DE112009003611B4 - Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor, Anomalieerfassungsverfahren für einen Zylinderinnendrucksensor und Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor, Anomalieerfassungsverfahren für einen Zylinderinnendrucksensor und Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) umfassend: ein Erlangungsmittel (50) zum Erlangen einer Ausgabe von dem Zylinderinnendrucksensor (5), wobei der Zylinderinnendrucksensor (5) ein Druckerfassungselement (20) aufweist, wobei das Druckerfassungselement (20) mit einem Vorspanndruck versehen ist; ein Ausgabeanomalieerfassungsmittel (50) zum Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer toten Zone in einer Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors (5); ein Driftrückstellmittel (30a) zum Ausführen einer Verminderung oder Kompensation einer Ausgabedrift des Zylinderinnendrucksensors (5); und ein Vorspanndruckverlustanomalieerfassungsmittel (50), das derart ausgestaltet ist, dass es das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Vorspanndruckverlustanomalie auf der Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der toten Zone in der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors (5) erfasst, nachdem das Driftrückstellmittel (30a) die Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift durchgeführt hat.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor, ein Anomalieerfassungsverfahren für einen Zylinderinnendrucksensor und eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
  • Technischer Hintergrund
  • Gemäß der Offenbarung von z. B. JP 2005-291091 A ist ein Zylinderinnendrucksensor für den Zweck der Messung eines Zylinderinnendrucks eines Verbrennungsmotor bekannt. Es gibt verschiedene Arten von Zylinderinnendrucksensoren, wie z. B. einen piezoelektrischen Zylinder-Innendrucksensor, in dem ein piezoelektrisches Element als ein Druckerfassungselement verwendet wird, oder einen Dehnungsmessstreifen-Zylinderinnendrucksensor, in dem ein Dehnungsmessstreifen als ein Druckerfassungselement verwendet wird. Im Allgemeinen werden diese Arten von Zylinderinnendrucksensoren so konstruiert, angefertigt oder installiert, dass auf deren Druckerfassungselement eine Vorspannung bzw. ein Vorspanndruck ausgeübt wird, so dass eine hoch genaue Messung des Zylinderinnendrucks erfolgen kann, wenn der Zylinderinnendrucksensor an einem Verbrennungsmotor angebracht ist. Ein piezoelektrisches Element gemäß der nachstehenden Patentschrift 1 ist so an einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors angebracht, dass es wie oben beschrieben einer Vorspannung ausgesetzt ist.
  • Die JP 2005 330 904 A offenbart eine günstig herstellbare Anomalieerfassungsvorrichtung zum genauen Erfassen eines Fehlers eines Zylinderdrucksensors.
  • Die DE 102 33 583 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung mindestens eines Drucksensors zur Erfassung des Druckes in mindestens einem Zylinder einer Brennkraftmaschine, wobei in einem ersten Schritt mehrere Druckwerte des mindestens einen Drucksensors für verschiedene Kurbelwellenwinkel erfasst werden, in einem zweiten Schritt aus den erfassten Druckwerten und den zugehörigen Werten für das Zylindervolumen ein Istwert eines Polytropenexponenten ermittelt wird, in einem dritten Schritt der Istwert mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und in einem vierten Schritt in Abhängigkeit der Differenz zwischen Istwert und Sollwert eine Fehlfunktion des mindestens einen Drucksensors detektiert wird.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technische Problemstellung
  • Der Erfinder ist infolge einer ernsthaft unternommenen Untersuchung zu folgender Erkenntnis gelangt. Das heißt, dass eine rasche Verbrennung in einer anomalen Verbrennung, wie z. B. ein Klopfen, während eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eine stoßartig entstehende Kraft verursachen kann. Zudem kann der Zylinderinnendruck im Vergleich zum Normalbetrieb deutlich ansteigen. Dadurch wirkt eine rasche stoßartig entstandene Kraft oder ein extensiver Druck auf den Zylinderinnendrucksensor ein. Die Auswirkung dieser stoßartig entstandenen Kraft oder Überdrucks kann so groß werden, dass an dem Zylinderinnendrucksensor eine plastische Verformung auftritt. Abhängig von der Richtung oder vom Ausmaß dieser plastischen Verformung kann eine Konfiguration des Zylinderinnendrucksensors so verwandelt werden, dass die auf dessen Druckerfassungselement einwirkende Vorspannung reduziert wird.
  • Ist die Vorspannung reduziert, nimmt die durch die Vorspannung erhöhte Ausgabeempfindlichkeit ab, und somit kann es bei der Messung des Zylinderinnendrucks zu Problemen kommen. In Bezug auf die Erfassung einer Anomalie eines Zylinderinnendrucks, die durch einen derartigen Verlust einer Vorspannung bewirkt wird, ist in keinem Stand der Technik ein wirksames Verfahren offenbart.
  • Die vorliegende Erfindung ist zur Lösung des vorstehend erläuterten Problems gemacht worden. Es ist daher eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor und ein Anomalieerfassungsverfahren für einen Zylinderinnendrucksensor zu schaffen, das in der Lage ist, eine Vorspannungsverlust-Anomalie eines Zylinderinnendrucksensors zu erfassen, sowie eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, die in der Lage ist, schädliche Auswirkungen auf den Betriebszustand eines Verbrennungsmotors, die durch die Vorspannungsverlust-Anomalie in dem Zylinderinnendrucksensor verursacht wurden, zu verhindern.
  • Lösung des Problems
  • Die Aufgabe wird durch die Vorrichtungen gemäß den Patentansprüchen 1, 10 und das Verfahren gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Weiterbildungen der Vorrichtungen und des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor geschaffen, aufweisend:
    ein Erlangungsmittel zum Erlangen einer Ausgabe von dem Zylinderinnendrucksensor, wobei der Zylinderinnendrucksensor ein Druckerfassungselement beinhaltet, wobei das Druckerfassungselement mit einer Vorspannung versehen ist;
    eine Ausgangsanomalie-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Unempfindlichkeitsfehlers bzw. einer toten Zone (engl.: dead band) auf der Basis der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors;
    ein Driftkompensationsmittel bzw. Driftrückstellmittel zum Ausführen einer Verminderung oder Aufhebung bzw. Kompensation einer Ausgabedrift des Zylinderinnendrucksensors; und
    ein Vorspannungsverlust-Anomalieerfassungsmittel zum Erfassen des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Vorspannungsverlustanomalie auf einer Basis des Vorliegens oder Nichtvorliegens des Unempfindlichkeitsfehlers in der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensor nachdem das Driftkompensationsmittel die Verminderung oder die Kompensation der Ausgangsabweichung ausführt.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei
    das Driftkompensationsmittel ein Kompensationsmittel für eine Drift unter anomalen Umständen beinhaltet, wobei die Kompensationseinrichtung für eine Drift unter anomalen Umständen eine Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift des Zylinderinnendrucksensors ausführt, wenn die Ausgabeanomalie-Erfassungseinrichtung das Vorliegen oder Nichtvorliegen des Unempfindlichkeitsfehlers erfasst;
    das Vorspannungsverlust-Anomalieerfassungsmittel das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Vorspannungsverlustanomalie auf einer Basis des Vorliegens oder Nichtvorliegens des Unempfindlichkeitsfehlers in der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors erfasst, nachdem das Kompensationsmittel für eine Abweichung unter anomalen Umständen die Verminderung oder Kompensation der Ausgabeabweichung ausgeführt hat.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei
    das Ausgangsanomalie-Erfassungsmittel einen Unempfindlichkeitsfehler in der Ausgabekennlinie erfasst, der die Messung von zumindest einem Ausgangssdruck und/oder Ausgangsdruck in dem Ziel-Messzylinder verhindert.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß einem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei
    das Driftkompensationsmittel die Verminderung oder Kompensation der Ausgabeabweichung so ausführt, dass die Messung von zumindest dem niedrigeren Druck des Ansaugdrucks oder des Auspuffdrucks bzw. Abgasgegendrucks möglich wird;
    das Vorspannungsverlust-Anomalieerfassungsmittel das Vorliegen oder Nichtvorliegen der Vorspann ungsverlustanomalie erfasst, nachdem das Kompensationsmittel für eine Drift unter anomalen Umständen die Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift auf Basis des Vorliegens oder Nichtvorliegens des Unempfindlichkeitsfehlers ausführt, der die Messung von zumindest dem Ansaugdruck oder dem Auspuffdruck bzw. dem Abgasgegendruck in einem Ziel-Messzylinder verhindert.
  • Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung betriff eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß einem ersten bis vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die ferner aufweist:
    ein Ansaughub-Zylinderinnendruck-Erlangungsmittel bzw. Ansaugtaktzylinderinnendruckerlangungsmittel zum Erlangen des Ansaughub-Zylinderinnendrucks, wobei der Ansaughub-Zylinderinnendruck der Zylinderinnendruck in einem Ziel-Messzylinder in einem Ansaughub ist; und
    ein Auspuffhub-Zylinderinnendruck-Erlangungsmittel bzw. ein Auspufftaktzylinderinnendruckerlangungsmittel zum Erlangen eines Auspuffhub-Zylinderinnendrucks, wobei der Auspuffhub-Zylinderinnendruck ein Zylinderinnendruck in dem Ziel-Messzylinder in einem Auspuffhub ist; wobei
    das Ausgabe-Anomalieerfassungsmittel ein Druckverhältnisanomalie-Erfassungsmittel beinhaltet, wobei das Druckverhältnisanomalie-Erfassungmittel den Unempfindlichkeitsfehler auf Basis eines Verhältnisses des Zylinderinnendrucks und des Ansaughub-Zylinderinnendrucks erfasst.
  • Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, die ferner aufweist:
    ein Zustandsbeurteilungsmittel zum Beurteilen, ob der Verbrennungsmotor sich in einem Zustand befindet, in dem ein Unterschied zwischen dem Zylinderinnendruck des Ansaughubs und dem Zylinderinnendruck des Auspuffhubs größer ist als der Unterschied während des Normalbtriebszustands; wobei
    das Druckverhältnis-Anomalieerfassungsmittel das Vorliegen oder Nichtvorliegen des Unempfindlichkeitsfehlers in einem Fall erfasst, in dem das Zustandsbeurteilungsmittel beurteilt, dass der Unterschied zwischen dem Zylinderinnendruck des Ansaughubs und dem Zylinderinnendruck des Auspuffshubs größer ist als der Unterschied während des Normalbtriebszustands.
  • Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, ferner aufweisend:
    ein Kraftstoffunterbrechungs-Erfassungsmittel zum Erfassen, ob eine Kraftstoffunterbrechung in dem Verbrennungsmotor ausgeführt wird oder nicht; und
    ein Schließmittel zum Schließen einer Saugleitung des Verbrennungsmotors, wenn die Kraftstoffunterbrechung ausgeführt wird; wobei das Druckverhältnisanomalie-Erfassungsmittel den Unempfindlichkeitsfehler erfasst, wenn die Saugleitung geschlossen ist.
  • Ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß einem fünften bis siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung, bei dem das Ausgabeanomalieerfassungsmittel das Vorliegen oder Nichtvorliegen des Unempfindlichkeitsfehlers auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch das Druckverhältnisanomlie-Erfassungsmittel und des Werts der Ausgabe oder der Veränderung der Ausgabe von dem Zylinderinnendrucksensor im Ansaughub erfasst.
  • Ein neunter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor gemäß einem ersten bis achten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei
    das Vorspannungsverlustanomalie-Erfassungsmittel das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Vorspannungsverlustanomalie auf einer Basis eines Vergleichs eines Ausgabewerts von dem Zylinderinnendruck nach der Reduktion oder der Kompensation der Ausgabeabweichung durch das Driftkompensationsmittel mit einem Ausgabegrenzwert, der ein oberer Grenzwert oder ein unterer Grenzewert eines Bereichs des Ausgabesignals von dem Zylinderinnendrucksensor ist, erfasst.
  • Ein zehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor nach einem der ersten bis achten Aspekte der vorliegenden Erfindung, wobei das Vorspannungsverlustanomalieerfassungsmittel das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Vorspannungsverlustanomalie auf der Basis einer Rate der Änderung der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors während eines Ansaugtakts eines Zielzylinders der Messung nach der Verminderung oder der Kompensation der Ausgabedrift durch das Driftrückstellmittel erkennt.
  • Ein elfter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor umfassend:
    einen Zylinderinnendrucksensor, der ein Druckerfassungselement aufweist, wobei das Druckerfassungselement mit einer Vorspannung versehen ist;
    ein Steuermittel zum Steuern des Verbrennungsmotors durch Verwenden einer Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors;
    eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor nach einem der ersten bis achten Aspekte der vorliegenden Erfindung; und
    ein Begrenzungsmittel zum Begrenzen des Steuermittels auf Nichtverwenden der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors, wenn eine Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor erkannt wird.
  • Ein zwölfter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei
    das Begrenzungsmittel ein Parameterberechnungsmittel aufweist, wobei das Parameterberechnungsmittel einen Parameter berechnet, der sich auf eine Steuerung des Verbrennungsmotors unter Verwendung eines Teils der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors bezieht, und
    das Begrenzungsmittel aufweist:
    ein Einflussbeurteilungsmittel für eine Beurteilung, ob ein Einfluss der Vorspannungsverlustanomalie in dem Teil der Ausgabe, die durch das Parameterberechnungsmittel verwendet wird, vorhanden ist, und
    ein eine Sensorausgabe verwendendes Begrenzungsmittel zum Durchführen einer Verhinderung der Berechnung auf der Basis der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors in dem Parameterberechnungsmittel oder eine Verhinderung der Steuerung auf der Basis des Parameters, der durch das Parameterberechnungsmittel berechnet wurde. in einem Fall, in dem der Einfluss der Vorspannungsverlustanomalie in einem Teil der Ausgabe, die durch das Parameterberechnungsmittel verwendet wird, vorhanden ist.
  • Um den oben erwähnten Zweck zu erreichen, ist ein dreizehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Anomalieerfassungsverfahren für einen Zylinderinnendrucksensor, wobei der Zylinderinnendrucksensor ein Druckerfassungselement aufweist, wobei das Druckerfassungselement mit einer Vorspannung versehen ist, gekennzeichnet durch: Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Vorspannungsverlustanomalie auf der Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Unempfindlichkeitsfehlers, der in einer Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors nach Durchführung einer Driftkompensation in dem Zylinderinnendrucksensor verbleibt.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung macht es möglich, eine Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor zu erkennen. Nämlich erzeugt ein Vorspannungsverlust einen Unempfindlichkeitsfehler in der Ausgabekennlinie eines Zylinderinnendrucksensors. Der Unempfindlichkeitsfehler kommt von einer Verminderung der Vorspannung in dem Zylinderinnendrucksensor. Auf der anderen Seite kann eine gewöhnliche Ausgabe des Zylinderdrucksensors durch eine Temperaturveränderung im Umfeld des Zylinderinnendrucksensors oder dergleichen derart ansteigen oder abfallen, dass ein Unempfindlichkeitsfehler bzw. eine tote Zone verursacht wird (was nachfolgend als ”Ausgabedrift” bezeichnet wird). Eine solche Ausgabedrift kann durch Anwenden einer Driftkompensation in dem Zylinderinnendrucksensor aufgehoben bzw. kompensiert werden. Jedoch ist die Vorspannungsverlustanomalie durch die Driftkompensation nicht wiederherstellbar, da die Vorspannungsverlustanomalie eine Anomalie ist, die in der Hardware des Zylinderinnendrucksensors verursacht wird. Diesbezüglich wird gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung, nach der Ausgabedriftkompensation, ein Mittel zum Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Vorspannungsverlustanomalie auf der Basis der Ausgabeanomalie in der Ausgabekennlinie eines Zylinderinnendrucksensors vorgesehen. Dadurch wird es möglich zu Erfassen, dass die Ausgabeanomalie durch die Vorspannungsverlustanomalie verursacht wird.
  • In dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift in einem Zylinderinnendrucksensor implementiert, wenn ein Unempfindlichkeitsfehler durch das Ausgabeanomalieerfassungsmittel erkannt wird, und dann führt das Vorspannungsverlustanomalieerfassungsmittel das Erfassen der Anomalien eines Vorspannungsverlustes aus. Dadurch kann die Erfassung in Bezug auf den erzeugten Unempfindlichkeitsfehler schnell und sicher durchgeführt werden, welcher nicht durch die Ausgabedriftkompensation gelöst werden kann.
  • Nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Vorspannungsverlustanomalie in einem Zylinderinnendrucksensor schnell erfasst werden. Ansaugdruck und Auspuffdruck sind nämlich bezüglich der Zylinderdrücke in einem Verbrennungszyklus relativ niedrig. Augrund der Eigenschaften der Vorspannungsverlustanomalie verhindert der Einfluss der Vorspannungsverlustanomalie mit hoher Wahrscheinlichkeit als erstes eine Messung des Ansaugdrucks oder des Auspuffdrucks. Gemäß des dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch Erkennen bzw. Erfassen des Vorhandenseins eines Unempfindlichkeitsfehlers im Ansaugdruck oder dem Auspuffdruck schnell erkannt bzw. erfasst werden, dass eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten sein kann. Dadurch kann, gemäß des dritten Aspekt, die Vorspannungsverlustanomalie des Zylinderinnendrucksensors schnell erkannt werden.
  • Nach dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor sicher erkannt werden. Nämlich ist nach dem vierten Aspekt die Ausgabedrift zufriedenstellend zu einem Grad gelöst, welcher eine Messung des niedrigeren von dem Ansaugdruck oder dem Auspuffdruck erlaubt. Dadurch wird eine ausreichende Maßnahme gegen die Ausgabedrift sicher durchgeführt. Danach kann die Vorspannungsverlustanomalieerfassung auf der Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Unempfindlichkeitsfehlers im Ausgabesignal vom Zylinderinnendrucksensor durchgeführt werden. Dadurch kann eine Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor sicher erkannt werden.
  • Nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Erfassung der Ausgabeanomalie des Zylinderinnendrucksensors auf der Basis des Verhältnisses des Ansaugdrucks und des Auspuffdrucks durchgeführt werden, die von der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors erhalten werden. In einem Verbrennungsmotor, in welchem eine Ansaugluftmengensteuerung durchgeführt wird, ist die Differenz zwischen dem Auspuffdruck und dem Ansaugdrucks generell ausreichend groß. Deshalb kann der Wert des Verhältnisses der beiden eine Basis für ein Erkennen, ob ein Unempfindlichkeitsfehler vorhanden ist oder nicht, sowohl an der Ansaugdruckseite als auch an der Auspuffdruckseite der Ausgabekennlinie vorliegen.
  • Nach dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Erfassen der Ausgabeanomalie, das auf dem Verhältnis zwischen dem Ansaugdruck und dem Auspuffdruck basiert, in einem Stadium durchgeführt werden, in dem die Differenz zwischen dem Ansaugdruck und dem Auspuffdruck größer als die Differenz unter einem normalen Betriebszustand ist. Dadurch kann die Genauigkeit in der Ausgabeanomalieerfassung auf der Basis des Verhältnisses des Ansaugdrucks und des Auspuffdrucks verbessert werden.
  • Nach dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann unter der Voraussetzung, dass die Ansaugleitung geschlossen ist, das Erfassen der Ausgabeanomalie basierend auf dem Verhältnis zwischen dem Ansaugdruck und dem Auspuffdruck durchgeführt werden, indem die Differenz zwischen dem Ansaugdruck und dem Auspuffdrucks weiter erhöht wird. Dadurch kann die Genauigkeit in der Ausgabeanomalieerfassung auf der Basis des Verhältnisses des Ansaugdrucks und des Auspuffdrucks verbessert werden.
  • Der achte Aspekt der vorliegenden Erfindung kann einen Fall sicher erkennen, in dem der Vorspannungsverlust nur eine Ansaugdruckmessung als ein Ziel für eine Beurteilung der Vorspannungsverlustanomalie verhindert. Falls nämlich der Grad des Vorspannungsverlustes merklich groß ist, wird die Empfindlichkeit des Druckerfassungselementes fallen, so dass eine Messung sowohl des Ansaugdrucks als auch des Auspuffdrucks verhindert wird. Jedoch kann ein Vorspannungsverlust so auftreten, dass die Auspuffdruckmessung nicht verhindert wird, jedoch die Ansaugdruckmessung verhindert wird. Der achte Aspekt der vorliegenden Erfindung macht es möglich, den obigen Fall in der Ausgabeanomalieerfassung nicht zu verpassen.
  • Gemäß des neunten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann das Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Unempfindlichkeitsfehlers auf der Basis der Größe des Ausgabewertes des Zylinderinnendrucksensors, der für eine Vorspannungsverlustanomalieerfassung verwendet wird, erfasst werden.
  • Der zehnte Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht folgenden Vorteil. Die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors sollte nämlich, abgesehen von einer Änderung durch ein Störgeräusch oder dergleichen, im Wesentlichen einen konstanten Wert halten, während ein Unempfindlichkeitsfehler in dem Zylinderinnendrucksensor aufgetreten ist. Falls ein Unempfindlichkeitsfehler durch Vorspannungsverlust aufgetreten ist, wird der Unempfindlichkeitsfehler als erstes in einer Ausgabe gemäß des Ansaugtakts auftreten, in dem ein Druckwert niedrig ist (normalerweise Unterdruck). Deshalb ist das Vorhandensein des Unempfindlichkeitsfehlers in einem Zylinderinnendrucksensor auf der Basis des Grades der Änderung der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors während eines Ansaugtakts erkennbar. Darüber hinaus kann, durch Verwenden des Grades einer Änderung der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors als Basis für die Erfassung, der Unempfindlichkeitsfehler von Zylinderinnendrucksensoren unter einer Mehrzahl von Situationen, in denen die Ausgabewerte (Spannungswerte) von Unempfindlichkeitsfehlern (dead bands) unterschiedlich sind, unabhängig vom Spannungswert des Unempfindlichkeitsfehlers einheitlich erfasst werden. Es ist nämlich nach dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, mit einer Mehrzahl von Situationen umzugehen, in denen Ausgabewerte in Unempfindlichkeitsfehlern (dead bands) unterschiedlich sind.
  • Nach dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung, kann eine Verwendung der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors teilweise oder komplett begrenzt werden, wenn die Vorspannungsverlustanomalie durch die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor nach einem von dem ersten bis elften Aspekt der vorliegenden Erfindung erkannt wird. Dieses macht es möglich, zu verhindern, dass die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors, der eine Vorspannungsverlustanomalie aufweist, einen schädlichen Effekt in der Steuerung des Verbrennungsmotors verursacht. Dadurch kann ein schädlicher Effekt in der Steuerung des Verbrennungsmotors durch eine Vorspannungsverlustanomalie verhindert werden.
  • Gemäß des zwölften Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, nicht die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors, der durch eine Vorspannungsverlustanomalie beeinflusst ist, in dem Parameterberechnungsmittel zu verwenden. Falls darüber hinaus ein Einfluss durch die Vorspannungsverlustanomalie in einem Bereich, den das Parameterberechnungsmittel nicht verwendet, vorhanden ist, kann der zwölfte Aspekt eine solchen Anomalie als zulässige Anomalie ansehen. Dieses ermöglicht eine kontinuierliche Verwendung der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors, soweit die Ausgabe brauchbar ist, während ein schädlicher Effekt in der Steuerung des Verbrennungsmotors verhindert wird.
  • Der dreizehnte Aspekt der vorliegenden Erfindung macht es möglich, eine Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor zu erkennen. Nämlich kann die Ausgabedrift durch eine Driftkompensation in dem Zylinderinnendrucksensor kompensiert werden. Jedoch ist eine Vorspannungsverlustanomalie durch die Driftkompensation nicht wiederherstellbar, da eine Vorspannungsverlustanomalie eine Hardwareanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor ist. Der dreizehnte Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Vorspannungsverlustanomalie des Zylinderinnendrucksensors auf der Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Unempfindlichkeitsfehlers erkennen, welcher in der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors nach Durchführung der Ausgabedriftkompensation verbleibt.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine vorausgesetzte Konfiguration für einen Verbrennungsmotor nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Hauptteils des Zylinderinnendrucksensor 5.
  • 3 zeigt schematisch eine Ausgabekennlinie 60 unter normalen Bedingungen und einer Ausgabekennlinie 62, die eine Vorspannungsverlustanomalie des Zylinderinnendrucksensors 5 umfasst.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm zum Erklären des Unterschieds zwischen der Vorspannungsverlustanomalie und dem einfachen Ausgabeversatz, der durch eine Temperaturdrift oder dergleichen verursacht wird.
  • 5A und 5B zeigen Diagramme zum Erklären des Unterschiedes zwischen der Vorspannungsverlustanomalie und der Temperaturdrift.
  • 6A und 6B zeigen Diagramme zum Erklären einer ersten Anzeichenbeurteilung nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 7 ist ein Diagramm zum Erklären einer zweiten Anzeichenbeurteilung nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, welche durch die ECU 50 in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
  • 9 ist ein Diagramm zum Erklären einer Erfassungstechnik der Vorspannungsverlustanomalie nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 10 zeigt den Grad der Veränderung des Wertes des Zylinderinnendrucks basierend auf der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, die durch die ECU 50 in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, welche durch die ECU 50 in einem dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
  • 13 ist ein Diagramm, das einen Bereich zeigt, in dem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in einem Luftgehalterfassungsprogramm eines vierten Ausführungsbeispiels verwendet wird.
  • 14 ist ein Diagramm, welches einen Bereich zeigt, in dem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in dem MFB-Berechnungsprogramm für das vierte Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • 15 ist ein Diagramm, welches einen Bereich zeigt, in dem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 zum Erfassen eines Klopfens nach dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, welche durch die ECU 50 in dem vierten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Luftfilter
    2
    Drosselklappe
    3
    Luftmengenmesser
    4
    Ausgleichsbehälter
    5
    Zylinderinnendrucksensor
    6
    Zündkerze
    7
    Kraftstoffeinspritzdüse
    8
    Kurbelwinkelsensor
    9
    Klopfsensor
    10
    Katalysator
    11
    Katalysator
    20
    Dehnungsmessstreifenelement
    22
    Gehäuse
    24
    Gehäuse
    26
    Kraftübertragungsstab
    28
    Drucksensormembran
    30
    Schaltkreiseinheit
    30a
    Driftrückstelleinheit
    50
    ECU
    60, 62, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 83, 84, 85, 86
    Ausgabekennlinien
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • [Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels]
  • (Systemkonfiguration eines Verbrennungsmotors)
  • 1 zeigt eine vorausgesetzte Konfiguration für einen Verbrennungsmotor nach einem ersten Ausführungsbeispiel. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Anomalieerfassungseinrichtung für den Zylinderinnendrucksensor nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in den Verbrennungsmotor, der in 1 gezeigt ist, eingebaut. Obwohl 1 zur besseren Übersichtlichkeit nur einen Zylinder zeigt, ist die vorliegende Erfindung auf Mehrzylinderverbrennungsmotoren anwendbar.
  • Der Verbrennungsmotor, der in 1 gezeigt ist, umfasst einen Luftfilter 1, eine Drosselklappe 2, einen Luftmengenmesser 3 und einen Ausgleichsbehälter 4 in der Ansaugleitung. Die Abströmseite des Ausgleichsbehälter 4 kommuniziert über einen Ansauganschluss und ein Ansaugventil mit einer Brennkammer. Daneben umfasst der Verbrennungsmotor, der in 1 gezeigt ist, einen Zylinderinnendrucksensor 5, einer Zündkerze 6 und eine Kraftstoffdirekteinspritzdüse 7 im oberen Teil des Verbrennungsmotors, nämlich der Zylinderkopfseite. Der Verbrennungsmotor, der in 1 gezeigt ist, hat einen Kurbelwinkelsensor 8 und einen Klopfsensor 9. Der Verbrennungsmotor, der in 1 gezeigt ist, weist in einer Abgasleitung weiterhin einen Katalysator 10 bzw. einen Katalysator 11 auf. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass ein Abgassensor, wie zum Beispiel auch ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor vorgesehen ist, auch wenn seine Darstellung weggelassen wurde.
  • Der Verbrennungsmotor nach 1 hat eine ECU (Electronic Control Unit – Elektronische Steuereinheit) 50. Ein Öffnungswinkel der Drosselklappe 2, eine Ansaugluftmenge KLAFM, ein Kurbelwinkel CA basierend auf dem Kurbelwinkelsensor 8, ein Zylinderinnendruck PC basierend auf dem Zylinderinnendrucksensor 5, und eine Ausgabe KNK, des Klopfsensors 9 werden in die ECU 50 eingegeben. Die ECU 50 steuert auch die Zündkerze 6 und die Kraftstoffdirekteinspritzdüse 7 basierend auf verschiedenen Arten von Steuerparametern, wie zum Beispiel dem Zündzeitpunkt SA und der Rate der Kraftstoffeinspritzung T.
  • (Konfiguration des Zylinderinnendrucksensors 5)
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der wesentlichen Teile des Zylinderinnendrucksensors 5. Der Zylinderinnendrucksensor weist ein Dehnungsmessstreifenelement 20 auf, das einen Spannungswert in Abhängigkeit des Druckes ändert. Das Dehnungsmessstreifenelement ist in einem Gehäuse 22 vorgesehen. Wie in 2 dargestellt, sind das Gehäuse 22 und ein Gehäuse 24 miteinander verschweißt und das Gehäuse 24 ebenfalls mit einer Drucksensormembran 28 verbunden. Ein Kraftübertragungsstab 26 ist im Innenraum, der durch das Gehäuse 22 und das Gehäuse 24 gebildet ist, eingeschlossen.
  • Das Dehnungsmessstreifenelement 20 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel ein Element des Typs eines Siliziumchips. Auf das Dehnungsmessstreifenelement wird in seinem Herstellungsprozess eine Last aufgebracht. Das Dehnungsmessstreifenelement 20 hat eine Last erhalten, welche vorher aufgebracht wird (nachfolgend auch als ”Vorspannung” bezeichnet), wenn es in den Zylinderinnendrucksensor eingebaut an den Verbrennungsmotor angebracht wird. Die Vorspannung wird im Wesentlichen zum Zweck der Einstellung einer Nullpunktverschiebung vorgesehen. Das bedeutet, die Vorspannung wird auf das Dehnungsmessstreifenelement 20 gegeben, um die Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors 5 basierend auf einem Ausgabewert unter einer Situation, in der der Zylinderinnendruck 0 [MPa] ist, einzustellen. Da die Vorspannung gegeben ist, kann das Dehnungsmessstreifenelement 20 eine Ausgabespannung in Übereinstimmung mit dem Druck mit ausreichender Genauigkeit innerhalb eines vollen Bereichs des in einem Zielzylinder auftretenden Drucks zum Messen des Zylinderinnendrucks während des Verbrennungstaktes ausgeben. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass ein Zielzylinder der Zylinderinnendruckmessung nachfolgend einfach als ein ”Messungszielzylinder” bzw. ”Zielzylinder der Messung” bezeichnet wird.
  • Der Zylinderinnendrucksensor 5 ist so positioniert, dass ein unterer Bereich in 2 der Brennkammer zugewandt ist. Wenn die Drucksensormembran 28 einen Druck in dem Zylinder aufnimmt, erreicht der Druck durch den Kraftübertragungsstab 26 schließlich die Seite des Dehnungsmessstreifenelementes 20. Als ein Ergebnis davon, wird das Dehnungsmessstreifenelement 20 gespannt, so dass sich der Spannungswert des Zylinderinnendrucksensors 5 ändert. Der Spannungswert kann als die Basis für eine Zylinderinnendruckmessung verwendet werden.
  • Eine Schaltkreiseinheit 30 und eine Driftrückstelleinheit 30a sind in 2 als ein Blockdiagramm gezeigt. Die Ausgabe des Dehnungsmessstreifenelementes 20 wird in die Schaltkreiseinheit 30 eingegeben. Die Schaltkreiseinheit 30 dient zum Ausgeben der Änderung eines elektronischen Signals von dem Dehnungsmessstreifenelement 20 als die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 zur Außenseite. Auch ist in dem ersten Ausführungsbeispiel die Driftrückstelleinheit 30a vorgesehen, um Einflüsse einer Temperaturdrift aufzuheben. Die Schaltkreiseinheit 30 und die Driftrückstelleinheit 30a sind mit der ECU 50 verbunden.
  • Es ist als sogenannte ”Ausgabedrift” bekannt, dass ein Erhöhen oder ein Erniedrigen des mittleren Wertes der Ausgabe von einem Zylinderinnendrucksensor beispielsweise durch eine Änderung der Temperatur oder dergleichen in der Nähe des Zylinderinnendrucksensors verursacht werden kann. Die Drift aufgrund der Temperaturänderung wird Temperaturdrift genannt. Es wird normalerweise als Problem angesehen, dass die Ausgabehöhe eines Zylinderinnendrucksensors durch die Temperaturdrift schwankt. Im ersten Ausführungsbeispiel weist die Schaltkreiseinheit 30 die Driftrückstelleinheit 30a auf, um die Temperaturdrift des Zylinderinnendrucksensors 5 zu beherrschen. Darüber hinaus ist eine Funktion für die Temperaturdrifterkennung in die ECU 50 installiert. In dem ersten Ausführungsbeispiel steuert die ECU 50 die Driftrückstelleinheit 30a wie erforderlich, wodurch eine Kompensation durch Driftkompensation erreicht wird.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Konfiguration zum Aufheben einer Driftrückstellung in einem Zylinderinnendrucksensor nicht beschränkt ist. Das bedeutet, dass vielfältige Typen von konventionellen äußeren Schaltkreisen oder Driftkompensationstechniken nach der Konfiguration des Zylinderinnendrucksensors, ob vom Typ der Hardware oder vom Typ einer Software, bekannt sind. Die konventionellen Typen können geeignet verwendet oder angewendet werden, um zum Beispiel eine Funktion einer Driftkompensation in einem Verbrennungsmotor vorzusehen.
  • [Anomalieerfassung nach dem ersten Ausführungsbeispiel]
  • (Analyseergebnisse der Vorspannungsverlustanomalie)
  • Der Erfinder hat Vorspannungsverluste bzw. Vorspannungsdruckverluste ausgiebig untersucht und basierend darauf die folgenden Erkenntnisse erlangt. Es werden nämlich piezoelektrische Zylinderinnendrucksensoren, in welchen ein piezoelektrisches Element als Druckmesselement verwendet wird, oder Dehnungsmessstreifenzylinderinnendrucksensoren, in welchen ein Dehnungsstreifen als Druckmesselement verwendet wird, typischerweise als Zylinderinnendrucksensoren eingesetzt. Generell ist in diesen Typen von Zylinderinnendrucksensoren eine Vorspannung auf ihr Druckmesselement zum Zwecke der hohen Genauigkeit der Zylinderinnendruckmessung vorgesehen, wenn der Zylinderinnendrucksensor an einem Verbrennungsmotor angebaut ist. Wie oben beschrieben, wird auch eine Vorspannung auf den Zylinderinnendrucksensor 5 nach dem ersten Ausführungsbeispiel gegeben.
  • Impulskraft oder ein außerordentlicher Druck können während des Betriebs eines Verbrennungsmotors auftreten. Nämlich kann eine Impulskraft mit einer schnellen bzw. starken Verbrennung in einer unnormalen Verbrennung (wie beispielsweise ein Klopfen) auftreten oder der Zylinderinnendruck kann im Vergleich mit dem in einem normalen Betrieb sehr groß werden. Im ersten Ausführungsbeispiel können diese Impulskraft oder außerordentlicher Druck den Zylinderinnendrucksensor 5 in ähnlicher Weise beeinflussen, so dass sie zum Beispiel eine plastische Deformation des Druckmessers 5 auslösen. Wenn nämlich zum Beispiel die außerordentliche Kraft auf einen Kontaktpunkt des Gehäuses 22 und des Kraftübertragungsstabes 26 ausgeübt wird, wird dann ein Endabschnitt des Kraftübertragungsstabes 26 eingedrückt, so dass er flach ist. Daneben führt der geschweißte Bereich des Gehäuses 22 und des Gehäuses 24 eine plastische Deformation aus. Diese plastische Deformation kann die Vorspannung reduzieren, die auf das Dehnungsmessstreifenelement 20 wirkt. Als ein Ergebnis davon wird die Ausgabeempfindlichkeit, die durch die Vorspannung verbessert ist, abnehmen, und Probleme bei der Zylinderinnendruckmessung können auftreten.
  • 3 bis 5 sind Figuren zum Erklären des Inhalts von weiteren detaillierten Analysen über den Vorspannungsverlust, die der Erfinder untersucht hat. Nachfolgend werden Anomalien des Zylinderinnendrucksensors, die durch einen Vorspannungsverlust verursacht sind, im Detail unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 erläutert.
  • 3 zeigt schematisch eine Ausgabekennlinie 60 unter normalen Bedingungen und eine Ausgabekennlinie 62, die eine Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor 5 aufweist. Die Achse der Ordinate in 3 zeigt eine Ausgabespannung des Zylinderinnendrucksensors 5 und die laterale Achse von 3 zeigt einen Druck P (nämlich einen Druck, welcher ein Zylinderinnendruck des Verbrennungsmotors ist und der auf die Membran 28 ausgeübt wird), den der Zylinderinnendrucksensor 5 misst. Die Spannung V0 in 3 ist eine Nullpunktausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 unter normalen Bedingungen nachdem eine Nullpunktverschiebung durchgeführt wurde. Auf der anderen Seite bedeutet die Spannung Vmin in 3 eine Ausgabespannung niedriger als ein Grenzwert, der durch die Hardware des Zylinderinnendrucksensors bestimmt ist, nämlich eine untere Grenze der Ausgabespannung, welche der interne Schaltkreis des Zylinderinnendrucksensors ausgeben kann. Nachfolgend wird zur Vereinfachung der minimale Spannungswert der Hardware des Zylinderinnendrucksensors auch als ”Schaltkreisgrenzwert” bezeichnet. Daneben wird ein Stadium, in welchem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors an einer niedrigeren Spannungsseite flach ist, auch als eine ”untere Ausgabesättigung” bezeichnet und ein Teil der Ausgabe, welche die untere Ausgabesättigung verursacht hat, des Zylinderinnendrucksensors wird auch als ”unterer Ausgabestätigungspunkt” bezeichnet.
  • Wie oben erwähnt, wird generell eine Nullpunktveschiebung bei dem Zylinderinnendrucksensor 5 durch Vorspannen durchgeführt. Demzufolge erhöht sich in dem normalen Stadium die Ausgabespannung des Zylinderinnendrucksensors 5 von der Spannung V0 in Übereinstimmung mit der Erhöhung des Drucks P. Wenn jedoch Vorspannungsverlust in dem Dehnungsmessstreifenelement 20 auftritt, verschiebt sich der mittlere Wert der Ausgabespannung des Zylinderinnendrucksensors 5 im Mittel zu einer niedrigeren Spannungsseite. Wenn der Verschiebewert auf der niedrigen Spannungsseite groß ist, verschiebt sich der Durchschnittswert der Ausgabespannung des Zylinderinnendrucksensors 5 in Richtung der niedrigeren Seite um den Grad, in welchem die Ausgabespannung des Zylinderinnendrucksensors 5 an der Seite des niedrigen Bereichs den Schaltkreisgrenzwert Vmin erreicht. Als ein Ergebnis davon tritt ein Unempfindlichkeitsfehler bzw. eine tote Zone in der Ausgabekennlinie auf, wie in 3 gezeigt, wodurch eine Druckmessung an der unteren Druckseite verhindert wird.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm zum Erklären des Unterschiedes zwischen der Vorspannungsverlustanomalie und des einfachen Ausgabeversatzes, der durch eine Temperaturdrift oder dergleichen resultiert. In der Temperaturdrift verschiebt sich der Ausgabepegel des Zylinderinnendrucksensors stark in Übereinstimmung mit der Temperatur (siehe z. B. JP-A-7-3011145 ). Wenn sich die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 merklich zu niedrigerer Spannung durch die Temperaturdrift verschiebt, wird angenommen, dass ein Unempfindlichkeitsfehler bzw. eine tote Zone wie bei der Ausgabekennlinie 70 in 4 auftritt. Wenn hier die Ausgabekennlinie 70 durch Temperaturdrift auftritt, wird die Ausgabekennlinie als die Ausgabekennlinie 72 oder 74 durch Ausführen der Kompensation der Temperaturdrift wiedererlangt. Ähnlich kann der Unempfindlichkeitsfehler beseitigt werden. Wenn jedoch die Ausgabekennlinie 70 aus dem gleichen Grund wie die Ausgabekennlinie 60 in 3 auftritt (nämlich Vorspannungsverlustanomalie), wird die Ausgabekennlinie sogar dann nicht wieder erlangt, wenn eine Kompensation der Temperaturdrift vorgenommen wird.
  • Der Unterschied zwischen der Vorspannungsverlustanomalie und der Temperaturdrift wird nun im Detail unter Verwendung der 5A und 5B beschrieben. 5A und 5B zeigen schematisch ein Stadium der Temperaturdrift. Als ein Beispiel ist die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors für jeden Kurbelwinkel schematisch dargestellt. Der Zylinderinnendrucksensor, der in der Beschreibung von 5A und 5B gezeigt ist, hat eine Kennlinie in welcher die Ausgabespannung eine Drift zur Seite niederer Spannung ausführt, wenn die Umgebungstemperatur höher wird (nämlich die Wassertemperatur des Verbrennungsmotors (nachfolgend als ”Thw” bezeichnet) höher wird). Die Ausgabekennlinie 82 zeigt ein Stadium, in welchem die Wassertemperatur des Verbrennungsmotors relativ niedrig ist, und die Ausgabekennlinie 84 zeigt ein Stadium, in dem die Wassertemperatur Thw des Verbrennungsmotors relativ hoch ist.
  • Nachfolgend werden Überlegungen für den Fall dargelegt, in dem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors sich von der normalen Ausgabekennlinie 80 durch Temperaturdrift zu der Ausgabekennlinie 82 oder 84 ändert. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass ein Zylinderinnendrucksensor vorhanden sein kann, in welchem eine Ausgabedrift durch eine Temperaturänderung in der entgegengesetzten Richtung zu dem beschriebenen Fall auftreten kann. Jedoch sind beide in Bezug auf einen Punkt gleich, dass eine Temperaturänderung eine Ausgabedrift in eine spezifische Richtung verursacht. Deshalb wird, um eine Wiederholung zu vermeiden, eine Beschreibung nur über den Fall gegeben, in dem die Ausgabespannung einer Drift zur Seite der niedrigen Spannung ausführt, wenn die Umgebungstemperatur höher wird.
  • Im Falle einer Temperaturdrift ändert sich der Grad der Drift in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur eines Zylinderinnendrucksensors. Deshalb verschiebt sich, wie in 5A gezeigt, ein Endpunkt des Unempfindlichkeitsfehlers in einen Punkt 83, wenn die Wassertemperatur Thw des Verbrennungsmotors niedrig ist, und ein Endpunkt des Unempfindlichkeitsfehlers verschiebt sich in einen Punkt 85, wenn die Wassertemperatur Thw des Verbrennungsmotors hoch ist. Das bedeutet, dass sich der Grad der unteren Ausgabesättigung in Übereinstimmung mit einer Schwankung der Umgebungstemperatur ändert. Auf der anderen Seite zeigt 5B schematisch den Status der Vorspannungsverlustanomalie. Im Falle einer Ausgabekennlinie 86, die durch die Vorspannungsverlustanomalie verursacht ist, ist der Grad der unteren Ausgabesättigung im Gegensatz zu dem Fall, der in 5A gezeigten Temperaturdrift, nicht durch die Umgebungstemperatur beeinflusst. Deshalb sind die Vorspannungsverlustanomalie und die Temperaturdrift deutlich unterschiedlich.
  • (Grundsätzlicher Betrieb der Erfassung der Vorspannungsverlustanomalie nach dem ersten Ausführungsbeispiel)
  • Der Erfinder hat eine effektive Technik zum Erfassen der Vorspannanomalie auf der Basis obigen Wissens gefunden. Nachfolgend wird der grundsätzliche Betrieb der Anomalieerfassung nach dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie oben dargelegt, tritt ein Unempfindlichkeitsfehler in der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 auf, wenn die Vorspannungsverlustanomalie im Zylinderinnendrucksensor 5 auftritt. Wie oben beschrieben, zeigt das Auftreten dieses Unempfindlichkeitsfehlers einen ähnlichen Zustand wie bei einer Temperaturverschiebung. Wenn es jedoch eine Temperaturverschiebung ist, kann die Driftrückstelleinheit die Drift kompensieren. Andererseits, ist die Vorspannungsverlustanomalie nicht durch die Driftkompensation der Driftrückstelleinheit wiederherstellbar, da ein Vorspannungsverlust eine Anomalie der Hardware des Zylinderinnendrucksensors 5 ist.
  • Deshalb wird gemäß des ersten Ausführungsbeispiels eine Beurteilung durchgeführt, ob ein Anzeichen vorhanden ist oder nicht, das ein Auftreten einer Vorspannungsverlustanomalie anzeigt (nachfolgend wird diese Beurteilung auch als ”Anzeichenbeurteilung” bezeichnet). Nämlich wird in dem ersten Ausführungsbeispiel eine Erfassung durchgeführt, um Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Unempfindlichkeitsfehlers zu Erfassen, welcher als ein Anzeichen für einen Vorspannungsverlust in der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors 5 angesehen werden kann.
  • Wenn der oben beschriebene Unempfindlichkeitsfehler erfasst wird, führt die Driftrückstelleinheit 30a eine Driftkompensation unter der Voraussetzung durch, dass eine Temperaturdrift aufgetreten ist. Hier wird die Driftkompensation durchgeführt, als ob der Unempfindlichkeitsfehler durch die Temperaturdrift verursacht wurde und die Temperaturdrift ausreichend abgestellt werden konnte.
  • Dann wird erneut untersucht, ob die Unempfindlichkeitsverschiebung in der Ausgabecharakteristik des Zylinderinnendrucksensors 5 existiert. Wenn der Unempfindlichkeitsfehler nach der Driftkompensation verbleibt, kann beurteilt werden, das der Unempfindlichkeitsfehler nicht durch eine Ausgabeverschiebung sondern durch eine Vorspannungsverlustanomalie verursacht ist.
  • [Anzeichenbeurteilung einer Vorspannungsverlustanomalie nach dem ersten Ausführungsbeispiel]
  • Nachfolgend werden die Techniken der Anzeichenbeurteilung nach dem ersten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Das erste Ausführungsbeispiel setzt eine Kombination von zwei Techniken für die Anzeichenbeurteilung ein. Eine erste Technik für die Anzeichenbeurteilung ist eine Technik, welche den Zusammenhang zwischen dem Ansaugdruck und dem Auspuffdruck bzw. Abgasgegendruck in einem Verbrennungsmotor berücksichtigt. Eine zweite Technik für die Anzeichenbeurteilung ist eine Technik, welche den Ausgabewert berücksichtigt, welcher von dem Zylinderinnendrucksensor 5 während eines Ansaugtakts ausgegeben werden sollte.
  • (1) Erste Technik der Anzeichenbeurteilung nach dem ersten Ausführungsbeispiel
  • 6A und 6B zeigen ein Diagramm zum Erklären der ersten Anzeichenbeurteilung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 6A zeigt die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel. Wie vorher beschrieben, wird sich der Ausgabepegel des Zylinderinnendrucksensors zur niederen Spannungsseite vom Mittel aufgrund eines Abnehmens der Ausgabesensitivität verschieben, wenn eine Vorspannungsverlustanomalie auftritt. Diesem folgend, wechselt die Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors 5 wie in 6A gezeigt, von einer normalen Kennlinie, die an der Oberseite der Figur dargestellt ist, zu der Kennlinie, die an der Unterseite der Fig. dargestellt ist. 6B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Bereiches in der strichpunktierten Linie A von 6A.
  • Generell ist in einem normalen Saugmotor, in welchem die Steuerung der Ansaugluftmenge durch eine Drosselklappe oder dergleichen durchgeführt wird, der Auspuffdruck bzw. Abgasgegendruck ausreichend höher ist als der Ansaugdruck. Die erste Anzeichenbeurteilungstechnik berücksichtigt den Unterschied zwischen dem Ansaugdruck und dem Auspuffdruck. Namentlich zeigt ein Druck Pim während des Ansaugtaktes einen Wert des Zylinderinnendrucks an, der basierend auf der Ausgangsspannung des Zylinderinnendrucksensors 5 zu einem Zeitpunkt, an dem der Kurbelwinkel = –180 Grad in dem Ansaugtakt beträgt, erhalten wird. Darüber hinaus zeigt ein Druck Pex im Auspufftakt einen Wert des Zylinderinnendrucks an, der basierend auf der Ausgangsspannung des Zylinderninnendrucksensors 5 zu einem Zeitpunkt, an dem der Kurbelwinkel 270 Grad in dem Auspuffbtakt beträgt, erhalten wird. Dann wird dieses Verhältnis Pim/Pex für die Anzeichenbeurteilung verwendet.
  • Wie oben beschrieben sollte der Zusammenhang von Pim << Pex in dem Fall eines Verbrennungsmotors erfüllt sein, dessen Auspuffdruck ausreichend höher ist als sein Ansaugdruck. Deshalb wird das Verhältnis Pim/Pex ausreichend kleiner als 1, falls sich der Zylinderinnendrucksensor 5 in einem Normalzustand befindet. Auf der anderen Seite zeigt die Ausgangsspannung den Schaltkreisgrenzwert Vmin aufgrund des Einflusses des Unempfindlichkeitsfehlers sowohl in dem Ansaugtakt als auch dem Auspufftakt in der Ausgabekennlinie, wenn eine Vorspannungsverlustanomalie auftritt (siehe die Ausgabecharakteristik an der Unterseite in 6A und 6B). Deshalb wird in diesem Fall das Verhältnis Pim/Pex gleich 1. Deshalb ist es durch eine Beurteilung, ob das Verhältnis Pim/Pex 1 ist oder nicht, möglich, zu beurteilen, ob Anzeichen des Auftretens einer Vorspannungsverlustanomalie vorhanden sind oder nicht.
  • (2) Zweite Technik zur Anzeichenbeurteilung nach dem ersten Ausführungsbeispiel
  • Nachfolgend wird nun eine zweite Technik zur Anzeichenbeurteilung unter Verwendung der 7 beschrieben. In einem Verbrennungsmotor, bei dem der Auspuffdruck ausreichend größer als sein Ansaugdruck ist, kann sich der Ausgabepegel des Zylinderinnendrucksensors 5 wie in 7 gezeigt ändern, wenn ein Vorspannungsverlust auftritt. Die Empfindlichkeit des Zylinderinnendrucksensors kann nämlich bis zu einem solchen Grad bestehen bleiben, dass der Auspuffdruck gemessen werden kann, obwohl der Ansaugdruck nicht auf normale Weise gemessen werden kann. Als ein Ergebnis zeigt das Verhältnis Pim/Pex andere Werte als einen, obwohl der Vorspannungsverlust bis zu einem Grad aufgetreten ist, bei welchem die Messung des Ansaugdrucks verhindert ist. Wenn die Anzeichenbeurteilung vollständig von dem Kriterium der ersten Technik der Anzeichenbeurteilung abhängt, kann deshalb eine Vorspannungsverlustanomalie wie in 7 gezeigt übersehen bzw. nicht erfasst werden.
  • Aus diesem Grund wird in dem ersten Ausführungsbeispiel die zweite Zeichenbeurteilung wie nachfolgend beschrieben durchgeführt. Zunächst wird der Ausgabespannungswert des Zylinderinnendrucksensors 5, welcher den Druck im Ansaugtakt Pim zeigt, beschafft. Nachfolgend wird dieser Spannungswert als V (Pim) bezeichnet. Anschließend wird dann beurteilt, ob der Spannungswert V (Pim) größer als der Schaltkreisgrenzwert Vmin ist, falls das Verhältnis Pim/Pex in der oben beschriebenen ersten Anzeichenbeurteilung ein anderer Wert als 1 ist. Falls der Spannungswert V (Pim) den Schaltkreisgrenzwert Vmin nicht überschreitet, mit anderen Worten, falls der Spannungswert V (Pim) so niedrig ist, dass er den Schaltkreisgrenzwert Vmin entspricht, kann die Vorspannungsverlustanomalie, wie in 7 gezeigt, aufgetreten. Deshalb sieht das vorliegende Ausführungsbeispiel diesen Fall als ein Anzeichen für einen Vorspannungsverlust an. Dies macht es als Ziel der Anzeichenbeurteilung möglich, den Fall zu behandeln, in welchem der Unempfindlichkeitsfehler aufgrund der Vorspannungsverlustanomalie nur auf der Seite des Ansaugdrucks auftritt.
  • [Details des Verfahrens, das durch das erste Ausführungsbeispiel ausgeführt wird]
  • Ein Verfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird nun im Detail beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, welche durch die ECU 50 im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. In dem Flussdiagramm von 8 erreicht Schritt S100 die oben beschriebene erste Anzeichenbeurteilung und Schritt S102 erreicht die oben beschriebene zweite Anzeichenbeurteilung.
  • Als erstes führt die in 8 gezeigte Routine einen Beurteilungsschritt darüber aus, ob Pim/Pex 1 ist oder nicht (Schritt S100). In diesem Schritt berechnet die ECU 50 den Druck Pim während des Ansaugtakts auf der Basis der Ausgabe, welche der Zylinderinnendrucksensor 5 anzeigt, wenn der Kurbelwinkelsensor 8 einen Kurbelwinkel = –180 Grad anzeigt. Nachfolgend berechnet die ECU 50 den Druck Pex im Auspufftakt auf der Basis der Ausgabe, die der Zylinderinnendrucksensor 5 anzeigt, wenn der Kurbelwinkelsensor 8 einen Kurbelwinkel = 270 Grad anzeigt. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass ein Druck in dem Auspufftakt in dem letzten Verbrennungstakt und der Druck im Ansaugtakt im vorliegenden Verbrennungstakt ebenfalls verwendet werden können. Anschließend wird Pim/Pex, welches das Verhältnis von Pim zu Pex ist, das hier erhalten wurde, mit 1 verglichen. Dabei wird ein Beurteilungsprozess durchgeführt, ob diese gleich sind oder nicht. In diesem Schritt S100 wird die oben beschriebene erste Technik der Zeichenbeurteilung ausgeführt.
  • Wenn die Abfrage in Schritt S100 mit ”Nein” beantwortet wird, wird beurteilt, ob das Verhältnis von V(Pim) > Vmin erfüllt ist oder nicht (Schritt S102). In diesem Schritt wird der Schaltkreisgrenzwert Vmin mit der ausgegebenen Spannung V(Pim) des Zylinderinnendrucksensors 5 verglichen, welche als Basis von Pim in Schritt S100 verwendet wird. Der Schaltkreisgrenzwert Vmin ist ein Wert, welcher in Übereinstimmung mit der Spezifikation des Zylinderinnendrucksensors 5 ermittelt wird, und die ECU 50 speichert den Vmin vorher ab. Wenn die Abfrage in Schritt S102 mit ”Nein” beantwortet wird, ist es in diesem Schritt möglich, anzunehmen, dass der Zylinderinnendrucksensor 5 weder mit den Kriterien der ersten Anzeichenbeurteilung noch mit den Kriterien der zweiten Anzeichenbeurteilung korrespondiert. Deshalb wird die Routine beendet.
  • Falls wenigstens die Bedingung von entweder Schritt S100 oder Schritt S102 erfüllt ist, wird eine Driftrückstellung durchgeführt (Schritt S104). In diesem Schritt kompensiert die Driftrückstelleinheit 30a die Temperaturdrift des Zylinderinnendrucksensors 5, um sie zu beheben. Wenn das Anzeichen, welches in dem Zylinderinnendrucksensor 5 bei Schritt S100 oder Schritt S102 erkannt wird, durch die Temperaturdrift verursacht wird, wird das Anzeichen während des Durchführens dieses Schrittes S104 verschwinden.
  • Nach Schritt S104 wird dann eine Beurteilung durchgeführt, ob V(Pim) gleich Vmin ist oder nicht (Schritt S106). Bei diesem Schritt wird ein Vergleich von V(Pim) und Vmin wie in den oben beschriebenen Schritt S102 durchgeführt. Wenn die Abfrage in Schritt S106 mit ”Nein” beantwortet wird, mit anderen Worten, falls V(Pim) und Vmin nicht gleich sind, ist es möglich, anzunehmen, dass die Vorspannungsverlustanomalie, die in Schritt S100 oder S102 gefunden wurde, durch die Temperaturdrift verursacht ist. Weiterhin ist es möglich, anzunehmen, dass eine Kompensation der Temperaturdrift bei Schritt S104 die Anomalie in dem Zylinderinnendrucksensor 5 lösen konnte. Deshalb kommt die Routine zu Schritt S110 und führt eine Beurteilung durch, dass keine Anomalie vorliegt und eine Beurteilung, dass das Anzeichen von der Temperaturdrift kommt, dann wird die Routine beendet.
  • Auf der anderen Seite, falls die Bedingung in Schritt S106 erfüllt ist, kommt die Routine zu Schritt S108. In Schritt S108 beschließt die Routine, dass eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten ist. Der Grund hierfür ist, dass trotz der Driftrückstellung in Schritt S104 V(Pim) gleich Vmin ist.
  • Dementsprechend wird ein Auftreten einer Vorspannungsverlustanomalie im Zylinderinnendrucksensor 5 durch zum Beispiel Setzen einer Anomalieflagge auf AN bestimmt. Dann kommt die Routine zu einem Ende.
  • Das oben beschriebene Verfahren macht es möglich, eine Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor 5 zu erkennen. Das erste Ausführungsbeispiel macht es auch möglich, die Anzeichen für eine Vorspannungsverlustanomalie durch Verwenden sowohl der ersten als auch der zweiten Technik für eine Anzeichenbeurteilung akkurat zu erkennen.
  • Im ersten Ausführungsbeispiel, welches oben beschrieben wurde, entspricht die Erlangung der Ausgabe von den Zylinderinnendrucksensor 5 durch die ECU 50 dem ”Erlangungsmittel” nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung; Schritt S100 und S102 in der Routine nach 8 entspricht dem ”Ausgabeanomalieerfassungsmittel” nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung; Schritt S104 der Routine nach 108 entspricht dem ”Driftrückstellmittel” nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung; Schritt S106 in der Routine nach 8 entspricht dem ”Vorspannungsverlustanomalieerfassungsmittel” nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Außerdem entspricht im ersten Ausführungsbeispiel der Zylinderinnendrucksensor 5 dem ”Zylinderinnendrucksensor”; das Dehnungsmessstreifenelement 20 entspricht dem ”Druckmesselement”.
  • Ferner entspricht in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel Schritt S104 in der Routine nach 8 dem ”Driftrückstellmittel eines abnormalen Zustandes” gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
  • [Modifikationen des ersten Ausführungsbeispiels]
  • (Erste Modifikation)
  • Im ersten Ausführungsbeispiel wurde die Existenz der Anomalie des Vorspannungsverlustes für einen Zylinderinnendrucksensor 5 ermittelt, welcher ein Dehnungsmessstreifenelement 20 aufweist. Jedoch ist die Konfiguration des Zylinderinnendrucksensors, auf welchen die Anomalieerfassung nach der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, nicht auf diesen Zylinderinnendrucksensor 5 beschränkt. Im Falle eines Zylinderinnendrucksensors mit einer Vorspannungsdruckbeauschlagung, gleichgültig ob vom Dehnungsstreifentyp oder piezoelektrischen Typ, kann das Problem des Vorspannungsverlustes bzw. Vorspannungsdruckverlustes auftreten. Falls ein Zylinderinnendrucksensor mit einer Vorspannungsdruckbeauschlagung vorgesehen ist, kann deshalb die vorliegende Erfindung angewendet werden. Folglich beschränkt die vorliegende Erfindung die detaillierte Konfiguration nicht auf ein Dehnungsmessstreifenelement oder ein piezoelektrisches Element.
  • Daneben sind viele Typen von Konfigurationen und Anbauweisen des Zylinderinnendrucksensors vorhanden. Zum Beispiel sind verschiedene Typen von Zylinderinnendrucksensoren wie z. B. ein mit einer Zündkerze vereinigtes System, ein mit einer Kraftstoffeinspritzung vereinigtes System und ein System, in welchem ein Teil der Konfiguration eines Zylinderinnendrucksensors wie in JP-A-2005-291091 in einem Zylinder angewendet wird, bekannt. Das Problem der Vorspannungsverlustanomalie kann bei diesen unterschiedlichen Typen von Zylinderinnendrucksensoren, soweit sie Zylinderinnendrucksensoren mit einer Vorspannungsdruckbeauschlagung vorgesehen sind, auftreten. Soweit eine Vorspannung bzw. ein Vorspannungsdruck vorgesehen ist, kann deshalb die vorliegende Erfindung weithin bei unterschiedlichen Zylinderinnendrucksensoren einschließlich dieser beispielhaft beschriebenen Arten und Konfigurationen angewendet werden.
  • Daneben sind unabhängig von dem Dehnungsmessstreifentyp oder piezoelektrischen Typ einige Gegenstände in Bezug auf das Auftreten einer Ausgabedrift in einem Zylinderinnendrucksensor bekannt. Ein Beispiel ist in Bezug auf die Temperaturdrift in JP-A-7-301145 beschrieben. In Bezug auf Techniken zum Kompensieren der Ausgabedrift sind daneben bereits viele Techniken beschrieben, beispielsweise in JP-A-2007-327502 . Deshalb können viele Techniken für die Kompensation einer Ausgabedrift (Beseitigen eines Drifteinflusses) eines Zylinderinnendrucksensors anstelle der exemplarisch in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Technik geeignet verwendet werden. Weiterhin ist es auch möglich, entweder einen Typ mit einer Ausgabekompensationsfunktion, welcher den Einfluss einer Drift sofort zurücksetzt, oder einen Typ mit einer Ausgabekompensationsfunktion, der die Menge der Drift reduziert, zu verwenden.
  • Falls ein Kabelbruch oder ein Kurzschluss in dem Zylinderinnendrucksensor 5 auftritt, obwohl nicht in 3 bis 5 gezeigt, wird seine Ausgabekennlinie über den gesamten Bereich des Kurbelwinkels im Wesentlichen flach werden. Im Gegensatz dazu verbleibt im Falle eines Vorspannungsverlustes eine Region, die eine Empfindlichkeit wie in 3 bis 5 gezeigt aufweist (namentlich eine Region mit einem hohen Zylinderinnendruck während des Kompressionstaktes und Expansionstaktes). Nämlich kann die Vorspannungsverlustanomalie ein Missverständnis verursachen, das der Zylinderinnendrucksensor 5 ein Ausgabesignal entsprechend dem Zylinderinnendruck angibt. An diesem Punkt ist die Vorspannungsverlustanomalie unterschiedlich zu Fehlermodi eines Kabelbruchs oder eines Kurzschlusses.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass das erste Ausführungsbeispiel die Erfassung der Vorspannanomalie in dem Verbrennungsmotor durchführt, welcher die Steuerung der Ansaugluftmenge mit der Drosselklappe 2 durchführt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel ist ebenfalls ein Typ eines Verbrennungsmotors vorhanden, welcher die Steuerung der Ansaugluftmenge durch genaues Steuern der Öffnungscharakteristik eines Ansaugventils anstelle einer Drosselklappe durchführt. Auch in einem solchen Typ kann eine Vorspannanomalie durch Verwenden des Ausgabewertes eines Zylinderinnendrucksensors wie auch des ersten Ausführungsbeispiels beurteilt werden, soweit unter Betriebsbedingungen die Differenz zwischen dem Ansaugdruck und dem Abgasdrucks groß ist.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Nachfolgend wir ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schließt die gleiche Hardwarekonfiguration wie das erste Ausführungsbeispiel ein. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert und eine Beschreibung über den gleichen Gegenstand vermieden.
  • 9 ist ein Diagramm zum Erläutern von Erfassungstechniken für eine Vorspannungsverlustanomalie nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. Eine Ausgabekennlinie 90 in 9 ist durch die Vorspannungsverlustanomalie beeinflusst. Wenn die Vorspannanomalie auftritt, wird der untere Ausgabesättigungspunkt des Zylinderinnendrucksensors 5 nicht notwendigerweise der Schaltungsgrenzwert Vmin. Der untere Ausgabesättigungspunkt kann wie bei der Ausgabekennlinie 90 nach 9 an einer Position zwischen der Spannung V0 durch Nullpunktverschiebung und den Schaltungsgrenzwert Vmin auftreten. In einem Fall, in dem eine Schwankung des unteren Ausgabesättigungspunktes in Betracht gezogen wird, kann die Entscheidung, die an Schritt S106 der 8 im ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, eventuell nicht effektiv funktionieren.
  • Die Erfinder haben das Verhalten der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 während eines Ansaugtakts beobachtet. 10 zeigt die Rate der Änderung des Wertes des Zylinderinnendrucks basierend auf der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in Abhängigkeit des Kurbelwinkels. Nämlich ist dP/dθ in einem Fall, bei dem der Zylinderinnendruck P und der Kurbelwinkel θ ist, dargestellt. Wie in 10 dargestellt, bleibt die Ausgabekennlinie der Vorspannungsverlustanomalie während des Ansaugtaktes konstant bei dP/dθ = 0. Dieses ist deutlich unterschiedlich von der normalen Ausgabekennlinie. Eine Schwankung des unteren Ausgabesättigungspunktes, der in 9 beschrieben ist, hat keine Beziehung zu dem Verhalten, ob dP/dθ Null wird oder nicht. Der Zustand von dP/dθ = 0 ist nämlich ein Kriterium, das gemeinsam auf mehrere Zylinderinnendrucksensoren anwendbar ist, in welchen jeder untere Ausgabesättigungspunkt abweicht. Deshalb führt das zweite Ausführungsbeispiel eine Beurteilung unter Verwendung von dP/dθ anstelle der Beurteilung bei Schritt S106 nach 8 im ersten Ausführungsbeispiel durch.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine zeigt, die durch die ECU 50 in dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. Abgesehen von Schritt 206 und Schritt 202 entspricht das Flussdiagramm nach 11 dem Flussdiagramm nach 8 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird im Wesentlichen eine Beschreibung über die Unterschiede gegeben.
  • Zunächst führt die Routine nach 11 den Schritt S100 wie auch im ersten Ausführungsbeispiel durch. Falls die Abfrage in Schritt S100 mit ”Nein” beantwortet wird, schreitet die Routine zu Schritt S202. Bei Schritt S202 wird eine Beurteilung darüber durchgeführt, ob dP/dθ vom BTDC 180° zum IVC gleich Null ist oder nicht. Eine detaillierte Beschreibung über das Berechnungsverfahren des detaillierten Wertes von dP/dθ wird hierin nicht gegeben, da bekannte Berechnungstechniken geeignet eingesetzt werden können. Hier entspricht BTDC 180° einem unteren Ansaugtotpunkt und IVC entspricht einem Kurbelwinkel, bei welchem das Ansaugventil schließt. Wenn die Beziehung in diesem Schritt nicht erfüllt ist, hat sich die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in einem Zeitraum von BTDC 180° zu IVC verändert. Dann ist es möglich, anzunehmen, dass der Zylinderinnendrucksensor 5 keine Anomalie des Unempfindlichkeitsfehlers in einem Zeitraum von BTDC 180° bis IVC hat. Deshalb wird die Routine beendet.
  • Wenn die Bedingung von Schritt S202 erfüllt ist, schreitet die Routine zu Schritt S104. Bei Schritt S104 wird eine Driftrückstellung wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben durchgeführt. Danach kommt im zweiten Ausführungsbeispiel die Auswertung zu Schritt S206. Bei Schritt S206 wird die gleiche Auswertung wie in Schritt S202 noch einmal durchgeführt. Nämlich wird die Beurteilung darüber durchgeführt, ob dP/dθ von BTDC 180° bis zu IVC Null ist oder nicht. Wenn das Verhältnis dP/dθ = 0 bei Schritt S206 wieder erfüllt ist, schreitet die Routine zu Schritt S108 und die Existenz einer Vorspannungsverlustanomalie wird wie in dem ersten Ausführungsbeispiel festgestellt. Falls aber die Abfrage in Schritt S206 mit ”Nein” beantwortet wird, schreitet die Routine zu Schritt S110 und die Nichtexistenz der Vorspannungsverlustanomalie wird wie in dem ersten Ausführungsbeispiel festgestellt. Danach kommt die Routine zu einem Ende.
  • Die oben beschriebene Abfrage macht es möglich, eine Vorspannungsverlustanomalie eines Zylinderinnendrucksensors auf der Basis von Ausgabeänderungen des Zylinderinnendrucksensors während eines Ansaugtakts zu erkennen. Durch Verwenden von dP/dθ als eine Basis der Erfassung ist ein Unempfindlichkeitsfehler für jeden Zylinderinnendrucksensor gemeinsam unter einer Vielzahl von Situationen erkennbar, in denen der Betrag des Ausgabewertes von jedem Zylinderinnendrucksensor in einem Bereich des Unempfindlichkeitsfehlers abweicht. Wie oben beschrieben, können nach dem zweiten Ausführungsbeispiel die Anzeichenbeurteilung der Vorspannungsverlustanomalie und der Erfassung der Vorspannungsverlustanomalie effektiv durch die Verwendung der Ausgabe einer Änderungsrate des Zylinderinnendrucksensors 5 erfasst werden. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Beurteilung, ob dP/dθ genau gleich Null ist oder nicht, beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Beurteilung, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel auch durch Beurteilen durchgeführt werden, ob dP/dθ gleich einem minimalen Wert ist oder nicht, welcher im Wesentlichen als Null angesehen werden kann (oder durch Entscheiden, ob ein Wert von dP/dθ innerhalb eines minimalen Bereichs liegt oder nicht).
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Das dritte Ausführungsbeispiel schließt die gleiche Hardwarekonfiguration wie das zweite Ausführungsbeispiel ein. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben und eine Beschreibung über gemeinsame Gegenstände derselben ist vermieden.
  • Sowohl im ersten als auch im zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Anzeichenbeurteilung einer Vorspannungsverlustanomalie des Zylinderinnendrucksensors 5 auf der Basis eines Verhältnisses von Pim zu Pex durchgeführt. Dieses verwendet eine Beziehung, in der der Auspuffdruck ausreichend höher ist als der Ansaugdruck. Jedoch gibt es Fälle, in denen diese Beziehung nicht erfüllt sein kann. Zum Beispiel wird der Ansaugdruck in einem Verbrennungsmotor, der einen Lader aufweist, so hoch, dass Pim = Pex erreicht wird. In diesem Fall kann es unmöglich werden, die Anzeichenbeurteilung auf der Basis des Verhältnisses von Pim zu Pex mit ausreichend hoher Genauigkeit durchzuführen.
  • Aus diesem Grund werden in dem dritten Ausführungsbeispiel folgende Techniken mit Blick auf den obigen Punkt angewendet. 12 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, die durch die ECU 50 in dem dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Abgesehen davon, dass die Schritte S300 und S302 hinzugefügt sind, ist dieses Flussdiagramm das gleiche Flussdiagramm, wie nach 11 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Nämlich erfasst das dritte Ausführungsbeispiel als erstes, ob der Verbrennungsmotor eine Kraftstoffunterbrechung durchführt (Schritt S300).
  • Falls eine Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, schreitet die Routine zu Schritt S302 und die Drosselklappe 2 wird so gesteuert, dass sie komplett geschlossen wird (geschlossener Zustand). In diesem Zustand wird eine Anzeichenbeurteilung auf der Basis des Verhältnisses von Pim zu Pex (Schritt S100) durchgeführt.
  • Dabei kann eine Anzeichenbeurteilung basierend auf dem Verhältnis von Pim zu Pex in dem Zustand der geschlossenen Drosselklappe durchgeführt werden, was dazu führt, dass die Differenz zwischen dem Ansaugdruck und dem Auspuffdruck merklich erhöht wird. Als ein Ergebnis kann eine Anzeichenbeurteilung mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass in dem dritten Ausführungsbeispiel das Ausführen von Schritt S100 nach Schließen der Drosselklappe bei Schritt S300 und S302 der Routine nach 12 dem ”Zustandsbeurteilungsmittel” im sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung entspricht. Daneben entspricht in dem dritten Ausführungsbeispiel die Auswertung bei Schritt S300 in der Routine nach 12 dem ”Kraftstoffunterbrechungserfassungsmittel” im siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung und die Auswertung von Schritt S302 entspricht den ”Schließmittel” im siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass in dem dritten Ausführungsbeispiel die Drosselklappe 2 während der Kraftstoffunterbrechung geschlossen ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel ist ein Verbrennungsmotor mit einem variablen System der Ventilsteuerung bekannt, welcher sein Ansaugventil blockieren kann. Solch ein Verbrennungsmotor kann seine Ansaugleitung schließen und die Differenz zwischen Pim und Pex durch Blockierend des Ansaugventils vergrößern, so dass ein Schließzustand erreicht wird. Durch Blockieren des Ansaugventils in einem Schließzustand kann derselbe Effekt wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel auch bei den Verbrennungsmotoren erreicht werden, welche z. B. keine Drosselklappe haben (Dieselmotoren oder Benzinmotoren, welche die Ansaugluftmenge durch Öffnencharakteristiken des Ansaugventils steuern, usw.).
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Das vierte Ausführungsbeispiel ist zum Steuern von Betriebssituationen unterschiedlicher Anwendungsprogramme entwickelt, von denen jedes die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 bis zum Grad der Vorspannungsverlustanomalie verwendet. Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wird ein Vorspannungsverlust in dem Dehnungsmessstreifenelement 20 durch eine plastische Deformation verursacht, die von unterschiedlichen Arten von Energie aufgrund von Klopfen oder dergleichen auftritt. Ein Hauptfaktor für einen Vorspannungsverlust, z. B. eine Größe einer auf den Zylinderinnendrucksensor ausgeübten Energie oder ein Grad der Verformung des Zylinderinnendrucksensors 5, kann in verschiedenen Situationen unterschiedlich sein. Deshalb wird der Zustand eines Vorspannungsverlustes in dem Dehnungsmessstreifenelement 20 nicht notwendigerweise gleichförmig. Dementsprechend können eine Vielzahl von Fällen in Bezug auf den Grad der Vorspannungsverlustanomalie vorhanden sein. Zum Beispiel kann ein erheblicher Fall auftreten, bei dem die Messung bei einem Zylinderinnendruck im gesamten Kurbelwinkelbereich unmöglich wird, oder es kann ein einfacherer Fall auftreten, in dem ein Unempfindlichkeitsfehler nur in der ersten Phase des Ansaugtaktes auftritt. Deshalb steuert das vierte Ausführungsbeispiel die Betriebssituation von verschiedenen Anwendungsprogrammen, von denen jedes die Anzeige des Zylinderinnendrucksensors 5 in Übereinstimmung mit dem Grad der Vorspannungsverlustanomalie verwendet.
  • [Konfiguration und Betrieb des vierten Ausführungsbeispiels]
  • Das vierte Ausführungsbeispiel weist die gleiche Hardwarekonfiguration wie das erste Ausführungsbeispiel auf. Darüber hinaus kann das vierte Ausführungsbeispiel eine Auswertung einer Beurteilung der Vorspannungsverlustanomalie wie in dem ersten Ausführungsbeispiel (oder dem zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel) durchführen. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zu den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen erläutert und eine Beschreibung über gemeinsame Gegenstände derselben vermieden.
  • In dem vierten Ausführungsbeispiel sind die folgenden Anwendungsprogramme in der ECU 50 installiert.
    • (a) Ein Programm, welches eine Ansaugluftmenge in jedem Zylinder auf der Basis eines gemessenen Wertes des Zylinderinnendrucks erfasst, welcher durch den Zylinderinnendrucksensor 5 erhalten wird (nachfolgend auch als ”Luftmengenerfassungsprogramm” bezeichnet).
    • (b) Ein Verbrennungsgeschwindigkeits-(MFB-multiple-feedbackbandpass)-Berechnungsprogramm, welches einen Messwert des Zylinderinnendrucks einsetzt, der durch den Zylinderinnendrucksensor 5 erhalten wird, und ein Steuerprogramm, welches PVK verwendet.
    • (c) Ein Erfassungsprogramm für ein Klopfen, welches einen Messwert des Zylinderinnendrucks einsetzt, der durch den Zylinderinnendrucksensor 5 erhalten wird.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass Techniken der Luftmengenerfassung für jeden Zylinder, der Verbrennungsgeschwindigkeits-(MFB)-Berechnung des Steuerns unter Verwendung von PVK und eine Erfassung von Klopfen, welche auf der Basis des Zylinderinnendrucks durchgeführt werden, bereits in der Technik bekannt sind. Deshalb wird hier keine detaillierte Beschreibung gegeben.
  • In dem vierten Ausführungsbeispiel wird ein Teil der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 als eine Basis für eine Berechnung der verschiedenen oben erwähnten Programme verwendet. Nämlich verwendet jedes Programm die Ausgabe, welche durch den Zylinderinnendrucksensor 5 erhalten wird, als Basis der Berechnung, während der Kurbelwinkel in einem vorbestimmten Bereich ist. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Ausgabebereiche, auf welche sich das jeweilige Programm bezieht, mit anderen Worten, dass Kurbelwinkel, bei welchen die entsprechende Ausgabe im jeweiligen Programm startet, und Kurbelwinkel, bei welche die entsprechende Ausgabe im jeweiligen Programm endet, nicht notwendigerweise gleich sind.
  • 13 ist ein Diagramm, das einen Bereich zeigt, in dem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in das Luftgehalterfassungsprogramm des vierten Ausführungsbeispiels eingesetzt wird (nachfolgend als ”Luftgehalterfassungsbereich” bezeichnet). Wie in der Figur dargestellt, verwendet das Luftmengenerfassungsprogramm in dem vierten Ausführungsbeispiel die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5, welche in einem Bereich von –60° bis +60° erhalten wird.
  • 14 ist ein Diagramm, welches einen Bereich zeigt, in dem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors in dem MFB-Berechnungsprogramm des vierten Ausführungsbeispiels verwendet wird (nachfolgend als ”MFB-Berechnungsbereich” bezeichnet). Wie in der Figur gezeigt, verwendet das MFB-Berechnungsprogramm in dem vierten Ausführungsbeispiel die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in einem Bereich von –60° bis +60°. Nachfolgend wird aus Gründen der Vereinfachung der Kurbelwinkel, der zum Startpunkt des MFB-Berechnungsbereichs korrespondiert, als θ1 bezeichnet.
  • 15 ist ein Diagramm, welches einen Bereich zeigt, in dem die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in einem Programm für ein Erfassen des Klopfens nach dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet wird (nachfolgend als ”Klopfgrenzbereich” bezeichnet). Wie in der Figur gezeigt, verwendet das Programm für das Erfassen des Klopfens in dem vierten Ausführungsbeispiel die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 in einem Bereich des Winkels kurz vor 0° und +60°. Nachfolgend wird aus Vereinfachungsgründen der Kurbelwinkel, der dem Anfangspunkt des Klopfgrenzbereiches entspricht, als θ2 bezeichnet.
  • In dem vierten Ausführungsbeispiel wird eine Erfassung des Vorhandenseins oder des Nichtvorhandenseins einer Vorspannungsverlustanomalie in dem Zylinderinnendrucksensor 5 unter Bezug auf den Luftmengenerfassungsbereich, den MFB-Berechnungsbereich, den Klopfgrenzbereich, die in den 13 bis 15 gezeigt sind, durchgeführt.
  • [Details des Verfahrens, das gemäß des vierten Ausführungsbeispiels durchgeführt wird]
  • Ein Verfahren nach dem vierten Ausführungsbeispiel wird nun detailliert beschrieben. 16 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine zeigt, welche durch die ECU 50 in dem vierten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. In 16 ist Schritt S100 derselbe wie im ersten Ausführungsbeispiel, und die Schritte S300 und S302 sind dieselben wie die des dritten Ausführungsbeispiels.
  • Als erstes schreitet die Routine gemäß 16 zu Schritt S300 und S302. Dieses macht es möglich, zu beurteilen, ob die Bedingung für die Durchführung einer hochakkuraten Anzeichenbeurteilung wie in dem dritten Ausführungsbeispiel vorliegt oder nicht. Wenn die Bedingung in Schritt S300 für die Anzeichenbeurteilung erfüllt sind, schreitet die Routine über Schritt S300 zu Schritt S100, und die Anzeichenbeurteilung unter Verwendung des Verhältnisses von Pim zu Pex wird durchgeführt. Wenn die Abfrage in Schritt S100 mit ”Nein” beantwortet wird, wurde kein Anzeichen für eine Vorspannungsverlustanomalie gefunden und die Routine kommt zu einem Ende.
  • Falls die Bedingung in Schritt S100 erfüllt ist, wurde das Vorhandensein eines Anzeichens für eine Vorspannungsverlustanomalie erkannt. In diesem Fall schreitet die Routine zu Schritt S400 und zur folgenden Abfrage.
  • Schritt S400 führt als erstes eine Beurteilung darüber durch, ob der Spannungswert V (Pim) derselbe wie der Schaltkreisgrenzwert Vmin ist. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, kann eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten sein, so dass eine Messung des Zylinderinnendrucks im Ansaugtakt verhindert wird. Dementsprechend wird die Vorspannungsverlustanomaliebeurteilungsroutine sequentiell durchgeführt (Schritt S406). Bei diesem Schritt S406 wird die Routine nach 8, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt. Falls erkannt wird, dass eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten ist, wird das Luftmengenerfassungsprogramm ausgeschaltet (Schritt S408). Danach kommt die Routine zu einem Ende.
  • Falls in dem vierten Ausführungsbeispiel die Bedingung von Schritt S400 nicht erfüllt ist, schreitet die Routine nachfolgend zu Schritt S402. Eine Abfrage in Schritt S402 führt eine Beurteilung durch, ob ein Spannungswert V (Pθ1) derselbe wie der Schaltkreisgrenzwert Vmin ist. Hier wird ein Zylinderinnendruck bei einem Kurbelwinkel θ1 als Pθ1 bezeichnet und der Spannungswert V (Pθ1), welcher von dem Zylinderinnendrucksensor 5 erhalten wird, bedeutet eine Ausgabespannung, die für die Berechnung des Zylinderinnendrucks Pθ1 verwendet wird. Wenn die Bedingung erfüllt ist, besteht eine Möglichkeit, dass eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten sein kann, so dass die vorliegende Messung des Zylinderinnendrucks, welcher als Basis für die MFB-Berechnung verwendet werden sollte, verhindert wird. Dann wird anschließend eine Routine für eine Vorspannungsverlustanomaliebeurteilung ausgeführt (Schritt S406). Falls das Ergebnis der Beurteilung anzeigt, dass eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten ist, wird das Steuerprogramm, welches PVK verwendet, ausgeschaltet (Schritt S410). Danach kommt die Routine zu einem Ende.
  • Falls in dem vierten Ausführungsbeispiel die Bedingung bei Schritt S402 nicht erfüllt ist, schreitet die Routine zu Schritt S404. Dieser Schritt S404 führt eine Beurteilung durch, ob der Spannungswert V (Pθ2) gleich dem Schaltkreisgrenzwert Vmin ist oder nicht. Hier wird ein Zylinderinnendruck bei einem Kurbelwinkel θ1 als Pθ1 bezeichnet und der Spannungswert V (Pθ1) der durch den Zylinderinnendrucksensor 5 erhalten wird, bedeutet eine Ausgabespannung, die für die Berechnung des Zylinderinnendrucks Pθ1 verwendet wird. Falls die Bedingung erfüllt ist, besteht eine Möglichkeit, dass eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten sein kann, so dass eine Messung des Zylinderinnendrucks, welcher als Basis für das Erfassungsprogramm für ein Klopfen verwendet werden sollte, verhindert wird. Dann wird nachfolgend die Routine für eine Vorspannungsverlustanomalie ausgeführt (Schritt S406). Falls das Ergebnis der Beurteilung anzeigt, dass eine Vorspannungsverlustanomalie aufgetreten ist, wird das Erfassungsprogramm für ein Klopfen ausgeschaltet (Schritt S412). Anschließend kommt die Routine zu einem Ende.
  • Nach der obigen Beurteilung kann, wenn eine Vorspannungsverlustanomalie erfasst wurde, die Verwendung der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 soweit erforderlich beschränkt werden. Genauer kann das vierte Ausführungsbeispiel ungewünschte Situationen unterdrücken, in denen das obige Anwendungsprogramm die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors einschließlich des Einflusses der Vorspannungsverlustanomalie verwendet. Dieses macht es möglich, einen schädlichen Effekt, der durch die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 einschließlich des Einflusses der Vorspannungsverlustanomalie verursacht wird, bei der Steuerung des Verbrennungsmotors zu unterdrücken. Als ein Ergebnis kann der schädliche Effekt auf den Betriebszustand des Verbrennungsmotors, wie aus der Vorspannungsverlustanomalie folgt, unterdrückt werden.
  • Überdies kann das vierte Ausführungsbeispiel solche Anomalien zulassen, falls der Einfluss der Vorspannungsverlustanomalie in einem Bereich aufgetreten ist, in dem die oben genannten unterschiedlichen Programme nicht zugreifen. Als ein Ergebnis können verfügbare Ausgaben unter den Ausgaben des Zylinderinnendrucksensors 5 kontinuierlich verwendet werden, während der schädliche Effekt auf den Betriebszustand eines Verbrennungsmotors unterdrückt wird.
  • In dem vierten Ausführungsbeispiel, welches oben beschrieben wurde, korrespondiert die ECU 50 mit dem ”Steuermittel” nach dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung, die Auswertung von Schritt S100 bis S412 in der Routine nach 16, die oben beschrieben ist, korrespondiert mit dem ”Begrenzungsmittel” nach dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • Darüber hinaus entspricht in dem vierten Ausführungsbeispiel, welches oben beschrieben wurde, jedes Anwendungsprogramm (a) bis (c) dem ”Parameterberechnungsmittel” nach dem zwölften Aspekte der vorliegenden Erfindung, die Auswertung bei den Schritten S400, S402 und S404 in der oben beschriebenen Routine nach 16 korrespondiert mit dem ”Einflussbeurteilungsmittel” nach dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung. Ferner entspricht gemäß des vierten Ausführungsbeispiels, welches oben beschrieben wurde, die Auswertungen bei den Schritten S408, S410 und S412 in der oben beschriebenen Routine nach 16 dem ”Sensorausgabeverwendungsbegrenzungsmittel” nach dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • Er sollt zur Kenntnis genommen werden, dass die Routine nach 16 nach dem vierten Ausführungsbeispiel ein Beispiel ist, und Variationen möglich sein können. Zum Beispiel können die Auswertungen nach Schritt S400, die Auswertungen nach Schritt S402 und die Auswertungen nach Schritt S404 gleichzeitig ausgeführt werden, nachdem Schritt S100 beendet ist. Auf der anderen Seite kann die Auswertung nach Schritt S300 und Schritt S302 entfernt werden.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass das oben beschriebene vierte Ausführungsbeispiel die Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 weiter verwendet, falls der Grad der Vorspannungsverlustanomalie gering ist, nämlich, falls der Einfluss der Vorspannungsverlustanomalie außerhalb eines Bereichs auftritt, in dem unterschiedliche oben genannte Anwendungsprogramme sie als Basis nutzen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel ist es in Übereinstimmung mit der Beurteilungsbedingung der Vorspannungsverlustanomalie auch möglich, eine Maßnahme vorzusehen, in welcher die Verwendung der Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 5 nach Bedarf gleichmäßig über den gesamten Kurbelwinkel verboten ist.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Routine der detaillierten Auswertung nach dem oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Kompensation der Ausgabedrift durch Reduktion oder Kompensation durchführt, wenn ein Unempfindlichkeitsfehler bzw. eine tote Zone durch die Unempfindlichkeitsfehlerserfassung in Ausgaben des Zylinderinnendrucksensors 5 erkannt sind (die ”Anzeichenbeurteilung”). Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.
  • Obwohl abweichend von dem ersten Ausführungsbeispiel, kann die vorliegende Erfindung zum Beispiel in einem Fall angewendet werden, bei dem eine Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift kontinuierlich unabhängig von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Auftretens eines Unempfindlichkeitsfehlers in einem Zylinderinnendrucksensor durchgeführt wird (andererseits z. B. in jeder vorbestimmten Zeit, jedem vorbestimmten Kurbelwinkel oder jedem vorbestimmten Zyklus). Daneben kann die vorliegende Erfindung auch in einem Fall angewendet werden, in dem die Routine zur Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift ausgeführt wird, wenn eine andere vorbestimmte Bedingung abgesehen vom Auftreten eines Unempfindlichkeitsfehlers erfüllt ist.
  • Auch in diesen vorstehenden Fällen kann die Auswertung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Vorspannungsverlustanomalie (namentlich die Auswertung bei Schritt S106, S108 und S110 in 8 in den obigen Ausführungsbeispielen) auf der Basis ausgeführt werden, ob ein Unempfindlichkeitsfehler in der Ausgabekennlinie eines Zylinderinnendrucksensors nach Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift vorhanden ist oder nicht. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass unterschiedliche Techniken zur Bestimmung eines Zeitpunktes (Auftreten, Zustand) einer Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift bereits bekannt sind und deshalb diese unterschiedlichen bekannten Techniken verwendet werden können.
  • Noch genauer kann eine Driftrückstellroutine zum Beispiel so ausgelegt sein, dass ein Driftrückstellverfahren bei Schritt S104 der Routine in 8 zu vorbestimmten Intervallen ausgeführt werden kann. Dann wird neben der Driftrückstellroutine auch eine Routine zum Ausführen der Auswertungen S106, S108 und S110 in 8 nach einer Reduktion oder einem Aufheben der Ausgabedrift durch diese Routine vorbereitet. Um die Auswertung von S106, S108 und S110 in 8 bei einem nächsten Schritt der Driftrückstellung auszuführen, kann andererseits S106, S108 und S110 in die Driftrückstellroutine eingefügt werden.
  • Dabei kann das Vorhandensein einer Vorspannungsverlustanomalie auf der Basis erfasst werden, ob ein Unempfindlichkeitsfehler in der Ausgabekennlinie eines Zylinderinnendrucksensors nach der Reduzierung oder eines Aufhebens einer Ausgabedrift vorhanden ist oder nicht.

Claims (12)

  1. Eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) umfassend: ein Erlangungsmittel (50) zum Erlangen einer Ausgabe von dem Zylinderinnendrucksensor (5), wobei der Zylinderinnendrucksensor (5) ein Druckerfassungselement (20) aufweist, wobei das Druckerfassungselement (20) mit einem Vorspanndruck versehen ist; ein Ausgabeanomalieerfassungsmittel (50) zum Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer toten Zone in einer Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors (5); ein Driftrückstellmittel (30a) zum Ausführen einer Verminderung oder Kompensation einer Ausgabedrift des Zylinderinnendrucksensors (5); und ein Vorspanndruckverlustanomalieerfassungsmittel (50), das derart ausgestaltet ist, dass es das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Vorspanndruckverlustanomalie auf der Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der toten Zone in der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors (5) erfasst, nachdem das Driftrückstellmittel (30a) die Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift durchgeführt hat.
  2. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach Anspruch 1, wobei das Driftrückstellmittel (30a) für anomale Umstände vorgesehen ist und die Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift des Zylinderinnendrucksensors (5) ausführt, wenn das Ausgabeanomalieerfassungsmittel (50) das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer toten Zone erfasst; das Vorspanndruckverlustanomalieerfassungsmittel (50) derart ausgestaltet ist, dass es das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Vorspanndruckverlustanomalie auf der Basis der Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der toten Zone in der Ausgabekennlinie des Zylinderinnendrucksensors (5) erfasst, nachdem das Driftrückstellmittel (30a) für anomale Umstände die Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift durchführt.
  3. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach Anspruch 2, wobei das Ausgabeanomalieerfassungsmittel (50) in der Ausgabekennlinie die tote Zone erfasst, wodurch eine Messung von wenigstens entweder dem Ansaugdruck oder dem Auspuffdruck in einem Zielzylinder einer Messung verhindert wird.
  4. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Driftrückstellmittel (30a) eine Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift durchführt, so dass eine Messung von wenigstens dem niedrigeren aus dem Ansaugdruck und dem Auspuffdruck möglich wird; das Vorspanndruckverlustanomalieerfassungsmittel (50) derart ausgestaltet ist, dass es das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Vorspanndruckverlustanomalie auf einer Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der toten Zone, wodurch die Messung von wenigstens entweder dem Ansaugdruck oder dem Auspuffdruck in einem Zielzylinder der Messung verhindert wird, erfasst, nachdem das Driftrückstellmittel (30a) für abnormale Umstände die Verminderung oder Kompensation der Ausgabedrift durchgeführt hat.
  5. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend: ein Ansaugtaktzylinderinnendruckerlangungsmittel (50) für die Erlangung eines Ansaugtaktzylinderinnendrucks in einem Zielzylinder der Messung; und ein Auspufftaktzylinderinnendruckerlangungsmittel (50) für die Erlangung eines Auspufftaktzylinderinnendrucks in dem Zielzylinder der Messung; wobei das Ausgabeanomalieerfassungsmittel (50) die tote Zone auf der Basis eines Verhältnisses des Zylinderinnendrucks und des Ansaugtaktzylinderinnendrucks erfasst.
  6. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach Anspruch 5, weiterhin umfassend: ein Zustandsbeurteilungsmittel (50) für eine Beurteilung, ob sich der Verbrennungsmotor in einem Zustand befindet, in dem eine Differenz zwischen dem Zylinderinnendruck während eines Ansaugtakts und dem Zylinderinnendruck während eines Auspufftakts größer als die Differenz unter normaler Betriebsbedingung ist; wobei das Ausgabeanomalieerfassungsmittel (50) das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der toten Zone in einem Fall erfasst, in dem das Zustandsbeurteilungsmittel entscheidet, dass die Differenz zwischen dem Zylinderinnendruck während eines Ansaugtakts und dem Zylinderinnendruck während eines Auspufftakts größer als die Differenz unter normaler Betriebsbedingung ist.
  7. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach Anspruch 5, weiterhin umfassend: ein Kraftstoffunterbrechungsmittel (50) zum Erfassen, ob eine Kraftstoffunterbrechung in dem Verbrennungsmotor durchgeführt ist oder nicht; und Schließmittel (2, 50) zum Schließen eines Ansaugkanals des Verbrennungsmotors, wenn die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird; wobei das Druckverhältnisanomalieerfassungsmittel derart ausgestaltet ist, dass es die tote Zone erfasst, wenn der Ansaugkanal geschlossen ist.
  8. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Vorspanndruckverlustanomalieerfassungsmittel (50) derart ausgestaltet ist, dass es das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Vorspanndruckverlustanomalie auf der Basis eines Vergleichs eines Ausgabewertes des Zylinderinnendrucksensors (5) nach dem Vermindern oder der Kompensation der Ausgabedrift durch das Driftrückstellmittel (30a) mit einem Ausgabegrenzwert erfasst und der Ausgabegrenzwert ein oberer Grenzwert oder ein unterer Grenzwert eines Bereichs des Ausgabesignals von dem Zylinderinnendrucksensor (5) ist.
  9. Die Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Vorspanndruckverlustanomalieerfassungsmittel (50) derart ausgestaltet ist, dass es das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Vorspanndruckverlustanomalie basierend auf dem Veränderungsgrad einer Ausgabe vom Zylinderinnendrucksensor (5) während eines Ansaugtakts des Zielzylinders der Messung nach der Verminderung oder der Kompensation der Ausgabedrift durch das Driftrückstellmittel (30a) erfasst.
  10. Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor umfassend: einen Zylinderinnendrucksensor (5), der ein Druckerfassungsmittel (20) aufweist, wobei das Druckerfassungsmittel mit einem Vorspanndruck versehen ist; Steuermittel (50) zum Steuern des Verbrennungsmotors durch Verwendung einer Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors (5); eine Anomalieerfassungsvorrichtung für einen Zylinderinnendrucksensor (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und ein Begrenzungsmittel (50) zum Begrenzen des Steuermittels zur Nichtverwendung der Ausgabe vom Zylinderinnendrucksensor (5), wenn eine Vorspanndruckverlustanomalie im Zylinderinnendrucksensor (5) erfasst wird.
  11. Die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, wobei das Begrenzungsmittel ein Parameterberechnungsmittel (50; (a), (b), (c)) aufweist, das einen Parameter, der sich auf die Steuerung des Verbrennungsmotors bezieht, durch Verwenden eines Teils der Ausgabe in dem Zylinderinnendrucksensor (5) berechnet, und das Begrenzungsmittel aufweist: ein Einflussbeurteilungsmittel (50), das derart ausgestaltet ist, dass es beurteilt, ob der Einfluss durch die Vorspanndruckverlustanomalie in dem Teil der Ausgabe, die durch das Parameterberechnungsmittel verwendet wird, vorhanden ist, und ein eine Sensorausgabe verwendendes Begrenzungsmittel, das derart ausgestaltet ist, dass es in einem Fall, in dem der Einfluss durch die Vorspanndruckverlustanomalie in dem Teil der Ausgabe, die durch das Parameterberechnungsmittel verwendet wird, vorhanden ist, eine Verhinderung einer Berechnung auf einer Basis der Ausgabe von dem Zylinderinnendrucksensor (5) in dem Parameterberechnungsmittel oder eine Verhinderung der Steuerung auf einer Basis von dem Parameter, der durch das Parameterberechnungsmittel berechnet ist, durchführt.
  12. Ein Anomalieerfassungsverfahren für einen Zylinderinnendrucksensor (5), wobei der Zylinderinnendrucksensor (5) ein Druckerfassungselement (20) aufweist, wobei das Druckerfassungselement (20) mit einem Vorspanndruck versehen ist, gekennzeichnet durch: Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Vorspanndruckanomalie auf der Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer toten Zone, die in einer Ausgabecharakteristik eines Zylinderinnendrucksensors (5) nach dem Durchführen einer Driftkompensation in dem Zylinderinnendrucksensor (5) verbleibt.
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