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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Motorsteuersystem mit einer Selbstdiagnosefunktion zum Abstellen
des Motors, wenn der Betrag eines Stroms oder einer Spannung in
einem vorgegebenen Abschnitt einer zur Betriebssteuerung des Motors
dienenden elektrischen Schaltungsanordnung einen vorgegebenen Schwellenwert
nicht erreicht.
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Ein Motorsteuersystem mit einer Selbstdiagnosefunktion
ist bereits bekannt. Durch die Selbstdiagnosefunktion wird der Betrieb
eines Motors unterbrochen bzw. beendet, wenn die Stromstärke (oder ein
Spannungswert) in einem vorgegebenen Abschnitt einer zur Betriebssteuerung
des Motors verwendeten elektrischen Schaltungsanordnung einen voreingestellten
Schwellenwert nicht erreicht.
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Andererseits wird bei einem solchen
Motorsteuersystem unter Berücksichtigung
der ungünstigsten
Betriebsbedingungen des Motors ein garantierter Temperaturbereich
festgelegt, der auf den ungünstigsten
Umgebungstemperaturbedingungen basiert, denen der Motor im Betrieb
ausgesetzt sein könnte.
Sodann wird im Rahmen einer praktischen Prüfung der Widerstandsfähigkeit
gegen Umwelteinflüsse
bzw. Umgebungsbedingungen bestätigt,
dass die Motorsteuerung auch unter den vorgegebenen ungünstigsten
Umgebungsbedingungen arbeitet, sodass ein Betrieb des Motors innerhalb
eines garantierten Temperaturbereichs gewährleistet ist.
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Da jedoch bei dieser Betriebsgarantie
keine Schutzmaßnahmen
bezüglich
eines Betriebs bei sehr niedrigen, außerhalb des garantierten Temperaturbereichs
liegenden Temperaturen in Betracht gezogen sind, besteht das Problem,
dass ein zuverlässiger
Betrieb bei sehr niedrigen Temperaturen außerhalb des garantierten Temperaturbereichs
nicht gewährleistet
werden kann.
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Wenn z.B. ein spezifisches elektrisches
Bauelement, bei dem der Betrag eines Stroms oder einer Spannung
in einem bestimmten Abschnitt nicht einen Schwellenwert erreicht,
wenn die Temperatur auf oder unter eine außerhalb des garantierten Temperaturbereichs
liegende vorgegebene Temperatur (von z.B. –30°C oder weniger) abfällt, in
einer zur Steuerung des Betriebs eines Motors verwendeten elektrischen
Schaltungsanordnung angeordnet ist, wird der Betrieb des Motors
durch die Selbstdiagnosefunktion unterbrochen bzw. beendet, wenn
die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements auf oder unter
die vorgegebene Temperatur abfällt,
und zwar auch dann, wenn bei der elektrischen Schaltungsanordnung
selbst keine Störungen
vorliegen.
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Nachstehend wird eine Injektor-Ansteuerschaltung
(ein Beispiel einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Steuerung
des Betriebs eines Motors) als spezifisches Beispiel näher betrachtet. Wenn
eine Störung
bei einer Injektor-Ansteuerschaltung auftritt und hierdurch verhindert
wird, dass der Jnjektor-Erregerstrom (ein Beispiel für die Stromstärke in einem
bestimmten Schaltungsabschnitt) einen vorgegebenen Wert erreicht,
wird der Ventil-Öffnungsvorgang
des Injektors verzögert
und damit die Ausgangsleistung herabgesetzt, wodurch sich der Brennstoffverbrauch
erhöht
und die Schademission verschlechtert.
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Wenn somit der Betrag des Injektor-Erregerstroms
keinen bestimmten Schwellenwert (z.B. einen Entladungsstopp-Schwellenwert) erreicht,
nachdem durch Stromzufuhr die Erregung des Injektors begonnen hat,
wird der Motor durch die Selbstdiagnosefunktion abgestellt.
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Wenn jedoch in der Injektor-Ansteuerschaltung
ein spezifisches elektrisches Bauelement (z.B. ein Ladekondensator)
angeordnet ist, der verhindert, dass der Injektor-Erregerstrom einen
Schwellenwert erreicht, wenn die Temperatur z.B. auf oder unter –30°C abfällt, wird
der Betrieb des Motors von der Selbstdiagnosefunktion unterbrochen
bzw. beendet, wenn die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements
auf –30°C oder weniger
abfällt,
und zwar auch dann, wenn bei der Injektor-Ansteuerschaltung selbst keine Störungen vorliegen.
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Insbesondere bei einem beabsichtigten
Starten des Motors bei sehr niedrigen Temperaturen wird dieser Start
des Motors durch die Selbstdiagnosefunktion verhindert, und zwar
auch dann, wenn bei der Injektor-Ansteuerschaltung selbst keine
Störungen
vorliegen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zu Grunde, ein Motorsteuersystem derart auszugestalten, dass das
Problem, dass eine Selbstdiagnosefunktion zum Abstellen eines Motors
nur deshalb aktiviert wird, weil die Temperatur eines spezifischen elektrischen
Bauelements gleich einer vorgegebenen Temperatur ist oder unter
dieser Temperatur liegt, obwohl ansonsten keinerlei Störungen der
betreffenden elektrischen Schaltungsanordnung vorliegen, nicht länger gegeben
ist.
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Diese Aufgabe wird mit den in den
Patentansprüchen
angegebenen Mitteln gelöst.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung verhindert ein Motorsteuersystem, dass eine Selbstdiagnosefunktion
den Betrieb eines Motors unterbricht oder beendet, wenn die Temperatur eines
spezifischen elektrischen Bauelements gleich einer vorgegebenen
Temperatur ist oder unter dieser Temperatur liegt.
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Um zu verhindern, dass die Selbstdiagnosefunktion
auf diese Weise den Betrieb des Motors unterbricht oder beendet,
sind folgende Maßnahmen
in Betracht gezogen: (1) Die Selbstdiagnosefunktion selbst wird
ausgesetzt bzw. unterbrochen, wenn die Temperatur des spezifischen
elektrischen Bauelements gleich einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger
ist (d.h., die Bestimmung, ob die Temperatur einen Schwellenwert
erreicht oder nicht, wird nicht durchgeführt); (2) die von der Selbstdiagnosefunktion vorgenommene
Bestimmung, die erfolgt, wenn die Temperatur des spezifischen elektrischen
Bauelements gleich einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger
ist, wird annulliert; (3) ein als Kriterium für die Selbstdiagnosefunktion
dienender Schwellenwert wird in Abhängigkeit von der Temperatur
des spezifischen elektrischen Bauelements dahingehend verändert, dass
die Selbstdiagnosefunktion nicht aktiviert wird, wenn die Temperatur
des spezifischen elektrischen Bauelements gleich einer vorgegebenen Temperatur
oder niedriger ist, usw.
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Bei einer solchen Konfiguration tritt
nicht das Problem auf, dass die Selbstdiagnosefunktion zum Abstellen
des Motors lediglich deshalb aktiviert wird, weil die Temperatur
des spezifischen elektrischen Bauelements gleich einer vorgegebenen
Temperatur oder niedriger ist, obwohl bei der elektrischen Schaltungsanordnung
selbst keine Störungen
vorliegen. Auf diese Weise lässt
sich die Betriebszuverlässigkeit
bei niedrigen Temperaturen verbessern.
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung findet
bei einem Motorsteuersystem Anwendung, bei dem der Motor durch die
Selbstdiagnosefunktion abgestellt wird, wenn der Betrag eines Injektor-Erregerstroms
zu Beginn der Erregung des Injektors nicht einen vorgegebenen Schwellenwert
(z.B. einen Entladungsstopp-Schwellenwert) erreicht.
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Wenn im einzelnen nämlich die
Temperatur eines (das spezifische elektrische Bauelement darstellenden)
Ladekondensators auf oder unter eine vorgegebene Temperatur (von
z.B. –30°C oder weniger)
abfällt,
erreicht der Injektor-Erregerstrom auf Grund eines Anstiegs des Äquivalentwiderstands des
Ladekondensators (spezifisches elektrisches Bauelement) auch dann
nicht den Schwellenwert, wenn bei der Injektor-Ansteuerschaltung
selbst keine Störungen
vorliegen. Da jedoch die Selbstdiagnosefunktion den Betrieb des
Motors auch dann nicht unterbricht bzw. abstellt, wenn die Temperatur
des (das spezifische elektrische Bauelement darstellenden) Ladekondensators
gleich einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist (z.B. –30°C oder weniger), kann
der Motor gestartet werden.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung ist eine Temperatur-Detektoreinrichtung des Motorsteuersystems
direkt an dem spezifischen elektrischen Bauelement angebracht oder
in dessen Nähe
angeordnet, um die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements
direkt zu erfassen. Durch eine solche Konfiguration lässt sich
der Messfehler bei der Temperaturmessung des spezifischen elektrischen
Bauelements verringern und eine hohe Zuverlässigkeit gewährleisten.
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Gemäß einer vierten Ausführungsform
der Erfindung ist eine Temperatur-Detektoreinrichtung des Motorsteuersystems
in einem von der das spezifische elektrische Bauelement enthaltenden
elektrischen Schaltungsanordnung getrennten Bereich angeordnet,
um auf diese Weise die Temperatur des spezifischen elektrischen
Bauelements indirekt erfassen zu können. Bei einer solchen Anordnung
kann das Ausgangssignal eines im Rahmen der Motorsteuerung (oder
der Steuerung einer Klimaanlage) verwendeten Temperatursensors ausgewertet
werden, sodass das Erfordernis einer direkt arbeitenden Temperatur-Detektoreinrichtung
zur direkten Messung bzw. Erfassung der Temperatur des spezifischen
elektrischen Bauelements entfällt.
Auf diese Weise lässt
sich eine Kosteneinsparung erzielen.
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Da bei dieser vierten Ausführungsform
der Erfindung die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements
jedoch indirekt durch eine Temperatur-Detektoreinrichtung erfasst
wird, die in einem von der das spezifische elektrische Bauelement
enthaltenden elektrischen Schaltungsanordnung getrennten Bereich
angeordnet ist, kann nicht festgestellt werden, ob das spezifische
elektrische Bauelement im Betrieb Wärme erzeugt und hierdurch eine über einer
vorgegebenen Temperatur liegende erhöhte Temperatur aufweist oder
nicht.
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Die das spezifische elektrische Bauelement enthaltende
elektrische Schaltungsanordnung führt daher bestimmte Operationen
(bezüglich
der Anzahl der Einspritzvorgänge,
der Einspritzzeit und dergleichen) durch, durch die ermittelt werden
kann, ob ein Temperaturanstieg des spezifischen elektrischen Bauelements über eine
vorgegebene Temperatur hinaus erfolgt ist oder nicht. Unter Berücksichtigung
einer Sicherheitstoleranz ist es jedoch in diesem Falle erforderlich,
für die
Diagnose-Unterbrechungszeit eine
ziemlich lange Zeitdauer vorzugeben, in der die Selbstdiagnosefunktion
an einer Unterbrechung oder Beendigung des Betriebs des Motors gehindert
ist.
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Aus diesem Grund wird bei einem Motorsteuersystem
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der Erfindung eine Diagnose-Unterbrechungszeitdauer derart
verändert,
dass eine kurze Diagnose-Unterbrechungszeitdauer vorgegeben wird,
wenn zu Beginn des Motorbetriebs eine hohe Temperatur gemessen wird,
während
eine lange Diagnose-Unterbrechungszeitdauer vorgegeben wird, wenn
zu Beginn des Motorbetriebs eine niedrige Temperatur gemessen wird,
falls die von der Temperatur-Detektoreinrichtung ermittelte Temperatur
des spezifischen elektrischen Bauelements zu Beginn des Motorbetriebs
gleich einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist.
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Auch wenn die Temperatur des spezifischen elektrischen
Bauelements indirekt von einer in einem von der das spezifische
elektrische Bauelement enthaltenden elektrischen Schaltungsanordnung
getrennten Bereich angeordneten Temperatur-Detektoreinrichtung erfasst
wird, kann durch eine solche Konfiguration relativ genau festgestellt
werden, dass die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements über einen
vorgegebenen Temperaturwert hinaus angestiegen ist. Hierdurch lässt sich
die Sicherheitstoleranz verringern, sodass nicht das Problem auftritt,
dass die Diagnose-Unterbrechungszeitdauer unnötig lang ausfällt.
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Da das spezifische elektrische Bauelement im
Betrieb Wärme
erzeugt, steht die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements
in Korrelation zu der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen durch
den Injektor.
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Bei einem Motorsteuersystem gemäß einer sechsten
Ausführungsform
der Erfindung wird daher die Diagnose-Unterbrechungszeitdauer in Abhängigkeit
von einer Zeitdauer eingestellt, deren Zählung mit dem Beginn des Motorbetriebs
einsetzt und andauert, bis die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
einen vorgegebenen Zahlenwert erreicht. Dieser vorgegebene Zahlenwert
wird auf einen geringen (niedrigen) Wert eingestellt, wenn zu Beginn
des Motorbetriebs eine hohe Temperatur gemessen wird, während der
vorgegebene Zahlenwert auf einen großen (hohen) Wert eingestellt
wird, wenn zu Beginn des Motorbetriebs eine niedrige Temperatur
gemessen wird.
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Auch wenn die Temperatur des spezifischen elektrischen
Bauelements indirekt durch eine in einem von der das spezifische
elektrische Bauelement enthaltenden elektrischen Schaltungsanordnung
getrennten Bereich angeordneten Temperatur-Detektoreinrichtung erfasst
wird, kann durch eine solche Konfiguration somit relativ genau festgestellt
werden, dass die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements über eine
vorgegebene Temperatur hinaus angestiegen ist.
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Da das spezifische elektrische Bauelement im
Betrieb Wärme
erzeugt, steht die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements
in Korrelation zu der Betriebszeit des Motors. Bei einem Motorsteuersystem
gemäß einer
siebten Ausführungsform
der Erfindung wird daher die Diagnose-Unterbrechungszeitdauer in Abhängigkeit
von einer Zeitdauer eingestellt, deren Zählung mit dem Beginn des Motorbetriebs
einsetzt und andauert, bis eine vorgegebene Zeitdauer erreicht ist.
Diese vorgegebene Zeitdauer wird auf eine kurze Zeitdauer eingestellt,
wenn zu Beginn des Motorbetriebs eine hohe Temperatur gemessen wird,
während
die vorgegebene Zeitdauer auf eine lange Zeitdauer eingestellt wird,
wenn zu Beginn des Motorbetriebs eine niedrige Temperatur gemessen
wird.
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Auch wenn die Temperatur des spezifischen elektrischen
Bauelements indirekt durch eine in einem von der das spezifische
elektrische Bauelement enthaltenden elektrischen Schaltungsanordnung
getrennten Bereich angeordneten Temperatur-Detektoreinrichtung erfasst
wird, kann somit durch eine solche Konfiguration relativ genau festgestellt
werden, dass die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements über einer
vorgegebenen Temperatur liegt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
Ablaufdiagramm der Ablaufsteuerung einer Diagnose-Einschränkungsfunktion
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
schematische Darstellung eines Kraftstoff-Einspritzsystems mit gemeinsamer Druckleitung
(sog. Common Rail-Kraftstoffeinspritzsystem),
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3 eine
schematische Darstellung einer elektronischen Steuereinheit (ECU),
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4A eine
schematische Darstellung der elektronischen Steuereinheit ECU,
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4B eine
schematische Darstellung der elektronischen Steuereinheit ECU,
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5 den
Verlauf eines Injektor-Ansteuerstroms,
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6 ein
Schaltbild einer Injektor-Ansteuerschaltung,
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7 eine
grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperatur eines
Ladekondensators und dessen Äquivalentwiderstand,
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8 ein
Ablaufdiagramm der Ablaufsteuerung einer Diagnose-Einschränkungsfunktion
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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9 Signalverläufe zur
Veranschaulichung von Betrieb und Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, und
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10 eine
grafische Darstellung der Beziehung zwischen einer Temperatur zu
Betriebsbeginn und der Anzahl von Einspritzungen, die zum Verhindern
oder Sperren der Aktivierung der Selbstdiagnosefunktion bei einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung Verwendung findet.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Nachstehend wird unter Bezugnahme
auf die 1 bis 7 näher auf ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung eingegangen. Dieses Ausführungsbeispiel betrifft die
Anwendung der Erfindung bei einem Kraftstoff-Speichereinspritzsystem mit gemeinsamer
Kraftstoff-Druckleitung
(common rail), d.h., bei einem sog. Common Rail-Kraftstoffeinspritzsystem,
für das
nachstehend auch diese Bezeichnung gewählt wird. Nachstehend wird
der Aufbau eines solchen Common Rail-Kraftstoffeinspritzsystems unter
Bezugnahme auf 2 näher beschrieben.
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Das Common Rail-Kraftstoffeinspritzsystem stellt
ein System zur Kraftstoffeinspritzung in z.B. einen Dieselmotor 1 dar
(der nachstehend einfach als Motor bezeichnet ist). Hierbei umfasst
das Common Rail-Kraftstoffeinspritzsystem eine gemeinsame Druckleitung
(common rail) 2, jeweilige Injektoren 3, eine
Kraftstoff-Zuführungspumpe 4,
die nachstehend vereinfacht als Hochdruckpumpe 4 bezeichnet
ist, eine Motorsteuereinheit ECU 5 und dergleichen.
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Die gemeinsame Druckleitung (common
rail) 2 bildet einen Druckspeicher zur Speicherung eines hohen Kraftstoffdrucks,
mit dem der Kraftstoff dem jeweiligen Injektor 3 zugeführt wird.
Zu diesem Zweck ist die gemeinsame Druckleitung 2 mit dem
Druckanschluss der Hochdruckpumpe 4 über eine Kraftstoffleitung 6 (Hochdruck-Kraftstoffleitung)
zur Zuführung des
unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs verbunden, sodass in der
gemeinsamen Druckleitung, d.h., im Hochdruckkreis, ein dem Kraftstoff-Einspritzdruck
entsprechender sog. Raildruck kontinuierlich akkumuliert bzw. aufrecht
erhalten wird. Überschüssiger Kraftstoff
wird vom Injektor 3 über
eine Rückführungsleitung 7 (Kraftstoff-Rücklaufleitung) zu einem Kraftstofftank 8 zurückgeführt. An
einer von der gemeinsamen Druckleitung 2 zum Kraftstofftank 8 verlaufenden
Druckausgleichs- oder Druckentlastungsleitung 9 (Kraftstoff-Rücklaufleitung)
ist ein Druckbegrenzer oder Druckregler 11 angeordnet. Dieser
Druckregler 11 dient als Sicherheits- oder Überdruckventil,
das sich öffnet,
wenn der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung 2 einen höchst zulässigen Solldruck
(Soll-Höchstdruck) überschreitet,
sodass der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung 2 auf
oder unter dem Soll-Höchstdruck
gehalten wird.
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An jedem Zylinder des Motors 1 ist
ein jeweiliger Injektor 3 zur Zuführung und Einspritzung von Kraftstoff
in einen jeden Zylinder angeordnet. Dieser Injektor 3 ist
mit dem stromab gelegenen Ende einer jeweiligen Einspritzleitung
aus einer Vielzahl von (kurzen) Einspritzleitungen verbunden, die
von der gemeinsamen Druckleitung 2 abzweigen. Der Injektor 3 umfasst
eine Kraftstoff-Einspritzdüse zum Einspritzen
des in der gemeinsamen Druckleitung 2 gespeicherten und
unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs in jeden Zylinder, ein Magnetventil
zur Steuerung des Anhebens einer in der Kraftstoff-Einspritzdüse angeordneten
Düsennadel
und dergleichen.
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Der EIN-AUS-Zustand eines (in dem
Magnetventil angeordneten) Solenoiden des Injektors 3 wird
von einer Injektor-Ansteuerschaltung 22A der Motorsteuereinheit
ECU 5 gesteuert, die in 3 veranschaulicht
ist. Die Erregung des Solenoiden (EIN) ermöglicht die Einspritzung des
Hochdruck-Kraftstoffs in einen jeweiligen Zylinder, während die
Unterbrechung oder Beendigung der Erregung des Solenoiden (AUS)
die Kraftstoffeinspritzung beendet.
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Die Hochdruckpumpe 4 umfasst
eine (nicht dargestellte) bekannte Förderpumpe, wie eine Niederdruck-Förderpumpe,
zum Herauspumpen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 8 durch
die Drehbewegung einer Pumpen-Antriebswelle 13, die wiederum
durch die Drehbewegung einer Kurbelwelle 12 des Motors 1 herbeigeführt wird.
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Die Hochdruckpumpe 4 umfasst
einen von der Pumpen-Antriebswelle 13 angetriebenen
(nicht dargestellten) Plungerkolben sowie eine Druckkammer (d.h.,
eine nicht dargestellte Kolbenkammer) in der der Kraftstoff durch
die Hin- und Herbewegung des Plungerkolbens unter Druck gesetzt
wird. Auf diese Weise baut die Hochdruckpumpe 4 einen hohen Druck
des in die Druckkammer transportierten Kraftstoffs auf, woraufhin
der unter Hochdruck stehende Kraftstoff über den Druckanschluss der
gemeinsamen Druckleitung 2 zugeführt wird.
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Zur Steuerung der Einleitung des
Kraftstoffs in die Druckkammer der Hochdruckpumpe 4 ist
ein Saugsteuerventil 14 an einem (nicht dargestellten) Kraftstoff-Durchflussweg
angeordnet, durch das der Öffnungsgrad
des Kraftstoff-Durchflusswegs
einstellbar ist. Die relative Einschaltdauer (Tastverhältnis) des
Saugsteuerventils 14 wird z.B. durch eine in 3 veranschaulichte Pumpen-Ansteuerschaltung 22B der
Motorsteuereinheit ECU 5 gesteuert. Auf diese Weise wird
die Menge des von der Förderpumpe
der Hochdruckpumpe 4 in die Druckkammer transportierten
Kraftstoffs zur Änderung
und Einstellung des Raildrucks eingestellt.
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Das Saugsteuerventil 14 umfasst
ein Ventil zur Änderung
des Öffnungsgrades
des Kraftstoff-Durchflussweges von der Förderpumpe der Hochdruckpumpe 4 zur
Druckkammer sowie einen Solenoiden zur Einstellung des Öffnungsgrades
des Ventils in Abhängigkeit
von einem Pumpen-Ansteuersignal (Saugsteuerventil-Sollwert), das
von der Pumpen-Ansteuerschaltung 22B der
Motorsteuereinheit ECU 5 zugeführt wird. Das Saugsteuerventil 14 ist
ein normalerweise bzw. drucklos geöffnetes Magnetventil, das sich
im vollständig
geöffneten
Zustand befindet, wenn der Solenoid nicht erregt ist.
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Wie in dem schematischen Schaltbild
gemäß 3 veranschaulicht ist, umfasst
die Motorsteuereinheit ECU 5 einen Steuerabschnitt 21,
eine Kraftstoffeinspritzsystem-Ansteuerschaltung 22 (die
Injektor-Ansteuerschaltung 22A und die Pumpen-Ansteuerschaltung 22B),
eine Stellglied-Ansteuerschaltung 23 für die Motorsteuerung,
eine Sensor- Empfangsschaltung 24 sowie
eine Anschlusseinrichtung (Steckverbindung) 25.
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Dieses Ausführungsbeispiel, das in 4A veranschaulicht ist,
bezieht sich auf eine Ausführungsform,
bei der eine Motor-Ansteuereinheit EDU mit der Injektor-Ansteuerschaltung 22A im
Gehäuse der
Motorsteuereinheit ECU 5 angeordnet ist. Der Steuerabschnitt 21 bildet
einen Hauptsteuerabschnitt mit einer Zentraleinheit (CPU) und Speichern
(wie einem Festspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM)
und dergleichen). In Abhängigkeit
von Programmen, die in den Festspeicher eingeschrieben sind, und
dem in den Direktzugriffsspeicher eingelesenen Betriebszustand oder
Fahrzustand eines Fahrzeugs führt
die Zentraleinheit verschiedene Berechnungen durch, die sich z.B.
auf die vom Injektor 3 eingespritzte Kraftstoffmenge, die
zeitliche Steuerung der Einspritzung, die von der Hochdruckpumpe 4 der
gemeinsamen Druckleitung 2 zugeführte Hochdruck-Kraftstoffmenge
und dergleichen beziehen.
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Die Kraftstoffeinspritzsystem-Ansteuerschaltung 22 umfasst
die Injektor-Ansteuerschaltung 22A sowie die Pumpen-Ansteuerschaltung 22B.
Die Injektor-Ansteuerschaltung 22A führt dem Solenoiden des Injektors 3 ein
Ansteuersignal zur Öffnung
des Ventils entsprechend dem vom Steuerabschnitt 21 übermittelten
Sollwert zu. Die Pumpen-Ansteuerschaltung 22B führt dem
Solenoiden des Saugsteuerventils 14 ein Ansteuersignal
zum Schließen
des Ventils entsprechend dem vom Steuerabschnitt 21 übermittelten
Sollwert zu.
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Die Stellglied-Ansteuerschaltung 23 für die Motorsteuerung
führt Stellgliedern,
wie einem Stellglied für
die Abgasrückführung (nicht
dargestellt), einer Saugdrosselklappe (nicht dargestellt), einem
Turbolader mit veränderlichem
Düsenquerschnitt
(nicht dargestellt) und dergleichen, entsprechend dem vom Steuerabschnitt 21 übermittelten
Sollwert ein jeweiliges Ansteuersignal zu.
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Die Sensor-Empfangsschaltung 24 stellt eine
Schaltungsanordnung dar, die die Ausgangssignale verschiedener, über die
Anschlusseinrichtung 25 verbundener Sensoren erhält und verarbeitet.
Die Sensor-Empfangsschaltung 24 erfasst
z.B. die Gaspedalstellung, die Drehzahl, die Wassertemperatur, die
Ansauglufttemperatur, den Umgebungsluftdruck, den Ansaugluftdruck
und dergleichen.
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Die Anschlusseinrichtung 25 dient
als Verbindungsabschnitt für
die den jeweiligen Sektionen eines Fahrzeugs zugeordneten Sensoren
und dient außerdem
als Verbindungsabschnitt für
die jeweiligen Stellglieder, deren Ansteuerzustand von der Motorsteuereinheit
ECU 5 gesteuert wird.
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Die mit der Anschlusseinrichtung 25 verbundenen,
in 2 schematisch dargestellten
Sensoren bestehen aus einem Gaspedalsensor 26a zur Ermittlung
der Stellung bzw. des Betätigungsgrades
eines Gaspedals oder Fahrpedals, einem Drehzahlsensor 26b zur
Ermittlung der Motordrehzahl in Umdrehungen/min–1,
einem Wassertemperatursensor 26c zur Erfassung der Temperatur
des Kühlwassers
oder Kühlmittels
des Motors 1, einem Ansauglufttemperatursensor 26d zur
Ermittlung der Ansauglufttemperatur (Umgebungslufttemperatur), einem
Drucksensor 26e zur Ermittlung des Raildrucks, einem Kraftstoff-Temperatursensor 26f zur
Ermittlung der Temperatur des dem Injektor 3 zugeführten Kraftstoffs
sowie anderen Sensoren 26g.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der
Injektor-Ansteuerschaltung 22A unter
Bezugnahme auf die 5 und 6 näher beschrieben. Die Injektor-Ansteuerschaltung 22A gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
entspricht einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Steuerung
des Betriebs eines Motors. Die Injektor-Ansteuerschaltung 22A ist
eine komplexe Schaltungsanordnung, die aus einer Schaltung zur sofortigen
Zuführung
einer hohen elektrischen Leistung zu dem Solenoiden und einer Schaltungsanordnung
zur Änderung
des dem Solenoiden zuzuführenden
Stroms in zwei Schritten besteht, worauf nachstehend näher eingegangen
wird. Wie dies in 5 durch
einen Spitzenstrom A veranschaulicht ist, wird bei der Öffnung des
Ventils des Injektors 3 eine hohe elektrische Leistung
(eine hohe Spannung und ein starker Strom) zugeführt, sodass der Solenoid eine
schnelle Öffnung
des Ventils herbeiführen
kann.
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Wie durch die Konstantströme B und
C gemäß 5 veranschaulicht ist, wird
sodann der dem Solenoiden zugeführte
Strom in zwei Stufen verändert,
d.h., vom Spitzenstrom zu einem ersten Konstantstromwert und von
dem ersten Konstantstromwert zu einem zweiten Konstantstromwert
(z.B. von 8 A auf 4 A). Außerdem
umfasst die Injektor-Ansteuerschaltung 22A ein
Schaltelement 31 für
die Einspritzverteilung auf die Zylinder (das von einem Ausgangssignal
des Steuerabschnitts 21 gemäß der in 6 veranschaulichten Einspritzverteilung
auf die Zylinder geschaltet wird), das eine Umschaltung zwischen den
Solenoiden (Injektoren 3) vornimmt, denen ein Strom zuzuführen ist.
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Die "Schaltungsanordnung zur sofortigen Zuführung einer
hohen Spannung und eines hohen Stroms zu dem Solenoiden des Injektors 3" umfasst in
der in 6 veranschaulichten
Weise eine Ladeschaltung 32 zur Anhebung einer Batteriespannung und
Speicherung bzw. Aufrechterhaltung der angehobenen Batteriespannung,
durch die ein schnelles Öffnen
des Ventils ermöglicht
wird, ein Entladeschaltelement 33 für die Entladungssteuerung sowie
eine Entladesteuerschaltung 34 zur intermittierenden Ansteuerung
des Entladeschaltelements 33.
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Bei Zuführung eines Ventil-Öffnungssignals (eines
Erregungsbefehlsimpulses) vom Steuerabschnitt 21 schaltet
die Entladesteuerschaltung 34 das Entladeschaltelement 33 durch.
Wenn sodann der von einem (einer Überwachungseinrichtung entsprechenden)
Stromdetektorabschnitt 35 ermittelte Wert des Erregerstroms
des Injektors 3 einen vorgegebenen Schwellenwert (z.B.
einen Entladungsstopp-Schwellenwert von 17 bis 18 A) erreicht, sperrt die
Entladesteuerschaltung 34 das Entladeschaltelement 33 (siehe
den Spitzenstrom A gemäß 5).
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Die Ladeschaltung 32 umfasst
eine mit der Batteriespannung beaufschlagte Spule 36, ein
Ladeschaltelement 37 für
die Aufladungssteuerung durch Unterbrechung und Wiederaufnahme der
Zuführung der
Batteriespannung zu der Spule 36 sowie einen Ladekondensator 38 zur
Speicherung der durch die Unterbrechung und Wiederaufnahme der Zuführung der
Batteriespannung zu der Spule 36 induzierten Spannung.
Das Ladeschaltelement 37 wird von einer Ladesteuerschaltung 39 intermittierend
angesteuert.
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Die Ladesteuerschaltung 39 steuert
das Ladeschaltelement 37 intermittierend derart an, dass der
von einem Spannungsdetektorabschnitt 41 ermittelte Spannungswert
(Ladespannung) des Ladekondensators 38 einen vorgegebenen
Spannungswert erreicht. Die "Schaltungsanordnung zur Umschaltung eines
dem Solenoiden des Injektors 3 zugeführten Stromwertes in zwei Stufen"
umfasst ein Konstantstrom-Schaltelement 42 zur Konstantstromsteuerung,
dem die Batteriespannung zugeführt
wird, sowie eine Zweistufen-Konstantstromsteuerschaltung 43 zur
intermittierenden Ansteuerung des Konstantstrom-Schaltelements 42.
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Die Zweistufen-Konstantstromsteuerschaltung 43 führt diese
intermittierende Ansteuerung des Konstantstrom-Schaltelements 42 derart durch,
dass der vom Stromdetektorabschnitt 35 ermittelte Erregerstromwert
des Injektors 3 während
einer vorgegebenen Zeitdauer (von z.B. 500 μs) nach dem Anlegen eines Ventilöffnungssignals
(Erregungsbefehlsimpulses) vom Steuerabschnitt 21 nicht
auf oder unter den ersten Konstantstromwert (von z.B. ungefähr 8 A)
abfällt.
Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer (von z.B. 500 μs) führt die
Zweistufen-Konstantstromsteuerschaltung 43 die
intermittierende Ansteuerung des Konstantstrom-Schaltelements 42 derart
durch, dass der vom Stromdetektorabschnitt 35 ermittelte
Erregerstromwert des Injektors 3 während des Anliegens eines Ventilöffnungssignals
(Erregungsbefehlsimpulses) vom Steuerabschnitt 21 (bis
zum Abschalten des Erregungsbefehlsimpulses) nicht auf oder unter den
zweiten Konstantstromwert (von z.B. 4 A) abfällt.
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Die Bezugszahl 44 bezeichnet
in 6 einen Spannungsdetektorabschnitt
zur Ermittlung bzw. Überwachung
einer gemeinsamen Versorgungsspannung (Stromversorgung) der Injektoren 3.
Die Bezugszahl 45 bezeichnet einen Stromdetektorabschnitt
zur Überwachung
des über
das Konstantstrom-Schaltelement 42 fließenden Stroms, um auf diese
Weise zu verhindern, dass der Solenoid eines jeweiligen Injektors 3 mit
einem übermäßigen Strom beaufschlagt
wird.
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Charakteristische Merkmale des ersten
Ausführungsbeispiels:
Eine
Selbstdiagnosefunktion zur Unterbrechung bzw. Beendigung der Kraftstoffeinspritzung
und damit zur Unterbrechung bzw. Beendigung des Betriebs des Motors 1 ist
in den Festspeicher des Steuerabschnitts 21 eingespeichert,
um ein Abfallen der Ausgangsleistung, einen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs
sowie höhere
Schadstoffemissionen auf Grund einer Verzögerung des Ventilöffnungsvorgangs
eines Injektors 3 für
den Fall zu verhindern, dass der vom Stromdetektorabschnitt 35 ermittelte Erregerstrom
des Injektors 3 nicht einen (einem vorgegebenen Schwellenwert
entsprechenden) Entladungsstopp-Schwellenwert in einer vorgegebenen Zeitdauer
(von z.B. 100 bis 200 μs)
nach der Zuführung
eines Ventilöffnungssignals
(Erregungsbefehlsimpulses) zu der Injektor-Ansteuerschaltung 22A erreicht.
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Wird z.B. ein Aluminium-Elektrolytkondensator
als Ladekondensator 38 verwendet, steigt bei abfallenden
Temperaturen in der in 7 dargestellten Weise
der Äquivalentwiderstandswert
des Ladekondensators 38 an. Wenn somit die Temperatur des
Ladekondensators 38 selbst absinkt, verbraucht der Ladekondensator 38 auf
Grund seines Eigenwiderstands einen größeren Anteil der vom Ladekondensator 38 selbst
bei der Entladung (zu Beginn der Ansteuerung des Injektors) abgegebenen
elektrischen Energie, sodass kein Anstieg des dem Injektor 3 zugeführten Stroms
stattfindet.
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Insbesondere wenn die Temperatur
des Ladekondensators 38 sehr niedrig ist (d.h., z.B. beim Starten
in nördlichen
bzw. arktischen Gegenden oder dergleichen –30°C oder weniger beträgt) erreicht
der vom Stromdetektorabschnitt 35 ermittelte Erregerstrom
des Injektors 3 auch dann nicht den Entladungsstopp-Schwellenwert,
wenn bei der Injektor-Ansteuerschaltung 22A selbst
keinerlei Störungen
vorliegen, sodass der Start des Motors 1 durch die Selbstdiagnosefunktion
verhindert wird.
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Demzufolge ist bei diesem Ausführungsbeispiel
eine Temperaturdetektoreinrichtung (ein nachstehend noch näher beschriebener
Ladekondensator-Temperatursensor 46) zur Ermittlung der
Temperatur des Ladekondensators 38 vorgesehen. Gleichzeitig
ist eine Diagnose-Einschränkungsfunktion (Programm)
im Festspeicher des Steuerabschnitts 21 gespeichert. Diese
Diagnose-Einschränkungsfunktion
dient dazu, eine Unterbrechung bzw. Beendigung des Betriebs des
Motors 1 durch die Selbstdiagnosefunktion zu verhindern,
wenn die von der Temperaturdetektoreinrichtung ermittelte Temperatur des
Ladekondensators 38 gleich einer vorgegebenen Temperatur
oder niedriger ist (einer Temperatur von z.B. –30°C oder weniger).
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Als Maßnahmen (Programm) zur Verhinderung
eines Abstellens des Motors 1 durch die Selbstdiagnosefunktion
sind folgende Maßnahmen
vorgesehen: (1) die Selbstdiagnosefunktion selbst wird unterbrochen
oder ausgesetzt, wenn die Temperatur des Ladekondensators 38 gleich
einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist; (2) die durch
die Selbstdiagnosefunktion erfolgende Bestimmung, die erfolgt, wenn
die Temperatur des Ladekondensators 38 gleich einer vorgegebenen
Temperatur oder niedriger ist, wird aufgehoben bzw. annulliert;
(3) ein als Kriterium für
die Selbstdiagnosefunktion dienender Schwellenwert wird in Abhängigkeit
von der Temperatur des Ladekondensators 38 geändert, wenn
die Temperatur des Ladekondensators 38 gleich einer vorgegebenen
Temperatur oder niedriger ist, sodass die Selbstdiagnosefunktion
nicht aktiviert wird, und dergleichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
findet die vorstehend beschriebene Maßnahme (1) Verwendung, d.h.,
die Unterbrechung oder Aussetzung der Selbstdiagnosefunktion selbst,
wenn die Temperatur des Ladekondensators 38 einen vorgegebenen oder
niedrigeren Temperaturwert aufweist.
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Nachstehend wird auf den spezifischen
Aufbau dieses Ausführungsbeispiels
näher eingegangen.
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Wie in 3 veranschaulicht
ist, umfasst die Motorsteuereinheit ECU 5 einen Ladekondensator-Temperatursensor 46 (der
einer Temperaturdetektoreinrichtung zur direkten Ermittlung der
Temperatur eines spezifischen elektrischen Bauelements entspricht)
zur im wesentlichen direkten Ermittlung der Temperatur des Ladekondensators 38.
Der Ladekondensator-Temperatursensor 46 kann
derart angeordnet sein, dass er sich in direktem Kontakt mit der Injektor-Ansteuerschaltung 22A (insbesondere
dem Ladekondensator 38) befindet, oder er kann in einem Bereich
angeordnet sein, in dem er die Temperatur des Ladekondensators 38 direkt
erfassen kann (in der Nähe
der Injektor-Ansteuerschaltung 22A).
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Im Festspeicher des Steuerabschnitts 21 ist eine
Diagnose-Einschränkungsfunktion
(Programm) gespeichert. Diese Diagnose-Einschränkungsfunktion dient zum Unterbrechen
bzw. Aussetzen der Selbstdiagnosefunktion selbst, damit kein Abstellen des
Motors 1 erfolgt, wenn die von dem Ladekondensator-Temperatursensor 46 erfasste
Temperatur des Ladekondensators 38 (die nachstehend als
Kondensatortemperatur bezeichnet ist) gleich einer vorgegebenen
Temperatur (von z.B. –30°C oder weniger) oder
niedriger ist. Ein Ausführungsbeispiel
für die durch
diese Diagnose-Einschränkungsfunktion
erfolgende Ablaufsteuerung wird nachstehend unter Bezugnahme auf
das Ablaufdiagramm gemäß 1 näher beschrieben.
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Zunächst werden der Öffnungsgrad
der Drosselklappe bzw. die Stellung des Fahrpedals, die Drehzahl
des Motors, die Kühlmitteltemperatur,
die Kondensatortemperatur und dergleichen von den jeweiligen Sensoren
abgefragt (Schritt 100). In einem nächsten Schritt (Schritt 101)
wird sodann ermittelt, ob die Kondensatortemperatur gleich einer
vorgegebenen Temperatur oder niedriger. ist (z.B. –30°C beträgt oder
niedriger ist). Wenn als Ergebnis dieser Bestimmung NEIN erhalten
wird (d.h., wenn die Kondensatortemperatur höher als die vorgegebene Temperatur
ist), wird ein Befehlswert für
eine Motorsteuerung im Normalbetrieb berechnet (Schritt 103).
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Wenn dagegen das Ergebnis der im
Schritt 101 erfolgenden Bestimmung JA lautet (d.h., wenn die Kondensatortemperatur
gleich der vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist), bedeutet
dies, dass ein höherer Äquivalentwiderstand
des Ladekondensators 38 vorliegt, durch den verhindert
wird, dass der Erregerstrom des Injektors 3 den Entladungsstopp-Schwellenwert erreicht.
Somit wird die Selbstdiagnosefunktion selbst unterbrochen bzw, ausgesetzt,
damit kein Abstellen des Motors 1 erfolgt (Schritt 104).
Sodann wird ein Motorsteuerungs-Befehlswert für niedrige Temperaturen (Warmlaufbeschleunigung)
berechnet (Schritt 105), d.h., es wird die Berechnung eines Motorsteuerungs-Befehlswertes zur
Steigerung der Wärmebelastung
des Motors 1 vorgenommen. Da der Erregerstrom des Injektors 3 nicht
den Entladungsstopp-Schwellenwert erreicht, wird in einem Schritt
105 der Ventilöffnungsvorgang des
Injektors 3 verzögert
und damit die Einspritzmenge verringert. Der Steuerabschnitt 21 führt daher
eine Steuerung dahingehend aus, dass ein Ventilöffnungssignal (Erregungsbefehlsimpuls) für den Injektor 3 früher erzeugt
und die Ventilöffnungszeitdauer (Erregungsbefehlsimpulsdauer)
verlängert
wird, d.h., der Steuerabschnitt 21 führt eine Steuerung aus, die auf
die Verringerung des Erregerstroms des Injektors 3 abgestimmt
ist.
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In einem Schritt 108 werden die in
den Schritten 103 und 105 berechneten Befehlswerte einer Ausgangsstufe
zugeführt.
Danach kehrt der Ablauf auf den Schritt 100 zurück, sodass die vorstehend beschriebene
Ablaufsteuerung wiederholt wird. Wenn die Kondensatortemperatur
gleich der vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist, läuft der
Motor 1 auf Grund der in den Schritten 104 und 105 getroffenen
Maßnahmen
an. Dies hat zur Folge, dass der Ladekondensator 38 auf
Grund des Motorbetriebs Wärme
erzeugt. Wenn die Temperatur des Ladekondensators 38 auf
Grund seiner Wärmeerzeugung über die
vorgegebene Temperatur ansteigt, wird im vorstehend beschriebenen
Schritt 101 als Ergebnis NEIN erhalten, sodass auf eine normale
Einspritzsteuerung übergegangen
werden kann.
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Nachdem im Schritt 104 die Aktivierung
der Selbstdiagnosefunktion gesperrt worden ist, geht der Ablauf
bei diesem Ausführungsbeispiel
somit auf den Schritt 105 über,
bei dem eine Einspritzsteuerung zur Beschleunigung der Erwärmung durchgeführt wird. Der
Ablauf kann jedoch auch wieder auf den Schritt 103 zur Durchführung der
Einspritzsteuerung im Normalbetrieb übergehen, nachdem die Aktivierung
der Selbstdiagnosefunktion im Schritt 104 gesperrt worden ist. Natürlich führt der
Steuerabschnitt 21 auch in einem solchen Falle eine Steuerung
in Abhängigkeit von
einem Abfallen des Erregerstroms des Injektors 3 durch
(Steuerung zur frühzeitigeren
Erzeugung eines Ventilöffnungssignals
und Verlängerung
der Ventilöffnungszeitdauer) .
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Mit Hilfe des ersten Ausführungsbeispiels lassen
sich somit folgende Vorteile erzielen:
- (1)
Die Ausführung
der Selbstdiagnosefunktion wird zeitweilig gesperrt, wenn die Temperatur
des Ladekondensators 38 gleich einer vorgegebenen Temperatur
oder niedriger ist (z.B. –30°C oder weniger
beträgt).
Somit kann nicht das Problem auftreten, dass die Selbstdiagnosefunktion
zum Abstellen des Motors 1 lediglich deswegen aktiviert wird,
weil die Temperatur des Ladekondensators 38 gleich einer
vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist, obwohl bei der Injektor-Ansteuerschaltung 22A selbst
keine Störungen
vorliegen. Der Motor 1 kann somit auch bei sehr niedrigen Temperaturen
gestartet oder betrieben werden, wodurch sich ein zuverlässiger Betrieb
des Fahrzeugs gewährleisten
lässt.
- (2) Wenn die Temperatur des Ladekondensators 38 gleich
der vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist, wird eine Motorsteuerung
für niedrige
Temperaturen ausgeführt
(Warmlauf-Beschleunigungssteuerung), um auf diese Weise die Kondensatortemperatur
zwangsweise zu erhöhen.
Dies hat zur Folge, dass die Zeitdauer der Unterbrechung der Ausführung der
Selbstdiagnosefunktion (Zeitdauer der Diagnose-Aussetzung bzw. Diagnose-Sperre) verringert
wird. Auf diese Weise wird der Betriebsbereich der Selbstdiagnosefunktion
vergrößert und
damit eine höhere
Zuverlässigkeit
der Selbstdiagnosefunktion erhalten.
- (3) Die Temperatur des Ladekondensators 38 wird direkt
von dem Ladekondensator-Temperatursensor 46 erfasst. Auf
diese Weise kann die Temperatur des Ladekondensators 38 genau
ermittelt werden, was die Verringerung einer Sicherheitstoleranz
in Bezug auf eine übermäßige Unterdrückung der
Aktivierung der Selbstdiagnosefunktion (eines Überschussanteils der Zeitdauer
der Diagnose-Sperre) ermöglicht.
Hierdurch wird der Betriebsbereich der Selbstdiagnosefunktion vergrößert und
damit eine höhere
Zuverlässigkeit
der Selbstdiagnosefunktion erhalten.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Bei dem nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel
bezeichnen gleiche Bezugszahlen die gleichen Bauelemente wie im
Falle des ersten Ausführungsbeispiels.
Das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel bezieht sich
auf eine Anordnung, bei der der Ladekondensator-Temperatursensor 46 in der
Injektor-Ansteuerschaltung 22A zur Erfassung der Temperatur
des Ladekondensators 38 enthalten ist.
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Bei dem nachstehend beschriebenen
zweiten Ausführungsbeispiel
wird dagegen auf Grund der Tatsache, dass die Temperatur des Ladekondensators 38 zu
Beginn des Betriebs des Motors 1 im wesentlichen der Temperatur
der Umgebung entspricht, in der das Fahrzeug vor Betriebsbeginn
geparkt worden ist, eine indirekte Schätzung der Temperatur des Ladekondensators 38 zu
Beginn des Betriebs des Motors 1 (die nachstehend als Temperatur
bei Betriebsbeginn bezeichnet ist) auf der Basis des von dem zur
Motorsteuerung vorgesehenen Ansaugluft-Temperatursensor 26d (der
einer Temperatur-Detektoreinrichtung zur indirekten Ermittlung der Temperatur
des Ladekondensators 38 entspricht) ermittelten Temperaturmesswerts
vorgenommen, sodass der beim ersten Ausführungsbeispiel erforderliche
Ladekondensator-Temperatursensor 46 nicht erforderlich
ist. Die Bezeichnung "Beginn des Betriebs des Motors 1" (zu
Betriebsbeginn) bezieht sich auf den Zeitpunkt, bei dem ein Starter
zum Starten des Motors und damit zum Starten der Kraftstoffeinspritzung
betätigt
wird.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme
auf das Ablaufdiagramm gemäß 8 ein Ausführungsbeispiel
für die
Ablaufsteuerung zur Schätzung
der Temperatur des Ladekondensators 38 auf der Basis des
vom Ansaugluft-Temperatursensor 26d ermittelten
Temperaturmesswerts näher
beschrieben, wobei im wesentlichen die maßgeblichen Unterschiede zum
Ablaufdiagramm gemäß 1 des ersten Ausführungsbeispiels
hervorgehoben sind.
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In 8 entsprechen
Schritte 201-1 und 202-2 dem Schritt 101 gemäß 1. Bei diesen Schritten 201-1 und 202-2
findet die Ansauglufttemperatur (Umgebungslufttemperatur) beim Starten
des Motors anstelle der Temperatur des Ladekondensators 38 Verwendung.
In einem Schritt 210 wird auf der Basis der Anzahl von Kraftstoffeinspritzvorgängen seit
dem Starten bzw. seit Betriebsbeginn ermittelt, ob die Temperatur
des Ladekondensators 38 durch den Betrieb des Motors 1 auf
eine vorgegebene Temperatur (von z.B. –30°C) oder mehr angestiegen ist oder
nicht.
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Nachstehend wird auf die Einzelheiten
des Ablaufdiagramms gemäß 8 näher eingegangen.
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Zunächst wird ein Parameter für die Motorsteuerung
von jedem Sensor abgefragt (Schritt 200). Sodann wird ermittelt,
ob sich der Motor 1 im Stillstand befindet oder nicht (Schritt
209). Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN lautet (der Motor 1 somit
in Betrieb ist), wird auf der Basis der Drehzahl des Motors 1 (oder
dem Betriebszustand des Starters) bestimmt, ob ein Startvorgang
des Motors 1 vorliegt oder nicht (Schritt 201-1). Wenn
das Ergebnis dieser Bestimmung JA lautet (d.h., ein Startvorgang vorliegt),
wird im Schritt 201-2 ermittelt, ob die Ansauglufttemperatur gleich
einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist (z.B. –30°C beträgt oder niedriger
ist).
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung
im Schritt 201-2 JA lautet, wird davon ausgegangen, dass die Temperatur
des Ladekondensators 38 bei Betriebsbeginn gleich der vorgegebenen
Temperatur oder niedriger ist. Sodann wird im Schritt 210 ermittelt,
ob die Anzahl der Einspritzvorgänge
nach dem Motorstart einen vorgegebenen Zahlenwert (die Anzahl von
Einspritzvorgängen,
die eine Beendigung der Diagnose-Sperrzeit zulässt) erreicht hat oder nicht.
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Wenn das Ergebnis dieser Ermittlung
im Schritt 210 NEIN lautet, wird davon ausgegangen, dass die Temperatur
des Ladekondensators 38 bei Betriebsbeginn gleich der vorgegebenen
Temperatur oder niedriger ist, und zwar auf Grund einer vom Ladekondensator 38 erzeugten
geringen Wärmemenge,
d.h., es wird davon ausgegangen, dass sich der Äquivalentwiderstand des Ladekondensators 38 erhöht hat und
damit verhindert, dass der Erregerstrom des Injektors 3 den
Entladungsstopp-Schwellenwert erreicht.
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Sodann werden die gleichen Vorgänge wie
in den Schritten 104 und 105 gemäß 1 ausgeführt, d.h., die Ausführung der
Selbstdiagnosefunktion wird zeitweilig gesperrt (Schritt 204) und
ein Motorsteuerungs-Befehlswert für niedrige Temperaturen (zur Warmlaufbeschleunigung)
berechnet.
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Wenn dagegen das Ergebnis der Ermittlung im
Schritt 209 JA lautet (Motorstillstand), wird ein Zähler für die Anzahl
der Einspritzvorgänge
für den nächsten Betriebsstart zurückgestellt
(Schritt 211). Die Einspritzung wird dann zum Abstellen des Motors beendet
(Schritt 212).
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Wenn dagegen das Ergebnis der Bestimmung
im Schritt 201-1 NEIN lautet (Motor-Betriebszustand nach vollständiger Zündung, bei
dem der Startvorgang bzw. das Durchdrehen des Motors beendet ist),
wird ermittelt, ob die Ansauglufttemperatur bei Betriebsbeginn gleich
einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist oder nicht (Schritt
213). Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung JA lautet, geht der Ablauf
auf den Schritt 210 über,
bei dem bestimmt wird, ob sich die Temperatur des Ladekondensators 38 durch
dessen eigene Wärmeerzeugung
auf eine vorgegebene Temperatur erhöht hat oder nicht.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung
im Schritt 213 NEIN, das Ergebnis der Bestimmung im Schritt 201-2
NEIN oder das Ergebnis der Bestimmung im Schritt 210 JA lautet,
wird davon ausgegangen, dass die Temperatur des Ladekondensators 38 höher als
eine vorgegebene Temperatur (höher
als –30°C) ist. In
diesem Fall wird daher ein Befehlswert für die Motorsteuerung im Normalbetrieb
berechnet (Schritt 203).
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Im folgenden Schritt 208 werden die
in den vorstehend beschriebenen Schritten 203, 205 und 212 berechneten
Befehlswerte der Ausgangsstufe zugeführt. Sodann kehrt der Ablauf
zum Schritt 200 zurück,
wodurch sich die vorstehend beschriebene Ablaufsteuerung wiederholt.
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Nachstehend wird der Betriebsablauf
zu Beginn einer Motorinbetriebnahme, bei der die vom Ansaugluft-Temperatursensor 26d zu
Beginn des Betriebs des Motors 1 ermittelte Temperatur
gleich einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger (–30°C oder weniger)
ist, unter Bezugnahme auf die zeitabhängigen Signalverläufe gemäß 9 näher beschrieben. Wenn ein Zündschalter
(IG) zum Einschalten eines Starterschalters (STA) eingeschaltet wird,
wird ein (nicht dargestellter) Starter (Anlasser) zum Starten des
Motors 1 eingeschaltet. Gleichzeitig sperrt der Steuerabschnitt 21 kurzzeitig
die Ausführung
der Selbstdiagnosefunktion und beginnt mit der Zählung der Anzahl von Kraftstoffeinspritzvorgängen.
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Wenn somit der Starterschalter (STA)
eingeschaltet wird, wird die Drehzahl (NE) des Motors 1 durch
den Starter (Anlasser) auf eine Drehzahl (Anlassdrehzahl) erhöht, bei
der die Zündung
bzw. das Anlaufen des Motors 1 einsetzt. Gleichzeitig wird
der vom Steuerabschnitt 21 gezählte Gesamtwert der Kraftstoffeinspritzvorgänge erhöht. Wenn
sich der Motor 1 im vollständig gezündeten bzw. angelaufenen Zustand
befindet und der Starterschalter (STA) abgeschaltet wird, erhöht sich
die Drehzahl (NE) des Motors 1.
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Wenn sodann der vom Steuerabschnitt 21 gezählte Gesamtwert
der Kraftstoffeinspritzvorgänge einen
vorgegebenen Zahlenwert erreicht (die Anzahl der Einspritzvorgänge, bei
der die Beendigung der Diagnose-Sperrzeit erfolgt), wird festgelegt,
dass die Temperatur des Ladekondensators 38 durch Wärmeerzeugung
auf einen höheren
Wert als die vorgegebene Temperatur angestiegen ist, sodass die Sperre
der Ausführung
der Selbstdiagnosefunktion aufgehoben wird. Zu diesem Zeitpunkt
kann der zur Zählung
der Anzahl von Einspritzvorgängen
vorgesehene Zähler
für den
nächsten
Start des Motorbetriebs zurückgestellt
werden.
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Durch diesen Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels
lässt sich
die gleiche Wirkung wie im Falle der Maßnahmen (1) und (2) des ersten
Ausführungsbeispiels
erzielen, ohne den beim ersten Ausführungsbeispiel in Betracht
gezogenen Ladekondensator-Temperatursensor 46 verwenden
zu müssen.
Da der beim ersten Ausführungsbeispiel
verwendete Ladekondensator-Temperatursensor 46 entfallen
kann, ergibt sich natürlich
eine Kosteneinsparung.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Da bei dem vorstehend beschriebenen
zweiten Ausführungsbeispiel
jedoch die Temperatur des Ladekondensators 38 bei Betriebsbeginn
des Motors 1 indirekt von dem außerhalb der Motorsteuereinheit ECU 5 (als
Beispiel für
eine Temperatur-Detektoreinrichtung) angeordneten Ansaugluft-Temperatursensor 26d erfasst
wird, kann nicht festgestellt werden, wann die Temperatur des Ladekondensators 38 durch
dessen eigene Inbetriebnahme auf einen höheren Wert als die vorgegebene
Temperatur ansteigt.
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Bei dem nunmehr beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel
kann daher die Anzahl der Einspritzvorgänge im Schritt 210 gemäß 8 des zweiten Ausführungsbeispiels
(d.h., die Anzahl von Einspritzvorgängen, bei der die Beendigung
der Diagnose-Sperrzeit erfolgt) in Abhängigkeit von der Temperatur
zu Beginn des Betriebs (z.B. der Ansauglufttemperatur zu Beginn
des Betriebs) verändert
werden.
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Wie in 10 veranschaulicht
ist, wird hierbei die Anzahl von Einspritzvorgängen im Schritt 210 des zweiten
Ausführungsbeispiels
gemäß 8 verringert, wenn die Temperatur
bei Betriebsbeginn zwar hoch, jedoch gleich einer vorgegebenen Temperatur
oder niedriger ist. Wenn dagegen bei Betriebsbeginn eine niedrige
Temperatur vorliegt, wird die Anzahl der Einspritzvorgänge im Schritt
210 erhöht.
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Durch eine solche Konfiguration kann
auch bei indirekter Erfassung der Temperatur des Ladekondensators 38 durch
den Ansaugluft-Temperatursensor 26d ziemlich genau ermittelt
werden, dass sich die Temperatur des Ladekondensators 38 durch die
durch die Inbetriebnahme des Ladekondensators 38 hervorgerufene
Wärmeerzeugung
erhöht
hat und auf einen über
einer vorgegebenen Temperatur liegenden Wert angestiegen ist. Demzufolge
kann eine Sicherheitstoleranz in Bezug auf eine übermäßige Unterdrückung der
Ausführung
der Selbstdiagnosefunktion (ein Überschussanteil
der Diagnose-Sperrzeit)
verringert und auf diese Weise die Zuverlässigkeit der Selbstdiagnosefunktion
verbessert werden.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Bei dem vorstehend beschriebenen
dritten Ausführungsbeispiel
wird die Diagnose-Sperrzeit auf der Basis einer Anzahl von Einspritzvorgängen eingestellt,
die wiederum in Abhängigkeit
von der bei Betriebsbeginn vorliegenden und vom Ansaugluft-Temperatursensor 26d ermittelten
Temperatur verändert
wird.
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Bei dem nachstehend beschriebenen
vierten Ausführungsbeispiel
wird dagegen die Diagnose-Sperrzeit auf der Basis der seit dem Beginn
des Motorbetriebs verstrichenen Zeit (einer vom Steuerabschnitt 21 gezählten Zeit)
eingestellt, die in Abhängigkeit
von der bei Betriebsbeginn vorliegenden und vom Ansaugluft-Temperatursensor 26d ermittelten Temperatur
verändert
wird.
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Wenn somit die vom Ansaugluft-Temperatursensor 26d ermittelte
Temperatur bei Betriebsbeginn gleich einer vorgegebenen Temperatur
oder niedriger ist (z.B. –30°C oder weniger
beträgt),
wird die Ausführung
der Selbstdiagnosefunktion mit Betriebsbeginn zeitweilig gesperrt,
bis eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist. Diese Diagnose-Sperrzeit
wird auf einen kurzen Wert eingestellt, wenn die Temperatur bei
Betriebsbeginn zwar gleich einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger,
im übrigen
jedoch hoch ist, während
die Diagnose-Sperrzeit auf einen längeren Wert eingestellt wird,
wenn die Temperatur zu Beginn des Motorbetriebs niedrig ist.
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Durch diese Konfiguration des dritten
Ausführungsbeispiels
kann auch bei einer indirekten Erfassung der Temperatur des Ladekondensators 38 durch
den Ansaugluft-Temperatursensor 26d die Bestimmung getroffen
werden, dass die Temperatur des Ladekondensators 38 auf
Grund der durch die Inbetriebnahme des Ladekondensators 38 herbeigeführten Wärmeerzeugung
auf einen höheren
Wert als eine vorgegebene Temperatur angestiegen ist. Demzufolge
kann eine Sicherheitstoleranz in Bezug auf eine übermäßige Unterdrückung der
Ausführung
der Selbstdiagnosefunktion (ein Überschussanteil
der Diagnose-Sperrzeit) verringert und auf diese Weise die Zuverlässigkeit
der Selbstdiagnosefunktion verbessert werden.
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Modifizierte
Ausführungsbeispiele
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Bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen
ist die Motor-Ansteuereinheit EDU mit der Injektor-Ansteuerschaltung 22A in
der in 4A veranschaulichten
Weise in der Motorsteuereinheit ECU 5 vorgesehen. Wie in 4B veranschaulicht ist,
kann jedoch die Motor-Ansteuereinheit EDU
(einschließlich
der Injektor-Ansteuerschaltung 22A)
auch getrennt von der Motorsteuereinheit ECU 5 angeordnet
werden. Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Ladekondensator 38 als Beispiel für ein spezifisches elektrisches
Bauelement beschrieben worden ist, ist das erfindungsgemäße spezifische
elektrische Bauelement natürlich
nicht auf den Ladekondensator 38 beschränkt. Die Erfindung kann daher
auch bei einem Motorsteuersystem mit einer elektrischen Schaltungsanordnung
Anwendung finden, die ein elektrisches Bauelement (ein anderes elektrisches
Bauteil als den Ladekondensator 38) aufweist, durch das
der Strom (oder die Spannung) in einem bestimmten Abschnitt der
elektrischen Schaltungsanordnung am Erreichen eines vorgegebenen
Schwellenwerts gehindert wird, wenn die Temperatur auf oder unter
eine vorgegebene Temperatur abfällt.
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Obwohl der Betrieb des Motors bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen durch die
Selbstdiagnosefunktion unterbrochen oder verhindert wird, wenn der
Betrag des Stroms in einem bestimmten Abschnitt der elektrischen
Schaltungsanordnung nicht einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht,
ist die Erfindung natürlich
auch auf den Fall anwendbar, bei dem der Betrieb des Motors durch
die Selbstdiagnosefunktion unterbrochen bzw. verhindert wird, wenn
ein Spannungswert in einem bestimmten Abschnitt einer elektrischen
Schaltungsanordnung nicht einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht.
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Wenn somit ein spezifisches elektrisches Bauelement
in einer elektrischen Schaltungsanordnung vorgesehen ist, durch
das verhindert wird, dass eine Spannung in einem bestimmten Schaltungsabschnitt
einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht, wenn die Temperatur auf
oder unter einen vorgegebenen Temperaturwert abfällt, kann eine Unterbrechung
oder Beendigung des Betriebs des Motors durch die Selbstdiagnosefunktion
verhindert werden, wenn die Temperatur des spezifischen elektrischen Bauelements
gleich einer vorgegebenen Temperatur oder niedriger ist.
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Obwohl die Erfindung gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
bei einem Fahrzeug mit einem sog. Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
Anwendung findet, kann die Erfindung nicht nur bei einem Fahrzeug
mit einem ein Verteiler-Kraftstoffeinspritzsystem aufweisenden Dieselmotor
oder dergleichen verwendet werden, sondern ist gleichermaßen auch
bei einem Fahrzeug mit einem anderen Motortyp, wie einem Ottomotor, verwendbar.
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Wenn somit beim Anlegen eines Ventilöffnungssignals
an eine Injektor-Ansteuerschaltung (22A) ein Injektor-Erregerstrom
nicht einen Schwellenwert erreicht, stellt ein Steuerabschnitt (21)
einen Motor (1) im Rahmen einer Selbstdiagnosefunktion ab.
Auch wenn seitens der Injektor-Ansteuerschaltung
(22A) keinerlei Störungen
vorliegen, erhöht
sich dennoch der Äquivalentwiderstand
eines Ladekondensators (38) und verhindert damit, dass
der Injektor-Erregerstrom einen Schwellenwert erreicht, wenn die
Temperatur des Ladekondensators (38) auf –30°C oder weniger
abfällt.
Dies hat zur Folge, dass die Selbstdiagnosefunktion aktiviert wird,
um einen Start des Motors (1) zu unterbinden. Erfindungsgemäß wird die
Temperatur des Ladekondensators (38) durch einen Ladekondensator-Temperaturfühler (46) überwacht.
Wenn die hierbei ermittelte Temperatur –30°C oder weniger beträgt, wird
die Selbstdiagnosefunktion unterbrochen bzw. aufgehoben. Auf diese Weise
tritt nicht das Problem auf, dass die Selbstdiagnosefunktion zum
Abstellen des Motors (1) nur deswegen aktiviert wird, weil
die Temperatur des Ladekondensators (38) gleich oder niedriger
als –30°C ist, obwohl
bei der Injektor-Ansteuerschaltung (22A) selbst keinerlei
Störungen
vorliegen. Hierdurch kann der Motor (1) auch bei sehr niedrigen
Temperaturen gestartet und betrieben werden.