DE10342268B4

DE10342268B4 - Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung

Info

Publication number: DE10342268B4
Application number: DE10342268.4A
Authority: DE
Inventors: Ken Uchiyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2023-09-13
Also published as: JP3966133B2; DE10342268A1; JP2004108171A

Abstract

Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung mit: einer Hochdruckzuführungspumpe (4) mit einer Vielzahl Pumpensysteme, die Einlasskraftstoff zum Zuführen mit Druck beaufschlagen; einer Pumpmengenschätzeinrichtung zum Schätzen von Pumpmengen für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme aus einer berechneten Pumpmenge in einer Pumpperiode über 360° Kurbelwinkel, in der zumindest eines der Systeme aus der Vielzahl Pumpsysteme Kraftstoff pumpt, und einer Anormalitäts-/Fehlererfassungseinrichtung zum Vergleichen der Pumpmenge bei jedem System aus der Vielzahl Pumpensysteme, die durch die Pumpmengenschätzeinrichtung geschätzt ist, mit einem Bestimmungswert, und zum Erfassen einer übermäßigen Pumpwirkung oder eines Pumpenfehlers in einem bestimmten Pumpensystem, wenn die Pumpmenge von ausschließlich dem bestimmten Pumpensystem übermäßig oder unzureichend ist, wenn sie mit dem Bestimmungswert verglichen wird, wobei die Anormalitäts-/Fehlererfassungseinrichtung jenen Fall, bei dem alle Pumpensysteme eine Pumpmenge aufweisen, die kleiner ist als der Bestimmungswert, als einen Kraftstoffknappheitszustand ausschließt, bei dem die verbleibende Kraftstoffmenge nicht größer ist als ein vorgeschriebener Wert, und eine übermäßige Pumpwirkung bei allen Pumpensystemen erfasst, wenn die Pumpmenge größer als der Bestimmungswert bei allen Pumpensystemen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung, die eine Anormalität oder einen Fehler eines Pumpensystems bei einer Hochdruckzuführungspumpe zum Zuführen von Hochdruckkraftstoff zu einer Common-Rail bei einer Akkumulatorkraftstoffeinspritzvorrichtung erfassen kann.
Im Allgemeinen wird bei einem herkömmlichen Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem, das als ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Dieselbrennkraftmaschine bekannt ist, Hochdruckkraftstoff in einer Common-Rail gesammelt und aus einer Vielzahl Einspritzvorrichtung eingespritzt. Die Einspritzvorrichtungen verzweigen von der Common-Rail zu den Zylindern der Brennkraftmaschine und spritzen Kraftstoff in vorgeschriebenen Zeitintervallen ein. Hochdruckkraftstoff wird von der Hochdruckzuführungspumpe durch ein Kraftstoffrohr gepumpt, um den Kraftstoff konstant unter hohem Druck zu sammeln, der dem Einspritzdruck des Kraftstoffes in der Common-Rail entspricht. Die Pumpmenge, nämlich die Pumpenauslassmenge wird so gesteuert, dass eine Regelung verwirklicht wird, dass der Kraftstoffdruck in der Common-Rail, nämlich der tatsächliche Common-Rail-Druck, sich dem Soll-Kraftstoffdruck in etwa angleicht, nämlich dem Soll-Common-Rail-Druck.
Zum Gebrauch bei einem derartigen Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem gemäß der vorstehenden Beschreibung wurde eine Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung vorgeschlagen, die einen Pumpenfehler jeweils aus einer Vielzahl Pumpensysteme erfasst, nämlich einem ersten und einem zweiten Elektromagnetventil und einer ersten und einer zweiten Hochdruckpumpe bei einer Hochdruckzuführungspumpe, deren Auslassmenge variabel ist (siehe zum Beispiel die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 3 033 214 A , 1 bis 7 und 11 bis 13). Gemäß der vorgeschlagenen Vorrichtung wird ein Referenzdruckmuster in einem stabilen Leerlaufzustand erfasst, um ein Pumpensystem mit einem Fehler zu spezifizieren, und dann wird eines der beiden Elektromagnetventile wie zum Beispiel das erste Elektromagnetventil geschlossen, um den Betrieb der ersten Hochdruckpumpe zu stoppen, und das andere Ventil wie zum Beispiel das zweite Elektromagnetventil wird geschlossen, um den Betrieb der zweiten Hochdruckpumpe zu stoppen. Auf diese Art und Weise wird der Pumpenfehler in dem Pumpensystem spezifiziert, wenn das Druckmuster nicht geändert wird, bevor und nachdem die Pumpen gestoppt wurden, oder anders gesagt, wenn bestimmt wird, dass das erste und das zweite Druckmuster zum Stoppen mit dem Referenzdruckmuster zusammen fällt.
Jedoch kann diese herkömmliche Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung ausschließlich auf eine Hochdruckzuführungspumpe mit variabler Auslassmenge angewendet werden, die ein Elektromagnetventil pro Pumpensystem aufweist. Bei einer Hochdruckzuführungspumpe, die den Öffnungsflächeninhalt der Ventillöcher einer Vielzahl Pumpensysteme unter Verwendung eines Elektromagnetventils ändert und somit die Einlasskraftstoffmenge oder die Pumpmenge oder die Pumpenauslassmenge zu den Systemen ändert, kann ein Pumpenfehler in jedem System aus der Vielzahl Systeme nicht erfasst werden.
Zusätzlich bringt der Prozess zum Erfassen eines Fehlers die Unterbrechung des Betriebs des Elektromagnetventils mit sich. Anders gesagt wird der Druck in der Common-Rail abgesenkt, wodurch die Kraftstoffeinspritzung instabil wird, wodurch der Brennkraftmaschinenstopp in einigen Fällen möglich ist, da der normale Betrieb des Elektromagnetventils gestoppt wird, wie zum Beispiel in einem stabilen Leerlaufzustand bei niedrigem Druck und bei einer niedrigen Drehzahl. Falls zum Beispiel ein starker Druckabfall in der Common-Rail vorhanden ist, dann kann die Einspritzvorrichtung den Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine nicht einspritzen, oder zum Anlassen der Brennkraftmaschine ausreichender Kraftstoff wird nicht eingespritzt.
Die DE 101 36 706 A1 zeigt eine Diagnosevorrichtung zur Ermittlung eines unnormalen Zustands für ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine, die überwacht, ob während des Betriebs der Brennkraftmaschine ein Zustand, während dessen ein Fördermengen-Stellwert einer Hochdruckpumpe gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, während einer vorgegebenen Zeitdauer oder länger dauert.
Die EP 1 036 923 A2 zeigt ein Verfahren zum Feststellen einer Anormalität in einer Hochdruckkraftstoffeinspritzvorrichtung, das imstande ist, zu bestimmen, dass ein Kraftstoffzwangszuführungssystem einer Anormalität unterliegt, ohne Schwankungen eines Kraftstoffdrucks in einer Druckspeichersammelleitung zu bewirken.
Die EP 0 501 459 A2 zeigt ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem und ein zugehöriges Verfahren, bei dem eine Vorrichtung erfasst, ob mindestens eine aus einer Vielzahl von Kraftstoffpumpen ausfällt, und das im Falle eines Ausfalls einer der Kraftstoffpumpen den Kraftstoffdruck im Common-Rail verringert.
Die DE 100 44 506 A1 zeigt ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem, das in der Lage ist, einen abnormalen Zustand, wie beispielsweise ein Kraftstoffleck, an verschiedenen Brennkraftmaschinen zu ermitteln, ungeachtet der Anzahl der Brennkraftmaschinenzylinder bzw. der Anzahl der Einspritzungen und der Anzahl der Pumpendruckförderzeiten.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung vorzusehen, die eine Anormalität oder einen Fehler wie zum Beispiel ein Pumpenfehler oder einen übermäßigen Pumpvorgang bei zumindest einem System aus einer Vielzahl Pumpensysteme bei einer Hochdruckzuführungspumpe genau erfassen kann, ohne dass sie einen speziellen Betrieb zum Erfassen einer derartigen Anormalität oder eines derartigen Fehlers durchführt. Es gehört auch zur Aufgabe, eine Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung vorzusehen, die einen Pumpenfehler in der Hochdruckzuführungspumpe und einen durch Kraftstoffknappheit verursachten Pumpenfehler genau und präzise unterscheiden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorzugsweise wird eine Pumpmenge für jedes System aus einer Vielzahl Pumpensysteme bei einer Hochdruckzuführungspumpe geschätzt, und die geschätzte Pumpmenge für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme wird mit einem Bestimmungswert verglichen. Dann wird diagnostiziert, dass eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein übermäßiger Pumpvorgang oder ein Pumpenfehler in einem bestimmten Pumpensystem vorhanden ist, wenn die Pumpmenge für ausschließlich das bestimmte Pumpensystem übermäßig oder unzureichend verglichen mit den Bestimmungswert ist. Auf diese Art und Weise kann eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein übermäßiger Pumpvorgang oder ein Pumpenfehler für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe erfasst werden, ohne dass ein spezieller Betrieb durchgeführt wird. Daher kann verhindert werden, dass der Kraftstoffeinspritzdruck abfällt (der Kraftstoffdruck in der Common-Rail). Auf diese Art und Weise kann eine instabile Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine und das Stoppen der Brennkraftmaschine während einer Diagnose einer Anormalität oder eines Fehlers wie zum Beispiel ein übermäßiger Pumpvorgang oder ein Pumpenfehler verhindert werden.
Hierbei beziehen sich die Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe auf folgendes: Kraftstoffeinlasspfade von einer bekannten Förderpumpe zum Pumpen von Niederdruckkraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Vielzahl Druckkammern zum Druckbeaufschlagen des Kraftstoffes mit einer Vielzahl Tauchkolben; Einlassrückschlagventile, die in diesen Kraftstoffeinlasspfaden vorgesehen sind; ein Elektromagnetventil wie zum Beispiel ein Einlassmengensteuerventil, das zumindest in einem Pfad aus der Vielzahl Kraftstoffeinlasspfade vorgesehen ist; eine Vielzahl Kraftstoffpumpfade von der Vielzahl Druckkammern zu einer Vielzahl Auslassabgänge; eine Vielzahl Auslassventile oder eine Vielzahl Hochdruckrückschlagventile, die in den Kraftstoffpumpfaden vorgesehen sind, und dergleichen. Daher kann bei einer Hochdruckzuführungspumpe einschließlich eines Elektromagnetventils für jedes Pumpsystem ein Pumpenfehler oder ein übermäßiger Pumpvorgang durch Fixieren des Elektromagnetventils für jedes System der Pumpensysteme erfasst werden.
Vorzugsweise wird jener Fall ausgeschlossen, dass alle Pumpensysteme eine Pumpmenge aufweisen, die kleiner ist als der Bestimmungswert (aus einer Diagnose einer Anormalität oder eines Fehlers wie zum Beispiel ein übermäßiger Pumpvorgang oder ein Pumpenfehler) als ein Kraftstoffknappheitszustand, bei dem zum Beispiel die in dem Kraftstoffbehälter verbleibende Kraftstoffmenge ein vorgeschriebenes Niveau aufweist oder weniger. Ein übermäßiger Pumpvorgang bei allen Pumpensystemen wird dann erfasst, wenn die Pumpmenge jenseits des Bestimmungswertes bei allen Pumpensystemen liegt. Auf diese Art und Weise können ein Pumpenfehler und ein durch einen Kraftstoffknappheitszustand hervorgerufener Fehler genau unterschieden werden.
Vorzugsweise wird eine Pumpmenge für jedes System aus einer Vielzahl Pumpensysteme bei einer Hochdruckzuführungspumpe geschätzt, die Differenz zwischen den vorherigen und den gegenwärtigen Pumpmengen für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme wird berechnet, und die Differenz zwischen den vorherigen und den gegenwärtigen Pumpmengen für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme wird mit einem Bestimmungswert verglichen. Wenn die Differenz zwischen den vorherigen und den gegenwärtigen Pumpmengen größer oder kleiner als der Bestimmungswert für alle Pumpensysteme ist, dann wird ein übermäßiger Pumpvorgang oder ein Pumpenfehler in den Pumpensystemen diagnostiziert. Auf diese Art und Weise kann eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein übermäßiger Pumpvorgang oder ein Pumpenfehler für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe diagnostiziert werden, ohne dass ein spezieller Vorgang zum Erfassen einer derartigen Anormalität/Fehler durchgeführt wird. Daher kann verhindert werden, dass der Kraftstoffeinspritzdruck abfällt (der Kraftstoffdruck in der Common-Rail). Folglich kann eine instabile Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine und das Stoppen der Brennkraftmaschine während der Diagnose einer Anormalität oder eines Fehlers wie zum Beispiel ein übermäßiger Pumpvorgang oder ein Pumpenfehler verhindert werden.
Bei einer Hochdruckzuführungspumpe, die die Einlasskraftstoffmenge in eine Vielzahl von Pumpensystemen mit einem Elektromagnetventil steuert, bewirkt das Fixieren des Elektromagnetventils einen übermäßigen Pumpvorgang, der zu einem Zeitpunkt in allen Pumpensystemen und nicht in einem besonderen Pumpensystem auftritt. Daher kann das Pumpensystem mit einem derartigen Fehler nicht spezifiziert werden. Während dessen kann ein Pumpensystem mit einem Pumpenfehler spezifiziert werden, da jedes Pumpensystem ein Einlassrückschlagventil und ein Hochdruckrückschlagventil aufweist.
Vorzugsweise wird der Bestimmungswert zumindest auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl, der Kraftstoffeinspritzmenge oder des Kraftstoffeinspritzdruckes festgelegt. Vorzugsweise wird der Bestimmungswert auf der Grundlage einer Pumpmenge oder einer Pumpenauslassmenge pro Pumpensystem festgelegt, wenn alle Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe in einem normalen Zustand sind. Hierbei kann eine Pumpmenge oder eine Pumpenauslassmenge pro Pumpensystem auf der Grundlage des Wertes der Antriebsstromstärke in das Elektromagnetventil wie zum Beispiel das Einlassmengensteuerventil und der Brennkraftmaschinendrehzahl berechnet werden, wenn alle Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe normal sind.
Vorzugsweise wird die Pumpmenge für zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck in der Common-Rail, der durch eine Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung erfasst wird, und dem Soll-Kraftstoffdruck gesteuert, der durch die Kraftstoffdruckbestimmungseinrichtung festgelegt wird. Auf diese Art und Weise kann der Kraftstoffdruck in der Common-Rail so geregelt werden, dass er sich in etwa dem Soll-Kraftstoffdruck angleicht, wodurch die Steuerungsgenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge verbessert werden kann.
Vorzugsweise kann die Pumpmenge für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme ohne ein zusätzliches Sensorbauteil auf der Grundlage der Druckänderung in der Common-Rail vor und nach der Pumpperiode in einfacher Weise berechnet werden, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt, und auf der Grundlage der Gesamtmenge des aus der Einspritzvorrichtung in der Pumpperiode ausgelassenen Kraftstoffes.
Vorzugsweise kann die Pumpmenge für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe ohne ein zusätzliches Sensorbauteil auf der Grundlage der Änderung der Kraftstoffmenge in der Common-Rail entsprechend der Common-Rail-Druckänderung und der Gesamtmenge des aus der Einspritzvorrichtung in der Pumpperiode ausgelassenen Kraftstoffes in einfacher Weise berechnet werden, in der zumindest eines der Systeme aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt.
Vorzugsweise kann eine Druckänderung entsprechend der Pumpmenge für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme bei der Hochdruckzuführungspumpe ohne ein zusätzliches Sensorbauteil auf der Grundlage der Änderung des Common-Rail-Druckes vor und nach einer Pumpperiode berechnet werden, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt, und der Änderung des Common-Rail-Druckes entsprechend der Gesamtauslassmenge des Kraftstoffes aus der Einspritzvorrichtung in der Pumpperiode.
Vorzugsweise kann die Gesamtauslassmenge, die die Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzmenge ist, eine statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge und eine dynamische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge in einer Pumpperiode ohne ein zusätzliches Sensorbauteil in einer Pumpperiode berechnet werden, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt. Vorzugsweise wird zumindest die Soll-Einspritzmenge, der Soll-Kraftstoffdruck oder die Brennkraftmaschinendrehzahl innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches beschränkt, wenn bei zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme eine Anormalität oder ein Fehler erfasst wird. Auf diese Art und Weise kann eine übermäßige Last durch eine Erhöhung der Auslassmenge eines normalen Pumpensystems verhindert werden.
Kurbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaus eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt ein Zeitdiagramm zum Darstellen von Übergängen eines NE-Signalpulses und den Positionen eines Tauchkolbens #2 und eines Tauchkolbens #1 in einer Hochdruckzuführungspumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Diagnostizieren einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten einer Bestimmung einer Diagnosezulässigkeitsbedingung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten einer Diagnose einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
6 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten einer Diagnose einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
7 zeigt ein Zeitdiagramm eines Kurbelwinkels, eines Kraftstoffauslassverhältnisses, einer Druckwellenform in einem normalen Zustand, eines Kraftstoffauslassverhältnisses und einer Druckwellenform, wenn eines der Systeme der Pumpensysteme gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nicht pumpen kann;
8A bis 8C zeigen beschreibende Ansichten zum Darstellen der Einzelheiten einer Diagnose einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
9 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten der Verarbeitung bei der Anormalitätserfassung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
10 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Diagnostizieren einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
11 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten einer Diagnose einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
12A und 12B zeigen eine beschreibende Ansicht zum Darstellen der Einzelheiten der Diagnose einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
13 zeigt ein Beispiel, wie ein Bestimmungswert gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet wird;
14 zeigt ein weiteres Beispiel, wie ein Bestimmungswert gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet wird; und
15 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten einer Verarbeitung bei der Anormalitätserfassung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Die 1 bis 9 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und die 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel hat eine Common-Rail 2, eine Vielzahl Einspritzvorrichtungen 3, eine Hochdruckzuführungspumpe 4 und eine elektronische Steuereinheit 10. Die Common-Rail 2 dient als ein Druckakkumulatorbehälter zum Sammeln von Kraftstoff unter hohem Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck, um Kraftstoff in jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 1 wie zum Beispiel eine Vierzylinder-Dieselbrennkraftmaschine einzuspritzen, die bei einem Fahrzeug wie zum Beispiel ein Automobil vorgesehen ist. Die Vielzahl Einspritzvorrichtungen 3 spritzt in der Common-Rail 2 gesammelten Hochdruckkraftstoff in die Brennkammer des jeweiligen Zylinders der Brennkraftmaschine 1 ein. Die Hochdruckzuführungspumpe 4 beaufschlagt den eingelassenen Kraftstoff mit Druck, um ihn der Common-Rail 2 zuzuführen. Die elektronische Steuereinheit 10 steuert die Vielzahl Einspritzvorrichtungen 3 und die Hochdruckzuführungspumpe 4 elektronisch.
Ein Kolben 12, der durch eine Verbindungsstange mit einer Kurbelwelle 11 gekoppelt ist, ist in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 gleitbar vorgesehen. Die Common-Rail 2 soll fortlaufend unter hohem Druck gehalten werden, der dem Kraftstoffeinspritzdruck entspricht, und daher kann der in der Common-Rail 2 gesammelte Hochdruckkraftstoff von der Hochdruckzuführungspumpe 4 durch ein Hochdruckrohr 13 zugeführt werden. Es ist zu beachten, dass ein Entlastungsrohr 15, das Kraftstoff zu einem Kraftstoffbehälter 14 von der Common-Rail 2 auslässt, mit einer Druckbegrenzungsvorrichtung 6 zum Entspannen des Druckes vorgesehen ist, so dass der Common-Rail-Druck eine festgelegte Druckgrenze nicht überschreitet.
Die vielen Einspritzvorrichtungen 3 sind separat und entsprechend den Zylindern in dem Zylinderblock der Brennkraftmaschine 1 angebracht. Hochdruckkraftstoff wird aus der Common-Rail 2 durch ein Kraftstoffeinspritzrohr 16 zu der Einspritzvorrichtung 3 in den jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 verteilt. Die Einspritzvorrichtung 3 der jeweiligen Zylinder ist ein Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventil mit einer Kraftstoffeinspritzdüse, die den Hochdruckkraftstoff in die Brennkammer des jeweiligen Zylinders einspritzt, einem Elektromagnetaktuator, der eine in der Kraftstoffeinspritzdüse untergebrachte Düsennadel in der Ventilöffnungsrichtung antreibt, und einer Nadelantriebseinrichtung wie zum Beispiel eine Feder oder dergleichen, die die Düsennadel in der Ventilschließrichtung antreibt.
Die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammern der Zylinder der Brennkraftmaschine 1 aus diesen Einspritzvorrichtungen 3 wird durch eine elektrische Leitung und eine Unterbrechung der elektrischen Leitung zu dem Elektromagnetventil elektronisch gesteuert, das als der Elektromagnetaktuator dient, welcher den Kraftstoffdruck in einer Staudrucksteuerkammer in einem Führungskolben steuert, der mit der Düsennadel gekoppelt ist. Insbesondere wird der in der Common-Rail 2 gesammelte Hochdruckkraftstoff zum Zuführen in die Brennkammern der Zylinder der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt, wenn die Elektromagnetventile der Einspritzvorrichtungen 3 in den Zylindern offen sind. Hierbei kehrt austretender Kraftstoff aus den Einspritzvorrichtungen 3 oder ausgelassener Kraftstoff (rückgeführter Kraftstoff) aus der Staudrucksteuerkammer zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems (Kraftstoffbehälter 14) aus einem Kraftstoffrückführungspfad 17 und einem Kraftstoffrückführungspfad 19 zurück.
Die Hochdruckzuführungspumpe 4 weist zwei Pumpensysteme auf, welche Einlasskraftstoff zum Zuführen in die Common-Rail 2 durch das Hochdruckrohr 13 mit Druck beaufschlagen. Ein Einlassmengensteuerventil 5 wird zum Steuern der Einlasskraftstoffmenge verwendet, um die Pumpmenge oder die Pumpenauslassmenge von allen Pumpensystemen zu steuern. Die Hochdruckzuführungspumpe 4 hat eine allgemein bekannte Förderpumpe, nämlich eine Niederdruckzuführungspumpe (nicht gezeigt), einen Nocken (nicht gezeigt), zwei Tauchkolben #1 und #2, zwei Druckkammern, nämlich Tauchkolbenkammern (nicht gezeigt), eine Vielzahl Kraftstoffeinlasspfade (nicht gezeigt) und eine Vielzahl Kraftstoffpumpfade (nicht gezeigt). Die Förderpumpe pumpt Niederdruckkraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 14 durch den Kraftstofffilter 20, wenn sich die Pumpenantriebswelle zusammen mit der Drehung der Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine dreht. Der Nocken wird angetrieben, um die Pumpenantriebswelle zu drehen. Die Tauchkolben #1 und #2 werden durch den Nocken so angetrieben, dass sie sich zwischen der oberen Totpunktposition und der unteren Totpunktposition hin- und herbewegen. Die Druckkammern beaufschlagen Einlasskraftstoff mit Druck, da die Tauchkolben #1 und #2 in den Zylindern hin- und herbewegt werden. Die vielen Kraftstoffeinlasspfade sind zum Einziehen von Niederdruckkraftstoff in die beiden Druckkammern aus der Förderpumpe vorgesehen. Die vielen Kraftstoffpumppfade führen Hochdruckkraftstoff in die Common-Rail 2 durch Hochruckrohre 13a, 13b aus den beiden Druckkammern zu. Die Pumpenelemente (Hochdruckpumpen) bestehen aus den beiden Tauchkolben #1 und #2 sowie den beiden Zylindern.
Zwei Einlassrückschlagventile (nicht gezeigt) sind in den vielen Kraftstoffeinlasspfaden vorgesehen, um die Rückführung von Kraftstoff zu verhindern. Es sind zwei Auslassventile vorhanden, nämlich Hochdruckrückschlagventile (nicht gezeigt), die dann offen sind, wenn der Kraftstoffdruck in den beiden Druckkammern auf einen vorgeschriebenen Wert oder darüber hinaus angestiegen ist. Hierbei bilden die vielen Kraftstoffeinlasspfade, die beiden Einlassrückschlagventile, die beiden Tauchkolben #1 und #2, die vielen Kraftstoffpumppfade und die beiden Auslassventile die Vielzahl Pumpensysteme für die Hochdruckzuführungspumpe 4 gemäß der Erfindung.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, erstreckt sich hinsichtlich der Hochdruckzuführungspumpe 4 eine Einlassperiode, bei der Niederdruckkraftstoff in die Druckkammern eingezogen wird, von jenem Zeitpunkt, wenn die Tauchkolben #1 und #2 von der Position des oberen Totpunktes TDC bewegt werden, bis sie die Position des unteren Totpunktes BDC passieren, was durch eine Pumpperiode gefolgt wird, um Hochdruckkraftstoff zu pumpen, der in den Druckkammern mit Druck beaufschlagt wurde, bei denen die Auslassventile offen sind, nämlich anders gesagt die Periode, bis die Tauchkolben #1 und #2, die den Pumpen (2) und (1) in der 7 entsprechen, zu der Position des oberen Totpunktes TDC zurückkehren. Ein Auslassanschluss ist in der Hochdruckzuführungspumpe 4 vorgesehen, so dass die Kraftstofftemperatur im Inneren nicht auf eine hohe Temperatur ansteigt. Austretender Kraftstoff aus der Hochdruckzuführungspumpe 4 kehrt aus dem Kraftstoffrückführungspfad 18 durch den Kraftstoffrückführungspfad 19 zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems zurück (Kraftstoffbehälter 14).
In einem Kraftstoffpfad (nicht gezeigt), der den Auslass der Förderpumpe mit dem Einlass der Kraftstoffeinlasspfade verbindet, oder in einem Kraftstoffeinlasspfad (nicht gezeigt) von der Förderpumpe zu der Druckkammer ist ein Einlasssteuerventil 5 vorhanden, das den Öffnungsgrad des Kraftstoffpfades oder des Kraftstoffeinlasspfades steuert, um so die Auslassmenge des Kraftstoffs aus der Hochdruckzuführungspumpe 4 zu der Common-Rail 2 zu ändern (die Pumpenauslassmenge oder die Pumpmenge). Das Einlasssteuerventil 5 wird als Reaktion auf eine durch die elektronische Steuereinheit 10 eingespeiste Einlasssteuerventil-Antriebsstromstärke durch die Pumpenantriebsschaltung (Einlasssteuerventil-Antriebsschaltung) elektrisch gesteuert und steuert die Einlassmenge des Kraftstoffes in die Druckkammern der Hochdruckzuführungspumpe 4.
Das Einlasssteuerventil 5 ist ein Elektromagnet-Durchsatzratensteuerventil mit einem Ventil (nicht gezeigt) zum Steuern des Öffnungsgrades des Kraftstoffeinlasspfades, um Kraftstoff von der Förderpumpe zu der Druckkammer zu fördern, einer Solenoidspule (nicht gezeigt) zum Antreiben des Ventils in der Schließrichtung und einer Ventilantriebseinrichtung (nicht gezeigt) wie zum Beispiel eine Feder, die das Ventil in der Öffnungsrichtung antreibt. Insbesondere steuert das Einlasssteuerventil 5 die Pumpmenge des aus den Druckkammern ausgelassenen Hochdruckkraftstoffes in der Hochdruckzuführungspumpe 4 zu der Common-Rail 2 proportional zu der in die Solenoidspule durch die Einlasssteuerventil-Antriebsschaltung eingespeisten Einlasssteuerventil-Antriebsstromstärke. Auf diese Art und Weise ändert das Einlasssteuerventil 5 den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 2, das heißt den Common-Rail-Druck entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck, um Kraftstoff von den Einspritzvorrichtungen 3 in die Zylinder der Brennkraftmaschine 1 einzuspritzen.
Hierbei tritt während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 ein Abgas, das in den Brennkammern der Zylinder verbrannt wurde, durch ein Abgasrohr 22, welches als eine Antriebsquelle für die Turbine eines Turboladers 23 mit variabler Düse dient, und es wird dann durch einen Katalysator (nicht gezeigt) oder einer Muffe (nicht gezeigt) ausgelassen. Der Turbolader 23 mit variabler Düse gemäß der vorstehenden Beschreibung wird auf der Grundlage des Signals von einem Einlassluftdrucksensor 36 und des Signals eines Turbolader-Antriebsbetragssensors 37 gesteuert. Aufgeladene Einlassluft wird in die Zylinder durch ein Einlassrohr 24 eingeführt. Ein Drosselventil 25 ist in dem Einlassrohr 24 vorgesehen, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 25 wird durch einen Linearaktuator 26 gesteuert, der durch ein Antriebssignal von der elektronischen Steuereinheit 10 betrieben wird.
Das Einlassrohr 24 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist mit einem Abgasrückführungspfad 27 verbunden, das rückgeführtes Abgas in das Einlassrohr 24 einführt, das heißt ein Teil des durch das Abgasrohr 22 hindurchtretenden Abgases. An der Verbindungsöffnung zwischen dem Abgasrückführungspfad 27 und dem Einlassrohr 24 ist ein Ventil 7 für rückgeführtes Abgas vorgesehen. Eine Kühlvorrichtung 28 zum Kühlen des rückgeführten Abgases ist in dem Abgasrückführungspfad 27 vorgesehen.
Das Ventil 7 für rückgeführtes Abgas hat ein Ventil 31, ein Linearsolenoid 32 und Ventilantriebseinrichtungen (nicht gezeigt). Das Ventil 31 steuert den Öffnungsgrad des Abgasrückführungspfades 27, um einen Teil des Abgases von der Brennkraftmaschine 1 zu der Einlassseite zurückzuführen. Der Linearsolenoid 32 treibt das Ventil 31 umso mehr in der Öffnungsrichtung an, wenn das aufgebrachte Ventilantriebssignal für rückgeführtes Abgas vergrößert wird. Die Ventilantriebseinrichtung besteht zum Beispiel aus einer Feder und treibt das Ventil 31 in der Ventilschließrichtung an. Das Ventil 7 für rückgeführtes Abgas ist ein Elektromagnetventil für eine Abgasrückführungsvorrichtung, die die Abgasrückführungsmenge des rückgeführten Abgases so steuert, dass sie zu dem Einlassrohr 24 von der Abgasseite der Brennkraftmaschine 1 proportional zu einem Niveau des Ventilantriebssignals für rückgeführtes Abgas zurückkehrt.
Es ist zu beachten, dass die Abgasrückführungsmenge des rückgeführten Abgases auf der Grundlage von Signalen geregelt wird, nämlich ein Einlassmengensensor 33, ein Einlasslufttemperatursensor 34 und ein Ventilhubsensor 35 für rückgeführtes Abgas, so dass die Abgasrückführungsmenge auf ein vorgeschriebenes Niveau gehalten werden kann. Daher wird die in die Zylinder der Brennkraftmaschine 1 eingezogene und durch das Einlassrohr 24 hindurchgetretene Einlassluft mit Abgas von dem Abgasrohr 22 vermengt, wenn der Ventilöffnungsgrad des Ventils 31 in dem Ventil 7 für rückgeführtes Abgas linear derart gesteuert wird, dass die für den jeweiligen Betriebszustand festgelegte Abgasrückführungsmenge zum Reduzieren von Emissionen aufrecht erhalten werden kann.
Die elektronische Steuereinheit 10 ist mit einem allgemein bekannten Mikrocomputer versehen, der eine CPU für Steuerungs- und Betriebsverarbeitungen, eine Speichervorrichtung (Speicher wie zum Beispiel ROM und RAM), der verschiedene Programme und Daten speichert, eine Eingabeschaltung, eine Abgabeschaltung, eine Stromversorgungsschaltung und eine Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung (INJ-Antriebsschaltung: EDU) aufweist. Die Sensorsignale von den verschiedenen Sensoren werden durch einen A/D-Wandler A/D-gewandelt und in den Mikrocomputer eingegeben.
Die elektronische Steuereinheit 10 nimmt eine Drehwinkelsignaleingabe von einer Kurbelwinkelerfassungseinrichtung und einer Nockenwinkelerfassungseinrichtung auf. Die Kurbelwinkelerfassungseinrichtung hat einen Signalrotor 38, mehrere Zähne zur Kurbelwinkelerfassung und einen Kurbelwinkelsensor 41. Der Signalrotor 38 dreht sich entsprechend der Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine 1, und er dreht sich zum Beispiel einmal pro Umdrehung der Kurbelwelle 11. Die Kurbelwinkelerfassungszähne sind an dem Außenumfang des Signalrotors 38 vorgesehen. Der Kurbelwinkelsensor 41 besteht aus einer Elektromagnetaufnahmespule, die einen NE-Signalpuls erzeugt (siehe 2). Wenn sich diese Zähne annähern und voneinander entfernen. Der Kurbelwinkelsensor 41 gibt eine Vielzahl NE-Signalpulse ab, während sich der Signalrotor 38 einmal dreht (während sich die Kurbelwelle 11 einmal dreht). Die elektronische Steuereinheit 10 misst das Zeitintervall des NE-Signalpulses, um die Brennkraftmaschinendrehzahl zu erfassen.
Die Nockenwinkelerfassungseinrichtung hat einen Signalrotor 39, mehrere Zähne zur Nockenwinkelerfassung und einen Nockenwinkelsensor 42. Der Signalrotor 39 ist ein Rotor, der sich einmal dreht, während sich die Nockenwelle 11 zum Beispiel zweimal dreht, und der sich entsprechend dem dynamischen Ventilsystem der Brennkraftmaschine 1 oder der Nockenwelle 29 der Hochdruckzuführungspumpe 4. Viele derartiger Zähne für die Nockenwinkelerfassung sind an dem Außenumfang des Signalrotors 39 vorgesehen. Der Nockenwinkelsensor 42 besteht aus einer Elektromagnetaufnahmespule, die einen Signalpuls erzeugt, wenn sich die Zähne annähern und voneinander entfernen. Der Nockenwinkelsensor 42 gibt eine Vielzahl Signalpulse ab, während sich der Signalrotor 39 einmal dreht, während sich die Nockenwelle 29 einmal dreht.
Die elektronische Steuereinheit 10 nimmt eine Sensorsignaleingabe auf von einem Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgradsensor 43, der misst, in welchem Maß das Beschleunigungspedal niedergedrückt wird, nämlich dessen Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrad, einem Kühlwassertemperatursensor 44, der die Temperatur des Kühlwassers für die Brennkraftmaschine 1 erfasst, einem Kraftstoffdrucksensor, nämlich eine Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung 45, die den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 2 erfasst (der sogenannte Common-Rail-Druck) und dergleichen. Es ist zu beachten, dass die elektronische Steuereinheit 10 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 aufnimmt, der die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs misst (Fahrzeuggeschwindigkeit). Hierbei hat der Kraftstoffrückführungspfad 17 einen Kraftstofftemperatursensor, nämlich eine Kraftstofftemperaturerfassungseinrichtung 47, die die Einspritzvorrichtungsaustrittstemperatur misst, nämlich die Kraftstofftemperatur THF des aus den Einspritzvorrichtungen 3 zu der Niedrigtemperaturseite (Kraftstoffbehälter 14) austretenden Kraftstoffes. Der Kraftstofftemperatursensor 47 ist vorzugsweise so nahe wie möglich an jener Position angeordnet, wo die Kraftstoffrückführungspfade 17 der Einspritzvorrichtungen 3 angeordnet sind, um die Erfassungsgenauigkeit zu erhöhen.
Die elektronische Steuereinheit 10 hat eine Einspritzmengenbestimmungseinrichtung, eine Einspritzzeitbestimmungseinrichtung, eine Einspritzperiodenbestimmungseinrichtung und eine Einspritzvorrichtungsantriebseinrichtung. Die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung berechnet eine Haupteinspritzmenge (Soll-Einspritzmenge Q) auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE, die durch den NE-Signalpuls von dem Kurbelwinkelsensor 41 erfasst wird, und dem Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrad ACCP, der durch den Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgradsensor 43 erfasst wird. Die Einspritzzeitbestimmungseinrichtung berechnet eine Befehlseinspritzzeit TFIN auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge Q. Die Einspritzperiodenbestimmungseinrichtung berechnet eine Einspritzvorrichtungsantriebsperiode (Einspritzbefehlspulslänge, Einspritzbefehlspulsperiode, Einspritzbefehlspulsbreite und Einspritzbefehlspulsperiode TQ) auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge Q und des Kraftstoffdruckes in der Common-Rail 2 (realer Common-Rail-Druck PC), der durch den Kraftstoffdrucksensor 45 erfasst wird. Die Einspritzvorrichtungsantriebseinrichtung bringt eine gepulste Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke (Einspritzbefehlspuls) auf die Elektromagnetventile der Einspritzvorrichtungen 3 der Zylinder durch die INJ-Antriebsschaltung (EDU) auf.
Die elektronische Steuereinheit 10 hat eine Auslassmengensteuereinrichtung (Einlasssteuerventil-Steuereinrichtung), die den optimalen Einspritzdruck auf der Grundlage des Betriebszustands oder des Zustands der Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 1 berechnet, und sie treibt die Solenoidspule des Einlasssteuerventils 5 in der Hochdruckzuführungspumpe 4 durch die Einlasssteuerventil-Antriebsschaltung an. Genauer gesagt berechnet die elektronische Steuereinheit 10 den Soll-Kraftstoffdruck (Soll-Common-Rail-Druck PFIN) auf de Grundlage der Brennkraftmaschinenbetriebsinformationen, und sie stellt das Pumpenantriebssignal (Antriebsstromstärke = Einlasssteuerventil-Durchlasswert oder das Steuerpulssignal) so ein, das auf die Solenoidspule des Einlasssteuerventils 5 in der Hochdruckzuführungspumpe 4 aufzubringen ist, dass der Soll-Common-Rail-Druck PFIN erreicht wird, so dass die Pumpmenge des aus der Hochdruckzuführungspumpe 4 ausgelassenen Kraftstoffes (Pumpenauslassmenge oder Pumpmenge) gesteuert wird.
Insbesondere wird das Pumpenantriebssignal zu dem Einlasssteuerventil 5 in der Hochdruckzuführungspumpe 4 durch eine PID-Regelung (Proportional-, Integral- und Differentialregelung) so geregelt, dass der reale Common-Rail-Druck NPC ungefähr gleich dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN ist, der auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge Q festgelegt wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge noch genauer zu steuern.
Es ist zu beachten, dass das Pumpenantriebssignal (Antriebsstromstärke = Einlasssteuerventil-Durchlassswert oder Steuerpulssignal) zu dem Einlasssteuerventil 5 in der Hochdruckzuführungspumpe 4 vorzugsweise durch eine Pulsdauersteuerung gesteuert wird. Insbesondere wird gemäß der Steuerung das Ein/Aus-Verhältnis pro Zeiteinheit für das Steuerpulssignal (Durchlasszeitverhältnis/Pulsdauerfaktor) auf der Grundlage der Druckabweichung ∆P zwischen dem realen Common-Rail-Druck NPC und dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN so eingestellt, dass der Ventilöffnungsgrad des Einlasssteuerventils 5 in der Hochdruckzuführungspumpe 4 geändert wird. Auf diese Art und Weise kann eine hochgenaue digitale Steuerung erreicht werden.
[Steuerverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel]
Nun wird ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Anormalität oder eines Fehlers in der Hochdruckzuführungspumpe 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel zusammen mit den 1 bis 9 kurz beschrieben. Die 3 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Diagnostizieren einer Pumpenauslassmengenanormalität.
Die Hauptroutine gemäß der 3 wird in jeder vorgeschriebenen Betriebszeitgebung durchgeführt, nachdem ein Zündschalter eingeschaltet wurde (IG: EIN). Wie dies in dem Zeitdiagramm in der 7 gezeigt ist, ist die Nockenspitze gemäß dem Ausführungsbeispiel bei dem BTDC 108° Kurbelwinkel CA beim Zylinder #1 und bei BTDC 108°CA bei dem Zylinder #4, und daher wird die Betriebszeitgebung bei dem „BTDC 108°CA“ als der nächste Unterbrechungswinkel festgelegt.
Zu Beginn wird der durch den Kraftstoffdrucksensor 45 erfasste reale Common-Rail-Druck NPC erhalten (Schritt S1). Dann wird die Common-Rail-Druckänderung ∆P vor und nach einer Pumpperiode berechnet, in der zumindest ein System aus der Vielzahl der Pumpensysteme Kraftstoff pumpt. Insbesondere wird die Common-Rail-Druckänderung ∆P bei 360°CA berechnet (Schritt S2). Insbesondere wird die Druckdifferenz zwischen dem vorherigen realen Common-Rail-Druck PCi-1 360°CA davor und dem gegenwärtigen realen Common-Rail-Druck PCi 360°CA danach erhalten.
Eine Diagnosezulässigkeitsbedingung wird unter Verwendung einer Bestimmungsroutine der Diagnosezulässigkeitsbedingung gemäß der 4 (Schritt S3) bestimmt. Dann wird bestimmt, ob die Diagnosezulässigkeitsmarke gesetzt ist (XCND = 1) oder nicht (Schritt S4). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, oder anders gesagt falls XCND = 0 gilt, dann wird die Verarbeitung nach dem Schritt S5 in der Hauptroutine gemäß der 3 nicht durchgeführt, und die Diagnose der Pumpenauslassmengenanormalität endet.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S4 JA lautet, oder anders gesagt falls XCND=1 gilt, dann wird die Gesamtauslassmenge des Kraftstoffes aus der Vielzahl der Einspritzvorrichtungen 3 während der Pumpperiode berechnet, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt. Anders gesagt wird die Gesamtauslassmenge bei 360°CA berechnet (Schritt S5). Insbesondere werden die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge QINJ bei 360°CA, die Gesamteinspritzvorrichtungszwischenraumaustrittsmenge bei 360°CA (statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QSL) und die Gesamteinspritzvorrichtungsschaltaustrittsmenge bei 360°CA (dynamische Einspritzvorrichtungsaustrittsenge QDL) addiert, um die Gesamtauslassmenge bei 360°CA zu erzeugen.
Hierbei kann die statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QSL unter Verwendung einer Abbildung oder einer Operationsformel auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE, des realen Common-Rail-Drucks NPC und der Einspritzvorrichtungsaustrittstemperatur (Kraftstofftemperatur THF) berechnet werden. Hinsichtlich der Abbildung wird die Beziehung zwischen der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und des realen Common-Rail-Drucks NPC sowie der Hauptwert QSLBASE für die statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge durch Experimente im voraus erhalten. Dann wird die auf der Grundlage der Beziehung erzeugte charakteristische Abbildung (zweidimensionale Abbildung) zum Berechnen des Hauptwertes QSLBASE für die statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge verwendet.
Dann wird unter Verwendung einer charakteristischen Abbildung (eindimensionale Abbildung), die auf der Grundlage der aus Experimenten im voraus erhaltenen Beziehung zwischen der durch den Kraftstofftemperatursensor 47 erfassten Kraftstofftemperatur THF und eines Kraftstofftemperaturkorrekturkoeffizienten α erzeugt wird, der Kraftstofftemperaturkorrekturkoeffizient α berechnet. Dann wir der Hauptwert für die statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QLSBASE mit dem Kraftstofftemperaturkorrekturkoeffizienten α multipliziert, um die statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QSL zu berechnen (Berechnungseinrichtung einer statischen Austrittsmenge).
Die dynamische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QDL wird unter Verwendung einer charakteristischen Abbildung (zweidimensionale Abbildung) oder einer Operationsformel berechnet, die auf der Grundlage der durch Experimente im voraus erhaltenen Beziehung zwischen der Einspritzbefehlspulslänge TQ, dem realen Common-Rail-Druck NPC und der dynamischen Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QDL erzeugt wird (Berechnungseinrichtung einer dynamischen Austrittsmenge). Wie dies in der 7 gezeigt ist, gleicht sich die Kraftstoffeinspritzmenge QINJ bei 360°CA der Soll-Einspritzmenge Q × 2 an, da Kraftstoff in die Zylinder #1 und #3 oder #4 und #2 bei 360°CA eingespritzt wird. An Stelle der Soll-Einspritzmenge Q × 2 kann die Befehlseinspritzmenge QFIN × 2 verwendet werden, die durch Addieren einer Einspritzkorrekturmenge hinsichtlich der Kühlwassertemperatur THW oder der Kraftstofftemperatur THF zu der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge oder der Haupteinspritzmenge erzeugt wird.
Nun wird ein Betrag entsprechend der Common-Rail-Druckänderung berechnet. Die Common-Rail-Druckänderung ∆P bei 360°CA wird mit einem Gesamtvolumen V des Hochdruckkraftstoffabschnittes multipliziert, und dann wird das Ergebnis durch ein Kompressionsmodul E dividiert. Der resultierende Wert ist der Betrag entsprechend der Common-Rail-Druckänderung (das zum Anheben des Drucks des Hochdruckkraftstoffabschnitts erforderliche Volumen durch ∆P: ∆V)(Schritt S6). Hierbei kann das Kompressionsmodul E unter Verwendung der folgenden Operationsgleichung (1) oder einer Abbildung auf der Grundlage des realen Common-Rail-Druckes NPC und der Kraftstofftemperatur (Einspritzvorrichtungsaustrittstemperatur oder Pumpenüberströmtemperatur oder Hochdruckzuführungspumpeneingangstemperatur: THF) vorgesehen werden. ∆V = (∆P × V)/E (1)
Wobei V das Gesamtvolumen des Hochdruckkraftstoffabschnitts einschließlich der Common-Rail-2 darstellt, und E den Kompressionsmodul des Kraftstoffes darstellt.
Dann wird die Pumpenauslassmenge bei 360°CA berechnet (die Pumpmenge durch eines der Pumpensysteme). Die Pumpenauslassmenge (die Pumpmenge durch eines der Pumpensysteme QP) bei 360°CA ist jener Wert, der durch Subtrahieren des Betrags ∆V entsprechend der Common-Rail-Druckänderung von der Gesamtauslassmenge gemäß den folgenden Operationsgleichungen (2) und (3) erzeugt wird (Schritt S7). Dann wird eine Pumpenauslassmengenanormalität gemäß der Subroutine der 5 und 6 diagnostiziert (Schritt S10). Dann wird gemäß der Subroutine der 9 eine Verarbeitung bei einer Erfassung einer Anormalität durchgeführt (Schritt S11). Gesamtauslassmenge = (QSL × 4) + (QDL × 2) + (QINJ × 2) (2) QP = Gesamtauslassmenge – ∆V (3)
Die 4 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen des Schrittes S3 in der Hauptroutine gemäß der 3, welche die Einzelheiten der Bestimmung der Diagnosezulässigkeitesbedingung zeigt. Es ist zu beachten, dass die Routine gemäß der 4 der Bestimmung der Diagnosezulässigkeitsbedingung jeweils in einer vorgeschriebenen Steuerungszeitgebung (wie zum Beispiel 100ms) durchgeführt wird, nachdem der Zündschalter eingeschaltet wurde (IG: EIN).
Es wird bestimmt, ob die Differenz des Soll-Common-Rail-Druckes PFIN zwischen dem vorherigen Mal und dem gegenwärtigen Mal klein ist oder nicht (Schritt S13). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, dann wird bestimmt, dass die Brennkraftmaschine 1 in einem Beschleunigungszustand oder einem Verzögerungszustand betrieben wird, und der Diagnosezulässigkeitszähler CCND wird zurückgesetzt (Schritt S14). Dann wird die Diagnosezulässigkeitsmarke XCND gelöscht (Schritt S15). Dann verlässt die Steuerung die in der 4 gezeigte Routine, das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S4 in der 3 lautet NEIN, und die Diagnose der Pumpenauslassmengenanormalität wird beendet.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S13 JA lautet, dann wird bestimmt, ob die Differenz der Soll-Einspritzmenge Q zwischen dem vorherigen Mal und dem gegenwärtigen Mal klein ist oder nicht (Schritt S16). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, dann wird bestimmt, dass die Brennkraftmaschine 1 in einem Beschleunigungszustand oder einem Verzögerungszustand betrieben wird, und die Steuerung schreitet zu der Verarbeitung bei dem Schritt S14 weiter.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S16 JA lautet, dann wird bestimmt, dass die Brennkraftmaschine 1 in einem stationären Zustand betrieben wird, und der Diagnosezulässigkeitszähler CCND wird inkrementiert (Schritt S17). Dann wird bestimmt, ob der stationäre Zustand der Brennkraftmaschine 1 während einer vorgeschriebenen Dauer fortgesetzt wurde. Genauer gesagt wird bestimmt, ob CCND größer ist als der vorgeschriebene Wert oder nicht (Schritt S18). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, dann schreitet die Steuerung zu der Verarbeitung bei dem Schritt S15 weiter.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S18 JA lautet, dann wird bestimmt, dass der stationäre Zustand der Brennkraftmaschine 1 während der vorgeschriebenen Dauer fortgesetzt wurde, und die Diagnosezulässigkeitsmarke XCND wird gesetzt (Schritt S19). Dann verlässt die Steuerung die in der 4 gezeigte Routine, die Bestimmungsergebnisverarbeitung bei dem Schritt S4 in der 3 wird als JA bestimmt, und die Diagnose der Pumpenauslassmengenanormalität wird fortgesetzt.
Die 5 und 6 zeigen im Einzelnen die Diagnose der Pumpenauslassmengenanormalität bei dem Schritt S10 in der Hauptroutine gemäß der 3. Es ist zu beachten, dass die Diagnoseroutine der Pumpenauslassmengenanormalität gemäß den 5 und 6 jeweils in einer vorgeschriebenen Steuerungszeitgebung (zum Beispiel 360°CA) durchgeführt wird, nachdem der Zündschalter eingeschaltet wurde (IG: EIN).
Danach wird der Pumpensystemzähler inkrementiert (Schritt S21). Dann wird bestimmt, ob der Pumpenzähler größer ist als die Anzahl der Pumpensysteme oder nicht (Schritt S22). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, dann schreitet die Steuerung zu der Verarbeitung bei dem Schritt S24 weiter.
Wenn das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S22 JA lautet, dann wird der Pumpensystemzähler auf 1 gesetzt (Schritt S23). Dann wird ein Bestimmungswert (Stimmungsschwellwert) für eine Pumpmenge pro Kraftstoffpumpensystem berechnet, wenn die Hochdruckzuführungspumpe 4 in einem normalen Zustand ist (Schritt S24). Dann wird bestimmt, ob die Pumpenauslassmenge für 360°CA, die von zumindest einem Pumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 ausgelassen wird, größer ist als der Bestimmungswert plus α oder nicht (Schritt S25). Falls das Bestimmungsergebnis JA lautet, dann wird bestimmt, dass ausschließlich ein bestimmtes Pumpensystem einen übermäßigen Pumpenfehler aufweist, und KAJO (Übermaßzähler) wird auf 1 gesetzt (Schritt S26). Dann schreitet die Steuerung zu der Verarbeitung bei dem Schritt S28 weiter.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S25 NEIN lautet, dann wird bestimmt, dass kein Pumpensystem eine übermäßige Pumpwirkung aufweist, und KAJO (Übermaßzähler) wird auf 0 zurückgesetzt (Schritt S27). Dann wird bestimmt, ob die Pumpenauslassmenge bei 360°CA von zumindest einem Pumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 größer ist als der Bestimmungswert minus α oder nicht (Schritt S28). Falls das Bestimmungsergebnis JA lautet, dann wird t_HUSOKU (vorläufiger Mangelzähler) auf 1 gesetzt (Schritt S29). Dann schreitet die Steuerung zu der Bestimmungsverarbeitung bei dem Schritt S31 weiter.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S28 NEIN lautet, dann wird t_HUSOKU (vorläufiger Mangelzähler) auf 0 zurückgesetzt (Schritt S30). Dann wird bestimmt, ob der Pumpensystemzähler auf 1 gesetzt ist oder nicht (Schritt S31). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, dann verlässt die Steuerung die Routine gemäß den 5 und 6.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S31 JA lautet, dann wird bestimmt, ob bei allen Pumpensystemen t_HUSOKU (vorläufiger Mangelzähler) auf 1 gesetzt ist oder nicht (Schritt S32). Falls das Bestimmungsergebnis JA lautet, dann wird bestimmt, dass die Pumpenauslassmenge bei 360°CA bei allen Pumpensystemen unzureichend ist, und HUSOKU (Mangelzähler) wird auf 0 zurückgesetzt (Schritt S33), um jenen Fall aus der Fehlerdiagnose wie zum Beispiel einen Kraftstoffknappheitszustand auszuschließen. Die Steuerung verlässt dann die Routine gemäß den 5 und 6.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S32 NEIN lautet, dann wird bestimmt, dass ausschließlich ein bestimmtes System von den Pumpensystemen einen Pumpenfehler aufweist, und HUSOKU (Mangelzähler) wird auf 1 gesetzt (Schritt S34). Die Steuerung verlässt dann die Routine gemäß den 5 und 6.
Die 7 zeigt ein Zeitdiagramm des Kurbelwinkels, des Kraftstoffauslassverhältnisses, der Druckwellenform in einem normalen Zustand, des Kraftstoffauslassverhältnisses und der Wellenform, wobei ein Pumpensystem einen Fehler aufweist. Es wird angenommen, dass zwei Pumpensysteme wie bei dem Ausführungsbeispiel vorhanden sind, und dass die Pumpenauslassmenge oder die Pumpmenge bei allen Pumpensystemen unter Verwendung von einem Einlasssteuerventil 5 eingestellt wird. Wie dies in der 7 gezeigt ist, arbeitet eines der Pumpensysteme normal, und das andere kann nicht korrekt pumpen, da eine anormale Verstopfung des Kraftstoffpumppfades oder des Auslassventils (Hochdruckrückschlagventil) vorhanden ist, die durch einen Fremdkörper oder einer Anormalität einer vollständigen Öffnung hervorgerufen wird, was durch darin eingetretene Fremdkörper hervorgerufen wird. Es kann ein anormales Verstopfen des Kraftstoffeinlasspfades in dem Pumpensystem oder ein verstopfendes Einlassrückschlagventil durch Fremdkörper oder eine Anormalität einer vollständigen Öffnung auftreten, die durch darin eingefangene Fremdkörper hervorgerufen wird.
Hierbei zeigt die 8A einen Auslassfehler (Pumpenfehler), wenn zwei Pumpensysteme vorhanden sind. Es ist zu beachten, dass ein normales Pumpensystem in dem Zustand einer übermäßigen Pumpwirkung ist, da der Common-Rail-Druck so geregelt wird, dass die Pumpenauslassmenge oder die Pumpmenge bei 360°CA bei dem normalen Pumpensystem ansteigt, um den Auslassfehler (Pumpenfehler) des anormalen Pumpensystems auszugleichen. Die 8B zeigt den Fehler einer übermäßigen Pumpwirkung, wenn zwei Pumpensysteme vorhanden sind und die Druckauslassmenge oder die Pumpmenge bei allen Pumpensystemen durch ein einziges Einlasssteuerventil 5 eingestellt wird. In diesem Fall haben alle Pumpensysteme den Fehler einer übermäßigen Pumpwirkung gleichzeitig. Die 8C zeigt zwei Pumpensysteme, und wenn die Pumpenauslassmenge oder die Pumpmenge bei einem der Pumpensysteme mit einem Elektromagnetventil eingestellt wird, dann hat ausschließlich ein bestimmtes Pumpensystem den Fehler einer übermäßigen Pumpwirkung.
Die 9 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten der Verarbeitung bei einer Erfassung einer Anormalität bei dem Schritt S11 in der Hauptroutine gemäß der 3. Die Verarbeitung bei einer Erfassung einer Anormalität wird jeweils in einer vorgeschriebenen Steuerungszeitgebung (wie zum Beispiel 180°CA) durchgeführt, nachdem der Zündschalter eingeschaltet wurde (IG: EIN)(im Falle von vier Zylindern).
Die Brennkraftmaschinendrehzahl NE wird berechnet (Schritt S41). Dann wird der Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrad ACCP erhalten (Schritt S42). Dann wird bestimmt, ob zumindest eines der Pumpensysteme eine Anormalität oder einen Fehler wie zum Beispiel einen Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung aufweist oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob zumindest KAJO (Übermaßzähler) in der Subroutine gemäß der 5, HUSOKU (Mangelzähler) bei der Subroutine gemäß der 6 gemäß der vorstehenden Beschreibung oder PFAIL (endgültiger Fehlerzähler) bei der Subroutine gemäß der 11 (welche beschrieben wird) auf "1" gesetzt ist oder nicht (Schritt S43). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, dann werden die Brennkraftmaschinendrehzahl NE der Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrad ACCP und eine charakteristische Abbildung, welche auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten im Voraus erzeugt wurde, zum Berechnen der Soll-Einspritzmenge Q verwendet (Schritt S44).
Nun wird eine Einspritzmengensteuerung für die Einspritzvorrichtungen 3 durchgeführt. Insbesondere wird die Befehlseinspritzzeit TFIN auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge Q berechnet. Dann wird eine Befehlseinspritzperiode (Einspritzvorrichtungsantriebszeit, die Länge eines Einspritzbefehlspulses: TQ) auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge Q und des realen Common-Rail-Druckes NPC berechnet. Dann wird eine gepulste Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke (INJ-Einspritzbefehlspuls) auf das Elektromagnetventil der Einspritzvorrichtung 3 bei jedem Zylinder durch die INJ-Antriebsschaltung EDU aufgebracht (Schritt S45). Dann verlässt die Steuerung die in der 9 gezeigte Routine.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S43 JA lautet, dann wird der Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrad ACCP auf einen oberen Grenzwert (wie zum Beispiel 10%) oder weniger begrenzt (Schritt S46). Unter Verwendung der Brennkraftmaschinendrehzahl NE, des Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrads ACCP und einer charakteristischen Abbildung, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten im Voraus erzeugt wurde, wird die Soll-Einspritzmenge Q berechnet (Schritt S47). Dann wird die Soll-Einspritzmenge Q auf einen oberen Grenzwert (wie zum Beispiel 15mm³/Hub) oder weniger begrenzt (Schritt S48). Dann wird die Einspritzmengensteuerung bei dem Schritt S45 mittels der Einspritzvorrichtungen 3 durchgeführt.
[Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels]
Wie dies bereits beschrieben wurde, wird bei einer Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, das einen Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem Pumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 für das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem erfasst, die Pumpmenge in einer Pumpperiode berechnet, in der zumindest eines der Systeme aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt, und anders gesagt die Pumpenauslassmenge bei 360°CA bei jedem System aus der Vielzahl Pumpensysteme. Die berechnete Pumpenauslassmenge bei 360°CA für jedes der Pumpensysteme wird mit einem Bestimmungswert verglichen, der auf der Grundlage der Pumpmenge durch ein Pumpensystem in einem normalen Zustand in der Hochdruckzuführungspumpe 4 vorgesehen ist, und es wird bestimmt, ob eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme vorhanden ist oder nicht.
Falls die Pumpenauslassmenge bei 360°CA bei ausschließlich zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe 4, oder anders gesagt die Menge bei ausschließlich einem bestimmten Pumpensystem kleiner ist als der Bestimmungswert (oder Bestimmungswert –α), wie dies in der 8A gezeigt ist, dann kann genau diagnostiziert werden, dass das Pumpensystem einen Pumpenfehler aufweist. Wenn ausschließlich die Pumpenauslassmenge bei 360°CA bei zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe 4, oder anders gesagt wenn die Menge bei ausschließlich einem bestimmten Pumpensystem größer ist als der Bestimmungswert (oder der Bestimmungswert +α), dann kann mit höherer Genauigkeit diagnostiziert werden, dass das Pumpensystem einen Fehler einer übermäßigen Pumpwirkung aufweist, wie dies in den 8B und 8C gezeigt ist.
Auf diese Art und Weise kann ohne die Durchführung eines speziellen Vorgangs zum Erfassen einer Anormalität oder eines Fehlers eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel eine übermäßige Pumpwirkung oder ein Pumpenfehler für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe 4 akkurat und präzise diagnostiziert werden. Daher kann verhindert werden, dass sich der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 2 (Common-Rail-Druck) absenkt. Auf diese Art und Weise kann bei einer Diagnose einer Anormalität oder eines Fehlers wie zum Beispiel eine übermäßige Pumpwirkung oder ein Pumpenfehler eine instabile Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine 1 oder das Stoppen der Brennkraftmaschine 1 verhindert werden. Andernfalls könnte diese Situation eintreten, wenn zum Beispiel die Einspritzvorrichtungen 3 keinen Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine 1 einspritzen können oder wenn die Kraftstoffmenge zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1 nicht ausreichend eingespritzt werden kann, da ein zu großer Abfall des Common-Rail-Druckes vorhanden ist. Um hierbei zwischen Pumpenfehlern zu unterscheiden, die durch einen Pumpenfehler in der Hochdruckzuführungspumpe 4 und durch einen Kraftstoffknappheitszustand hervorgerufen werden, wird die Pumpenauslassmenge bei 360°CA für jedes Pumpensystem der Hochdruckzuführungspumpe 4 berechnet, und falls die Pumpenauslassmenge nicht ausreichend in allen Pumpensystemen vorhanden ist, dann wird der Fehler als ein Kraftstoffknappheitsfehler diagnostiziert und nicht als ein Pumpenfehler.
Wenn bestimmt wird, dass eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem System der Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe 4 vorhanden ist, dann wird die Verarbeitung bei der Erfassung einer Anormalität gemäß der 9 durchgeführt, sodass der Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrad ACCP auf einen vorgeschriebenen Wert (wie zum Beispiel 10%) oder weniger begrenzt wird, die Soll-Einspritzmenge Q auf einen vorgeschriebenen Wert wie zum Beispiel 15mm³/Hub oder weniger begrenzt wird und dass die Brennkraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Common-Rail-Druck PFIN auf vorgeschriebene Werte oder weniger begrenzt werden kann. Auf diese Art und Weise kann eine große Last auf das normale Pumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 abgebaut werden, sodass eine Reibung oder ein Verschleiß eines Stößels zwischen dem Tauchkolben und den Nocken bei dem normalen Pumpensystem verhindert werden kann.
Es ist zu beachten, dass aus Experimenten herausgefunden wurde, dass zum Verhindern einer Stößelreibung oder -verschleißes der Soll-Common-Rail-Druck PFIN auf einen vorgeschriebenen Wert oder weniger begrenzt werden sollte, um einen Kontaktdruck zu reduzieren, und dass die Kraftstoffeinspritzmenge (Soll-Einspritzmenge Q) und die Brennkraftmaschinendrehzahl NE auf einen vorgeschriebenen Wert oder weniger begrenzt werden sollten, um die Pumpendrehzahl zu reduzieren, nämlich die U/min der Hochdruckzuführungspumpe 4. Daher müssen die zu begrenzenden Größen den Soll-Common-Rail-Druck PFIN und vorzugsweise des Weiteren zumindest die Kraftstoffeinspritzmenge (Soll-Einspritzmenge Q) oder die Brennkraftmaschinendrehzahl NE beinhalten.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Die 10 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Diagnostizieren einer Pumpenauslassmengenanormalität gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist zu beachten, dass die Steuerungsverarbeitungen gleich denen der Hauptroutine in der 3 sind, und sie werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, sodass deren Beschreibung nachfolgend nicht wiederholt wird.
Falls das Bestimmungsergebnis S4 JA lautet oder anders gesagt falls XCND = 1 gilt, dann wird eine Änderung des Common-Rail-Druckes bei 360°CA berechnet. Der Betrag entspricht der Gesamtmenge des aus der Vielzahl Einspritzvorrichtungen 3 in einer Pumpperiode ausgelassenen Kraftstoffs, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff zuführt. Bei der Berechnung wird der durch Multiplizieren der Gesamtauslassmenge mit einem Kompressionsmodul E erzeugte Wert durch ein Gesamtvolumen V von einem Hochdruckkraftstoffabschnitt dividiert. Der resultierende Wert ist eine Änderung des Common-Rail-Druckes bei 360° CA entsprechend der Gesamtauslassmenge (Schritt S8). Dann wird die Common-Rail-Druckänderung entsprechend der Pumpenauslassmenge bei 360° CA berechnet. Bei der Berechnung ist jener Wert, der durch Subtrahieren der Common-Rail-Druckänderung bei 360° CA von der Druckänderung entsprechend der Gesamtauslassmenge erzeugt wird, die Druckänderung bei 360° CA, die der Pumpenauslassmenge bei 360° CA entspricht (Schritt S9).
Dann wird bei einem Schritt S10 die Druckänderung bei 360° CA entsprechend der Pumpenauslassmenge bei 360° CA mit dem Bestimmungswert verglichen, der auf der Grundlage der Pumpmenge pro Kraftstoffpumpsystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 in einem normalen Zustand berechnet wird. Falls ausschließlich ein bestimmtes System der Pumpensysteme eine übermäßige oder unzureichende Pumpmenge aufweist, dann wird eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel eine übermäßige Pumpwirkung und ein Pumpenfehler bei dem bestimmten Pumpensystem erfasst. Es ist zu beachten, dass ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel jener Fall wie zum Beispiel ein Kraftstoffknappheitszustand ausgeschlossen wird, falls die Pumpmenge bei 360° CA bei allen Pumpensystemen unzureichend ist.
Hierbei kann hinsichtlich des Fehlers einer übermäßigen Pumpwirkung bei einer Hochdruckzuführungspumpe 4, die die Pumpenauslassmenge unter Verwendung eines einzigen Elektromagnetventils für jedes Pumpensystem steuert, die übermäßige Pumpmenge bei 360° CA ausschließlich bei dem bestimmten Pumpensystem dadurch erfasst werden, dass zumindest eines der Elektromagnetventile fixiert wird, um die Pumpmenge für jedes System der Pumpensysteme einzustellen. Falls die Hochdruckzuführungspumpe 4 die Pumpmenge bei allen Pumpensystemen mit einem einzigen Einlasssteuerventil 5 steuert, dann kann wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fehler einer übermäßigen Pumpwirkung bei allen Pumpensystemen auftreten, indem das eine Einlasssteuerventil 5 zum Einstellen der Pumpmenge bei allen Pumpensystemen fixiert wird. Falls die Pumpmenge bei 360° CA bei allen Pumpensystemen übermäßig ist, wird daher der Übermaßzustand (Fehler aus einer übermäßigen Pumpwirkung) bei allen Pumpensystemen erfasst.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Die 11 und 12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 11 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten der Diagnose der Pumpenauslassmengenanormalität bei dem Schritt S10 in der Hauptroutine gemäß 3. Der Absolutwert der Differenz zwischen der vorherigen Pumpenauslassmenge und der gegenwärtigen Pumpenauslassmenge wird berechnet. Insbesondere wird der Absolutwert der Differenz zwischen der Pumpenauslassmenge bei 360° CA bei dem bestimmten Pumpensystem 360° CA davor und der Pumpenauslassmenge bei 360° CA des bestimmten Pumpensystems 360° CA danach berechnet. Alternativ wird der Absolutwert der Differenz der Pumpenauslassmenge bei 360° CA zwischen der Pumpe (1) und der Pumpe (2) berechnet, wenn der Absolutwert der Pumpe (2) in der 7 berechnet wird (Schritt S51).
Dann wird ein Bestimmungswert auf der Grundlage der Pumpmenge pro Kraftstoffpumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 in einem normalen Zustand berechnet (Schritt S52). Dann wird bestimmt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen der vorherigen und der gegenwärtigen Pumpenauslassmenge größer ist als der Bestimmungswert oder nicht (Schritt S53). Falls das Bestimmungsergebnis JA lautet, dann wird der Fehlerüberwachungszähler CFAIL inkrementiert (Schritt S54). Dann schreitet die Steuerung zu der Bestimmungsverarbeitung bei dem Schritt S56 weiter.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S53 NEIN lautet, dann wird der Fehlerüberwachungszähler CFAIL dekrementiert (Schritt S55). Dann wird bestimmt, ob der Fehlerüberwachungszähler CFAIL größer ist als ein vorgeschriebener Wert oder nicht (Schritt S56). Falls das Bestimmungsergebnis JA lautet, dann wird bestimmt, dass ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei einem bestimmten Pumpensystem vorhanden ist, und der endgültige Fehlerzähler PFAIL wird auf 1 gesetzt (Schritt S57). Dann verlässt die Steuerung die in 11 gezeigte Routine.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S56 NEIN lautet, dann wird bestimmt, dass kein Pumpenfehler oder keine übermäßige Pumpwirkung bei einem bestimmten Pumpensystem vorhanden ist, und der endgültige Fehlerzähler PFAIL wird auf 0 zurückgesetzt (Schritt S58). Dann verlässt die Steuerung die in 11 gezeigte Routine.
Die Diagnose der Pumpenauslassmengenanormalität gemäß dem Ausführungsbeispiel wird auf der Grundlage der 12A und 12B kurz beschrieben. Wie dies aus der grafischen Darstellung in der 12A ersichtlich ist, wird der Common-Rail-Druck derart geregelt, dass die Auslassmenge in dem normalen Pumpensystem erhöht wird, um den Auslassfehler bei dem anormalen Pumpensystem auszugleichen, wenn ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei einem bestimmten Pumpensystem vorhanden ist und die Hochdruckzuführungspumpe 4 zwei Pumpensysteme wie bei dem Ausführungsbeispiel aufweist.
Die Pumpmenge wird für jedes System der Pumpensysteme berechnet, und der Absolutwert der Differenz zwischen der vorherigen und der gegenwärtigen Pumpmenge wird zum diagnostizieren von Fehlern bei dem beschriebenen Verfahren verwendet. Wie dies in der 12B gezeigt ist, liegt gemäß dem Verfahren der Absolutwert der Differenz zwischen der vorherigen und der gegenwärtigen Pumpmenge jenseits des Bestimmungswerts, und daher kann bestimmt werden, dass ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung in einem bestimmten Pumpensystem vorhanden ist, was als eine Anormalität oder ein Fehler diagnostiziert werden kann.
Wenn alle Pumpensysteme eine übermäßige Pumpwirkung aufweisen, dann kann der Fehler durch das Verfahren zum diagnostizieren von Fehlern unter Verwendung des Absolutwertes der Differenz zwischen der vorherigen und der gegenwärtigen Pumpemenge nicht erfasst werden. Ein Pumpenfehler bei allen Pumpensystemen kann durch einen Kraftstoffknappheitszustand bewirkt werden, aber dieser Zustand wird nicht als eine Anormalität oder ein Fehler durch dieses Diagnoseverfahren diagnostiziert. Insbesondere ist bei einem Kraftstoffknappheitszustand die Pumpmenge bei allen Pumpensystemen unzureichend, und es ist keine Differenz zwischen der vorherigen und der gegenwärtigen Pumpmenge vorhanden, auf der Grundlage deren der Pumpenfehler unterschieden werden kann, der durch einen Kraftstoffknappheitszustand bewirkt wird. Unter Verwendung des Absolutwertes der Differenz zwischen der vorherigen und der gegenwärtigen Pumpmenge können Fehler zwischen Berechnungsmodellen für die statische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge und die dynamische Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge und realen Größen (Variation, Modellidentifikationsfehler) beseitigt werden, so dass Anormalitäten oder Fehler wie z.B. ein Pumpenfehler und eine übermäßige Pumpwirkung noch genauer diagnostiziert werden können.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
Die 13 zeigt eine Steuerlogik gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Logik wird zum Berechnen des Bestimmungswerts bei dem Schritt S24 in der Subroutine gemäß der 5 oder bei dem Schritt S52 bei der Subroutine gemäß de 11 verwendet.
Die elektronische Steuereinheit 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel hat eine Einspritzmengenbestimmungseinrichtung, eine Hauptbestimmungswertbestimmungseinrichtung 101, eine Korrekturkoeffizientenbestimmungseinrichtung 102 und eine Bestimmungswertbestimmungseinrichtung. Die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung bewirkt eine Soll-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und des Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrades ACCP. Die Hauptbestimmungswertbestimmungseinrichtung bewirkt einen Hauptbestimmungswert auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge Q, die durch die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung festgelegt wird, eines realen Common-Rail-Druckes NPC, der durch den Kraftstoffdrucksensor 45 erfasst wird, und einer charakteristischen Abbildung, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten im voraus erzeugt wurde. Die Korrekturkoeffizientenbestimmungseinrichtung bewirkt einen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE, eines Korrekturkoeffizienten und einer charakteristischen Abbildung, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten erfolgt wurde. Die Bestimmungswertbestimmungseinrichtung berechnet einen Bestimmungswert durch Multiplizieren des Hauptbestimmungswertes, der durch die Hauptbestimmungswertbestimmungseinrichtung 101 festgelegt wird, mit dem Korrekturkoeffizienten, der durch die Korrekturkoeffizientenbestimmungseinrichtung 102 festgelegt wird.
Auf diese Art und Weise kann der vorbestimmte Bestimmungswert unter Verwendung von zumindest dem Soll-Einspritzwert Q, des realen Common-Rail-Druckes NPC und der Brennkraftmaschinendrehzahl NE vorgesehen werden. Der vorbestimmte Bestimmungswert kann auf der Grundlage der Pumpmenge bei 360° CA pro Kraftstoffpumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 in einem normalen Zustand vorgesehen werden. Die Pumpmenge bei 360° CA pro Kraftstoffpumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 in einem normalen Zustand kann durch einen Korrekturkoeffizienten korrigiert werden, der zumindest auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge Q, des realen Common-Rail-Druckes NPC oder der Brennkraftmaschinendrehzahl NE vorgesehen wird.
[Fünftes Ausführungsbeispiel]
Die 14 zeigt eine Steuerlogik gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Logik wird zum Berechnen des Bestimmungswerts bei dem Schritt S24 in der Subroutine gemäß der 5 oder bei dem Schritt S52 in der Subroutine gemäß der 11 verwendet.
Die elektronische Steuereinheit 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel hat eine Einspritzmengenbestimmungseinrichtung, eine Soll-Common-Rail-Druckbestimmungseinrichtung, eine Hauptbestimmungswertbestimmungseinrichtung 101, eine Korrekturkoeffizientenbestimmungseinrichtung 102, eine Versatzwertbestimmungseinrichtung 103 und eine Bestimmungswertbestimmungseinrichtung. Die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung bewirkt eine Soll-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und des Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrades ACCP. Die Soll-Common-Rail-Druckbestimmungseinrichtung bewirkt einen Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrades ACCP. Die Soll-Common-Rail-Druckbestimmungseinrichtung bewirkt einen Soll-Common-Rail-Druck PFIN auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge QFIN. Die Hauptbestimmungswertbestimmungseinrichtung bewirkt (steuert) einen Hauptbestimmungswert auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge QFIN, die durch die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung festgelegt wird, des Soll-Common-Rail-Druckes PFIN, der durch die Soll-Common-Rail-Druckbestimmungseinrichtung erfasst wird, eines Hauptbestimmungswertes und einer charakteristischen Abbildung, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten im voraus erzeugt wurde. Die Korrekturkoeffizientenbestimmungseinrichtung bewirkt einen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE, eines Korrekturkoeffizienten und einer charakteristischen Abbildung, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten erzeugt wurde. Die Versatzwertbestimmungseinrichtung bewirkt einen Versatzwert auf der Soll-Grundwert-Einspritzmenge QFIN, die durch die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung festgelegt wird, eines Versatzwertes und einer charakteristischen Abbildung, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten erzeugt wurde. Die Bestimmungswertbestimmungseinrichtung berechnet einen Bestimmungswert durch Multiplizieren des durch die Hauptbestimmungswertbestimmungseinrichtung 101 festgelegten Hauptbestimmungswertes mit dem durch die Korrekturkoeffizientenbestimmungseinrichtung 102 festgelegten Korrekturkoeffizienten und durch Addieren des durch die Versatzwertbestimmungseinrichtung 103 festgelegten Versatzwertes.
Auf diese Art und Weise kann ähnlich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel ein vorbestimmter Bestimmungswert zumindest auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge Q, des realen Common-Rail-Druckes NPC und der Brennkraftmaschinendrehzahl NE vorgesehen werden. Der vorbestimmte Bestimmungswert kann auf der Grundlage der Pumpmenge bei 360° CA pro Kraftstoffpumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 in einem normalen Zustand vorgesehen werden. Die Pumpmenge bei 360° CA pro Kraftstoffpumpensystem in der Hochdruckzuführungspumpe 4 in einem normalen Zustand kann durch einen Versatzwert oder durch einen Korrekturkoeffizienten korrigiert werden, der zumindest auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge Q, des realen Common-Rail-Druckes NPC oder der Brennkraftmaschinendrehzahl NE vorgesehen wird.
[Sechstes Ausführungsbeispiel]
Die 15 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen der Einzelheiten der Verarbeitung bei der Erfassung einer Anormalität bei dem Schritt S11 in der Hauptroutine gemäß der 3 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Flussdiagramm in der 15 wird jeweils bei 360° CA (gemäß diesem Ausführungsbeispiel) durchgeführt.
Die Brennkraftmaschinendrehzahl NE wird berechnet (Schritt S61). Dann wird die Soll-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE, des Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrades ACCP und einer charakteristischen Abbildung berechnet, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten im voraus erzeugt wurde (Schritt S62). Dann wird der Soll-Common-Rail-Druck PFIN auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE, der Soll-Einspritzmenge Q und der charakteristischen Abbildung berechnet, die auf der Grundlage von Messungen aus Experimenten im voraus erzeugt wurde (Schritt S63).
Dann wird bestimmt, ob eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem Pumpensystem vorhanden ist oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob zumindest KAJO (Übermaßzähler) in der Subroutine gemäß der 5 HUSOKU (Mangelzähler) in der Subroutine gemäß der 6 oder PFAIL (endgültiger Fehlerzähler) in der Subroutine gemäß der 11 auf "1" gesetzt ist oder nicht (Schritt S64). Falls das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, dann wird die Pumpenauslassmenge in der Hochdruckzuführungspumpe 4 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem realen Common-Rail-Druck NPC und dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN gesteuert, um den Kraftstoffdruck in der Common-Rail zu steuern (Common-Rail-Druck). Insbesondere wird ein Pumpenantriebssignal zu dem Einlasssteuerventil 5 in der Hochdruckzuführungspumpe 4 durch eine PID-Regelung (Proportional-, Integral-, Differential-Regelung) so geregelt, dass sich der reale Common-Rail-Druck NPC in etwa dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN angleicht (Schritt S65). Dann verlässt die Steuerung die Routine gemäß der 15.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem Schritt S64 JA lautet, dann wird der Soll-Common-Rail-Druck PFIN auf einen vorgeschriebenen Wert begrenzt (wie zum Beispiel 50 MPa) oder weniger (Schritt S66). Dann wird die Pumpenauslassmengensteuerung (Common-Rail-Druck-Steuerung) bei dem Schritt S65 durchgeführt. Wie bei der vorherigen Beschreibung wird der Soll-Common-Rail-Druck PFIN auf einen vorgeschriebenen Wert (wie z.B. 50 MPa) oder weniger begrenzt, falls eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein Pumpenfehler und eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem der Pumpensysteme vorhanden ist, um eine große Last auf dem normalen Pumpensystem abzuschwächen. Auf diese Art und Weise kann der Verschleiß eines Stößels in der Hochdruckzuführungspumpe 4 verhindert werden.
[Andere Ausführungsbeispiele]
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffdrucksensor 45 direkt an de Common-Rail 2 angebracht, um den realen Common-Rail-Druck NPC zu efassen, der in der Common-Rail 2 gesammelt ist. Währenddessen kann eine Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung in einem Kraftstoffrohr oder dergleichen von der Tauchkolbenkammer (Druckkammer) zu dem Kraftstoffpfad in der Einspritzvorrichtung 3 vorgesehen sein, um der Druck des aus der Druckkammer ausgelassenen Kraftstoffes in der Hochdruckzuführungspumpe 4 kann erfasst werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Haupteinspritzmenge Q, die auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl NE und des Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrades ACCP festgelegt wird, als die Soll-Einspritzmenge verwendet werden, die in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 festgelegt wird, während eine Befehleinspritzmenge QFIN, die durch Addieren einer Einspritzmengenkorrekturmenge hinsichtlich der Temperatur des Brennkraftmaschinenkühlwassers TRW oder der Kraftstofftemperatur THF zu der Haupteinspritzmenge Q berechnet wird, als die Soll-Einspritzmenge verwendet werden kann, die in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 festgelegt wird.
Hierbei werden gemäß dem Ausführungsbeispiel der Kurbelwinkelsensor 41, der Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgradsensor 43, der Kühlwassertemperatursensor 44 und der Kraftstofftemperatursensor 47 als Betriebszustandserfassungseinrichtungen zum Erfassen der Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 verwendet, um die Haupteinspritzmenge Q, die Befehlseinspritzmenge QFIN, die Befehlseinspritzzeit TFIN und den Soll-Common-Rail-Druck PFIN zu bewirken. Währenddessen können Erfassungssignale (Brennkraftmaschinenbetriebsinformationen) von anderen Sensoren als der Betriebszustandserfassungseinrichtung (wie z.B. ein Einlasstemperatursensor, ein Einlassluftdrucksensor, ein Zylinderbestimmungssensor und ein Einspritzzeitsensor) zusätzlich zum Korrigieren der Befehlseinspritzmenge QFIN, der Befehlseinspritzzeit TFIN und des Soll-Common-Rail-Druckes PFIN verwendet werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung auf eine Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung (Pumpenfehlerdiagnosevorrichtung) angewendet, die bestimmt, ob eine Anormalität oder ein Fehler wie zum Beispiel ein Pumpenfehler und eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe 4 vorhanden ist oder nicht. Die Hochdruckzuführungspumpe 4 steuert den Öffnungsflächeninhalt, um die Einlasskraftstoffmenge zu der Vielzahl Pumpensysteme unter Verwendung eines Elektromagnetventils wie z.B. ein einziges Einlasssteuerventil 5 zu steuern. Währenddessen kann die Erfindung auf eine Pumpenfehlerdiagnosevorrichtung angewendet werden, die bestimmt, ob eine Anormalität oder ein Fehler wie z.B. ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme in einer Hochdruckzuführungspumpe 4 vorhanden ist oder nicht, und zwar unter Verwendung eines Elektromagnetventils für eines der Pumpensysteme.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung auf eine Pumpenfehlerdiagnosevorrichtung angewendet, die bestimmt, ob eine Anormalität oder ein Fehler wie z.B. ein Pumpenfehler oder eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem System von zwei Pumpensystemen in der Hochdruckzuführungspumpe 4 mit den beiden Pumpensystemen vorhanden ist oder nicht. Währenddessen kann die Erfindung auf eine Pumpenfehlerdiagnosevorrichtung angewendet werden, die bestimmt, ob eine Abnormalität oder ein Fehler wie z.B. ein Pumpenfehler und eine übermäßige Pumpwirkung bei zumindest einem System von drei oder mehreren Pumpensystemen in der Hochdruckzuführungspumpe 4 mit den dreien oder mehreren Pumpensystemen vorhanden ist, oder nicht. Die Erfindung kann auf eine Pumpenfehlerdiagnosevorrichtung für eine Verteilungs-Kraftstoffeinspritzpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem ohne Common-Rail als die Hochdruckzuführungspumpe 4 für eine Akkumulator-Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewendet werden.
Ohne dass ein spezieller Vorgang zum Erfassen einer Anormalität oder eines Fehlers wie z.B. eines Pumpenfehlers oder eine übermäßigen Pumpwirkung in einer Hochdruckzuführungspumpe 4 durchgeführt werden muss, wird eine derartige Anormalität oder ein Fehler erfasst, die bei zumindest einem System aus einer Vielzahl Pumpensysteme in einer Hochdruckzuführungspumpe 4 hervorgerufen wird. Bei einer Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung für eine Hochdruckzuführungspumpe 4, die die Pumpmenge in einer Vielzahl Pumpensysteme mit einem Einlasssteuerventil 5 steuert, wird die Pumpenauslassmenge bei 360°CA für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe 4 berechnet, und wenn die Pumpenauslassmenge bei 360°CA bei zumindest einem Pumpensystem kleiner ist als ein Bestimmungswert, der auf der Grundlage der Pumpmenge durch ein Pumpensystem in der Pumpe in einem normalen Zustand berechnet wird, dann wird ein Pumpenfehler in dem Pumpensystem diagnostiziert. Wenn zumindest eines der Pumpensysteme eine Pumpenauslassmenge bei 360°CA aufweist, die größer ist als der Bestimmungswert, dann wird ein Fehler einer übermäßigen Pumpwirkung in dem Pumpensystem diagnostiziert.

Claims

Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung mit: einer Hochdruckzuführungspumpe (4) mit einer Vielzahl Pumpensysteme, die Einlasskraftstoff zum Zuführen mit Druck beaufschlagen; einer Pumpmengenschätzeinrichtung zum Schätzen von Pumpmengen für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme aus einer berechneten Pumpmenge in einer Pumpperiode über 360° Kurbelwinkel, in der zumindest eines der Systeme aus der Vielzahl Pumpsysteme Kraftstoff pumpt, und einer Anormalitäts-/Fehlererfassungseinrichtung zum Vergleichen der Pumpmenge bei jedem System aus der Vielzahl Pumpensysteme, die durch die Pumpmengenschätzeinrichtung geschätzt ist, mit einem Bestimmungswert, und zum Erfassen einer übermäßigen Pumpwirkung oder eines Pumpenfehlers in einem bestimmten Pumpensystem, wenn die Pumpmenge von ausschließlich dem bestimmten Pumpensystem übermäßig oder unzureichend ist, wenn sie mit dem Bestimmungswert verglichen wird, wobei die Anormalitäts-/Fehlererfassungseinrichtung jenen Fall, bei dem alle Pumpensysteme eine Pumpmenge aufweisen, die kleiner ist als der Bestimmungswert, als einen Kraftstoffknappheitszustand ausschließt, bei dem die verbleibende Kraftstoffmenge nicht größer ist als ein vorgeschriebener Wert, und eine übermäßige Pumpwirkung bei allen Pumpensystemen erfasst, wenn die Pumpmenge größer als der Bestimmungswert bei allen Pumpensystemen ist.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung mit: einer Hochdruckzuführungspumpe (4) mit einer Vielzahl Pumpensysteme, die Einlasskraftstoff zum Zuführen mit Druck beaufschlagen; einer Pumpmengenschätzeinrichtung zum Schätzen von Pumpmengen für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme aus einer berechneten Pumpmenge in einer Pumpperiode über 360° Kurbelwinkel, in der zumindest eines der Systeme aus der Vielzahl Pumpsysteme Kraftstoff pumpt, einer Pumpmengendifferenzerfassungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen vorherigen und gegenwärtigen Pumpmengen für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme, die durch die Pumpmengenschätzeinrichtung geschätzt sind; und einer Anormalitäts-/Fehlererfassungseinrichtung zum Vergleichen der Differenz zwischen den vorherigen und gegenwärtigen Pumpmengen für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme, die durch die Pumpmengendifferenzerfassungseinrichtung berechnet ist, mit einem Bestimmungswert, und zum Erfassen einer übermäßigen Pumpwirkung oder eines Pumpenfehlers bei jedem Pumpensystem, wenn die Differenz zwischen den vorherigen und gegenwärtigen Pumpmengen bei der Vielzahl Pumpensysteme größer oder kleiner als der Bestimmungswert ist.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Bestimmungswert zumindest auf der Grundlage einer Brennkraftmaschinendrehzahl, einer Kraftstoffeinspritzmenge oder eines Kraftstoffeinspritzdruckes festgelegt wird.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bestimmungswert auf der Grundlage einer Pumpmenge oder einer Pumpenauslassmenge pro Pumpensystem festgelegt wird, wenn alle Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe (4) in einem normalen Zustand sind.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren mit: einer Common-Rail (2) zum Sammeln von Hochdruckkraftstoff, der aus der Vielzahl Pumpensysteme in der Hochdruckzuführungspumpe (4) ausgelassen wird, und zum Verteilen des gesammelten Hochdruckkraftstoffes zum Zwecke der Zuführung an eine Vielzahl Einspritzvorrichtungen (3), die in Zylindern einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen sind; einer Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (45) zum Erfassen eines Kraftstoffdruckes in der Common-Rail (2); einer Einspritzmengenbestimmungseinrichtung zum Berechnen einer Soll-Einspritzmenge auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl und eines Öffnungsgrades einer Beschleunigungsvorrichtung; einer Kraftstoffdruckbestimmungseinrichtung zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdruckes auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge und der Brennkraftmaschinendrehzahl; und einer Drucksteuereinrichtung zum Steuern der Pumpmenge von zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck in der Common-Rail (2) und dem Soll-Kraftstoffdruck.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Pumpmengenschätzeinrichtung folgendes aufweist: eine Common-Rail-Druckänderungsmesseinrichtung zum Messen einer Änderung des Common-Rail-Druckes vor und nach der Pumpperiode, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt; und eine Gesamtauslassmengenschätzeinrichtung zum Schätzen einer Gesamtauslassmenge des Kraftstoffes, der von der Einspritzvorrichtung (3) in der Pumpperiode ausgelassen wird, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt, wobei die Pumpmenge für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme auf der Grundlage der Änderung des Common-Rail-Druckes vor und nach der Pumpperiode und der Gesamtauslassmenge in der Pumpperiode berechnet wird.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Pumpmengenschätzeinrichtung folgendes aufweist: eine Common-Rail-Druckänderungsmesseinrichtung zum Messen eines Änderungsbetrags des Common-Rail-Druckes vor und nach der Pumpperiode, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt; eine Gesamtauslassmengenschätzeinrichtung zum Schätzen einer Gesamtauslassmenge von Kraftstoff, der aus der Einspritzvorrichtung (3) in der Pumpperiode ausgelassen wird, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt; und eine Kraftstoffmengenänderungsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Änderung der Kraftstoffmenge in der Common-Rail (2) entsprechend dem Änderungsbetrag des Common-Rail-Druckes auf der Grundlage eines Gesamtvolumens eines Hochdruckkraftstoffabschnitts einschließlich der Common-Rail (2) und eines Kompressionsmoduls des Kraftstoffes, wobei die Pumpmenge für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme auf der Grundlage der Änderung der Kraftstoffmenge in der Common-Rail (2) und der Gesamtauslassmenge in der Pumpperiode berechnet wird.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Pumpmengenschätzeinrichtung folgendes aufweist: eine Common-Rail-Druckänderungsmesseinrichtung zum Messen eines Änderungsbetrags des Common-Rail-Druckes vor und nach der Pumpperiode, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt; eine Gesamtauslassmengenschätzeinrichtung zum Schätzen einer Gesamtauslassmenge des Kraftstoffes, der aus der Einspritzvorrichtung (3) in der Pumpperiode ausgelassen wird, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt; und eine Common-Rail-Druckänderungsberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrages des Common-Rail-Druckes entsprechend der Gesamtauslassmenge in der Pumpperiode auf der Grundlage eines Gesamtvolumens eines Hochdruckkraftstoffabschnitts einschließlich der Common-Rail (2) und eines Kompressionsmoduls des Kraftstoffes, wobei eine Druckänderung entsprechend der Pumpmenge für jedes System aus der Vielzahl Pumpensysteme auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Common-Rail-Druckes vor und nach der Pumpperiode und des Änderungsbetrages des Common-Rail-Druckes entsprechend der Gesamtauslassmenge berechnet wird.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Gesamtauslassmengenschätzeinrichtung die Gesamtauslassmenge in der Pumpperiode berechnet, in der zumindest ein System aus der Vielzahl Pumpensysteme Kraftstoff pumpt, wobei die Gesamtauslassmenge die Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzmenge, einer statischen Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge und einer dazu addierten dynamischen Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge in der Pumpperiode ist.
Pumpenanormalitätsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei zumindest die Soll-Einspritzmenge, der Soll-Kraftstoffdruck oder die Brennkraftmaschinendrehzahl innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches begrenzt wird, wenn eine Anormalität oder ein Fehler bei zumindest einem System aus der Vielzahl Pumpensysteme erfasst wird.