DE112010005452B4 - Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist: ein Anschlusskraftstoffeinspritzventil (36), das Kraftstoff in einen Einlassanschluss (12a) einspritzt; einen Abgasreinigungskatalysator (42), der in einem Abgasdurchgang (14) angeordnet ist; einen Luftkraftstoffverhältnissensor (46), der stromaufwärtig von dem Abgasreinigungskatalysator (42) angeordnet ist, um ein Ist-Luftkraftstoffverhältnis des Abgases zu erfassen, das das von einem Inneren eines Zylinders der Brennkraftmaschine (10) abgegeben ist; einen EGR-Durchgang (50), der einen Auslassdurchgang bzw. Abgasdurchgang (14) auf einer stromaufwärtigen Seite des Luftkraftstoffverhältnissensors (46) mit einem Einlassdurchgang (12) verbindet; ein EGR-Ventil (58), das für ein Öffnen und Schließen des EGR-Durchgang (50) verantwortlich ist; eine Druckzustandsbestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob ein hoher Einlassdruckzustand, in dem ein Druck innerhalb des Einlassdurchgangs (12) höher als ein Druck innerhalb des Abgasdurchgangs (14) ist, etabliert ist oder nicht; eine Übergangszustandsbestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob ein Übergangszustand, in dem sich ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) ändert, etabliert ist oder nicht; und eine EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung, die in einem Fall, in dem ein hoher Einlassdruckzustand und der Übergangszustand zu einer Zeit einer Absperranweisung zum Absperren des EGR-Ventils (58) etabliert sind, bestimmt, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils (58) aufgetreten ist, falls ein Ist-Messwert eines Luftkraftstoffverhältnisses eines Abgases, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor (46) erfasst ist, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Magerbestimmungswert relativ zu einem Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die zum Bestimmen eines Abschaltfehlers bzw. einer Absperrstörung eines EGR-Ventils unter einem hohen Einlassdruckzustand geeignet ist, in dem ein Einlassdruck höher als ein Auslassdruck bzw. Abgasdruck wird.
  • Stand der Technik
  • Eine konventionelle Abnormalitätserfassungsvorrichtung für eine Abgasrezirkulationsvorrichtung für eine selbstansaugende Maschine bzw. einen Saugmotor, der einen EGR-Durchgang, der einen Einlassdurchgang und einen Auslassdurchgang bzw. Abgasdurchgang verbindet, und ein EGR-Ventil aufweist, das zum Öffnen und Schließen des EGR-Durchgangs verantwortlich ist, ist z. B. in JP 2002-227727 A offenbart. Gemäß der vorangehend erwähnten konventionellen Abnormalitätserfassungsvorrichtung wird nach einem Berechnen eines geschätzten Werts eines Einlassdrucks basierend auf wenigstens einem Drosselöffnungsgrad, einem Grad einer EGR-Ventilöffnung und einer Maschinengeschwindigkeit bzw. Drehzahl und dergleichen eine Abnormalität einer EGR-Vorrichtung basierend auf einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Einlassdruck bzw. Ist-Einlassdruck, der durch einen Einlassluftdrucksensor erfasst wird, und einem geschätzten Einlassdruck erfasst.
  • DE 10 2006 011 680 A1 offenbart ein Steuer-/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor. Der Motor hat eine Abgasrückführvorrichtung, die einen Abgasrückführkanal sowie ein in dem Abgasrückführkanal vorgesehenes Abgasrückführsteuerventil enthält. Ein Luftkraftstoffverhältnisbetrag wird auf der Basis einer Ausgabe eines im Auspuffsystem des Motors vorgesehenen Luftkraftstoffverhältnissensors berechnet. Das Luftkraftstoffverhältnis des dem Motor zugeführten Luftkraftstoffgemischs wird mit dem Luftkraftstoffverhältnissteuerbetrag geregelt. Ein Fehler der Abgasrückführvorrichtung wird auf der Basis einer Änderungskomponente des Luftkraftstoffverhältnissteuerbetrags bestimmt, wenn sich eine Öffnung des Abgasrückführsteuerventils in einem vorbestimmten Zyklus ändert.
  • US 2005/0 199 050 A1 und DE 198 49 256 A1 betreffen ähnliche Systeme.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In einer Brennkraftmaschine, die z. B. mit einem Turbolader ausgerüstet ist, kann ein Betriebszustand auftreten, in dem ein Einlassdruck höher als ein Auslassdruck bzw. Abgasdruck wird (hiernach als ein „hoher Einlassdruckzustand” bezeichnet). Falls eine Abschaltstörung bzw. Absperrfehlfunktion, in der ein Abschalten eines EGR-Ventils nicht normal durchgeführt wird, unter dieser Art von hohem Einlassdruckzustand auftritt, strömt ein Teil frischer Luft, die durch einen Einlassdurchgang strömt, durch einen EGR-Durchgang in einen Abgasdurchgang. Da ein Lastfaktor der Brennkraftmaschine unter dem vorangehend beschriebenen hohen Einlassdruckzustand hoch ist, steigt die Temperatur eines Katalysators. Falls frische Luft (Sauerstoff) in den Katalysator durch den EGR-Durchgang in solch einem Zustand strömt, besteht ein Risiko, dass die Temperatur des Katalysators aufgrund einer Oxidationsreaktion übermäßig ansteigt, und wird eine Verschlechterung des Katalysators beschleunigen. Entsprechend ist es wünschenswert eine Konfiguration anzunehmen, die es ermöglicht, das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen einer Abschalt- bzw. Absperrstörung eines EGR-Ventils zu jeder Zeit unter dem vorangehend beschriebenen hohen Einlassdruckzustand zu bestimmen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um das vorangehend beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung für eine Bremskraftmaschine vorzusehen, die gestaltet ist, um in der Lage zu sein, vorzugsweise eine Abschaltstörung bzw. eine Absperrfehlfunktion eines EGR-Ventils unter einem hohen Einlassdruckzustand zu bestimmen, in dem ein Einlassdruck höher als ein Abgasdruck wird.
  • Lösung des Problems
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist:
    ein Anschlusskraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff in einen Einlassanschluss einspritzt;
    einen EGR-Durchgang, der einen Einlassdurchgang und einen Auslassdurchgang bzw. Abgasdurchgang verbindet;
    ein EGR-Ventil, das für ein Öffnen und Schließen des EGR-Durchgangs verantwortlich ist;
    eine Druckzustandsbestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob ein hoher Einlassdruckzustand, in dem ein Druck innerhalb des Einlassdurchgangs höher als ein Druck innerhalb des Abgasdurchgangs ist, etabliert ist oder nicht;
    eine Übergangszustandsbestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob ein Übergangszustand, in dem sich ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert, etabliert ist oder nicht;
    einen Luftkraftstoffverhältnissensor, der ein tatsächliches bzw. Ist-Luftkraftstoffverhältnis eines Abgases erfasst, das von einem Inneren des Zylinders der Brennkraftmaschine abgegeben ist; und
    eine EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung, die in einem Fall, in dem der hohe Einlassdruckzustand und der Übergangszustand zu einer Zeit einer Absperranweisung zum Absperren des EGR-Ventils etabliert sind, bestimmt, dass eine Abschaltstörung bzw. eine Absperrfehlfunktion des EGR-Ventils aufgetreten ist, falls ein Ist-Messwert bzw. tatsächlicher Messwert eines Luftkraftstoffverhältnisses eines Abgases, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Magerbestimmungswert relativ zu einen Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, welche ferner Folgendes aufweist:
    einen Sauerstoffkonzentrationssensor, der eine fette Ausgabe erzeugt, wenn ein Luftkraftstoffverhältnis eines Abgases, das von dem Inneren des Zylinders der Brennkraftmaschine abgegeben wird, fetter als ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis ist, und eine magere Ausgabe erzeugt, wenn das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases magerer als das theoretische Luftkraftstoffverhältnis ist,
    wobei in einem Fall, in dem der hohe Einlassdruckzustand und der Übergangszustand zu einer Zeit einer Abschalt- bzw. Absperranweisung etabliert sind, die EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass eine Abschalt- bzw. Absperrstörung des EGR-Ventils aufgetreten ist, falls der Ist-Messwert bzw. der tatsächliche Messwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als ein Magerbestimmungswert relativ zu dem Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist, und ferner eine Kurvenlänge bzw. Kurvenweite einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors während einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, an dem die Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors eine fette Ausgabe wird, bis zu einem Zeitpunkt, an dem sich die Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors zu einer mageren Ausgabe hin umkehrt, geringer als oder gleich wie ein vorbestimmter Kurvenlängenbestimmungswert ist.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, welche ferner Folgendes aufweist:
    einen Sauerstoffkonzentrationssensor, der eine fette Ausgabe erzeugt, wenn ein Luftkraftstoffverhältnis eines Abgases, das von dem Inneren des Zylinders der Brennkraftmaschine abgegeben wird, fetter als ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis ist, und eine magere Ausgabe erzeugt, wenn das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases magerer als das theoretische Luftkraftstoffverhältnis ist; und
    eine Rückkopplungseinrichtung bzw. eine Regelungseinrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzmenge derart korrigiert, dass das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases, das durch den Sauerstoffkonzentrationssensor erfasst wird, das theoretische Luftkraftverhältnis wird,
    wobei die EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass eine Abschalt- bzw. Absperrstörung des EGR-Ventils aufgetreten ist, falls der tatsächliche bzw. Ist-Messwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst ist, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als der Magerbestimmungswert relativ zu dem Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist, und ferner eine Zeit, die erforderlich ist, bis eine Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors von einer mageren Ausgabe zu einer fetten Ausgabe hin umgeschaltet wird, gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Zeiterfordernisbestimmungswert ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Wenn eine Abschaltstörung bzw. eine Absperrfehlfunktion eines EGR-Ventils in einem Fall auftritt, in dem der vorangehend genannte hohe Einlassdruckzustand und der vorangehend genannte Übergangszustand zu einer Zeit einer Absperranweisung hinsichtlich des EGR-Ventils etabliert sind, strömt ein Teil von frischer Luft, die durch den Einlassdurchgang strömt, durch den EGR-Durchgang in den Abgasdurchgang. Folglich verringert sich die Gasmenge, die durch den Einlassanschluss strömt, und folglich verringert sich die Menge an Kraftstoff, die in einen Zylinder mitgerissen bzw. abgetragen wird, von einem Kraftstoff, der an einer Wandfläche des Einlassanschlusses anhaftet. Deshalb wird ein Luftkraftstoffverhältnis eines Abgases, das durch einen Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, im Vergleich zu einer Zeit eines normalen Betriebs mager. Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es unter Verwendung dieses Phänomens möglich, vorzugsweise eine Abschaltstörung bzw. eine Absperrfehlfunktion eines EGR-Ventils unter einem hohen Einlassdruckzustand zu bestimmen.
  • Gemäß dem zweiten und dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu der Bestimmung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, der wie vorangehend beschrieben ist, wird außerdem eine Bestimmung durchgeführt, die eine Änderung in der Ausgabe eines Sauerstoffkonzentrationssensors verwendet, die vorliegt, wenn eine Absperrstörung in einem Fall auftritt, in dem der vorangehend erwähnte hohe Einlassdruckzustand und der vorangehend erwähnte Übergangszustand etabliert sind, und daher kann die Genauigkeit eines Bestimmens einer Absperrstörung eines EGR-Ventils unter einem hohen Einlassdruckzustand verbessert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Systemkonfiguration einer Brennkraftmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Ansicht, die Bebtriebsbereiche der Brennkraftmaschine hinsichtlich dem Verhältnis zwischen dem Drehmoment und der Maschinendrehzahl zeigt;
  • 3 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verhaltens von Kraftstoff (Anschlussnässe bzw. Anschlussfeuchte), der an einem Einlassanschluss anhaftet;
  • 4 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Bestimmungsverfahrens zum Bestimmen einer Absperrstörung eines EGR-Ventils gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
  • 6 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Bestimmungsverfahrens zum Bestimmen einer Abschaltstörung des EGR-Ventils gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung; und
  • 7 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1
  • [Beschreibung einer Systemkonfiguration]
  • 1 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Systemkonfiguration einer Brennkraftmaschine 10 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Das System der vorliegenden Ausführungsform weist eine Zündfunkenzündungsbrennkraftmaschine (Benzinmaschine) 10 auf. Ein Einlassdurchgang 12 und ein Auslassdurchgang bzw. Abgasdurchgang 14 kommunizieren mit jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 10.
  • Ein Luftfilter 16 ist in der Nähe eines Einlasses des Einlassdurchgangs 12 installiert. Ein Luftmengenmesser 18, der ein Signal in Übereinstimmung mit einer Strömungsrate von Luft ausgibt, die in den Einlassdurchgang 12 gezogen wird, ist in der Nähe des Luftfilters 16 auf einer stromabwärtigen Seite von diesem vorgesehen. Ein Kompressor 20a eines Turboladers 20 ist stromabwärts des Luftmengenmessers 18 angeordnet. Der Kompressor 20a ist einstückig durch eine Verbindungswelle mit einer Turbine 20b verbunden, die in dem Abgasdurchgang bzw. Auslassdurchgang 14 angeordnet ist.
  • Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 22 ist stromabwärts des Kompressors 20a vorgesehen. Ein Intercooler bzw. ein Ladeluftkühler 24, der komprimierte Luft kühlt, ist auf einer stromabwärtigen Seite des Drosselventils 22 vorgesehen. Ein Drosselöffnungssensor 26 zum Erfassen eines Drosselöffnungsgrads ist in der Nähe des Drosselventils 22 angeordnet. Ferner sind Einlasslufttemperatursensoren 28 und 32 zum Erfassen der Temperatur einer Einlassluft auf der stromaufwärtigen Seite und stromabwärtigen Seite des Ladeluftkühlers 24 jeweils angeordnet. Gleichermaßen sind Einlassluftdrucksensoren 30 und 34 zum Erfassen des Einlassluftdrucks auf der stromaufwärtigen Seite bzw. der stromabwärtigen Seite des Ladeluftkühlers 24 angeordnet.
  • Ein Anschlusskraftstoffeinspritzventil 36 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Einlassanschluss 12a und ein In-Zylinderkraftstoffeinspritzventil 38 zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in einen Zylinder sind in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen. Eine Zündkerze 40 zum Zünden eines Luftkraftstoffgemisches ist außerdem in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen.
  • Ferner sind ein stromaufwärtiger Katalysator (SC: Anfangskatalysator bzw. Startkatalysator) 42 und ein stromabwärtiger Katalysator (UFC: Unterbodenkatalysator) 44 in Serie in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite aus als Abgasreinigungskatalysatoren (in diesem Fall Drei-Wege-Katalysatoren) zum Reinigen von Abgas in dem Abgasdurchgang 14 auf einer stromabwärtigen Seite der Turbine 20b angeordnet. Ein Hauptkraftstoffverhältnissensor 46, der eine im Wesentlichen lineare Ausgabe hinsichtlich eines Luftkraftstoffverhältnisses eines Abgases erzeugt, das in den stromaufwärtigen Katalysator 42 strömt, ist stromaufwärts des stromaufwärtigen Katalysators 42 angeordnet. Ein Sub-O2-Sensor bzw. Neben-Sauerstoff-Sensor 48 ist zwischen dem stromaufwärtigen Katalysator 42 und dem stromabwärtigen Katalysator 44 (direkt unter dem stromaufwärtigen Katalysator 42) angeordnet. Der Sub-O2-Sensor 48 erzeugt eine fette Ausgabe, wenn Abgas, das von dem stromaufwärtigen Katalysator 42 dorthin strömt, hinsichtlich dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, und erzeugt eine magere Ausgabe, wenn das Abgas hinsichtlich dem theoretischen Luftkraftstoffverhältnis mager ist.
  • Die Brennkraftmaschine 10 weist einen EGR- bzw. AGR-(Abgasrezirkulations-)Durchgang 50 auf, der den Einlassdurchgang 12 auf der stromabwärtigen Seite des Ladeluftkühlers 24 mit dem Abgasdurchgang 14 auf der stromaufwärtigen Seite der Turbine 20b verbindet. Der EGR-Katalysator 52 zum Reinigen von Abgas (EGR-Gas), das durch den EGR-Durchgang 50 strömt, ist teilweise entlang dem EGR-Durchgang 50 vorgesehen. Ein O2-Sensor 54 mit einer ähnlichen Konfiguration wie der vorangehend genannte Sub-O2-Sensor 48 ist in dem EGR-Durchgang 50 an einer Position vorgesehen, die näher an dem Einlassdurchgang 12 als an dem EGR-Katalysator 52 ist. Ein EGR-Kühler 56 zum Kühlen von EGR-Gas, das durch den EGR-Durchgang 50 strömt, ist in dem EGR-Durchgang 50 an einer Position vorgesehen, die näher an dem Einlassdurchgang 12 als dem O2-Sensor 54 ist. Zusätzlich ist ein EGR-Ventil 58, das für ein Öffnen und Schließen des EGR-Durchgangs 50 verantwortlich ist, in der Nähe eines Verbindungsanschlusses auf der Seite des Einlassanschlusses 12 in dem EGR-Durchgang 50 vorgesehen. Durch ein Ändern des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 58 kann eine Strömungsrate von EGR-Gas, das durch den EGR-Durchgang 50 strömt, geändert werden, um die EGR-Rate einzustellen bzw. anzupassen.
  • Ferner ist ein Kurbelwinkelsensor 62 zum Erfassen der Maschinengeschwindigkeit bzw. der Maschinendrehzahl in der Nähe einer Kurbelwelle 60 vorgesehen. Das System, das in 1 dargestellt ist, weist außerdem eine ECU (elektronische Steuereinheit) 70 auf. Zusätzlich zu verschiedenen Sensoren zum Erfassen des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 10, wie z. B. dem Luftmengenmesser 18, dem Hauptluftkraftstoffverhältnissensor 46 und dem Sub-O2-Sensor 48, die vorangehend beschrieben sind, ist außerdem ein Beschleunigerpedalpositionssensor 72 zum Erfassen eines Niederdrückbetrags eines Beschleunigerpedals (Beschleunigerpedalposition), das in dem Fahrzeug montiert ist, an einem Eingangsabschnitt der ECU 70 verbunden. Verschiedene Aktuatoren zum Steuern des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 10, wie z. B. das vorangehend genannte Drosselventil 22, Anschlusskraftstoffeinspritzventil 36 und EGR-Ventil 58, sind mit einem Ausgabeabschnitt der ECU 70 verbunden.
  • Gemäß dem System der vorliegenden Ausführungsform ist eine Konfiguration angenommen, um das Luftkraftstoffverhältnis auf einen Wert, der nahe dem theoretischen Luftkraftstoffverhältnis ist, durch ein Ausführen einer Regelung des Luftkraftstoffverhältnisses in der folgenden Art und Weise zu steuern, welche die Ausgaben des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 und des Sub-O2-Sensors 48 verwendet. Das heißt, gemäß dem System der vorliegenden Ausführungsform wird eine Hauptregelung basierend auf der Ausgabe des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 auf der stromaufwärtigen Seite ausgeführt. Ferner wird eine Sub-Regelung basierend auf der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 auf der stromabwärtigen Seite ausgeführt. In der Hauptregelung wird die Kraftstoffeinspritzmenge derart gesteuert, dass das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases, das in den stromaufwärtigen Katalysator 42 strömt, einem Steuerungs-Soll-Luftkraftstoffverhältnis (theoretisches Luftkraftstoffverhältnis) entspricht bzw. gleicht. Ferner werden in der Sub-Regelung die Inhalte der Hauptregelung eingestellt, so dass das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases, das zu der stromabwärtigen Seite des stromaufwärtigen Katalysators 42 strömt, das theoretische Luftkraftstoffverhältnis wird.
  • 2 ist eine Ansicht, die Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine 10 hinsichtlich des Verhältnisses zwischen dem Drehmoment und der Maschinendrehzahl zeigt.
  • In der Brennkraftmaschine 10, die den Turbolader 20 aufweist, wie in 2 gezeigt ist, verringert sich eine Differenz zwischen einem Gegendruck (Abgasdruck) und einem Einlassdruck, indem sich das Drehmoment (Last) der Brennkraftmaschine 10 erhöht. In einem Betriebsbereich, in dem die Last bei einem höheren Niveau liegt, wird die Größenrelation zwischen dem Abgasdruck und dem Einlassdruck umgekehrt, und in einem Bereich, der durch ein Schraffieren in 2 dargestellt ist, wird ein Zustand bzw. eine Bedingung etabliert, in dem der Einlassdruck höher als der Gegendruck ist (hiernach als „hoher Einlassdruckzustand” bezeichnet).
  • 3 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Verhaltens eines Kraftstoffs (Anschlussnässe), der an dem Einlassanschluss 12a anhaftet.
  • Wenn Kraftstoff durch das Anschlusskraftstoffeinspritzventil 36 in den Einlassanschluss 12a eingespritzt wird, tritt ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs in den Zylinder ein und der verbleibende Teil des Kraftstoffs haftet (sitzt fest) an der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a (genauer gesagt, der Kraftstoff haftet zusätzlich zu der vorangehend genannten Wandfläche an einem Schirm- bzw. Abschirmabschnitt eines Einlassventils an). Wie in 3 gezeigt ist, ist eine Kraftstoffmenge, die an der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a in jedem Einspritzzyklus des Anschlusskraftstoffeinspritzventils 36 (d. h. Zyklus der Brennkraftmaschine 10) anhaftet, proportional zu der Kraftstoffeinspritzmenge.
  • In jedem Einspritzzyklus wird etwas von der Anschlussnässe (port wet) zusammen mit einem Gas in den Zylinder gezogen, das in dem Einlasshub durch den Einlassanschluss 12a strömt, und wird daher von der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a in den Zylinder abgetragen. Eine Kraftstoffmenge, die von der Wandfläche in den Zylinder in dieser Art und Weise abgetragen wird, ist proportional zu der Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrate des Gases, das durch den Einlassanschluss 12a strömt, als auch zu der Wandflächentemperatur des Einlassanschlusses 12a und der Temperatur des vorangehend genannten Gases. Andererseits gibt es unter der Anschlussnässe (port wet) in jedem Einspritzzyklus etwas Kraftstoff, der nicht von der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a in den Zylinder abgetragen wird und der weiterhin an der Wandfläche anhaftet. Die Menge an Kraftstoff, die an der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a in dieser Art und Weise verbleibt, hängt von der Wandflächentemperatur des Einlassanschlusses 12a und der Temperatur des vorangehend genannten Gases ab und hängt außerdem von der Form der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a ab.
  • [Bestimmungsverfahren zum Bestimmen einer Abschalt- bzw. Absperrstörung eines EGR-Ventils gemäß Ausführungsform 1]
  • 4 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Bestimmungsverfahrens zum Bestimmen einer Absperrstörung des EGR-Ventils 58 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt zeigt das Zeitdiagramm in 4 Änderungen in verschiedenen Parametern in einer Situation, in der – eine Anforderung zum Beschleunigen in dem Fahrzeug, in dem die Brennkraftmaschine 10 montiert ist, begleitend – sich der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine 10 ändert, um durch einen Betriebsbereich auf einer Hochlastseite hindurchzuführen, in dem der vorangehend genannte hohe Einlassdruckzustand etabliert ist.
  • Das heißt, wenn das Beschleunigerpedal niedergedrückt wird, wie in 4(A) gezeigt ist, wird der Öffnungsgrad des Drosselventils 22 erhöht, wie in 4(B) gezeigt ist. Als ein Ergebnis steigt der Einlassdruck, wie in 4(C) gezeigt ist, und die Drehzahl erhöht sich, wie in 4(D) gezeigt ist. 4 stellt einen Fall dar, in dem der hohe Einlassdruckzustand innerhalb des Bereichs etabliert ist, der in 4 gezeigt ist, was einen Anstieg in der Last der Brennkraftmaschine 10 begleitet.
  • Zu der Zeit der Beschleunigung, die in 4 gezeigt ist, da sich die Einlassluftmenge zusammen mit einem Anstieg in dem Einlassdruck erhöht, wie in 4(E) gezeigt ist, wird die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht. In diesem Fall, hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge zu der Zeit einer Beschleunigung, wird eine Anschlussnässekorrekturmenge, die durch ein in Betracht Ziehen einer Änderung in der Anschlussnässemenge berechnet wird, zu einer Basiseinspritzmenge hinzuaddiert, die in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 ist, welcher gemäß dem Lastfaktor und der Maschinendrehzahl definiert ist. Das heißt, zu der Zeit einer Beschleunigung, die durch eine durchgezogene Linie in 4(F) gezeigt ist, wird der Ausgabewert des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 gesteuert, um einem vorbestimmten Steuerungs-Soll-Luftkraftstoffverhältnis (in diesem Fall das theoretische Luftkraftstoffverhältnis) zu entsprechen, mittels einer Gesamtkraftstoffeinspritzmenge, die die vorangehend beschriebene Anschlussnässekorrekturmenge umfasst.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, da eine Kraftstoffmenge (Anschlusswandflächenanhaftungsmenge), die an der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a anhaftet, proportional zu der Kraftstoffeinspritzmenge ist, wie in 4(G) gezeigt ist, ist die Anschlusswandflächenanhaftungsmenge zu der Zeit einer Beschleunigung ein Wert, der dem Trend der Kraftstoffeinspritzmenge folgt, was in 4(E) gezeigt ist. Ferner, zu der Zeit einer Beschleunigung, begleitet durch einen Anstieg in dem Einlassdruck und der Maschinendrehzahl, steigt die Strömungsrate des Gases, das durch den Einlassanschluss 12a strömt, und steigt die Strömungsgeschwindigkeit des Gases. Folglich, wie durch die durchgezogene Linie in 4(G) gezeigt ist, steigt die Menge an Kraftstoff, die abgetragen wird, von dem Kraftstoff, der an der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a anhaftet, was den Anstieg in dem Einlassdruck und der Maschinendrehzahl begleitet. In diesem Zusammenhang wird es erachtet, dass sich eine Kraftstoffmenge, die an der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a in jedem Einspritzzyklus verbleibt, nicht fundamental in Abhängigkeit von transienten Änderungen in dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 ändert, welche eine Beschleunigung begleiten.
  • Die Einlasskraftstoffmenge, die in den Zylinder gezogen wird, ändert sich, wie durch die durchgezogene Linie in 4(H) gezeigt ist, hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge, die in 4(E) gezeigt ist, unter dem Einfluss der Änderungen in der Anschlussnässemenge (Anschlusswandflächenanhaftungsmenge und Abtragungsmenge) zu der Zeit einer Beschleunigung, welche durch eine durchgezogene Linie in 4(G) gezeigt sind.
  • In diesem Zusammenhang wird zu einer Zeit einer Fahrzeugbeschleunigung, um mehr frische Luft in die Zylinder der Brennkraftmaschine 10 einzuleiten, um ein wünschenswertes Beschleunigungsverhalten zu erlangen, eine Abschalt- bzw. Absperranweisung ausgestellt, um das EGR-Ventil 58 abzuschalten bzw. abzusperren. Jedoch wird in einer Situation, in der der vorangehend genannte hohe Einlassdruckzustand während einer Beschleunigung etabliert ist, falls eine Absperrstörung auftritt, in der ein Absperren des EGR-Ventils 58 nicht normal durchgeführt wird, selbst obwohl die vorangehend genannte Absperranweisung ausgestellt ist, strömt ein Teil der frischen Luft, die durch den Einlassdurchgang 12 strömt, in den Abgasdurchgang 14, durch den EGR-Durchgang 50.
  • Unter dem vorangehend genannten hohen Einlassdruckzustand, da der Lastfaktor der Brennkraftmaschine 10 hoch ist, steigt die Temperatur des stromaufwärtigen Katalysators 42 an. Falls frische Luft (Sauerstoff) in diesem Zustand durch den EGR-Durchgang 50 in dem stromaufwärtigen Katalysator 42 strömt, besteht ein Risiko, dass die Temperatur des stromaufwärtigen Katalysators 42 aufgrund einer Oxidationsreaktion übermäßig ansteigen wird und beschleunigt eine Verschlechterung des stromaufwärtigen Katalysators 42. Entsprechend ist es wünschenswert, eine Konfiguration anzunehmen, so dass das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen einer Absperrstörung des EGR-Ventils 58 zu jeder Zeit unter dem hohen Einlassdruckzustand bestimmt werden kann.
  • Falls eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 unter einer Bedingung auftritt, unter der der hohe Einlassdruckzustand während einer Beschleunigung etabliert ist, strömt Gas in einer Menge, die geringer als eine Gasmenge ist, die durch den Luftmengenmesser 18 erfasst ist, von dem Einlassanschluss 12a aus in den Zylinder. Wenn sich die Strömungsrate des Gases, das durch den Einlassanschluss 12a hindurchtritt, auf diese Art und Weise aufgrund des vorangehend beschriebenen Grundes verringert, wie durch die unterbrochene Linie in 4(G) gezeigt ist, gibt es eine transiente Abnahme in der Kraftstoffmenge, die abgetragen wird, von dem Kraftstoff, der an der Wandfläche des Einlassanschlusses 12a anhaftet. Ferner wird der Lastfaktor, der als eine Basis zum Berechnen der Basiskraftstoffeinspritzmenge dient, basierend auf der Einlassluftmenge berechnet, die durch den Luftmengenmesser 18 erfasst ist. Als ein Ergebnis, wie durch die unterbrochene bzw. gestrichelte Linie in 4(H) gezeigt ist, verringert sich die Einlasskraftstoffmenge, die in den Zylinder genommen wird, relativ zu einer vorab angepassten Menge (Kraftstoffeinspritzmenge, die in 4(E) gezeigt ist).
  • Ferner erfasst zu der Zeit einer Abschalt- bzw. Absperrstörung des EGR-Ventils 58 der Hauptluftkraftstoffverhältnissensor 46 ein Luftkraftstoffverhältnis von Gas, das die Einlassluft, welche in den Abgasdurchgang 14 geströmt ist, nachdem sie durch den Einlassanschluss 12a und das Innere des Zylinders hindurchgetreten ist, eine Einlassluft, die in den Abgasdurchgang 14 durch den EGR-Durchgang 50 geströmt ist, und die vorangehend genannte Einlasskraftstoffmenge umfasst, die um einen Betrag bzw. eine Menge verringert wurde, die der Abtragungsmenge von Kraftstoff entspricht. Deshalb, wie durch die gestrichelte bzw. unterbrochene Linie in 4(F) gezeigt ist, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases, das durch den Hauptluftkraftstoffverhältnissensor 46 erfasst ist, um einen Betrag magerer, der der vorangehend genannten Abtragungsmenge von Kraftstoff entspricht, relativ zu einem vorab angepassten Wert.
  • Deshalb ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration angenommen, so dass in einem Fall, in dem ein hoher Einlassdruckzustand zu einer Beschleunigungszeit bzw. einem Beschleunigungszeitpunkt etabliert ist, an dem eine Absperranweisung ausgestellt ist (Zeit, an dem ein Übergangszustand etabliert ist), falls ein vorliegender Messwert bzw. Ist-Messwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases, das durch den Hauptluftkraftstoffverhältnissensor 46 erfasst ist, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Magerbestimmungswert relativ zu einem Sollwert (das vorangehend genannte Steuersollluftkraftstoffverhältnis) des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist, wird es bestimmt, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 aufgetreten ist. Ferner, wenn es bestimmt ist, dass die Absperrstörung aufgetreten ist, wie in 4(I) gezeigt ist, wird ein Absperr- bzw. Abschaltstörungskennzeichen auf „an” gesetzt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerroutine darstellt, die die ECU 70 gemäß Ausführungsform 1 ausführt, um die vorangehend beschriebenen Funktionen zu implementieren. In diesem Zusammenhang wird die Verarbeitung der vorliegenden Routine zu jeder vorbestimmten Steuerperiode wiederholt ausgeführt.
  • Gemäß der Routine, die in 5 gezeigt ist, wird zuerst bestimmt, ob ein hoher Einlassdruckzustand etabliert ist oder nicht (Schritt 100). Genauer gesagt speichert die ECU 70 ein Kennfeld (in den Zeichnungen nicht gezeigt), in dem ein Betriebsbereich, der einem hohen Einlassdruckzustand entspricht, basierend auf dem Verhältnis, das in 2 dargestellt ist, definiert ist, d. h., das Verhältnis hinsichtlich den Betriebsbereichen (Bereiche basierend auf einem Lastfaktor und einer Maschinendrehzahl) der Brennkraftmaschine 10. In dem vorliegenden Schritt 100 wird es durch ein Bezugnehmen auf das vorangehend genannte Kennfeld bestimmt, ob der derzeitige Betriebsbereich ein Betriebsbereich ist, in dem der hohe Einlassdruckzustand etabliert ist, oder nicht. Es sei vermerkt, dass eine Bestimmung, ob der hohe Einlassdruckzustand etabliert ist oder nicht, nicht auf die vorangehend beschriebene Technik beschränkt ist. Zum Beispiel, in einem Fall, in dem ein Abgasdrucksensor, der einen Abgasdruck erfasst, in dem Abgasdurchgang vorgesehen ist, kann durch ein Vergleichen eines Einlassdrucks, der durch einen Einlassluftdrucksensor 34 erfasst ist, und eines Abgasdrucks, der durch den vorangehend genannten Abgasdrucksensor erfasst ist, bestimmt werden, ob der hohe Einlassdruckzustand etabliert ist oder nicht.
  • Falls es in dem vorangehend genannten Schritt 100 bestimmt ist, dass der hohe Einlassdruckzustand etabliert ist, wird als nächstes bestimmt, ob ein Beschleunigungsübergangszustand bzw. eine Beschleunigungsübergangsbedingung etabliert ist oder nicht (Schritt 102). Genauer gesagt ist der Beschleunigungsübergangszustand ein Zustand, der von einer Zeit, in der ein Änderungsbetrag in der Beschleunigerpedalposition gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Bestimmungswert wird, bis zu einer Zeit etabliert ist, in der die Brennkraftmaschine 10 einen stetigen Betriebszustand danach erreicht. Ferner, wie vorangehend beschrieben ist, ist das System der vorliegenden Ausführungsform derart gestaltet, dass eine Abschalt- bzw. Absperranweisung hinsichtlich des EGR-Ventils 58 zu einer Zeit einer Beschleunigung ausgestellt wird. Deshalb, falls in dem vorliegenden Schritt 102 erfasst ist, dass der Änderungsbetrag in dem Grad einer Beschleunigeröffnung gleich wie oder größer als der vorbestimmte Bestimmungswert wurde, kann es bestimmt werden, dass der Beschleunigungsübergangszustand mit einer Absperranweisung hinsichtlich des EGR-Ventils 58 etabliert wurde.
  • Falls es in dem vorangehend genannten Schritt 102 bestimmt ist, dass der Beschleunigungsübergangszustand etabliert ist, wird der vorliegende bzw. derzeitige Ausgabewert des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 erlangt (Schritt 104). Nachfolgend wird es bestimmt, ob der erlangte Ausgabewert des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 ein Wert ist, der relativ zu dem vorliegenden Steuersollluftkraftstoffverhältnis um einen Betrag gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Magerwert magerer ist, oder nicht (Schritt 106). Ein Magerbestimmungswert in dem vorliegenden Schritt 106 ist ein Wert, der vorangehend basierend auf Experimentation oder dergleichen als ein Wert entschieden ist, mit dem es möglich ist, das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen einer Absperrstörung des EGR-Ventils 58 in einer Art und Weise zu bestimmen, welche transiente Änderungen in der Kraftstoffmenge in Betracht zieht, die während einer Zeit abgetragen wird, in der der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind.
  • Falls das Ergebnis, das in Schritt 106 bestimmt ist, positiv bzw. bejahend ist, bestimmt die ECU 70, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 aufgetreten ist, und setzt das Abschalt- bzw. Absperrstörungskennzeichen auf „an” (Schritt 108).
  • Gemäß der Routine, die in 5 gezeigt ist, welche vorangehend beschrieben ist, ist es möglich, zu bestimmen, ob eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 aufgetreten ist, unter Verwendung des hohen Einlassdruckzustands durch ein Ausnutzen transienter Änderungen in einem Anschlussnässebetrag bzw. einer Anschlussnässemenge (genauer gesagt die Abtragungsmenge von Kraftstoff), wenn der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind. Ferner kann gemäß der vorliegenden Technik eine Bestimmung einer Störung bzw. einer Fehlfunktion durchgeführt werden, die den Hauptluftkraftstoffverhältnissensor 46 verwendet, der bereits in dem System existiert, und es ist nicht notwendig, eine neue Hardwarekonfiguration bzw. Gerätekonfiguration zum Bestimmen einer Fehlfunktion bzw. einer Störung einzubeziehen.
  • Es sei vermerkt, dass hinsichtlich der vorangehend beschriebenen Ausführungsform 1 eine „Druckzustandsbestimmungseinrichtung” gemäß dem vorangehend beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die ECU 70 realisiert ist, die die Verarbeitung des vorangehend genannten Schrittes 100 ausführt, eine „Übergangszustandsbestimmungseinrichtung” gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die ECU 70 realisiert ist, die die Verarbeitung des vorangehend genannten Schrittes 102 ausführt, und eine „EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung” gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die ECU 70 realisiert ist, die die Verarbeitung der vorangehenden Schritte 106 und 108 ausführt. Ferner entspricht der Hauptluftkraftstoffverhältnissensor 46 einem „Luftkraftstoffverhältnissensor” gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsform 2
  • Als nächstes wird eine Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 6 und 7 beschrieben.
  • Das System der vorliegenden Ausführungsform kann realisiert werden durch ein Veranlassen der ECU 70, eine Routine, die in 7 gezeigt ist, welche später beschrieben wird, anstelle der Routine, die in 5 gezeigt ist, unter Verwendung der Hardwarekonfiguration auszuführen, welche in 1 gezeigt ist.
  • 6 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Bestimmungsverfahrens zum Bestimmen einer Abschalt- bzw. Absperrstörung des EGR-Ventils 58 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Das Zeitdiagramm, das in 6 gezeigt ist, ist das gleiche wie jenes, das in 4 gezeigt ist, mit Ausnahme, dass eine Wellenform der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 zu dem Zeitdiagramm in 6 hinzugefügt wurde.
  • Gemäß der Feedback-Steuerung bzw. Regelung des Luftkraftstoffverhältnisses, die vorangehend beschrieben ist, wird das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases, das aus dem stromaufwärtigen Katalysator 42 herausströmt, gesteuert, um ein Wert zu werden, der nahe dem theoretischen Luftkraftstoffverhältnis ist. Folglich wird zu einer Zeit eines normalen Betriebs, in dem eine Absperrstörung an dem EGR-Ventil 58 nicht aufgetreten ist, wie durch die durchgezogene Linie in 6(G) gezeigt ist, die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 abwechselnd in einer periodischen Art und Weise zwischen einer fetten Ausgabe und einer mageren Ausgabe umgekehrt.
  • Im Gegensatz dazu, wenn eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 zu einer Zeit aufgetreten ist, zu der der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind, ändert sich aufgrund einer transienten Abnahme in der Abtragungsmenge des Kraftstoffs, die vorangehend beschrieben ist, die Ausgabe des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 auf die magere Seite. Ferner, in diesem Fall, wie durch eine gestrichelte Linie in 6(G) gezeigt ist, ändert sich die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 unter dem hohen Einlassdruckzustand von einer fetten Ausgabe zu einer mageren Ausgabe schneller als zu einer Zeit eines normalen Betriebs. Deshalb ist zu einer Zeit einer Absperrstörung des EGR-Ventils 58 die Bahnlänge bzw. Kurvenlänge der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 in einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, an dem die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 eine fette Ausgabe wird, zu einer Zeit, zu der der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind, bis zu einem Zeitpunkt, an dem sich die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 zu einer mageren Ausgabe hin umkehrt, kürzer als die Bahnlänge bzw. Kurvenlänge von diesem zu einer Zeit eines normalen Betriebs. Genauer gesagt bezieht sich der Ausdruck „Kurvenlänge der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48”, der hierin verwendet ist, auf einen Wert, der durch ein Integrieren von Veränderungen in der Sensorausgabe für entsprechende vorbestimmte Sampling-Zeitdauern bzw. Probenzeitdauern erlangt ist, während einer Zeitdauer (eine Halbperiode auf der mageren Seite) von einem Zeitpunkt, an dem die Sensorausgabe eine fette Ausgabe wurde, bis zu einem Zeitpunkt, an dem sich die Sensorausgabe zu einer mageren Ausgabe hin umkehrt.
  • Deshalb ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration derart angenommen, dass in einem Fall, in dem der hohe Einlassdruckzustand zu einer Beschleunigungszeit etabliert ist, in der eine Absperranweisung ausgestellt ist (eine Zeit, zu der der Übergangszustand etabliert ist), falls das Ergebnis der Bestimmung, die unter Verwendung der Ausgabe des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird, wie vorangehend beschrieben ist (genauer gesagt, eine Bestimmung dahingehend, ob ein tatsächlicher Messwert bzw. Ist-Messwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases, das durch den Hauptluftkraftstoffverhältnissensor 46 erfasst ist, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Magerbestimmungswert relativ zu einem Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses (das vorangehend genannte Steuersollluftkraftstoffverhältnis) des Abgases magerer ist), positiv ist bzw. bejaht wird, und ferner, falls die vorangehend beschriebene Kurvenlänge bzw. Bahnlänge der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 geringer als oder gleich wie ein vorbestimmter Kurvenlängenbestimmungswert ist, wird es bestimmt, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 aufgetreten ist. Falls es bestimmt wird, dass die Absperrstörung aufgetreten ist, wie in 4(J) gezeigt ist, wird das Abschalt- bzw. Absperrstörungskennzeichen auf „an” gesetzt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerroutine darstellt, die die ECU 70 gemäß Ausführungsform 2 ausführt, um die vorangehend beschriebenen Funktionen zu implementieren. In diesem Zusammenhang werden Schritte in 7, welche die gleichen sind wie die Schritte, die in 5 gemäß Ausführungsform 1 gezeigt sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie in 5 bezeichnet und eine Beschreibung solcher Schritte wird nachfolgend weggelassen oder vereinfacht.
  • Gemäß der Routine, die in 7 gezeigt ist, falls es in Schritt 106 bestimmt ist, dass der Ausgabewert des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als der vorangehend genannte Magerbestimmungswert relativ zu dem derzeitigen Steuersollluftkraftstoffverhältnis magerer ist, wird es nachfolgend bestimmt, ob die Bahnlänge bzw. Kurvenlänge der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 während einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, an dem die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 eine fette Ausgabe wird, bis zu einem Zeitpunkt, an dem sich die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 zu einer mageren Ausgabe hin umkehrt, geringer als oder gleich wie ein vorbestimmter Kurven- bzw. Bahnlängenbestimmungswert ist oder nicht.
  • Falls das Ergebnis, das in dem vorangehend genannten Schritt 200 bestimmt wird, positiv ist, ist es bestimmt, dass eine Abschalt- bzw. Absperrstörung des EGR-Ventils 58 aufgetreten ist, und das Abschalt- bzw. Absperrstörungskennzeichen wird auf „an” gesetzt (Schritt 108).
  • Gemäß der Routine, die in 7 gezeigt ist, welche vorangehend beschrieben ist, wird während einer Zeit, in der der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind, zusätzlich zu einer Bestimmung hinsichtlich der Ausgabe des Hauptluftkraftstoffverhältnissensors 46 außerdem eine Bestimmung hinsichtlich der Kurvenlänge des Sub-O2-Sensors 48 durchgeführt, um dadurch zu bestimmen, ob eine Abschaltstörung an dem EGR-Ventil 58 aufgetreten ist oder nicht. Deshalb ist es gemäß dem Bestimmungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Genauigkeit eines Bestimmens einer Abschaltstörung des EGR-Ventils 58 während einer Zeit zu verbessern, zu der der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind.
  • In der vorangehend beschriebenen Ausführungsform 2 ist eine Konfiguration angenommen, um eine Bestimmung unter Verwendung der Kurvenlänge der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 zusätzlich zu der Bestimmung durchzuführen, die in Ausführungsform 1 durchgeführt wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann außerdem eine Konfiguration angenommen werden, in der eine Bestimmung, die hiernach beschrieben ist, anstelle der Bestimmung durchgeführt wird, welche die Kurvenlänge bzw. Bahnlänge der Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 verwendet.
  • In einem Fall, in dem eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 während einer Zeit aufgetreten ist, zu der der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind, was durch die unterbrochene Linie in 6(G) gezeigt ist, betritt die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 unter dem hohen Einlassdruckzustand einen Zustand, in dem eine magere Ausgabe beibehalten wird. Nachdem der Zustand, in dem der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind, hiernach endet und transiente Änderungen in der Abtragungsmenge von Kraftstoff nachlassen, wird die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48, die in der vorangehend beschriebenen Art und Weise auf der mageren Seite beibehalten wurde, auf eine fette Ausgabe umgeschaltet, durch die Handlung der Feedback-Steuerung bzw. Regelung des Luftkraftstoffverhältnisses. Das heißt, wie in 6(G) gezeigt ist, zu der Zeit einer Abschaltstörung des EGR-Ventils 58 wird eine Zeit, die erforderlich ist, bis die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 von einer mageren Ausgabe zu einer fetten Ausgabe hin umgeschaltet wird, nach einem Etablieren des hohen Einlassdruckzustands und des Beschleunigungsübergangszustands, länger als eine Zeit eines normalen Betriebs. Deshalb kann eine Konfiguration derart angenommen werden, dass es in einem Fall, in dem der hohe Einlassdruckzustand zu einer Beschleunigungszeit etabliert ist, zu der eine Absperranweisung ausgestellt ist (eine Zeit, zu der der Übergangszustand etabliert ist), bestimmt ist, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils 58 aufgetreten ist, falls das Ergebnis der Bestimmung gemäß der vorangehend beschriebenen Ausführungsform 1 positiv ist und ferner eine Zeit, die erforderlich ist, bis die Ausgabe des Sub-O2-Sensors 48 von einer mageren Ausgabe zu einer fetten Ausgabe hin umgeschaltet wird, nachdem der hohe Einlassdruckzustand und der Beschleunigungsübergangszustand etabliert sind, gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Zeiterfordernisbestimmungswert ist.
  • Es sei vermerkt, dass in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform 2 und ihrem Modifikationsbeispiel der Sub-O2-Sensor 48 einem „Sauerstoffkonzentrationssensor” gemäß dem vorangehend beschriebenen zweiten oder dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung entspricht. Ferner ist eine „Rückkopplungseinrichtung” bzw. „Regelungseinrichtung” gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die ECU 70 realisiert, die die vorangehend beschriebene Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung (Hauptregelung und Sub-Regelung) des Luftkraftstoffverhältnisses ausführt.
  • Die vorangehenden Ausführungsformen 1 und 2 sind mit dem Turbolader 20 als ein Beispiel eines Laders beschrieben, der eine Einlassluft lädt. Jedoch ist ein Lader, der ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, nicht auf einen Turbolader beschränkt und kann zum Beispiel ein mechanischer Lader sein, der die Wellenausgabe einer Brennkraftmaschine verwendet, oder ein elektrischer Lader, der einen Kompressor mittels eines Motors antreibt. Ferner ist die Brennkraftmaschine, die ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, nicht auf eine Brennkraftmaschine beschränkt, die mit einem Lader ausgerüstet ist, solange die Brennkraftmaschine eine Maschine ist, in der ein hoher Einlassdruckzustand, in dem ein Druck in einem Einlassdurchgang während eines Betriebs höher als ein Druck in einem Abgasdurchgang ist, etabliert werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Brennkraftmaschine
    12
    Einlassdurchgang
    12a
    Einlassanschluss
    14
    Abgasdurchgang
    18
    Luftmengenmesser
    20
    Turbolader
    20a
    Kompressor
    20b
    Turbine
    22
    Drosselventil
    36
    Anschlusskraftstoffeinspritzventil
    38
    In-Zylinderkraftstoffeinspritzventil
    40
    Zündkerze
    42
    stromaufwärtiger Katalysator
    44
    stromabwärtiger Katalysator
    46
    Hauptluftkraftstoffsensor
    48
    Sub-O2-Sensor
    50
    EGR-Durchgang bzw. AGR-Durchgang
    58
    EGR-Ventil bzw. AGR-Ventil
    62
    Kurbelwinkelsensor
    70
    elektronische Steuereinheit (ECU)
    72
    Beschleunigerpedalpositionssensor

Claims (3)

  1. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist: ein Anschlusskraftstoffeinspritzventil (36), das Kraftstoff in einen Einlassanschluss (12a) einspritzt; einen Abgasreinigungskatalysator (42), der in einem Abgasdurchgang (14) angeordnet ist; einen Luftkraftstoffverhältnissensor (46), der stromaufwärtig von dem Abgasreinigungskatalysator (42) angeordnet ist, um ein Ist-Luftkraftstoffverhältnis des Abgases zu erfassen, das das von einem Inneren eines Zylinders der Brennkraftmaschine (10) abgegeben ist; einen EGR-Durchgang (50), der einen Auslassdurchgang bzw. Abgasdurchgang (14) auf einer stromaufwärtigen Seite des Luftkraftstoffverhältnissensors (46) mit einem Einlassdurchgang (12) verbindet; ein EGR-Ventil (58), das für ein Öffnen und Schließen des EGR-Durchgang (50) verantwortlich ist; eine Druckzustandsbestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob ein hoher Einlassdruckzustand, in dem ein Druck innerhalb des Einlassdurchgangs (12) höher als ein Druck innerhalb des Abgasdurchgangs (14) ist, etabliert ist oder nicht; eine Übergangszustandsbestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob ein Übergangszustand, in dem sich ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) ändert, etabliert ist oder nicht; und eine EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung, die in einem Fall, in dem ein hoher Einlassdruckzustand und der Übergangszustand zu einer Zeit einer Absperranweisung zum Absperren des EGR-Ventils (58) etabliert sind, bestimmt, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils (58) aufgetreten ist, falls ein Ist-Messwert eines Luftkraftstoffverhältnisses eines Abgases, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor (46) erfasst ist, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Magerbestimmungswert relativ zu einem Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist.
  2. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: einen Sauerstoffkonzentrationssensor (48), der stromabwärtig von dem Abgasreinigungskatalysator (42) angeordnet ist, um eine fette Ausgabe zu erzeugen, wenn ein Luftkraftstoffverhältnis eines Abgases, das von einem Inneren des Zylinders der Brennkraftmaschine (10) abgegeben ist, fetter als ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis ist, und um eine magere Ausgabe zu erzeugen, wenn das Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer als das theoretisches Luftkraftstoffverhältnis ist, wobei, in einem Fall, in dem der hohe Einlassdruckzustand und der Übergangszustand zu einer Zeit einer Absperranweisung etabliert sind, die EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils (58) aufgetreten ist, falls der Ist-Messwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor (46) erfasst ist, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als der Magerbestimmungswert relativ zu dem Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist, und ferner eine Kurvenlänge einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors (48) während einer Dauer von einem Zeitpunkt, an dem die Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors (48) eine fette Ausgabe wird, bis zu einem Zeitpunkt, an dem sich die Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors (48) zu einer mageren Ausgabe hin umkehrt, geringer als oder gleich wie ein vorbestimmter Kurvenlängenbestimmungswert ist.
  3. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: einen Sauerstoffkonzentrationssensor (48), der stromabwärtig von dem Abgasreinigungskatalysator (42) angeordnet ist, um eine fette Ausgabe zu erzeugen, wenn ein Luftkraftstoffverhältnis eines Abgases, das von einem Inneren des Zylinders der Brennkraftmaschine (10) abgegeben ist, fetter als ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis ist, und um eine magere Ausgabe zu erzeugen, wenn das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases magerer als das theoretische Luftkraftstoffverhältnis ist; und eine Regeleinrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzmenge derart korrigiert, dass das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases, das durch den Sauerstoffkonzentrationssensor (48) erfasst ist, das theoretische Luftkraftstoffverhältnis wird, wobei die EGR-Ventilstörungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass eine Absperrstörung des EGR-Ventils (58) aufgetreten ist, falls der Ist-Messwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor (46) erfasst ist, ein Wert ist, der um einen Betrag gleich wie oder größer als der Magerbestimmungswert relativ zu dem Sollwert des Luftkraftstoffverhältnisses des Abgases magerer ist, und ferner eine Zeit, die erforderlich ist, bis eine Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors (48) von einer mageren Ausgabe zu einer fetten Ausgabe hin umgeschaltet wird, gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Erforderniszeitbestimmungswert ist.
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