Ein Luftströmungssensor (AFS = "Air Flow Sensor") ist als eine Vorrichtung
zur Erfassung eines Einlassluftvolumens vorgesehen, welches in einen Verbrennungsmotor
(Motor) eingelassen bzw. eingesaugt wird. Wenn eine Trennung bzw.
eine Unterbrechung einer Schaltung des Luftströmungssensors oder ein Fehler
auftritt, welcher als eine charakteristische Abnormalität desselben
angesehen wird, wird bei einer Erfassung eines Einlassluftvolumens
ein Fehler hervorgerufen. Dies wird der Verschlechterung von Abgasemissionen
(Abgas) zugeschrieben. Somit ist es notwendig, den Luftströmungssensor
zu überwachen,
um zu prüfen,
ob ein Fehler vorhanden ist.
Die geprüfte japanische Patentanmeldungsoffenlegung
mit der Nr. Hei 02-55616
beschreibt eine Methode, bei welcher ein Fehler des Luftströmungssensors
bestimmt wird, indem ein Einlassluftvolumen, welches aus einer Ausgabe
des Luftströmungssensors
berechnet wird, mit einem Fehlerbestimmungswert verglichen wird,
welcher derart eingestellt ist, dass er der Öffnungsstellung einer Drossel
entspricht. Zusätzlich
beschreibt das japanische Patent mit der Nummer 3047589 eine Methode,
bei welcher ein Fehlerdiagnosebereich entsprechend dem Druck in
einem Lufteinlassrohr eingestellt wird.
Da die oben beschriebenen Ansätze zur AFS-Fehlerbestimmung
nach Maßgabe
des Standes der Technik einen speziellen Fahr- bzw. Betriebsbereich
nutzen, wie etwa einen Bereich, welcher von Schwankungen der Last
und der Drehzahl des Motors frei ist, weisen die Ansätze ein
Problem dahingehend auf, dass die Erfassungsfrequenz verringert
ist.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt
darin, ein Fehlerbestimmungsverfahren bereitzustellen, welches die
Beschränkung
des Betriebsbereichs lockern kann, in welchem eine AFS-Fehlererfassung
ausgeführt
wird, um dadurch die Frequenz zu erhöhen, bei welcher eine Fehlererfassung
ausgeführt
wird.
ABRISS DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf eine Lösung des
Problems ist gemäß eines
ersten Gesichtspunkts der Erfindung eine Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung
eines Fehlers eines Luftströmungssensors
für einen
Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei welchem ein Luftströmungssensor, eine
Drossel und ein stromabwärts
der Drossel vorgesehener Drucksensor in einem Lufteinlasskanal vorgesehen
sind, wobei die Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
umfasst:
eine erste Berechnungseinheit zur Berechnung eines ersten
Einlassluftvolumens auf Grundlage eines Ausgabesignals von dem Luftströmungssensor,
eine
zweite Berechnungseinheit zur Berechnung eines zweiten Einlassluftvolumens
auf Grundlage einer Ausgabe von dem Drucksensor, sowie
eine
Bestimmungseinheit zur Bestimmung eines Fehlers des Luftströmungssensors
auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem ersten Einlassluftvolumen
und dem zweiten Einlassluftvolumen.
Ferner wird ein Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
zur Bestimmung eines Fehlers eines Luftströmungssensors für einen
Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei welchem ein Luftströmungssensor,
eine Drossel und ein stromabwärts
der Drossel angeordneter Drucksensor in einem Lufteinlasskanal vorgesehen
sind, wobei das Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
die folgenden Schritte umfasst:
eine erste Berechnung zur Berechnung
eines ersten Einlassluftvolumens auf Grundlage eines Ausgabesignals
von dem Luftströmungssensor,
eine
zweite Berechnung zur Berechnung eines zweiten Einlassluftvolumens
auf Grundlage einer Ausgabe von dem Drucksensor, sowie
eine
Bestimmung zur Bestimmung eines Fehlers des Luftströmungssensors
auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem ersten Einlassluftvolumen
und dem zweiten Einlassluftvolumen.
Bei der Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
oder dem Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
des ersten Gesichtspunkts der Erfindung wird eine Fehlerbestimmung
durchgeführt
basierend auf dem Vergleich zwischen dem ersten Einlassluftvolumen,
welches auf Grundlage der Ausgabe von dem Luftströmungssensor
berechnet wird, und dem zweiten Einlassluftvolumen, welches auf
Grundlage der Ausgabe von dem Drucksensor berechnet wird, der stromabwärts der Drossel
in dem Lufteinlasskanal angeordnet ist. Da das erste Einlassluftvolumen
und das zweite Einlassluftvolumen in dem normalen Fahr- bzw. Betriebsbereich
in hohem Maße
zuverlässig
sind, kann eine Fehlererfassung des Luftströmungssensors in einem verhältnismäßig breiten
Betriebsbereich durchgeführt
werden, indem eine Fehlerbestimmung unter Verwendung jener Einlassluftvolumina
durchgeführt wird.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt
der Erfindung ist eine Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
bereitgestellt, wie sie in dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung
dargelegt ist, welche ferner umfasst: ein Mittel zur Kompensation
des zweiten Einlassluftvolumens bezüglich einer Schwankung in einem
stromabwärts
der Drossel geladenen Luftvolumen, wenn eine Öffnungsstellung der Drossel
sich ändert,
wobei die Bestimmungseinheit einen Fehler des Luftströmungssensors
auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem zweiten Einlassluftvolumen,
welches durch das Kompensationsmittel kompensiert ist, und dem ersten
Einlassluftvolumen bestimmt.
In einem Fall, bei welchem ein Einlassluftvolumen
unter Verwendung des AFS berechnet wird, ist es bekannt, dass ein Überschießen in einem
berechneten Wert bei einer Übergangszeit
erzeugt wird, während
welcher sich die Öffnungsstellung
der Drossel ändert.
Weiterhin liegt das Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
vor, wie es in dem ersten Gesichtspunkt dargelegt ist, wobei es
ferner umfasst: einen Kompensationsschritt zum Kompensieren des
zweiten Einlassluftvolumens bezüglich
einer Schwankung in dem stromabwärts
der Drossel geladenen Luftvolumen, wenn eine Öffnungsstellung der Drossel
sich ändert,
wobei der Bestimmungsschritt einen Fehler des Luftsensors auf Grundlage eines
Vergleichs zwischen dem zweiten Einlassluftvolumen, welches durch
den Kompensationsschritt kompensiert ist, und dem ersten Einlassluftvolumen bestimmt.
Gemäß der Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
bzw. dem Verfahren des zweiten Gesichtspunkts der Erfindung wird
das zweite Einlassluftvolumen bezüglich eines so generierten Überschießens kompensiert.
Dies bedeutet, ein Überschießen, welches
einem in dem ersten Einlassluftvolumen erzeugten Überschießen entspricht,
wird dem zweiten Einlassluftvolumen hinzuaddiert. Weiterhin wird
der Fehler des AFS bestimmt auf Grundlage des Vergleichs, welcher
zwischen dem ersten und dem zweiten Einlassluftvolumen durchgeführt wird,
wodurch eine Fehlerbestimmung durchgeführt werden kann, während die
Wirkung eines erzeugten Überschießens ausgelöscht wird.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt
der Erfindung ist eine Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
bereitgestellt, wie sie in dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung
dargelegt ist, wobei die erste Berechnungseinheit, die zweite Berechnungseinheit
und die Bestimmungseinheit einen Rechner mit einem Speicher umfassen,
welcher ein Protokoll von Fehlern speichert, und wobei die Bestimmungseinheit
derart programmiert ist, dass sie bestimmt, ob die Eigenschaften
des Luftströmungssensors
in einem normalen Bereich oder in einem Fehlerbereich liegen, und
sie dann, wenn die Eigenschaften in dem normalen Bereich liegen
und das Protokoll von Fehlern einen Fehler des Luftströmungssensors
anzeigt, eine Bestimmung einer Normalität in dem Fall gestattet, dass
ein Betriebsbereich dann, wenn der Fehler bestimmt wird, einen momentanen
Betriebsbereich überlappt,
und eine Bestimmung der Normalität
in dem Falle nicht gestattet, dass der Fahr- bzw. Betriebsbereich
dann, wenn der Fehler aufgetreten ist, den momentanen Fahr- bzw. Betriebsbereich
nicht überlappt.
Aus irgend welchen Gründen tritt
ein Fall auf, bei welchem ein Fehler des AFS in einem bestimmten
Fahr- bzw. Betriebsbereich erzeugt wird, in anderen Fahr- bzw. Betriebsbereichen
jedoch nicht.
Weiterhin besteht das Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren,
wie es im ersten Gesichtspunkt dargelegt ist, wobei der erste Berechnungsschritt,
der zweite Berechnungsschritt und der Bestimmungsschritt eine Berechnung
mit einem Speicher durchführen,
welcher ein Protokoll von Fehlern speichert, und wobei der Bestimmungsschritt derart
programmiert ist, dass er bestimmt, ob die Eigenschaften des Luftströmungssensors
in einem normalen Bereich oder in einem Fehlerbereich liegen, und
er dann, wenn die Eigenschaften in dem normalen Bereich liegen und
das Protokoll von Fehlern einen Fehler des Luftströmungssensors
anzeigt, eine Bestimmung einer Normalität in dem Falle gestattet, dass
ein Fahr- bzw. Betriebsbereich, in welchem der Fehler bestimmt wurde,
einen momentanen Fahr- bzw. Betriebsbereich überlappt, und er die Bestimmung
einer Normalität
in dem Falle nicht gestattet, dass der Fahr- bzw. Betriebsbereich,
in welchem der Fehler aufgetreten ist, den momentanen Fahr- bzw. Betriebsbereich
nicht überlappt.
Gemäß der Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
oder dem Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
des dritten Gesichtspunkts der Erfindung wird selbst dann, wenn die
Charakteristika des AFS in dem normalen Bereich liegen, in dem Falle,
dass der Betriebsbereich des AFS nicht den Betriebsbereich überlappt,
welcher zu der Zeit herrschte, als ein Fehler bestimmt wurde, die
Bestimmung einer Normalität
bzw. eines Normalzustands nicht gestattet. In dem Falle hingegen,
dass der Betriebsbereich des AFS den Betriebsbereich überlappt,
welcher zu der Zeit herrschte, als ein Fehler bestimmt wurde, die
Bestimmung einer Normalität
bzw. eines Normalzustands gestattet ist. Dadurch kann der in dem
besonderen Betriebsbereich erzeugte Fehler des AFS korrekt behandelt werden.
Das Überlappen
von Betriebsbereichen kann als wenigstens teilweise Übereinstimmung
von Betriebsbereichen verstanden werden.
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt
der Erfindung ist eine Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
bereitgestellt, wie sie in dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung
dargelegt ist, bei welcher die Bestimmungseinheit derart programmiert ist,
dass sie bestimmt, ob sich die Ausgabe des Luftströmungssensors über eine
vorbestimmte Überwachungszeit
hinweg um einen vorbestimmten Wert oder mehr ändert oder nicht, und sie die
Bestimmung einer Normalität
bzw. eines Normalzustands in dem Falle nicht gestattet, dass sich
die Ausgabe nicht derart ändert.
Weiterhin liegt das Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
vor, wie es in dem dritten Gesichtspunkt dargelegt ist, wobei der
Bestimmungsschritt derart programmiert ist, dass er bestimmt, ob
sich die Ausgabe des Luftströmungssensors über eine
vorbestimmte Überwachungszeit
hinweg um einen vorbestimmten Wert oder mehr ändert oder nicht, und er die
Bestimmung einer Normalität bzw.
eines Normalzustands in dem Falle nicht gestattet, dass sich die
Ausgabe nicht derart ändert.
Da eine Möglichkeit besteht, dass der
AFS versagt bzw. einen Fehler aufweist, wenn die Ausgabe des AFS
sich über
die vorbestimmte Überwachungszeit
nicht ändert,
wird die Bestimmung einer Normalität bzw. eines Normalzustands
gestattet, nachdem bestätigt
wurde, dass sich die Ausgabe des AFS ändert.
Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung
ist eine Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
bereitgestellt, wie sie im ersten Gesichtspunkt der Erfindung dargelegt
ist, bei welcher die erste Berechnungseinheit, die zweite Berechnungseinheit
und die Bestimmungseinheit einen Rechner mit einem Speicher umfassen,
welcher ein Protokoll von Fehlern speichert, und die Bestimmungseinheit
derart programmiert ist, dass sie bestimmt, ob die Eigenschaften
des Luftströmungssensors
in einem normalen Bereich oder in einem Fehlerbereich liegen, und
sie dann, wenn die Eigenschaften in dem Fehlerbereich liegen, eine
Warnlampe in dem Falle erleuchtet, dass das Protokoll von Fehlern einen
Fehler des Luftströmungssensors
anzeigt, und dass sie jedoch ein Fehlerprotokoll in den Speicher
in dem Falle eingibt, dass kein derartiges Fehlerprotokoll vorhanden
ist.
Ferner liegt das Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
vor, wie es im ersten Gesichtspunkt dargelegt ist, bei welchem der
erste Berechnungsschritt, der zweite Berechnungsschritt und der
Bestimmungsschritt eine Berechnung mit einem Speicher durchführen, welcher
ein Protokoll von Fehlern speichert, und der Bestimmungsschritt
derart programmiert ist, dass er bestimmt, ob die Eigenschaften
des Luftströmungssensors
in einem normalen Bereich oder in einem Fehlerbereich liegen und
er dann, wenn die Eigenschaften in dem Fehlerbereich liegen, eine
Warnlampe in dem Falle erleuchtet, dass das Protokoll von Fehlern
einen Fehler des Luftströmungssensors
anzeigt, und dass er ein Fehlerprotokoll in den Speicher in dem
Falle eingibt, dass kein solches Fehlerprotokoll vorhanden ist.
Da die Frequenz, bei welcher eine
Fehlerbestimmung des AFS durchgeführt wird, erhöht werden kann,
wird bei der Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
des fünften
Gesichtspunkts der Erfindung dann, wenn ein Fehler erfasst wird,
in dem Falle, dass kein Fehlerprotokoll existiert, d.h. in dem Falle,
dass der so erfasste Fehler der erste einzelne Fehler ist, der so
erfasste Fehler als ein Fehlerprotokoll aufgezeichnet. Weiterhin
wird dann, wenn ein Fehler in den folgenden Bestimmungen erfasst wird,
die Fehlerwarnlampe erleuchtet, wodurch die Zuverlässigkeit
beim Erleuchten bzw. Einschalten der Fehlerwarnlampe verbessert
werden kann.
Gemäß einem sechsten Gesichtspunkt
der Erfindung ist eine Luftströmungssensor-Fehlererfassungsvorrichtung
bereitgestellt, wie sie in dem fünften
Gesichtspunkt der Erfindung dargelegt ist, bei welcher die Bestimmungseinheit
derart programmiert ist, dass sie in Antwort darauf, dass über eine
vorbestimmte Anzahl von Betriebszyklen hinweg kontinuierlich ein
Normalzustand bestimmt wird, die Warnlampe abschaltet und das Protokoll
von Fehlern löscht.
Ferner liegt das Luftströmungssensor-Fehlererfassungsverfahren
vor, wie es in dem fünften Gesichtspunkt
dargelegt ist, wobei der Bestimmungsschritt dazu programmiert ist,
in Antwort darauf, dass über
eine vorbestimmte Anzahl von Betriebszyklen hinweg kontinuierlich
ein Normalzustand bestimmt wird, die Warnlampe abzuschalten und
das Protokoll von Fehlern zu löschen.
Gemäß dem sechsten Gesichtspunkt
der Erfindung wird dann, wenn die Warnlampe als eine Folge der Fehlererfassung
erleuchtet ist und dann, wenn die Erfassung einer Normalität bzw. eines
Normalzustands kontinuierlich über
den vorbestimmten Betriebszyklus durchgeführt wird, das Warnlicht abgeschaltet,
da der Fehler des AFS als vorübergehend verstanden
wird oder die Fehlerbestimmung als vorübergehend fehlerhaft verstanden
wird. Somit kann der vorübergehende
Fehler des AFS oder ein vorübergehender
Bestimmungsfehler korrekt behandelt werden.
Gemäß einem siebten Gesichtspunkt
der Erfindung ist eine Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
vorgesehen, wie sie im ersten Gesichtspunkt der Erfindung dargelegt
ist, bei welcher ein Fehler des Luftströmungssensors bestimmt wird, wenn
wenigstens der Drucksensor normal ist.
Ferner liegt das Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsverfahren
vor, wie es im ersten Gesichtspunkt der Erfindung dargelegt ist,
wobei ein Fehler des Luftströmungssensors
bestimmt wird, wenn wenigstens der Drucksensor normal ist.
Dies ist dazu gedacht, eine korrekte
Fehlerbestimmung durchzuführen.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
1 ist
ein Blockdiagramm, welches den Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt.
2 ist
ein Graph, welcher eine Beziehung zeigt zwischen einem an einer
Drossel vorbeiströmenden
Luftvolumen Gair-th, welches berechnet wird, wenn eine große Änderung
der Drosselöffnungsstellung
auftritt, und einem Zylindereinlassluftvolumen Gair-cyl.
3 ist
ein Graph, welcher einen normalen Bereich und Fehlerbereiche eines
Luftströmungssensors
zeigt.
4 ist
ein Flussdiagramm, welches einen Verarbeitungsprozess nach Maßgabe der
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen wird als Nächstes
eine Ausführungsform
der Erfindung beschrieben werden. 1 ist
ein konzeptionelles Diagramm, welches ein Motorsystem insgesamt
zeigt. Einlassluft tritt durch ein Einlassrohr 11 hindurch
und wird dann nach Maßgabe
der Öffnung einer
Drossel 15 einem Zylinder 10 zugeführt. Gase, welche
sich aus einer Verbrennung im Zylinder 10 ergeben, werden
durch ein Auspuffrohr 23 in die Atmosphäre abgelassen.
Am Einlassrohr ist nahe des Zylinders 10 eine
Einspritzvorrichtung 21 zum Einspritzen von Kraftstoff
vorgesehen. Ein Luftströmungssensor 13 zur
Erfassung der Strömungsrate
von eingelassener bzw. angesaugter Luft ist stromaufwärts der
Drossel 15 vorgesehen. Der Luftströmungssensor ist eine Luftströmungsmessvorrichtung.
Ein Flügel-Luftströmungssensor,
ein Karman-Wirbel-Luftströmungssensor
und ein Heißdraht-Luftströmungssensor
sind bekannt. Die Erfindung kann an beliebigen dieser Luftströmungssensoren
angewendet werden.
Obwohl es in der Figur nicht gezeigt
ist, ist an einer Kurbelwelle eines Motors ein Kurbelwinkelsensor
vorgesehen, um bei jedem gegebenen Winkel in Antwort auf die Drehung
des Motors ein Bezugswinkelsignal auszugeben.
Ausgaben von dem Kurbelwinkelsensor,
einem Kühltemperatursensor
zur Erfassung der Temperatur eines Motorkühlmittels, dem Luftströmungssensor,
einem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor
und anderen Sensoren, welche an jeweiligen Abschnitten des Motors
vorgesehen sind, werden in eine Eingabeschnittstelle 31 einer
elektronischen Steuer/Regeleinheit 30 eingegeben, welche
aus einem Mikrocomputer gebildet ist. Die Eingabeschnittstelle 31 verarbeitet
derart eingegebene Signale und leitet Ausgaben von sich zu einer
Betriebszustands-Bestimmungseinheit 37 weiter.
Die Betriebszustands-Bestimmungseinheit beurteilt den Fahr- bzw.
Betriebszustand eines Fahrzeugs aus einem eingegebenen Signal bzw.
aus eingegebenen Signalen und leitet Ausgaben von sich zu einer
Steuer/Regelbetriebseinheit 39 weiter. Die Steuer/Regelbetriebseinheit führt einen
Betrieb durch, um eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung/Regelung
nach Maßgabe
der Fahr- bzw. Betriebszustände
des Fahrzeugs durchzuführen
und gibt Signale aus, um die Einspritzvorrichtung 21, eine
Zündkerze
und andere Bauteile zu betätigen.
Ein Einlassluftvolumen, welches benötigt wird,
um ein Kraftstoffeinspritzvolumen zu steuern/zu regeln, wird auf
Grundlage einer durch den Luftströmungssensor 13 bestimmten
Luftströmungsrate
berechnet. Eine Ausgabe von dem Luftströmungssensor 13 wird
an der Eingabeschnittstelle 31 der elektronischen Steuer/Regeleinheit 30 (ECU 30)
signalverarbeitet (in Wellenform verarbeitet) und wird dann zu einem
Analog/Digital-Wandler (ADC = "Analog/Digital
Converter") 33 gesendet.
Der ADC tastet Bestimmungsausgaben von dem Luftströmungssensor 13 ab
und überträgt sequenziell
abgetastete Werte an eine Einlassluftvolumen-Berechnungseinheit 35.
Es ist bekannt, dass eine Ausgabe
von dem Luftströmungssensor 13 eine
Pulsierung mit einem Zyklus T, umfassend einen Einlasshub (TDC)
des Motors, aufweist. Die Luftvolumen-Berechnungseinheit 35 enthält ein digitales
Filter zur Verarbeitung von abgetasteten Werten, welche von dem
ADC 33 gesendet werden, um Werte auszugeben, welche sich
ergeben, wenn ein Pulsierungsfrequenzbestandteil von den abgetasteten
Werten abgezogen wird. Im Allgemeinen kann das digitale Filter willkürlich eine
zu filternde Frequenzkomponente einstellen. Beispielsweise wird
ein Kammfilter, welcher bemerkenswerte Schwächungs- bzw. Dämpfungseigenschaften
bei der Pulsierungsfrequenz der Luftströmungssensorausgabe vorweist,
für das
digitale Filter verwendet, welches in der Einlassluftvolumen-Berechnungseinheit 35 enthalten
ist. Dem digitalen Filter können
verschiedene Eigenschaften gegeben werden, indem die Abtastfrequenz
sowie die Anzahl von Abgriffsstellen geändert wird. Durch Verwendung
dieses Merkmals wird ein Gair-afs erfasst.
Als Nächstes, bezugnehmend auf 2, ist bekannt, dass dann,
wenn die Drosselöffnungsstellung
sich in großem
Maße ändert, bei
einem Einlassluftvolumen Gair-afs auf Grundlage einer Luftvolumenbestimmung
durch den Luftströmungssensor
ein Überschießen erzeugt
wird. Von dieser Erscheinung ist bekannt, dass sie durch eine Änderung
des Luftvolumens GB erzeugt wird, welches in einen Einlasskrümmer 19 (1) stromabwärts der
Drossel 15 geladen wird. Dabei wird das Gair-afs (g/s)
in ein Einlassluftvolumen pro Zylinder Gair-th (g/TDC) gewandelt
und der folgende Prozess wird ausgeführt. Beispielsweise gilt bei
einem Vierzylindermotor Gair-th = Gair-afs·60/(NE·2) und bei einem Sechszylindermotor
Gair-th = Gair-afs·60/(NE·3).
Zusätzlich ist bekannt, dass diese
vorübergehende
Erscheinung durch die folgende Gleichung kompensiert wird, um dadurch
ein Luftvolumen Gair-cyl zu berechnen, welches in den Zylinder 10 eingelassen
werden soll. Gair-cyl
= Gair-th – ΔPB·V/(R·T) Gleichung 1 wobei ΔPB ein Druck
des Einlassrohrs ist, welcher durch einen an dem Einlassrohr vorgesehenen Drucksensor 17 (1) erfasst wird, V das Volumen des
Krümmers
ist, R eine Gaskonstante ist und T die Temperatur von eingelassener
Luft ist.
Eine in 1 gezeigte Kompensationseinheit ist ein
Mittel zur Durchführung
einer Kompensation. Die Steuer/Regelbetriebseinheit 39 berechnet ein
Kraftstoffeinspritzvolumen auf Grundlage eines derart kompensierten
Einlassluftvolumens und sendet ein Steuer/Regelsignal an die Einspritzvorrichtung 21.
Andererseits wird in der in 1 dargestellten
Ausführungsform
ein Wert zu einer Fehlerbestimmungseinheit 47 gesendet,
welcher Wert nicht wie oben beschrieben in Bezug auf das bei der
Luftvolumen-Berechnungseinheit 35 auf Grundlage der Ausgabe
von dem AFS berechnete Luftvolumen kompensiert ist.
Bezugnehmend auf 1 umfasst die ECU 30 eine weitere
Einlassluftvolumen-Berechnungseinheit 43. Die Einlassluftvolumen-Berechnungseinheit 43 berechnet
ein geschätztes
Einlassluftvolumen GAIRPB (g/TDC) auf Grundlage eines Einlassrohrdruucks
PB, welcher durch den an dem Einlassrohr vorgesehenen Drucksensor 17 erfasst
wird, und zwar gemäß einer
Gleichung unten: GAIRPB – PB × Vcyl/(R × T) Gleichung 2 wobei
Vcyl das Volumen des Zylinders ist, R eine Gaskonstante ist und
T die Temperatur von eingelassener Luft ist.
Dieses GAIRPB wird dann zu einer ΔPB-Kompensationseinheit 45 gesendet,
woraufhin GAIRMAPS gemäß einer
Gleichung unten berechnet wird. GIARMAPS = (GAIRPB + ΔGB) × K × NE/60 Gleichung 3 wobei ΔGB eine Luftschwankung
(g/TDC) in dem Einlasskrümmer
ist, K die Anzahl an Einlasshüben TDC
pro einer 1 U/min ist und NE eine Motordrehzahl (U/min) ist. Wie
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben
wird, wird bei dem Einlassluftvolumen Gair-afs, welches in der AFS-Luftvolumen-Berechnungseinheit 35 auf
Grundlage der Ausgabe von dem AFS berechnet wird, ein Überschießen erzeugt, wenn
sich die Drosselöffnungsstellung ändert. Bei dieser
Ausführungsform
empfängt
die AFS-Fehlerbestimmungseinheit 47 das Einlassluftvolumen Gair-afs,
welches nicht bezüglich
des so erzeugten Überschießens kompensiert
ist. Die ΔGB-Kompensationseinheit 45 ist
dazu gedacht, dieses Überschießen dem
auf Grundlage von PB geschätzten
Einlassluftvolumen hinzuzufügen.
Dies bedeutet, anstatt das Überschießen von
Gair-afs wegzunehmen, wird das Überschießen zu GAIRPB
hinzuaddiert, um dadurch einen Vergleich zwischen Gair-afs und GAIRPB durchzuführen.
Selbstverständlich kann das in der Kompensationseinheit 36 bezüglich des Überschießens kompensierte
Einlassluftvolumen Gair-th (entsprechend Gaircyl in 2) zu einer Eingabe gemacht werden, welche
in die AFS-Fehlerbestimmungseinheit
eingegeben wird. Weiterhin kann ein auf Grundlage von PB geschätztes Einlassluftvolumen,
welches nicht bezüglich ΔGB kompensiert
ist, zu einer anderen Eingabe gemacht werden. Dadurch kann eine
Fehlerbestimmung durchgeführt
werden.
Die AFS-Fehlerbestimmungseinheit 47 bestimmt
einen Fehler des AFS nach Maßgabe
von 3 auf Grundlage
einer entsprechenden Beziehung zwischen dem basierend auf PB geschätzten Luftvolumen
und dem durch den AFS bestimmten Luftvolumen. Dies bedeutet, wenn
die Beziehung zwischen den zwei Volumina in einem "normalen Bereich" liegt, welcher an
einem zentralen Abschnitt von 3 gelegen
ist, wird bestimmt, dass der AFS normal ist. Dagegen wird dann,
wenn die Beziehung zwischen den zwei Volumina in einer "Fehlerbestimmungszone" liegt, welche über oder
unter dem normalen Bereich gelegen ist, bestimmt, dass der AFS einen
Fehler aufweist. Die AFS-Fehlerbestimmungseinheit 47 ist
realisiert durch ein in einem ROM (Nur-Lese-Speicher) in der ECU 30 gespeichertes Programm.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme
auf 4 ein Fehlerbestimmungsprozess
beschrieben. Auf Grundlage der Ausgabe von dem AFS unter Verwendung
des Verfahrens, welches oben beschrieben wurde, wird ein Einlassluftvolumen
berechnet (S101). Weiterhin wird ein Einlassluftvolumen auf Grundlage
der Ausgabe PB des Drucksensors berechnet (S103). Es wird geprüft, ob Bedingungen
zur Realisierung einer Überwachung
zur Erfassung eines Fehlers des AFS erfüllt sind oder nicht, indem
die Motordrehzahl und die Motorkühlmitteltemperatur geprüft werden,
ebenso wie die Bedingungen eines Nach-Start-Timers (zur Zeitmessung
der seit dem Anlassen des Motors verstrichenen Zeit) und eines PB-Sensor-Normalitätsbestimmungsflags
(S105). Beispielsweise umfassen die Überwachungsrealisierungsbedingungen,
dass die Motordrehzahl (NE) zwischen 600 U/min und 5000 U/min liegt,
die Motorkühlmitteltemperatur
gleich oder höher
als 70°C
ist, drei Sekunden seit dem Anlassen des Motors vergangen sind und
der PB-Sensor normal ist (die Ausgabe sich ändert).
Somit wird die Überwachung realisiert, wenn der
Motor sich in den Zuständen
normalen Laufens befindet. Darüber
hinaus wird in Schritt S107 bestimmt, ob sich der Motor in einem
Lauf- bzw. Betriebszustand befindet, welcher erfordert, dass die Überwachung
vorübergehend
gestoppt wird oder nicht. Die Überwachung
wird beispielsweise dann vorübergehend
gestoppt (NG), wenn die Motorlast größer als die normale Motorlast
ist.
Als Nächstes wird bestimmt, ob in
den Eigenschaften des AFS eine Abweichung vorhanden ist oder nicht,
oder ob das AFS in dem normalen Bereich arbeitet oder nicht, und
zwar unter Verwendung des mit Bezug auf 3 beschriebenen Verfahrens (S109). Wenn
das AFS normal bleibt (OK), wird das auf Grundlage der Drucksensorausgabe
PB berechnete Einlassluftvolumen in dem Speicher als ein Parameter
gespeichert, welcher den Betriebsbereich in der momentanen Überwachung
anzeigt (S111). In dem Speicher wird ein momentaner Wert eines OK-Timers
gespeichert und ein NG-Timer wird gehalten. Dann wird zu Schritt
S115 weitergegangen.
In Schritt S115 wird bestimmt, ob
ein Protokoll bzw. eine Liste oder ein Verzeichnis vergangener Fehler
vorhanden ist oder nicht. Wenn es vorliegt, wird zu Schritt S117
weitergegangen, wo bestimmt wird, ob der momentane Betriebsbereich
(in S111 gespeichert) den Betriebsbereich des Protokolls vergangener
Fehler überlappt
oder nicht. Wenn bestimmt wird, das die zwei Bereiche überlappen,
wird die Bestimmung eines Normalzustands des AFS gestattet (S119),
wohingegen dann, wenn sie dies nicht tun, die Bestimmung eines Normalzustands
des AFS nicht gestattet wird (S121). Wenn ein Fehler des AFS in
der Vergangenheit bestimmt wurde und ein Fehlerprotokoll bzw. eine
Fehlerliste existiert, wird die Bestimmung eines Normalzustands
nur in dem Fall gestattet, dass das AFS sich in dem normalen Bereich bei
einem Betriebsbereich befindet, welcher dem Betriebsbereich äquivalent
ist, der sich ergab, als die Fehlerbestimmung in der Vergangenheit
durchgeführt
wurde. Dies liegt daran, dass im Falle unterschiedlicher Betriebsbereiche
eine Möglichkeit
bestehen kann, dass Bestimmungen unterschiedlich werden.
Als Nächstes wird in Schritt S123
bestimmt, ob ein Ausgabewert des AFS sich gleich einem oder um mehr
als einen vorbestimmten Bereich ändert oder
nicht. Wenn sich die Ausgabe des AFS nicht derart ändert, endet
der Prozess. Wenn sich die Ausgabe des AFS gleich dem oder um mehr
als den vorbestimmten Bereich ändert,
wird zu Schritt S127 weitergegangen, wo bestimmt wird, ob eine vorbestimmte Überwachungszeit
verstrichen ist oder nicht. Wenn die Überwachungszeit verstreicht
und wenn ein Normalzustandbestimmungsaktivierungsflag (in S119 gesetzt)
gesetzt ist (S129), wird eine Bestimmung getroffen, dass das AFS
normal ist (S131). Wenn die Bestimmung eines Normalzustands in Schritt
S129 nicht gestattet wird (nicht gestattet in S121), wird der Prozess
beendet.
Wenn die Bestimmung eines Normalzustands
in S131 durchgeführt
wird, wird in S133 bestimmt, ob die Warnlampe erleuchtet ist oder
nicht. Die Warnlampe ist eine Lampe, welche an einem Armaturenbrett
des Fahrzeugs oder an einem Fahrzeugkörper in der Nähe des Fahrers
vorgesehen ist und dazu ausgelegt ist, erleuchtet bzw. eingeschaltet zu
werden, wenn eine Abnormalität
bzw. ein nicht normaler Zustand vorliegt. Wenn die Warnlampe nicht
erleuchtet ist, wird das Fehlerprotokoll bzw. die Fehlerliste gelöscht und
der Prozess endet. Wenn dagegen die Warnlampe erleuchtet ist, sollte
die Warnlampe nicht sofort ausgeschaltet werden, sondern erst ausgeschaltet
werden, wenn die Normalitätsbestimmung
kontinuierlich über
drei Betriebszyklen (Antriebszyklen, D/Cs = "Drive Cycles") realisiert wird. Dies ist dazu gedacht,
zu bestätigen,
dass das als fehlerhaft bestimmte AFS zu dem Normalzustand zurückgekehrt
ist.
Wenn in Schritt S105 bestimmt wird,
dass die Überwachungsrealisierungsbedingungen
nicht vorliegen, wird in dem Falle, dass kein Protokoll bzw. keine
Liste von vergangenen Fehlern vorliegt, der Speicher zurückgesetzt,
welcher einen unnötigen Betriebsbereich
speichert, (S141) und ein Timer für eine Überwachungszeit wird initialisiert.
Dann endet der Prozess.
Wenn bestimmt wird, dass das AFS
in einem Eigenschaftsabweichungsbereich oder einem Fehlerbereich
liegt, wird der Betriebsbereich, bei welchem die Überwachung
realisiert wird, in dem Speicher gespeichert (S147). Weiterhin wird
in dem Speicher der momentane Wert des NG-Timers (S149) gespeichert.
Wenn die Überwachungszeit
verstrichen ist, wird eine Abnormalitätsbestimmung des AFS durchgeführt (S153).
Wenn die Überwachungszeit noch
nicht abgelaufen ist, endet der Prozess, wobei der Prozess im folgenden
Verarbeitungszyklus wiederholt wird.
Während
die besondere Ausführungsform der
Erfindung voranstehend beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht
auf die derartig beschriebene Ausführungsform begrenzt.
Eine Luftströmungssensor-Fehlerbestimmungsvorrichtung
zur Bestimmung eines Fehlers eines Luftströmungssensors für einen
Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung, bei welchem ein Luftströmungssensor,
eine Drossel und ein stromabwärts der
Drossel angeordneter Drucksensor in einem Lufteinlasskanal vorgesehen
sind, umfasst eine erste Berechnungseinheit zur Berechnung eines
ersten Einlassluftvolumens auf Grundlage eines Ausgabesignals von
dem Luftströmungssensor,
eine zweite Berechnungseinheit zur Berechnung eines zweiten Einlassluftvolumens
auf Grundlage einer Ausgabe von dem Drucksensor und eine Bestimmungseinheit
zur Bestimmung eines Fehlers des Luftströmungssensors auf Grundlage
eines Vergleichs zwischen dem ersten Einlassluftvolumen und dem
zweiten Einlassluftvolumen. Dadurch ist eine Fehlerbestimmung realisiert
auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem ersten Einlassluftvolumen,
welches auf Grundlage der Ausgabe von dem Luftströmungssensor
berechnet ist, und dem zweiten Einlassluftvolumen, welches auf Grundlage
der Ausgabe von dem stromabwärts der
Drossel in dem Einlassluftkanal angeordneten Drucksensor berechnet
ist.