopp-Pumpendrehzahldifferenz“ bezeichnet) ΔNs (=N₁-N₀), die sich aus der Differenz zwischen der Pumpendrehzahl N1 während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung unmittelbar vor dem Stoppen der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, und korrigiert die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung, um die Pumpendrehzahldifferenz ΔN abzuschätzen, wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt.
5 ist eine Ansicht, welche das Verfahren zum Abschätzen dieser Pumpendrehzahldifferenz ΔN erläutert.
Falls die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gestoppt wird, bevor der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt, beispielsweise zu der Zeit t11, entwickeln sich der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung unmittelbar vor dem Stoppen der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung so, wie in 5 gezeigt. Ferner entwickeln sich auch die Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung zu dieser Zeit und die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs so, wie in 5 gezeigt.
Falls hier die Differenz zwischen der Pumpendrehzahldifferenz ΔN, wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt, und der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs zu dem Korrekturwert C für die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs gemacht wird, ist es möglich, die Pumpendrehzahldifferenz ΔN abzuschätzen, falls dieser Korrekturwert C berechnet wird und der Korrekturwert C zu der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs addiert wird.
Unter Berücksichtigung des Korrekturwerts C, der zu der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs addiert wird, neigt dieser Korrekturwert C daher dazu, wie in 5 gezeigt ist, zu der Zeit t10 kleiner zu werden, nachdem der Druck der wässrigen Harnstofflösung auf den Minimalwert fällt (nachdem der Öffnungsbetrag des Injektors 62 der wässrigen Harnstofflösung maximal wird), da die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs in Richtung hin zu der Pumpendrehzahldifferenz ΔN größer wird, je kleiner die Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung ist.
Ferner wird die Pumpendrehzahl N₁ , wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt, umso höher, je höher die Temperatur Tu der wässrigen Harnstofflösung ist und je kleiner die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung ist, da, wie aus der vorstehend erwähnten Gleichung (4) ersichtlich ist, die tatsächliche Abgabeströmungsrate Q abnimmt. Daher neigt die Pumpendrehzahldifferenz ΔN, wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt, dazu, größer zu werden, je höher die Temperatur Tu der wässrigen Harnstofflösung ist und je kleiner die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung ist. Dies liegt daran, da die tatsächliche Abgabeströmungsrate Q verringert ist und der Druck der wässrigen Harnstofflösung sinkt, je geringer die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung ist, falls die Pumpendrehzahl gleich ist, so dass es notwendig ist, die Pumpendrehzahl zu erhöhen, je höher die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung ist, um den Druck auf den gleichen Druck zu erhöhen. Betrachtet man also auch diese Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung, so neigt der Korrekturwert C dazu, mit zunehmender Temperatur Tu der wässrigen Harnstofflösung größer zu werden.
Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Beziehung zwischen der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung und der Temperatur Tu der wässrigen Harnstofflösung, wenn das Zuführsystem 60 der wässrigen Harnstofflösung normal ist, und dem Korrekturwert C zu den verschiedenen Zeitpunkten bevor der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt, im Voraus durch Experimente usw. ermittelt und abgebildet. Unter Bezugnahme auf dieses Kennfeld (siehe 7) wird der Korrekturwert C basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung und der Temperatur Tu der wässrigen Harnstofflösung berechnet. Der berechnete Korrekturwert C wird zu der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs addiert, um die Pumpendrehzahldifferenz ΔN abzuschätzen.
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Zu beachten ist, dass in 6 die Inhalte der Verarbeitung von Schritt S1 bis Schritt S4 und Schritt S7 bis Schritt S11 ähnlich zu der ersten Ausführungsform sind, so dass hier die Erläuterungen weggelassen werden.
Bei Schritt S21 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, ob eine vorbestimmte Zeit seit dem Öffnen des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung verstrichen ist. Die vorliegende Ausführungsform stellt die vorbestimmte Zeit auf eine Zeit ein, die länger ist als die Zeit ausgehend von dem Beginn des Öffnens des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung bis der Öffnungsbetrag des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung maximal wird, und kürzer ist als die Zeit, die benötigt wird, bis der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung steigt. Die elektronische Steuerungseinheit 200 fährt mit der Verarbeitung von Schritt S22 fort, falls nach dem Öffnen des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Andererseits führt die elektronische Steuerungseinheit 200 die Verarbeitung von Schritt S4 erneut durch, falls nach dem Öffnen des Injektors 62 für die wässrige Harnstofflösung eine vorbestimmte Zeit nicht verstrichen ist.
Bei Schritt S22 schließt die elektronische Steuerungseinheit 200 den Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung, um die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu stoppen und die Steuerung zur Erhöhung der Pumpendrehzahl zu stoppen.
Bei Schritt S23 berechnet die elektronische Steuerungseinheit 200 die Druckdifferenz ΔP (=P₀-P₁) der wässrigen Harnstofflösung, die sich aus der Differenz zwischen dem Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, der bei Schritt S2 erlangt wird, und dem Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung unmittelbar vor dem Stoppen der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, der bei Schritt S4 erlangt wird, ergibt. Ferner berechnet die elektronische Steuerungseinheit 200 die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs (=N₁-N₀), die sich aus der Differenz zwischen der Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung unmittelbar vor dem Stoppen der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die bei Schritt S4 erlangt wird, und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die bei Schritt S2 erlangt wird, ergibt.
Bei Schritt S24 berechnet die elektronische Steuerungseinheit 200 den Schätzwert der Pumpendrehzahldifferenz ΔN, wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ansteigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform nimmt die elektronische Steuerungseinheit 200 Bezug auf das Kennfeld von 7, das im Voraus durch Experimente usw. vorbereitet wurde, um den Korrekturwert C basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung und der Temperatur Tu der wässrigen Harnstofflösung zu berechnen, und addiert den Korrekturwert C zu der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs, um den Schätzwert der Pumpendrehzahldifferenz ΔN zu berechnen. Wie in dem Kennfeld von 7 gezeigt ist, neigt der Korrekturwert C dazu, umso größer zu werden, je größer die Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung wird und ferner je höher die Temperatur T der wässrigen Harnstofflösung wird.
Zu beachten ist, dass die elektronische Steuerungseinheit 200 bei der vorliegenden Ausführungsform den Korrekturwert C basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung und der Temperatur Tu der wässrigen Harnstofflösung berechnet hat, es ist jedoch auch möglich, den Korrekturwert C lediglich basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung zu berechnen.
Gemäß der vorstehend erläuterten vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Steuerungseinheit 200 (Fehlerdiagnosevorrichtung) zur Durchführung der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung in der gleichen Art und Weise wie die vorstehend erwähnte erste Ausführungsform mit einem ersten Erlangungsteil, einem zweiten Erlangungsteil, einem Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil und einem Anomaliebeurteilungsteil versehen.
Ferner ist der Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Schätzwertberechnungsteil versehen, der einen Schätzwert der Pumpendrehzahldifferenz berechnet. Der Schätzwertberechnungsteil ist versehen mit einem Fluiddruckdifferenz-Berechnungsteil, der eine Fluiddruckdifferenz ΔP berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einem Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und einem Fluiddruck P₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, bevor der Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Fluiddruck P₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung übereinstimmen, und einem Differenzwert-Berechnungsteil, der eine Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔN berechnet, die sich aus einem Differenzwert zwischen einer Pumpendrehzahl N₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und einer Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, bevor der Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Fluiddruck P₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung übereinstimmen, und ist derart konfiguriert, dass dieser die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs korrigiert, um die Pumpendrehzahldifferenz ΔN basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung zu berechnen.
Insbesondere ist der Schätzwertberechnungsteil derart konfiguriert, dass dieser basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung einen Korrekturwert C berechnet, der umso größer wird, je größer die Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung wird, und dass dieser den Korrekturwert C zu der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs addiert, und ist derart konfiguriert, dass dieser den Korrekturwert C weiter erhöht, je höher die Temperatur T der wässrigen Harnstofflösung ist.
Aufgrund dessen ist es für die Fehlerdiagnose nicht notwendig, die wässrige Harnstofflösung über einen langen Zeitraum weiter einzuspritzen, so dass die Verbrauchsmenge der wässrigen Harnstofflösung während der Fehlerdiagnose gering gehalten werden kann und verhindert werden kann, dass die Häufigkeit der Durchführung der Fehlerdiagnose abnimmt.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform durch die Korrektur des ersten Schwellenwerts α und des zweiten Schwellenwerts β basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung. Nachfolgend wird auf diesen unterschiedlichen Punkt in der Erläuterung eingegangen.
Die vorstehend erwähnte zweite Ausführungsform korrigierte die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung, um dadurch den Schätzwert der Pumpendrehzahldifferenz ΔN zu berechnen, und verglich für die Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung den Schätzwert dieser Pumpendrehzahldifferenz ΔN mit dem ersten Schwellenwert α und dem zweiten Schwellenwert β.
Im Gegensatz dazu korrigiert die vorliegende Ausführungsform den ersten Schwellenwert α und den zweiten Schwellenwert β basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung und vergleicht für die Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs mit diesem korrigierten ersten Schwellenwert α und zweiten Schwellenwert β.
Bei der vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsform entsprach der Korrekturwert C, welcher auf der Grundlage der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung berechnet wurde, die sich aus der Differenz zwischen dem Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und dem Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung unmittelbar vor dem Stoppen der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, einem Wert entsprechend der Differenz aus der Pumpendrehzahldifferenz ΔN, wenn der Druck P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gestiegen ist, und der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs.
Aus diesem Grund hat die zweite Ausführungsform diesen Korrekturwert C zu der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs addiert, um dadurch den Schätzwert der Pumpendrehzahldifferenz ΔN zu berechnen, und den Schätzwert dieser Pumpendrehzahldifferenz ΔN mit dem ersten Schwellenwert α und dem zweiten Schwellenwert β verglichen, dies ist jedoch gleich dem Vergleichen der Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs mit dem ersten Korrekturschwellenwert αc (=α-C) und dem zweiten Korrekturschwellenwert βc (=β-C), die durch Subtrahieren des Korrekturwerts C von dem ersten Schwellenwert α und dem zweiten Schwellenwert β erhalten werden. Daher korrigiert die vorliegende Ausführungsform den ersten Schwellenwert α und den zweiten Schwellenwert β basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung und vergleicht die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs mit diesem korrigierten ersten Schwellenwert α und zweiten Schwellenwert β. Im Folgenden wird die Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
8 ist ein Flussdiagramm, welches die Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Zu beachten ist, dass in 8 die Inhalte der Verarbeitung von Schritt S1 bis Schritt S4, Schritt S9 bis Schritt S11 und Schritt S21 bis Schritt S23 ähnlich zu der ersten Ausführungsform sind, so dass hier die Erläuterungen weggelassen werden.
Bei Schritt S31 berechnet die elektronische Steuerungseinheit 200 einen ersten Korrekturschwellenwert αc und einen zweiten Korrekturschwellenwert βc. Bei der vorliegenden Ausführungsform nimmt die elektronische Steuerungseinheit 200 Bezug auf das Kennfeld von 7, berechnet den Korrekturwert C basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung und der Temperatur T der wässrigen Harnstofflösung und subtrahiert diesen Korrekturwert C von dem voreingestellten ersten Schwellenwert α und zweiten Schwellenwert β, um dadurch den ersten Korrekturschwellenwert αc und den zweiten Korrekturschwellenwert βc zu berechnen.
Bei Schritt 32 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, ob die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs größer ist als der erste Korrekturschwellenwert αc. Die elektronische Steuerungseinheit 200 beurteilt, dass die erste Anomalie nicht aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S33 fort, wenn die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs größer als der erste Korrekturschwellenwert αc ist. Andererseits beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, dass die erste Anomalie aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S11 fort, wenn die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs dem ersten Korrekturschwellenwert αc entspricht oder kleiner ist.
Bei Schritt S33 beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, ob die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs kleiner als der zweite Korrekturschwellenwert βc ist. Die elektronische Steuerungseinheit 200 beurteilt, dass die zweite Abweichung nicht aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S9 fort, wenn die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs kleiner als der zweite Korrekturschwellenwert βc ist. Andererseits beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 200, dass die zweite Anomalie aufgetreten ist und fährt mit der Verarbeitung von Schritt S10 fort, wenn die Stopp-Pumpendrehzahldifferenz ΔNs dem zweiten Korrekturschwellenwert βc entspricht oder mehr bzw. größer ist.
Gemäß der vorstehend erläuterten vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Steuerungseinheit 200 (Fehlerdiagnosevorrichtung) zur Durchführung der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung, wie bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform, mit einem ersten Erlangungsteil, einem zweiten Erlangungsteil, einem Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil und einem Anomaliebeurteilungsteil versehen.
Ferner ist der Anomaliebeurteilungsteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem ersten Korrekturteil versehen, welcher den ersten Schwellenwert α korrigiert. Der erste Korrekturteil ist derart konfiguriert, dass dieser den ersten Schwellenwert α basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung korrigiert, die sich aus der Differenz zwischen dem Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und dem Fluiddruck P₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, bevor der Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Fluiddruck P₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung übereinstimmen. Der erste Korrekturteil ist insbesondere derart konfiguriert, dass dieser basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung einen Korrekturwert C berechnet, der umso größer wird, je größer die Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung wird, und diesen Korrekturwert C von dem ersten Schwellenwert α subtrahiert, und ist derart konfiguriert, dass dieser den Korrekturwert C weiter erhöht, je höher die Temperatur T der wässrigen Harnstofflösung ist.
Ferner ist der Anomaliebeurteilungsteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem zweiten Korrekturteil versehen, welcher den zweiten Schwellenwert β korrigiert. Der zweite Korrekturteil ist derart konfiguriert, dass dieser den zweiten Schwellenwert β basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung korrigiert, die sich aus der Differenz zwischen dem Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und dem Fluiddruck P₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, bevor der Fluiddruck P₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Fluiddruck P₁ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung übereinstimmen. Der zweite Korrekturteil ist insbesondere derart konfiguriert, dass dieser basierend auf der Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung einen Korrekturwert C berechnet, der umso größer wird, je größer die Druckdifferenz ΔP der wässrigen Harnstofflösung wird, und diesen Korrekturwert C von dem zweiten Schwellenwert β subtrahiert, und ist derart konfiguriert, dass dieser den Korrekturwert C weiter erhöht, je höher die Temperatur T der wässrigen Harnstofflösung ist.
Es ist möglich, ähnliche Effekte wie bei der zweiten Ausführungsform zu erzielen, indem man dies ebenfalls ausführt.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich inhaltlich in der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung von der ersten Ausführungsform. Nachfolgend wird auf diesen unterschiedlichen Punkt in der Erläuterung eingegangen.
Die vorstehend erwähnte erste Ausführungsform beurteilt basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz ΔN, die sich aus einer Differenz zwischen einer Pumpendrehzahl N₁ beim Erhöhen des Drucks P₁ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung auf den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und einer Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, ob eine erste Anomalie und eine zweite Anomalie aufgetreten sind.
Im Gegensatz dazu speichert die vorliegende Ausführungsform beispielsweise den Druck der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu einem bestimmten Zeitpunkt, die von dem Drucksensor 67 und dem Drehzahlsensor 68 beispielsweise direkt nach der Werksauslieferung oder anderweitig im Ausgangszustand, in dem beurteilt werden kann, dass keine Anomalie im Zuführsystem 60 für die wässrige Harnstofflösung vorliegt, erfasst werden, als den Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung und die Ausgangspumpendrehzahl N₃ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung.
Ferner erlangt diese beim Erfassen einer Anomalie des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung, wie bei der ersten Ausführungsform, den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und berechnet die Differenz zwischen der Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N₀ , wenn der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu dem Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung wird, als die Pumpendrehzahldifferenz ΔN.
Falls zu dieser Zeit die Pumpendrehzahldifferenz ΔN kleiner als normal ist, erreicht der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung den Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, ungeachtet davon, dass die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung niedriger ist als die Pumpendrehzahl zu normalen Zeiten (d.h. die Ausgangspumpendrehzahl N3). Aus diesem Grund kann beurteilt werden, dass eine Verstopfung der wässrigen Harnstofflösung aufgrund von Fremdkörpern usw. in der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b und in der Rückführleitung 65 für die wässrige Harnstofflösung auf der Stromaufwärtsseite in der Strömungsrichtung der wässrigen Harnstofflösung von dem Sperrventil 66 aufgetreten ist.
Falls hingegen die Pumpendrehzahldifferenz ΔN größer als normal ist, erreicht der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung den Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung nicht, ungeachtet davon, dass die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gegenüber der Pumpendrehzahl zu normalen Zeiten (d.h. der Ausgangspumpendrehzahl N₃ ) angestiegen ist. Aus diesem Grund kann beurteilt werden, dass wässrige Harnstofflösung in der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b und in der Rückführleitung 65 für die wässrige Harnstofflösung auf der Stromaufwärtsseite in der Strömungsrichtung der wässrigen Harnstofflösung von dem Sperrventil 66 austritt.
9 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Zu beachten ist, dass in 8 die Inhalte der Verarbeitung von Schritt S1 und Schritt S7 bis Schritt S11 ähnlich zu der ersten Ausführungsform sind, so dass hier auf Erläuterungen verzichtet wird.
Bei Schritt S41 liest die elektronische Steuerungseinheit 200 den Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung und die Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ein, die von dem Drucksensor 67 und dem Drehzahlsensor 68 erfasst und gespeichert wurden, als sich der Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung und die Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in dem Ausgangszustand befanden, in dem beurteilt werden konnte, dass keine Anomalie in dem Zuführsystem 60 für die wässrige Harnstofflösung vorlag. Der Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung und die Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung können den augenblicklichen Werten des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl entsprechen, die von dem Drucksensor 67 und dem Drehzahlsensor 68 im Ausgangszustand erfasst werden, oder können Durchschnittswerte sein.
Bei Schritt S42 erlangt die elektronische Steuerungseinheit 200 den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zum aktuellen Zeitpunkt.
Bei Schritt S43 berechnet die elektronische Steuerungseinheit 200 die Pumpendrehzahldifferenz ΔN, die sich aus der Differenz der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt. Das Zuführsystem 60 für die wässrige Harnstofflösung (Fluidzuführsystem) gemäß der vorstehend erläuterten vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Zahnradpumpe 64, einem Injektor 62 für wässrige Harnstofflösung (Einspritzvorrichtung) zum Einspritzen der von der Zahnradpumpe 64 abgegebenen wässrigen Harnstofflösung (Fluid), einer hochdruckseitigen Zuführleitung 63b (Fluiddurchlass), welche die Zahnradpumpe 64 und den Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung verbindet, einem Drucksensor 67 (Druckdetektor), der an der hochdruckseitigen Zuführleitung 63b vorgesehen ist und den Druck der wässrigen Harnstofflösung, der sich aus dem Druck der aus der Zahnradpumpe 64 abgegebenen wässrigen Harnstofflösung ergibt, erfasst, und einem Drehzahlsensor 68 (Drehzahldetektor), welcher die Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus der Drehzahl der Zahnradpumpe 64 ergibt, versehen.
Ferner ist die elektronische Steuerungseinheit 200 zur Fehlerdiagnose des Zuführsystems 60 für die wässrige Harnstofflösung (Fehlerdiagnosevorrichtung) derart konfiguriert, dass diese einen Speicherteil, welcher den Druck der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, zu dem der Injektor 62 für die wässrige Harnstofflösung kein Fluid einspritzt, oder die Durchschnittswerte des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung und die Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erlangt und speichert, einen Erlangungsteil, welcher den Druck der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl nach dem Erlangen des Ausgangsdrucks P₃ der wässrigen Harnstofflösung und der Ausgangspumpendrehzahl N₃ zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung oder die Durchschnittswerte des Drucks der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl in irgendeinem Zeitraum als den Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erlangt, einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil, welcher eine Pumpendrehzahldifferenz ΔN berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen der Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, wenn der Ausgangsdruck P₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung übereinstimmen, und einen Anomaliebeurteilungsteil, welcher basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz ΔN beurteilt, ob die hochdruckseitige Zuführleitung 63b oder die Rückführleitung 65 für wässrige Harnstofflösung auf der Stromaufwärtsseite in der Strömungsrichtung der wässrigen Harnstofflösung von dem Sperrventil 66 aufgrund eines Verstopfens oder Auslaufens der wässrigen Harnstofflösung anormal geworden ist, aufweist.
Auf diese Art und Weise kann durch Betrachtung der Änderung der Pumpendrehzahldifferenz ΔN, die sich aus der Differenz zwischen dem Ausgangswert (Ausgangsdrehzahl N₃ ) und dem Istwert (Pumpendrehzahl N₀ ) der Pumpendrehzahl vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung ergibt, beurteilt werden, ob die hochdruckseitige Zuführleitung 63b oder die Rückführleitung 65 der wässrigen Harnstofflösung stromaufwärts in Strömungsrichtung der wässrigen Harnstofflösung von dem Sperrventil 66 durch die wässrige Harnstofflösung verstopft wurde oder die wässrige Harnstofflösung austritt. Ferner wird die Pumpendrehzahldifferenz ΔN zu einem konstanten Wert, der durch die Zahnspitzenfreiräume T oder die Seitenflächenfreiräume S oder die Viskosität µ der wässrigen Harnstofflösung nicht beeinflusst wird, wenn die Leitungen nicht verstopft wurden oder nicht undicht sind, so dass es möglich ist, genau zu beurteilen, ob diese Anomalien aufgetreten sind.
Vorstehend wurden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erläutert, die vorstehenden Ausführungsformen zeigen jedoch nur einige der Beispiele für die Anwendung der vorliegenden Offenbarung. Sie dienen nicht dazu, den technischen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf die spezifischen Konstitutionen der vorstehenden Ausführungsformen zu beschränken.
So wurden beispielsweise bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform bei jeder Fehlerdiagnose der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl N₀ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung erlangt, es ist jedoch ebenso möglich, diese nicht bei jeder Fehlerdiagnose zu erlangen, sondern, wie bei der vierten Ausführungsform, den Ausgangsdruck P₃ der wässrigen Harnstofflösung und die Ausgangspumpendrehzahl N₃ vor der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu verwenden, die einmal erlangt und dann für jede Fehlerdiagnose gespeichert wurden.
Ferner können bei der vorstehend erwähnten vierten Ausführungsform der Druck der wässrigen Harnstofflösung und die Pumpendrehzahl während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu einem bestimmten Zeitpunkt, die von dem Drucksensor 67 und dem Drehzahlsensor 68 beispielsweise direkt nach der Werksauslieferung oder anderweitig im Ausgangszustand, in dem beurteilt werden kann, dass keine Anomalie in dem Zuführsystem 60 der wässrigen Harnstofflösung vorliegt, als der Ausgangsdruck P₄ der wässrigen Harnstofflösung und die Ausgangspumpendrehzahl N₄ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung gespeichert werden, die Differenz der Ausgangspumpendrehzahl N₄ während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung und der Pumpendrehzahl N₀ , wenn der Druck P₀ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung zu dem Ausgangsdruck P₄ der wässrigen Harnstofflösung während der Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung wird, kann als die Pumpendrehzahldifferenz ΔN berechnet werden, und eine Fehlerdiagnose kann basierend auf dieser Pumpendrehzahldifferenz ΔN durchgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4908397 [0002, 0003]

Claims

Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fluidzuführsystem, wobei das Fluidzuführsystem aufweist: eine Zahnradpumpe; eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird; einen Fluiddurchlass, welcher die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet; einen mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid; einen Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt; und einen Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung aufweist: einen ersten Erlangungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung erlangt; einen zweiten Erlangungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung Fluid einspritzt, oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung erlangt; einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Pumpendrehzahldifferenz berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einer Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen; und einen Anomaliebeurteilungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz beurteilt, ob eine Anomalie in der Strömungsrate des von der Einspritzvorrichtung eingespritzten Fluids aufgetreten ist.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 1, wobei der Anomaliebeurteilungsteil derart konfiguriert ist, dass dieser beurteilt, dass eine Anomalie einer Abnahme der Strömungsrate des von der Einspritzvorrichtung eingespritzten Fluids ausgehend von dem Normalzustand aufgetreten ist, falls die Pumpendrehzahldifferenz kleiner oder gleich als ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist, der kleiner als ein Normalwert der Zeit ist, wenn keine Anomalie in dem Fluidzuführsystem vorliegt.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anomaliebeurteilungsteil derart konfiguriert ist, dass dieser beurteilt, dass eine Anomalie einer Zunahme der Strömungsrate des von der Einspritzvorrichtung eingespritzten Fluids ausgehend von dem Normalzustand aufgetreten ist, falls die Pumpendrehzahldifferenz größer oder gleich als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist, der größer als ein Normalwert der Zeit ist, wenn keine Anomalie in dem Fluidzuführsystem vorliegt.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil einen Schätzwertberechnungsteil aufweist, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Schätzwert der Pumpendrehzahl berechnet, und der Schätzwertberechnungsteil aufweist: einen Fluiddruckdifferenz-Berechnungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Fluiddruckdifferenz berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einem Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und einem Fluiddruck während der Fluideinspritzung ergibt, bevor der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen; und einen Differenzwert-Berechnungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Differenz zwischen einer Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung berechnet, bevor der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen, und der Schätzwertberechnungsteil derart konfiguriert ist, dass dieser den Differenzwert korrigiert, um die Pumpendrehzahldifferenz basierend auf der Fluiddruckdifferenz zu berechnen.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 4, wobei der Schätzwertberechnungsteil derart konfiguriert ist, dass dieser basierend auf der Fluiddruckdifferenz einen Korrekturwert berechnet, der umso größer wird, je größer die Fluiddruckdifferenz ist, und den Korrekturwert zu dem Differenzwert addiert, um den Schätzwert der Pumpendrehzahldifferenz zu berechnen.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 5, wobei der Schätzwertberechnungsteil derart konfiguriert ist, dass dieser den Korrekturwert weiter erhöht, je höher die Temperatur des Fluids ist.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 2, wobei der Anomaliebeurteilungsteil einen ersten Korrekturteil aufweist, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den ersten Schwellenwert korrigiert, und der erste Korrekturteil derart konfiguriert ist, dass dieser den ersten Schwellenwert basierend auf einer Fluiddruckdifferenz korrigiert, die sich aus einer Differenz zwischen einem Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und einem Fluiddruck während der Fluideinspritzung ergibt, bevor der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 7, wobei der erste Korrekturteil derart konfiguriert ist, dass dieser eine Korrektur basierend auf der Fluiddruckdifferenz durchführt, bei welcher dieser einen Korrekturwert berechnet, der mit zunehmender Fluiddruckdifferenz größer wird, und den Korrekturwert von dem ersten Schwellenwert subtrahiert.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 8, wobei das erste Korrekturteil derart konfiguriert ist, dass dieser den Korrekturwert ferner umso größer macht, je höher die Temperatur des Fluids ist.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 3, wobei der Anomaliebeurteilungsteil einen zweiten Korrekturteil aufweist, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den zweiten Schwellenwert korrigiert, und der zweite Korrekturteil derart konfiguriert ist, dass dieser den zweiten Schwellenwert basierend auf einer Fluiddruckdifferenz korrigiert, die sich aus einer Differenz zwischen einem Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und einem Fluiddruck während der Fluideinspritzung ergibt, bevor der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 10, wobei der zweite Korrekturteil derart konfiguriert ist, dass dieser eine Korrektur basierend auf der Fluiddruckdifferenz durchführt, bei welcher dieser einen Korrekturwert berechnet, der mit zunehmender Fluiddruckdifferenz größer wird, und den Korrekturwert von dem zweiten Schwellenwert subtrahiert.
Fehlerdiagnosevorrichtung für das Fluidzuführsystem nach Anspruch 11, wobei der zweite Korrekturteil derart konfiguriert ist, dass dieser den Korrekturwert weiter erhöht, je höher die Temperatur des Fluids ist.
Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fluidzuführsystem, wobei das Fluidzuführsystem aufweist: eine Zahnradpumpe; eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird; einen Fluiddurchlass, welcher die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet; einen mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid; einen Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt; und einen Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung aufweist: einen Speicherteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als einen Ausgangsfluiddruck und eine Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung erlangt und speichert; einen Erlangungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Fluiddruck und eine Pumpendrehzahl zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung nach dem Erlangen des Ausgangsfluiddrucks und der Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung oder Durchschnittswerte des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in irgendeinem Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung erlangt; einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Pumpendrehzahldifferenz, die sich aus einer Differenz zwischen einer Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, berechnet, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen; und einen Anomaliebeurteilungsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz beurteilt, ob eine Anomalie eines Verstopfens oder einer Leckage des Fluids bei dem Fluiddurchlass aufgetreten ist.
Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fluidzuführsystem, wobei das Fluidzuführsystem aufweist: eine Zahnradpumpe; eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird; einen Fluiddurchlass, welcher die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet; einen mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid; einen Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt; und einen Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, wobei das Fehlerdiagnoseverfahren aufweist: einen ersten Erlangungsschritt zum Erlangen eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung; einen zweiten Erlangungsschritt zum Erlangen eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung Fluid einspritzt, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung; einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsschritt, welcher eine Pumpendrehzahldifferenz berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einer Pumpendrehzahl während der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen; und einen Anomaliebeurteilungsschritt, der basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz beurteilt, ob eine Anomalie in der Strömungsrate des von der Einspritzvorrichtung eingespritzten Fluids aufgetreten ist.
Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fluidzuführsystem, wobei das Fluidzuführsystem aufweist: eine Zahnradpumpe; eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid, das von der Zahnradpumpe abgegeben wird; einen Fluiddurchlass, welcher die Zahnradpumpe und die Einspritzvorrichtung verbindet; einen mit dem Fluiddurchlass verbundenen Abgabedurchlass zum Abgeben von überschüssigem Fluid in dem von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluid; einen Druckdetektor, welcher in dem Fluiddurchlass vorgesehen ist und einen Fluiddruck erfasst, der sich aus dem Druck des von der Zahnradpumpe abgegebenen Fluids ergibt; und einen Drehzahldetektor, welcher eine Pumpendrehzahl erfasst, die sich aus einer Drehzahl der Zahnradpumpe ergibt, wobei das Fehlerdiagnoseverfahren aufweist: einen Speicherschritt zum Erlangen und Speichern eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung, zu dem die Einspritzvorrichtung kein Fluid einspritzt, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in einem bestimmten Zeitraum als einen Ausgangsfluiddruck und eine Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung; einen Erlangungsschritt zum Erlangen eines Fluiddrucks und einer Pumpendrehzahl zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Fluideinspritzung nach dem Erlangen des Ausgangsfluiddrucks und der Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung, oder von Durchschnittswerten des Fluiddrucks und der Pumpendrehzahl in irgendeinem Zeitraum als den Fluiddruck und die Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung; einen Pumpendrehzahldifferenz-Berechnungsschritt, welcher eine Pumpendrehzahldifferenz berechnet, die sich aus einer Differenz zwischen einer Ausgangspumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung und einer Pumpendrehzahl vor der Fluideinspritzung ergibt, wenn der Fluiddruck vor der Fluideinspritzung und der Fluiddruck während der Fluideinspritzung übereinstimmen; und einen Anomaliebeurteilungsschritt zum Beurteilen, ob eine Anomalie eines Verstopfens oder einer Leckage des Fluids bei dem Fluiddurchlass aufgetreten ist, basierend auf der Pumpendrehzahldifferenz.