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Verweis auf
verwandte Anmeldung
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Diese
Anmeldung nimmt den Zeitrang der provisorischen, am 12. März 2003
eingereichten U.S. Patentanmeldung Nummer 60/453,992 in Anspruch und
diese ist durch Bezugnahme, wie hier ausgeführt, in ihrer Gesamtheit aufgenommen.
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Hintergrund
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Die
folgende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren, Prozesse und
Systeme, Hardware, Software und/oder Kombinationen, die Kraftstoffzufuhrsysteme
für Verbrennungsmotoren
betreffen. Insbesondere betrifft eine Form der vorliegenden Erfindung
das Bestimmen und/oder Diagnostizieren von Problemen, Schwierigkeiten
oder unerwünschten
Ereignissen oder Folgen, die ein Kraftstoffeinspritzsystem betreffen.
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Moderne
Verbrennungsmotoren weisen im Allgemeinen ein Kraftstoffzufuhrsystem
auf, dass einen oder mehrere Kraftstoffinjektoren aufweist, die beim
Motorbetrieb Kraftstoff zuführen.
Ferner finden die einer Kraftstoffeinspritzung zugeordneten Injektoren
und Systeme Anwendung beim Verdampfen, Zerstäuben und Versprühen von
Benzin, Diesel, Alkohol, Kohlenwasserstoffbrennstoffen, Nichtkohlenwasserstoffbrennstoffen
und/oder anderen verbrennbaren oder nicht verbrennbaren Materialien.
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Kraftstoffsysteme
von Verbrennungsmotoren, beispielsweise Hochdruck-Common-Rail-Kraftstoffsysteme,
können
einen Verstärker
verwenden, um einen oder mehrere Kraftstoffinjektoren zu gewünschten
Zeitpunkten zu verstärken.
Derartige Kraftstoffsysteme können
Fehlern und/oder Defekten unterworfen sein, einschließlich, aber
ohne darauf begrenzt zu sein, solchen, die elektrische, mechanische,
elektromechanische, Software-, Hardware-, Logikfehler und/oder -Defekte
betreffen oder mit sich bringen, sowie Fehler und/oder Defekt des
(den) Injektors (Injektoren), der Injektorverdrahtung, der Injektorkontakte,
der Injektorsteuerschaltkreisanordnung und/oder des Motorsteuermoduls
oder einer anderen Schaltkreisanordnung oder diese betreffen. Diese
und andere Situationen können
zu einem Motorschaden, Ineffizienz, Verschleiß, erhöhter Emission und/oder Nichterfüllung von
staatlichen Regelungen führen.
Die folgende Erfindung sieht einzigartige Lösungen für diese und andere Probleme
vor.
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Zusammenfassung
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht vor, einen Kraftstoffsystemfehler und/oder
-defekt auf Grundlage wenigstens einer Charakteristik eines Injektorverstärkers zu
diagnostizieren und/oder zu ermitteln. Eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht vor, eine Benachrichtigung über einen
Fehler und/oder Defekt eines Einspritzsystems zu speichern oder
bereit zu stellen und/oder einen oder mehrere Teile des Systems
zu deaktivieren.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht einen Prozess vor, der umfasst, in
einem Kraftstoffsystem eines Verbrennungsmotors, das einen Kraftstoffinjektor
und einen Injektorverstärker
aufweist, der mit dem Injektor betriebsfähig gekoppelt ist, um den Injektor
wenigstens zum Teil selektiv anzusteuern, eine elektrische Charakteristik
des Verstärkers
zu ermitteln und einen Fehler oder einen Defekt des Systems wenigstens
zum Teil auf der Grundlage der Ermittlung zu diagnostizieren.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zur Verwendung mit
einem Einspritzsystem, das einen Kraftstoffinjektor und eine Verstärkerkapazität aufweist,
vor, das umfasst, die Verstärkerkapazität zu entladen,
eine Charakteristik der Verstärkerkapazität zu erfassen und
einen Systemfehler oder -defekt wenigstens zum Teil auf der Grundlage
des Erfassens zu ermitteln.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren vor, das umfasst, einen
Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoffinjektor und einem Verstärker bereitzustellen,
wobei der Verstärker
betriebsfähig
ist, sich zu dem Injektor hin zu entlanden und nach dem Entladen
erneut zu laden, wobei der Verstärker
eine sich mit dem Entladen und erneuten Laden ändernde Spannung aufweist, ein
erstes Mal zu ermitteln, ob die Spannung einen ersten Wert erfüllt oder überschritten
hat, basierend auf dem ersten Ermitteln einen Fehler oder Defekt des
Systems zu speichern oder anzuzeigen, ein zweites Mal zu ermitteln,
ob die Spannung einen zweiten Wert erfüllt oder überschritten hat, und den Kraftstoffinjektor
auf der Grundlage des zweiten Ermittelns abzuschalten.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht ein System vor, dass einen Injektor
mit einem Fluidweg, eine Steuerung, die einen Fluss in oder durch
den Weg selektiv regelt oder steuert, einen Verstärker in
betriebsfähiger
Kommunikation mit der Steuerung, wobei der Verstärker den Betrieb des Injektors
selektiv verstärkt,
und eine Einrichtung umfasst, um einen eines Systemfehlers oder -defekts
wenigstens zum Teil auf der Grundlage wenigstens einer Verstärkercharakteristik
zu ermitteln oder zu diagnostizieren.
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Eine
zusätzliche
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht eine Kombination vor, die einen
Injektor, einen betriebsfähig
mit dem Injektor gekoppelten Verstärker, wobei der Verstärkerbetrieb des
Injektors selektiv ändert,
ein Detektor, der in betriebsfähiger
Kommunikation mit dem Verstärker steht
und ausgelegt ist, Information des Verstärkers zu empfangen oder zu übertragen,
und eine Logik in betriebsfähiger
Kommunikation mit dem Detektor aufweist, wobei die Logik ausgelegt
ist, die Information zu verarbeiten oder auf der Grundlage der Information
zu arbeiten.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einzigartige Verfahren,
Systeme, Hardware, Software, Prozesse und/oder Kombinationen bereitzustellen,
die einen Fehler und/oder Defekt eines Injektorsystems detektieren
und/oder diagnostizieren.
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Verwandte
Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
ersichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Teilschnittansicht ausgewählter
physikalischer Komponenten bei einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die einen Teil eines Kraftstoffsystems
für einen
Verbrennungsmotor veranschaulicht.
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3 ist
eine graphische Darstellung, die Auswirkungen eines Injektorverstärkers auf
einige Aspekte eines Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor veranschaulicht.
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4 ist
eine graphische Darstellung, die das Verhältnis verschiedener Aspekte
der Leistung eines Verbrennungsmotors zu der Variation des Widerstands
eines mit Masse kurzgeschlossenen Kraftstoffinjektors veranschaulicht.
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5 ist
eine graphische Darstellung, die die Änderung einer Spannungsverstärkerspannungswellenform über der
Zeit veranschaulicht.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus gemäß einer anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Detaillierte
Beschreibung
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Um
das Verständnis
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu unterstützen, wird
nun auf die in den Zeichnungen veranschaulichte Ausführungsform Bezug
genommen, wobei Fachbegriffe verwendet werden, um diese zu beschreiben.
Es ist nicht desto trotz verständlich,
dass dadurch keine Einschränkung
des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist; beliebige Änderungen
und weitere Modifikationen der beschriebenen oder veranschaulichten
Ausführungsformen
und beliebige weitere Anwendungen der Prinzipien der Erfindung,
wie sie hier veranschaulicht ist, sind, so wie sie normalerweise
einem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht,
in den Sinn kommen würden,
berücksichtigt.
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Verschiedene
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren, Prozesse, Systeme,
Hardware, Software und/oder Kombinationen, die Kraftstoffeinspritrsysteme
einschließlich
von Kraftstoffzufuhrsystemen für
Verbrennungsmotoren betreffen. Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
können
darauf gerichtet sein oder miteinbeziehen, Fehler und/oder Defekt(e)
zu diagnostizieren, zu ermitteln, zu erfassen, anzugeben und/oder
darüber
zu warnen, die ohne Einschränkung
eine Fehlfunktion, eine Nichteinhaltung, Ineffizienz, fehlerhaften
Betrieb und/oder vergleichbare Probleme, Schwierigkeiten oder unerwünschte Ereignisse
oder Folgen umfassen. Es sollte jedoch verständlich sein, dass die Erfindung
nicht notwendigerweise alle oder auch eine spezielle Gruppe oder
Bauteil der beispielhaften Ausführungsformen
erfordert. Zur Vereinfachung der Bezugnahme und Beschreibung ist
hier ein Verbrennungsmotor beschrieben, auch wenn die Erfindung
nicht notwendigerweise derart eingeschränkt ist und Motoren lediglich
beispielhafte Systeme darstellen.
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Der
Kontext einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun bezüglich 1 diskutiert.
Ein System 20 weist ein Landtransportfahrzeug 22 mit
einem Motorraum 24 und einem Fahrzeugfahrerraum 26 auf.
Ein Schnitt des Motorraums 24 zeigt ein schematisch dargestelltes
Steuersystem 30 und einen Verbrennungsmotor 40.
Das Steuersystem 30 überwacht
und reguliert den Betrieb des Motors 40, der die primäre Quelle
der Antriebskraft für
das Fahrzeug 22 ist. In dem Fahrzeugfahrerraum 26 kann
ein für
einen Fahrer in dem Führerraum 26 sichtbares Display 60 in
das Armaturenbrett des Fahrzeugs integriert, an dem Armaturenbrett
befestigt, auf ein Head-Up-Display (HUD) projiziert oder in einer
anderen Form vorhanden sein, wie es ein Fachmann auf dem Gebiet
in Erwägung
ziehen würde.
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist eine schematische Veranschaulichung
eines Teils eines beispielhaften Verbrennungsmotorkraftstoffsystems 100 gezeigt.
Das System 100 steuert einen oder mehrere Injektoren, wie
z. B. einen Kraftstoffinjektor 112. Zur Klarheit der Darstellung
ist nur ein Injektor veranschaulicht; das System 100 könnte jedoch
jede Anzahl an Injektoren aufweisen. Der Kraftstoffinjektor 112 ist
durch einen Widerstand 116 und eine Induktivität 114 elektrisch
modelliert, die Charakteristika des Kraftstoffinjektors 112 hinsichtlich
elektrischen Widerstands und Induktivität angeben.
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Der
Kraftstoffinjektor 112 bildet einen Teil einer Ausgangsstufe 110,
die auch jede Anzahl zusätzlicher
Kraftstoffinjektoren aufweisen kann, die gleich dem Kraftstoffinjektor 112 oder
mit diesem vergleichbar sein können.
Bei einer Form weist die Ausgangsstufe 110 eine Verbindung 118 auf,
die über
eine Leitung 119 betriebsfähig mit dem Kraftstoffinjektor 112 verbunden
ist. Die Verbindung 118 verbindet die Leitung 119 und
folglich den Injektor 112 selektiv mit Leitungen 106 und/oder 121 und
könnte
beispielsweise (einen) fest verdrahtete(n), flexibel verdrahtete(n), mechanische(n),
elektrische(n), virtuelle(n), elektromechanische(n), softwarebasierte(n)
oder andere(n) Schalter oder Verbindung(en) aufweisen. Die Leitung 106 ist
mit einer Spannungsquelle 105 verbunden, die beispielsweise
eine Fahrzeugbatterie oder eine andere Leistungsquelle sein kann.
Die Leitung 106 verbindet die Spannungsquelle 105 auch
mit dem Steuermodul 130 und einem Verstärker, der als Spannungsverstärker 120 dargestellt
ist.
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Der
Spannungsverstärker 120 weist
eine Kapazität 125 auf,
die an einem Anschluss geerdet und an dem anderen Anschluss mit
einem weiteren Knoten oder einer anderen Schaltkreisanordnung oder Komponente
des Spannungsverstärkers 120 verbunden
ist. Der Spannungsverstärker 120 könnte auch ein
anderes, Ladung speichern des Element oder Vorrichtung, Batterie,
Spannungsquelle, Stromquelle oder eine andere Vorrichtung aufweisen,
die wirksam ist, um den Betrieb von einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren
oder Verbindungen zu Kraftstoffinjektoren zu verstärken. Ferner
kann die Kapazität 125 in einer
Vielzahl anderer Schaltkreiskombinationen angeschlossen sein und
diese und andere Elemente und Vorrichtungen können zusätzlich zu der Kapazität 125 oder
anstelle derselben vorhanden sein. Der Spannungsverstärker 120 wird
zu gewünschten
Zeitpunkten durch eine Spannungsquelle 105 aufgeladen.
Eine Ladung von der Spannungsquelle 105 wird in der Kapazität 125 gespeichert
und kann zu dem Kraftstoffinjektor 112 entladen werden.
Wenn der Spannungsverstärker 120 mit
dem Injektor 112 über die
Leitung 122 verbunden ist, kann daher die an den Kraftstoffinjektor 112 angelegte
Spannung auf einen Pegel verstärkt
werden, der größer als
der ist, der von der Spannungsquelle 105 bereitgestellt
wird.
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Der
Spannungsverstärker 120 ist über Leitungen 132 und 133 mit
dem Steuermodul 130 verbunden. Das Steuermodul 130 ist über eine
Leitung 131 ebenfalls mit der Ausgangsstufe 110 verbunden. Das
Steuermodul 130 kann beispielsweise ein Motorsteuermodul
oder ECM mit Speicher- und Mikroprozessorfähigkeiten, ein Mikrokontroller,
eine ASIC oder ein anderer Typ von Mikroprozessor(en) oder integriertem(n)
Schaltkreis(en) oder Teile oder Kombinationen derselben sein. Das
Steuermodul 130 kann über
die Leitung 131 Steuersignale zu der Ausgangsstufe 110 ausgeben,
um zu bewirken, dass die Verbindung 118 den Kraftstoffinjektor 112,
wie oben beschrieben, mit den Leitungen 106 und 121 selektiv verbindet.
Der Kraftstoffinjektor 112 kann daher durch die Spannungsversorgung 106 und
den Spannungsverstärker 120 zu
geeigneten Zeitpunkten aktiviert werden. In vergleichbarer Weise
kann das Steuermodul 130 über die Leitung 132 zur
Steuerung des Betriebs des Spannungsverstärkers 120 Informationen
ausgeben, um beispielsweise das Laden, Entladen, Schalten oder Verbinden
der Kapazität 125 oder anderer
Elemente, Vorrichtungen oder Verbindungen zu steuern. Daher können Zeitablaufsteuerungs-
und Steuerprogramme und/oder Software auf dem Steuermodul 130 ablaufen
oder durch dieses ausgeführt werden
und können
verwendet werden, um die geeigneten Steuersignale zu erzeugen, um
den gewünschten
Betrieb des Systems 100 einschließlich der Aktivierung des Injektors 112 und/oder
anderer Injektoren zu bewirken.
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Information
die über
den Zustand des Verstärkers 120,
wie zum Beispiel eine dem Verstärker 120 zugeordnete
Spannung, kann durch das Steuermodul 130 und/oder einen
anderen Speicher oder Speicherung unmittelbar oder mittelbar oder
in Verbindung mit denselben überwacht,
abgetastet, abgefragt und/oder gespeichert werden.
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Über die
Leitung 133 können
beispielsweise die Spannung über
der Kapazität 125,
die Spannung über
der Kapazität 125 in
Kombination mit anderen Schaltkreisanordnungen oder Komponenten
des Verstärkers 120 oder
(einem) anderen physikalischen oder virtuellen Knoten oder Stelle(n)
des Verstärkers 120 oder
diesen betreffenden (einschließlich der
oben beschriebenen und/oder anderer Schaltkreiselemente, Vorrichtungen
oder Komponenten), Strom, Wärme,
magnetischer Fluss, zeitliche Änderungsrate
derartiger Charakteristika oder anderer Elektro-, elektrischer oder
verwandten Charakteristika der Kapazität 125 und/oder anderer
Schaltkreisanordnungen oder Komponenten bereitgestellt werden. Wie
oben beschrieben, ist die Leitung 133 mit dem Steuermodul 130 verbunden.
Die Leitung 133 ist auch mit einem Analog-Digital-Wandler 136 des Steuermoduls 130 verbunden.
Der Wandler 136 ist dahingehend betriebsfähig, eine
analoge Spannung oder eine andere über die Leitung 133 bereitgestellte Information
in digitale Information zur Speicherung und/oder Verarbeitung durch
das Steuermodul 130 umzuwandeln. Während der Konverter 136 als
baueinheitlicher Teil des Steuermoduls 130 gezeigt ist,
ist auch vorgesehen, dass der Wandler 136 unabhängig und
zwischen dem Verstärker 120 und
dem Modul 130 eingeschlossen sein könnte. Bei anderen Ausführungsformen
kann der Wandler 136 weggelassen sein und digitale Information
kann dem Modul 130 unmittelbar bereitgestellt werden.
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Es
sollte verständlich
sein, dass 2 und die diesbezügliche Beschreibung
beispielhaft sind. Viele Modifikationen und andere Kombinationen
sind möglich.
Beispielsweise, könnten
dort, wo die Leitungen 132 und 133 separat dargestellt
sind, um Information in ihren entsprechend angegebenen Richtungen
zu übertragen,
eine oder mehrere bidirektionale Verbindung(en), eine oder mehrere
unidirektionale Verbindung(en), eine oder mehrere Mehrpfadverbindung(en)
oder ein oder mehrere andere Typ(en) oder Kombinationen an Verbindung(en),
wie z. B. elektrische, optische, magnetische, Funk oder Hochfrequenz,
verwendet werden. In vergleichbarer Weise könnten dort, wo die Leitungen 119, 121 und 131 eine einzelne
bidirektionale Verbindung zeigen, eine beliebige der vorhergehenden
beispielhaften Alternative(n) verwendet werden.
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Es
sollte ferner verständlich
sein, dass verschiedene Komponenten und Elemente, die in 2 veranschaulicht
sind, in Hardware, Software (die Firmware umfassen kann) einer Logikanordnung oder
Kombinationen derselben resident sein können. Ferner können als
eigenständig
gezeigte Elemente oder Komponenten kombiniert, geschichtet, vernetzt oder
aus einem oder mehreren Teilstücken
zusammengesetzt sein. Zum Beispiel könnte ein oder mehrere der veranschaulichten
oder beschriebenen Elemen te oder Komponenten mit einer oder mehreren anderen
Komponenten oder Elementen kombiniert sein, darin zu finden sein
oder einen Teil derselben darstellen. Folglich ist eine Vielzahl
an Konfigurationen und Verbindungen vorgegeben.
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Unter
Bezugnahme auf 3 ist eine graphische Darstellung 200 veranschaulicht,
die die Wirkung eines Spannungsverstärkers auf verschiedene Betriebsaspekte
eines Kraftstoffsystems zeigt. Die unabhängige Variable auf der x-Achse
der graphischen Darstellung 200 ist die Zeit. Drei abhängige Variablen
sind auf der y-Achse der graphischen Darstellung 200 gezeigt:
Der Injektorstrom, die Magnetankerverlagerung und die Kraftstoffeinspritzrate. Die
abhängigen
Variablen stehen untereinander in Beziehung. Die Magnetankerverlagerung
ist eine Funktion des Injektorstroms. Ferner ist die Kraftstoffeinspritzrate
eine Funktion der Magnetankerverlagerung.
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Die
Kurve 210 zeigt die Variation des Injektorstroms über der
Zeit für
ein Kraftstoffsystem, das einen Spannungsverstärker aufweist. Die Kurve 215 zeigt
eine Variation des Injektorstroms über der Zeit für ein Kraftstoffsystem,
das keinen Spannungsverstärker
aufweist oder bei dem der Spannungsverstärker nicht optimal oder ordnungsgemäß arbeitet.
Der maximale Injektorstrompegel 217 ist für eine Gruppe von
Motorbetriebszuständen
angegeben. Wie die graphische Darstellung 200 zeigt, erreicht
die Kurve 210 den maximalen Injektorstrompegel 217 zu
einem Zeitpunkt früher
als die Kurve 215. Daher besteht eine Wirkung eines Spannungsverstärkers auf
das Kraftstoffsystem darin, den maximalen Injektorstrom schneller
zu erreichen.
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Die
Kurze 220 zeigt eine Variation der Magnetankerverlagerung über das
Zeit für
ein Kraftstoffsystem, das einen Spannungsverstärker ausweist. Die Kurve 225 zeigt
die Variation der Magnetankerverlagerung über der Zeit für ein System,
das keinen Spannungsverstärker
aufweist oder bei dem der Spannungsverstärker nicht optimal oder ordnungsgemäß arbeitet.
Der maximale Magnetankerverlagerungspegel 227 gibt die
maximale Magnetankerverlagerung für eine Gruppe von Motorbetriebszuständen an.
Wie die graphische Darstellung 200 zeigt, erreicht die
Kurve 220 den maximalen Magnetankerverlagerungspegel 227 zu
einem Zeitpunkt früher
als die Kurve 225. Daher besteht eine Wirkung eines Spannungsverstärkers auf
das Kraftstoffsystem darin, dass die maximale Magnetankerverlagerung
schneller erreicht wird.
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Die
Kurve 230 zeigt die Variation der Kraftstoffeinspritzrate über der
Zeit bei einem Kraftstoffsystem mit einem Spannungsverstärker. Die
Kurve 235 zeigt die Variation der Kraftstoffeinspritzrate über der
Zeit für
ein Kraftstoffsystem ohne Spannungsver stärker. Der maximale Pegel 237 der
Kraftstoffeinspritzrate gibt die maximale Kraftstoffeinspritzrate
für eine
Gruppe von Motorbetriebszuständen
an. Die Kurve 230 erreicht den maximalen Pegel 237 der Kraftstoffeinspritzrate
zu einem Zeitpunkt früher
als die Kurve 235. Dabei besteht eine Wirkung eines Spannungsverstärkers auf
das Kraftstoffsystem darin, die maximale Kraftstoffeinspritzrate
schneller zu erreichen.
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Unter
Bezugnahme auf 4 ist eine graphische Darstellung 300 gezeigt,
die das Verhältnis
verschiedener Aspekte der Leistung eines Verbrennungsmotors zu der
Variation des Widerstands eines mit Masse kurzgeschlossenen Kraftstoffinjektors
veranschaulicht. Die unabhängige
Variable auf der x-Achse ist der Widerstand eines mit Masse kurzgeschlossenen
Kraftstoffinjektors, der sich von links nach rechts vergrößert. Die
abhängigen
Variablen auf der y-Achse sind die Verstärkerspannung, der Zylinderdruck
und die Wärmeabfuhr.
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Die
Kurve 310 zeigt ein Beispiel einer Variation der Verstärkerspannung
bei einer Änderung
des Widerstands eines mit Masse kurzgeschlossenen Injektors. So
wie sich der Widerstand von links nach rechts vergrößert, wird
auch die Verstärkerspannung größer. Dies
kann von einem mit Masse kurzgeschlossenen Injektor herrühren, der
das gewünschte Laden
des Spannungsverstärkers
stört.
Folglich ist der Verstärker
in der Lage, auf eine größere Spannung
aufgeladen zu werden, wenn sich der Widerstand des Kurzschlusses
erhöht.
Ein nicht ausreichend geladener Verstärker kann den Zylinderdruck und
die Wärmeabfuhr
und/oder andere Motorcharakteristika beeinflussen.
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Die
Kurve 320 zeigt ein Beispiel einer Variation der Wärmeabfuhr
gegenüber
der Änderung
des Widerstands eines mit Masse kurzgeschlossenen Injektors. Die
Kurve 330 zeigt ein Beispiel einer Variation des Zylinderdrucks
bei mit einem mit Masse kurzgeschlossenen Widerstand. Wie die graphische
Darstellung 300 zeigt, wird sowohl der Zylinderdruck als auch
die Wärmeabfuhr
kleiner, wenn sich der Widerstand des mit der Masse kurzgeschlossenen
Injektors erhöht.
Dies ist eine Folge der Abhängigkeit
des Zylinderdrucks und der Wärmeabfuhr
von einem ordnungsgemäßen Injektorbetrieb.
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Die
graphische Darstellung 300 zeigt auch einen schattierten
Bereich 350. Der schattierte Bereich 350 ist ein
beispielhafter Ausschnitt, über
den hinaus der Zylinderdruck und die Wärmeabfuhr eine Motorbeschädigung und/oder
eine Erhöhung
von Emissionen über
einen akzeptablen Pegel hinaus verursachen. Der Schnitt des Bereichs 350 und
der Kurve 310 an der Stelle 351 kann verwendet
werden, um einen beispielhaften Spannungspegel 390 zum Abschalten
des Verstärkers
festzulegen, an dem der (die) Kraftstoffinjektor(en) abgeschaltet
werden muss (müssen),
um eine Motorbeschädigung
und/oder nicht akzeptabel erhöhte
Emissionen zu vermeiden. Es ist wünschenswert, für eine Vorabangabe
des Abschaltens zu sorgen. Um dies zu erreichen, kann ein beispielhafter
Warnspannungspegel 395 auf einem Pegel gewählt werden,
der über
dem des Abschaltpegels 390 liegt.
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Unter
Bezugnahme auf 5 ist eine graphische Darstellung 400 gezeigt,
die ein Beispiel der Variation einer Verstärkerspannungswellenform über der
Zeit abbildet. Die x-Achse zeigt die unabhängige variable Zeit. Die y-Achse
zeigt die abhängige
variable Verstärkerspannung.
Die Kurve 410 zeigt die Verstärkerspannungswellenform für ein ordnungsgemäß arbeitendes
System. Beginnend an dem Punkt 410a liegt die Kurve 410 auf
einem Pegel, der angibt, dass der Verstärker vollständig geladen und in diesem
Zustand bis zu dem Punkt 410b bleibt. An dem Punkt 410b fällt die
Kurve 410 mit der Zeit auf den Punkt 410c ab.
Zwischen den Punkten 410b und 410c entlädt sich
der Verstärker.
An dem Punkt 410c ist der Verstärker vollständig entladen. Der Verstärker bleibt zwischen
den Punkten 410c und 410d vollständig entladen.
An dem Punkt 410d beginnt der Verstärker sich erneut zu laden und
lädt sich
erneut kontinuierlich bis zu dem Punkt 410e. An dem Punkt 410e ist der
Verstärker
erneut vollständig
geladen. Während des
Motorbetriebs kann sich dieser Prozess mit dem (den) gleichen, vergleichbaren
oder anderen Zeitablauf (Zeitabläufen)
und/oder Pegel(n) wiederholen.
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Die
Kurve 420 zeigt eine beispielhafte Verstärkerspannungswellenform
für ein
Kraftstoffeinspritzsystem, das einem Fehler und/oder Defekt unterworfen
ist. Beginnend bei dem Punkt 420a liegt die Kurve 420 auf
einem Spannungspegel, der eine maximale Ladung für ein System angibt, das einem
speziellen beispielhaften Fehler und/oder Defekt unterworfen ist.
Die Kurve 420a bleibt auf diesem Pegel bis 420e,
an welchem Punkt der Verstärker
beginnt, sich zu entladen, oder bei anderen Ausführungsformen auf andere Weise
den Betrieb des (der) Injektors (Injektoren) zu verstärken. Der
Verstärker
entlädt sich
zwischen den Punkten 420b und 420c. An dem Punkt 420c hat
sich der Verstärker
vollständig
entladen und bleibt bis zu dem Punk 420d vollständig entladen.
An dem Punkt 420d fängt
der Verstärker
an, sich erneut zu laden. Der Verstärker lädt sich erneut bis zu dem Punkt 420e,
wo der Verstärker
den Zustand erreicht hat, der für
ein solches fehlerhaftes System vollständig geladen ist.
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Die
graphische Darstellung 400 zeigt, dass ein beispielhafter
Spannungspegel für
einen vollständig
geladenen Verstärker
in einem System, das einem beispielhaften Fehler und/oder Defekt
unterworfen ist, beispielsweise zwischen den Punkten 420 und 420b auf
der Kurve 420 auf einem niedrigeren Spannungspegel ist,
als der eines vollständig
geladenen Verstärkers
in einem ordnungsgemäß arbeitenden
System beispielsweise zwischen den Punkten 410a und 410b auf
der Kurve 410. Daher können Spannungsgrenzwerte
definiert werden, um zu ermitteln, ob ein System ordnungsgemäß arbeitet.
Der Grenzwert 425 ist beispielsweise als Spannungspegel
definiert, der eine Angabe darüber
auslöst,
dass das System versagt hat. Ferner ist ein Grenzwert 490 definiert,
beispielsweise als Spannungspegel, der ein Abschalten eines Kraftstoffinjektors
auslöst.
Wenn die Spannung eines Spannungsverstärkers während der vollständig geladenen
Zeitdauern gemessen wird, kann daher ein Vergleich zwischen dem
gemessenen Pegel und den Grenzwertpegeln 495 und/oder 490 durchgeführt werden,
um den Betrieb des Systems zu ermitteln und/oder zu diagnostizieren.
Auf der Grundlage dieser und/oder anderer Information kann zum Beispiel
eine Warnung bereitgestellt werden, können Daten, die einen fehlerhaften
Zustand angeben gespeichert werden, und/oder können Kraftstoffinjektoren abgeschaltet
werden, oder können
andere Diagnosen und/oder Detektionen eines Fehlers und/oder Defekts
eintreten. Die Grenzwerte der 490 und 495 oder
andere vergleichbare Grenzwerte können beispielsweise auf der
Grundlage der Pegel 390 und 395 festgelegt werden,
wie in Verbindung mit 4 beschrieben.
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Es
sollte verständlich
sein, dass die Veranschaulichungen von 3, 4 und 5 und
die diesbezügliche
Beschreibung beispielhaft sind und dass viele andere Variationen
vorgesehen sind. Beispielsweise können andere Variablen, Kurven,
Datenpunkte, Leistungszonen, Grenzwerte, Charakteristika, Verhältnisse,
Pegel, Zeitabläufe,
Werte und/oder funktionale Abhängigkeiten
bei verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, einschließlich der oben beschriebenen,
vorhanden sein. Ferner sollte es verständlich sein, dass die veranschaulichten
und beschriebenen speziellen und/oder allgemeinen Charakteristika,
Qualitäten oder
Verhältnisse
bei verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise vorhanden sein
müssen.
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Unter
Bezugnahme auf 6 ist ein Flussdiagramm 500 veranschaulicht,
dass ein Beispiel des Betriebs eines beispielhaften Spannungsverstärkerdiagnosealgorithmus
zeigt. Der Algorithmus kann beispielsweise in Form von Software,
einer Logikanordnung, Firmware und/oder Hardware des Steuermoduls 130 von 2 und/oder
in anderen Komponenten oder Schaltkreisanordnungen ausgeführt sein,
die den Algo rithmus oder Teile oder Kombinationen desselben ausführen, verarbeiten
oder ablaufen lassen können.
Das Flussdiagramm 500 beginnt bei einem Startzustand 501.
Ausgehend von dem Startzustand 501 geht das Flussdiagramm 500 zu der
Operation 505 weiter, die die Variable DBC auf 0 setzt.
Die Variable DBC wird als Zähler
verwendet, um einen Endblockierungszustand eines Motorkraftstoffzufuhrsteuersystem
zu verfolgen. Ausgehend von der Operation 505 geht das
Flussdiagramm 500 zu der bedingten Operation 511 weiter,
die die Variable ENAB überprüft. Die
Variable ENAB wird verwendet, um zu ermitteln, ob der Algorithmus
freigegeben worden ist. Wenn die Variable ENAB falsch ist, geht
das Flussdiagramm 500 zu der bedingten Operation 511 zurück. Wenn
die Variable ENAB wahr ist, geht das Flussdiagramm 500 zu
der bedingten Operation 515 weiter.
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Die
bedingte Operation 515 überprüft den Zustand
einer Variablen KEY. Die Variable KEY wird verwendet, um zu ermitteln,
ob der Schlüsselschalter,
der den Betrieb des Verbrennungsmotors steuert, eingeschaltet ist.
Wenn die Variable KEY falsch ist, geht das Flussdiagramm 500 zu
dem Endzustand 597 weiter. Wenn die Variable KEY wahr ist,
geht das Flussdiagramm 500 zu der bedingten Operation 521 weiter.
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Die
bedingte Operation 521 überprüft die Variable
ABORT. Die Variable ABORT wird verwendet, um zu ermitteln, ob ein
oder mehrere Abschaltbedingungen für das Kraftstoffsystem vorliegen.
Wenn die Variable ABORT wahr ist, geht das Flussdiagramm 500 zu
der bedingten Operation 515 zurück. Wenn die Variable ABORT
falsch ist, geht das Flussdiagramm zu der bedingten Operation 525 weiter.
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Die
bedingte Operation 525 überprüft, ob eine
Variable BV kleiner als eine Variable DT ist, oder überprüft die zwei
Variablen auf andere Weise. Die Variable BV kann verwendet werden,
um den Wert einer Spannung oder anderen Charakteristik oder Eigenschaft
zu speichern, die einem Verstärker
zugeordnet ist, wie sie beispielsweise oben in Verbindung mit 2 beschrieben
wurde. Die Variable DT wird verwendet, um einen Diagnosegrenzwert
zu speichern. Wenn die Variable BV kleiner als die Variable DT ist,
ist die bedingte Operation 525 wahr und das Flussdiagramm 500 geht
zu der bedingten Operation 531 weiter. Wenn die Variable
BV nicht kleiner als die Variable DT ist, ist die bedingte Operation 525 falsch und
das Flussdiagramm 500 geht zu der bedingten Operation 526 weiter.
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Die
bedingte Operation 531 überprüft, ob die Variable
DBT größer als
oder gleich einer Variable DBT ist, oder überprüft die zwei Variablen auf andere Weise.
Die Variable DBC wurde oben beschrieben. Die Variable DBT ist eine
zur Überprüfung der Variablen
DBC festgelegte Endblockierung oder ein anderer Grenzwert. Wenn
die bedingte Operation 531 wahr ist, geht das Flussdiagramm 500 zu
der Operation 535 weiter. Wenn die bedingte Operation 531 falsch
ist, geht das Flussdiagramm zu Operation 533 weiter.
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Die
bedingte Operation 526 überprüft, ob die Variable
DBC größer als
0 oder ein anderer Wert ist. Wenn die bedingte Operation 526 wahr
ist, geht das Flussdiagramm 500 zu der Operation 527 weiter.
Die Operation 527 erhöht
die Variable DBC, indem die Variable DBC gleich dem vorliegenden
Wert der Variablen DBC abzüglich
N gesetzt wird, wobei N ein Betrag ist, um den die Variable DBC
verkleinert wird. Ausgehend von der Operation 527 geht
das Flussdiagramm zu der bedingten Operation 515 weiter. Wenn
die bedingte Operation 526 falsch ist, geht das Flussdiagramm 500 zu
der Operation 528 weiter. Die Operation 528 setzt
die Variable BVL gleich falsch oder auf einen anderen Wert. Die
Variable BVL wird als Angabe darüber
verwendet, ob ein Spannungsfehler hinsichtlich einer zu niedrigen
Verstärkerspannung
oder ein anderer Fehler vorliegt. Ausgehend von der Operation 528 geht
das Flussdiagramm 500 zu bedingten Operation 515 zurück.
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Die
Operation 533 setzt die Variable DBC gleich dem Wert von
DBC zuzüglich
M. M ist eine Konstante, die verwendet wird, um den Wert der Variablen
DBC zu erhöhen,
wodurch der Diagnoseendblockierungsfehler erhöht wird. Ausgehend von der Operation 533 geht
das Flussdiagramm 500 zu der bedingten Operation 515 zurück.
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Die
Operation 535 setzt die Variable BVL gleich wahr und setzt
die Variable MIL gleich wahr. Wie oben diskutiert, gibt die Variable
BVL an, ob ein Spannungsfehler hinsichtlich einer zu niedrigen Verstärkerspannung
vorliegt. Wenn die Variable BVL wahr ist, liegt ein derartiger Fehler
vor. Entsprechend wird die Variable MIL ebenfalls gleich wahr gesetzt. Die
Variable MIL wird verwendet, um die Wiedergabe einer Warnangabe
zu steuern, beispielsweise eine Fehlfunktionsangabelampe, andere
visuelle, hörbare oder
beliebige andere Angaben oder Kombinationen derselben.
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Unter
Bezugnahme auf 7 ist ein Flussdiagramm 600 gezeigt,
dass ein Beispiel des Betriebs eines Algorithmus beschreibt, der
geeignet ist, um einen oder mehrere durch einen Fehler und/oder
Defekt betroffene Kraftstoffinjektoren abzuschalten. Der Abschaltalgorithmus
des Flussdiagramms 600 kann beispielsweise in Software,
einer Logikanordnung, Formware und/oder Hardware des Steuermoduls 130 von 2 und/oder
in anderen Komponenten oder Schaltkreisanordnungen ausgeführt sein,
die den Algorithmus oder Teile oder Kombinationen desselben ausführen, verarbeiten oder
ablaufen lassen können.
Der Abschaltalgorithmus beginnt in einem Startzustand 601 und
geht zu der Operation 605 weiter. Die Operation 605 setzt
eine Variable SDBC gleich Null oder einem anderen Wert. Die Variable SDBC
wird als Zähler
für einen
Endblockierungszustand des Algorithmus des Flussdiagramms 600 verwendet.
Ausgehend von der Operation 605 geht das Flussdiagramm 600 zu
der bedingten Operation 611 weiter.
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Die
bedingte Operation 611 überprüft eine Variable
SENAB. Die Variable SENAB kann verwendet werden, um zu ermitteln,
ob der Algorithmus freigegeben ist. Wenn die bedingte Operation 611 falsch ist,
geht das Flussdiagramm 600 zu der bedingten Operation 611 zurück. Wenn
die bedingte Operation 611 wahr ist, geht das Flussdiagramm
zu bedingten Operation 615 weiter.
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Die
bedingte Operation 615 überprüft eine Variable
KEY. Die Variable KEY kann als Angabe darüber verwendet werden, ob der
Schlüsselschalter oder
eine andere Steuerung oder Unterbrecher, die den Betrieb des Verbrennungsmotors
steuert, eingeschaltet ist. Wenn die Variable KEY falsch ist, geht das
Flussdiagramm 600 zu einem Endzustand 699 weiter.
Wenn die Variable KEY war ist, geht das Flussdiagramm 600 zu
der bedingten Operation 621 weiter.
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Die
bedingte Operation 621 überprüft eine Variable
ABORT. Die Variable ABORT kann verwendet werden, um zu ermitteln,
ob ein Abbruchzustand vorliegt. Wenn die Variable in ABORT war ist,
geht das Flussdiagramm 600 zu der bedingten Operation 615 weiter.
Wenn die Variable ABORT falsch ist, geht das Flussdiagramm 600 zu
der bedingten Operation 625 weiter.
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Die
bedingte Operation 625 überprüft, ob eine
Variable BV kleiner als oder gleich einer Variablen ST ist, oder überprüft die Variablen
auf andere Weise. Die Variable BV wird verwendet, um den Wert einer
Spannung oder anderen Charakteristik oder Eigenschaft zu speichern,
die einem Verstärker
zugeordnet ist (sind), beispielsweise wie oben in Verbindung mit 2 beschrieben.
Die Variable ST wird verwendet, um einen Abschalt- oder anderen
Grenzwert zu speichern, mit dem die Variable BV verglichen werden
kann. Wenn die bedingte Operation 625 falsch ist, geht
das Flussdiagramm 600 zu Operation 626 weiter.
Die Operation 626 setzt eine Variable SDBC gleich Null.
Wenn die bedingte Operation 625 wahr ist, geht das Flussdiagramm 600 zu
der bedingten Operation 631 weiter. Diese Operation setzt
den Abschaltendblockierungszähler
zurück.
Ausgehend von der Operation 626 geht das Flussdiagramm 600 zu
der bedingten Operation 615 weiter.
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Die
bedingte Operation 631 überprüft, ob die Variable
SDBC größer als
oder gleich einer Variablen SDBT ist, oder überprüft die Variablen auf andere Weise.
Wie oben diskutiert, ist die Variable SDBC ein Endblockierungszähler. Die
Variable SDBT ist ein Endblockierungsgrenzwert, mit dem die Variable SDBC überprüft werden
kann. Wenn die bedingte Operation 631 falsch ist, geht
das Flussdiagramm zu der Operation 632 weiter. Die Operation 632 setzt
die Variable SDBC gleich dem Wert der Variablen SDBC zuzüglich M,
wobei M ein Inkrementierungswert ist. Daher wird der Endblockierungszähler inkrementiert. Ausgehend
von der Operation 632 geht das Flussdiagramm der bedingten
Operation 615 weiter.
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Wenn
die bedingte Operation 6312 wahr ist, geht das Flussdiagramm 600 zu
der Operation 635 weiter. Die Operation 635 setzt
eine Variable TSHUT gleich wahr oder einem anderen Wert. Die Variable TSHUT
wird verwendet, um zu ermitteln, ob ein oder mehrere betroffene
Kraftstoffinjektoren für
eine spezielle Anzahl an Nockenwellenumdrehungen oder eine andere
vorbestimmte Zeitdauer oder Ereigniszeitdauer abgeschaltet werden
sollte(n). Die Operation 635 setzt auch eine Variable NST
gleich dem Wert der Variablen NST zuzüglich eins. Die Variable NST kann
verwendet werden, um die Anzahl von Zeitpunkten nachzuverfolgen,
die die Variable TSHUT gleich wahr gesetzt worden ist. Ausgehend
von der Operation 635 geht das Flussdiagramm 600 zu
der bedingten Operation 641 weiter.
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Die
bedingte Operation 641 überprüft, ob die Variable
NST größer als
oder gleich einer Variablen TNST ist, oder überprüft die Variablen auf andere Weise.
Die Variable TNST ist ein Grenzwert, der verwendet werden kann,
um die Variable NST zu überprüfen. Wenn
die bedingte Operation 641 falsch ist, geht das Flussdiagramm 600 zu
der bedingten Operation 615 weiter. Wenn die bedingte Operation 641 wahr
ist, geht das Flussdiagramm 600 zu der Operation 645 weiter.
Die Operation 645 setzt eine Variable PSHUT gleich wahr.
Die Variabel PSHUT dient dazu, um zu ermitteln, ob bestimmte Kraftstoffinjektoren abzuschalten
sind, bis der nächste
Schlüssel-Ein-Zustand wahr ist.
Ausgehend von der Operation 645 geht das Flussdiagramm 600 zu
dem Endzustand 699 weiter.
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Es
sollte verständlich
sein, dass die Veranschaulichungen von 6 und 7 und
die diesbezügliche
Beschreibung beispielhaft sind und dass viele andere Variationen
vorgesehen sind. Beispielsweise sind modifizierte, kombinierte oder
andere Variablen, Zustände,
Ereignisse, bedingte Operationen, Überprüfungen, Operationen, Logikanordnungen, Systeme,
Flussdiagramme und/oder Algorithmen vorgesehen. Ferner können Teile
und/oder Kombinationen der veranschaulichten und beschriebenen Flussdiagramme
und Algorithmen und/oder Variationen derselben bei verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung vorhanden sein, auch wenn kein Teil, Ganzes oder Kombination
notwendigerweise vorhanden sein muss. Es sollte auch verständlich sein,
dass das Vorstehende in Hardware, Software, Firmware, Logikanordnung
oder Kombinationen oder Teilen derselben vorhanden sein kann und
vollständig
oder teilweise in anderen Komponenten, Vorrichtungen oder Kodes
separat, gleichzeitig, konkurrierend und/oder in einer sich Zeit
oder Ressourcen teilenden Konfiguration oder verschiedenen Kombinationen
derselben, ablaufen, verarbeitet, ausgeführt, geladen und/oder gespeichert
werden können.
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Auch
wenn die Erfindung im Einzelnen in den Zeichnung der vorhergehenden
Beschreibung veranschaulicht und beschrieben worden ist, sind diese
als veranschaulichend und nicht von einschränkendem Charakter aufzufassen,
ist es verständlich,
dass nur die bevorzugte Ausführungsform
gezeigt und beschrieben worden ist, und dass alle Änderungen
und Modifikationen, die in den Geist der Erfindung fallen, geschützt werden
sollen, einschließlich,
aber ohne darauf beschränkt
zu sein, den oben beschriebenen. Es sollte verständlich sein, dass, obwohl die
Verwendung von Worten, wie zum Beispiel beispielhaft, bevorzugbar,
vorzugsweise oder bevorzugt in der Beschreibung oben angibt, dass
das so beschriebene Merkmal typisch oder in höherem Maß erwünscht sein kann, kann es nichts
desto trotz nicht erforderlich sein, und Ausführungsformen die dasselbe nicht aufweisen,
können
als im Umfang der Erfindung betrachtet werden, deren Umfang durch
die Ansprüche definiert
ist, die folgen. Beim Lesen der Ansprüche ist es beabsichtigt, dass,
wenn Worte, wie zum Beispiel ein, wenigstens ein, wenigstens ein
Teil, dort verwendet sind, damit keine Einschränkung des Anspruchs auf nur
einen Gegenstand beabsichtigt ist, außer es ist speziell das Gegenteil
in dem Anspruch festgestellt. Ferner, wenn die Begriffe, wie zum
Beispiel wenigstens ein Teil und/oder ein Teil, verwendet werden, kann
der Gegenstand einen Teil und/oder den gesamten Gegenstand aufweisen,
außer
es ist speziell das Gegenteil festgestellt.
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Zusammenfassung
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Verfahren
und Systeme zum Diagnostizieren eines Kraftstoffeinspritzsystemfehlers
Ein Kraftstoffzufuhrsystem für
einen Verbrennungsmotor. Das System weist einen Spannungsverstärker und
einen Kraftstoffinjektor auf. Der Spannungsverstärker ist betriebsfähig mit
dem Injektor gekoppelt, um den Injektor selektiv anzusteuern. Ein
Verfahren umfasst, die Vereinbarkeit einer Verstärkerspannung mit einem Grenzwert
zu ermitteln. Das Verfahren umfasst ferner, basierend auf dem Ermitteln
der Vereinbarkeit einen Kraftstoffsystemfehler zu diagnostizieren.