DE112013001233T5

DE112013001233T5 - Motor

Info

Publication number: DE112013001233T5
Application number: DE112013001233.2T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KA Itatsu Toshiro; c/o YANMAR CO. LTD. Takahashi Takeshi
Original assignee: Toyota Motor Corp; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2015-01-15
Also published as: CN104136739A; US20150034046A1; WO2013129149A1; US9995239B2; CN104136739B; JP5770657B2; JP2013181444A

Abstract

Ein Motor der Erfindung umfasst eine Motorhaupteinheit (10) mit Zylindern, einer Einlassleitung (20), einer Auslass- (bzw. Abgas-)Leitung (30), einem Abgasturbolader (40), einem Turbosensor (51), welcher eine Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers detektiert, eine Steuereinrichtung (70), welche auf Basis eines Signals von dem Turbosensor einen Betriebszustand der Motorhaupteinheit steuert, wobei die Einheit in Korrelation mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers steht, und einen Kurbelwellenwinkelsensor (52), welcher einen Drehwinkel einer Kurbelwelle detektiert. Die Steuereinrichtung (70) stellt Zeitpunkte fest, zu welchen sich die Zylinder in einem oberen Totpunktzustand befinden, und zwar auf Basis von Detektionssignalen des Kurbelwellenwinkelsensors und trifft ebenso eine Unterbrechungsentscheidung für den Turbosensor bei nicht-oberen Totpunktzeitpunkten, welche sich innerhalb eines Verbrennungszyklusses der Motorhaupteinheit befinden und zu welchen Zeitpunkten kein Zylinder von der Mehrzahl von Zylindern sich in einem oberen Totpunktzustand befindet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor mit einem Vorverdichter bzw. Abgasturbolader.
Hintergrund
Bei Motoren mit einem Abgasturbolader hat es bis jetzt verschiedene Lösungsansätze zur Bereitstellung eines Turbosensors (Ladedrucksensor, im Folgenden aber als „Turbosensor” bezeichnet) gegeben, welcher die Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers detektiert bzw. feststellt, und zur Steuerung, auf Basis eines Detektions- bzw. Messsignales vom Turbosensor, eines Betriebszustandes einer Motorhaupteinheit, welche eine Korrelation mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers aufweist (siehe zum Beispiel Patentdokumente 1 bis 3).
Jedoch gehen die bisher vorgeschlagenen Lösungsvorschläge von der Annahme aus, dass der Turbosensor ordnungsgemäß funktioniert, und Mittel aufweisen, welche eine Fehlfunktion des Turbosensors nicht berücksichtigen.
Zitierliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 4478931 B
Patentdokument 2: JP 4375369 B
Patentdokument 3: JP 4306703 B

Zusammenfassungder Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf den oben beschriebenen herkömmlichen Stand der Technik ersonnen, wobei es eine Aufgabe dabei ist, einen Motor einschließlich eines Abgasturboladers bereitzustellen, einen Turbosensor zum Detektieren einer Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers und eine Steuereinrichtung zur Steuerung, und zwar auf Basis eines Detektionssignales vom Turbosensor, eines Betriebszustandes einer Motorhaupteinheit, wobei der Motor in der Lage ist, eine Fehlfunktion des Turbosensors zu erkennen, während ein Berechnungsaufwand für die Steuereinrichtung reduziert wird.
Zur Lösung der Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Motor bereit, welcher eine Motorhaupteinheit mit einer Mehrzahl von Zylindern umfasst; eine Einlassleitung (Lufteintritt) zum Führen/Leiten von Einlassluft zu Verbrennungskammern der Motorhaupteinheit; eine Auslass- bzw. Abgasleitung (Abgasaustritt), welche als ein Pfad für von den Verbrennungskammern ausgestoßenes Abgas dient; einen Abgasturbolader mit einer in der Abgasleitung angeordneten Turbine und einen in der Einlassleitung angeordneten Kompressor, um so durch die Turbine angetrieben zu werden; einen Turbosensor zum Detektieren einer Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers; eine Steuereinrichtung zur Steuerung, basierend auf einem Detektionssignal vom Turbosensor, eines Betriebszustandes der Motorhaupteinheit, welche in Korrelation mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers steht; und einen Kurbelwellenwinkelsensor zum Detektieren eines Drehwinkels einer Kurbelwelle, wobei die Steuereinrichtung Zeitpunkte feststellt bzw. erkennt, zu denen sich die Mehrzahl von Zylindern in einem oberen Totpunktzustand (OT = oberer Totpunkt) befinden, und zwar basierend auf Detektionssignalen des Kurbelwellenwinkelsensors, und trifft ebenso eine Trennungs- bzw. Unterbrechungs-Entscheidung (bzw. -Beurteilung) für den Turbosensor bei sich nicht im oberen Totpunkt befindlichen Zustandszeitpunkten, welche sich innerhalb eines Verbrennungszyklusses der Motorhaupteinheit befinden, und zu welchen sich keiner der Zylinder von der Mehrzahl von Zylindern in einem oberen Totpunktzustand befindet.
Der Motor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht auf effektive Art und Weise eine Detektion einer Fehlfunktion des Turbosensors, während ein Berechnungsaufwand für die Steuereinrichtung so weit wie möglich reduziert wird bzw. ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kurbelwelle mit einem oberen Totpunkt(OT)-Indikator zum Anzeigen einer oberen Totpunkt-Position eines Referenzzylinders versehen, welcher als eine Referenz für die Mehrzahl von Zylindern dient, und für eine Mehrzahl von Detektoren, welche in gleichmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. In diesem Fall erkennt die Steuereinrichtung den Kurbelwellenwinkel entsprechend der jeweiligen oberen Totpunkt-Positionen der Mehrzahl von Zylindern gemäß dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Referenzzylinders, welche durch Detektion des oberen Totpunkt-Indikators mit Hilfe des Kurbelwellenwinkelsensors und entsprechend der Anzahl der mehreren Zylinder festgestellt worden ist, und erkennt ebenso einen momentanen Kurbelwellenwinkel relativ zu der oberen Totpunkt-Position des Referenzzylinders durch Zählen der Anzahl der Detektoren, welche vom Kurbelwellenwinkelsensor vom Zeitpunkt der Detektion des oberen Totpunkt-Indikators detektiert worden sind, und erkennt somit die nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkte auf Basis der Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Positionen der mehreren Zylinder und des momentanen Kurbelwellenwinkels.
In einer bevorzugten Ausführungsform trifft, und zwar in einem Fall, wo eine Abweichung zwischen dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders besteht, wo die letzte Verbrennung aufgetreten ist, und dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders, wo die nächste Verbrennung auftritt, als Δθ definiert ist, die Steuereinrichtung eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor zu einem Zeitpunkt, zu welchem der momentane Kurbelwellenwinkel innerhalb eines Δθ/2-Bereiches von dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders positioniert ist, wo die letzte Verbrennung auftrat.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Motors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann weiterhin Motorzustandsdetektionssensoren zum Detektieren physischer (bzw. physikalischer) Größen umfassen, welche sich auf einen Betriebszustand der Motorhaupteinheit beziehen. In diesem Fall weist die Steuereinrichtung Motorbetriebszustand-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten zur Berechnung einer geschätzten Drehgeschwindigkeit des Turboladers auf Basis der von den Motorzustandsdetektionssensoren detektierten physischen Größe auf, wobei die Steuereinrichtung eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor durch einen Vergleich einer geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche mit dem Motorzustandsdetektionssensor berechnet worden ist, und der Korrelationsdaten mit einer gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche mit einem Detektionssignal des Turbosensors erhalten worden, durchführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Motors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann der Kurbelwellenwinkelsensor ebenso dazu verwendet werden, um als einer der Motorzustandsdetektionssensoren zu funktionieren. In diesem Fall weist die Steuereinrichtung, wie die Motorbetriebszustand-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten, Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten zur Berechnung einer geschätzten Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers aus der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit auf, welche von den Motorzustandsdetektionssensoren detektiert worden sind, wobei die Steuervorrichtung eine Unterbrechungs-Bestimmung(-Entscheidung) für den Turbosensor trifft, und zwar durch Vergleich der geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche auf Basis von Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren erhalten worden ist, und den Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten mit einer gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit auf Basis eines Signales von dem Turbosensor.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Motors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Unterbrechungs-Beurteilungsschaltkreis umfassen, welcher einen vorbestimmten Widerstandswert aufweist, und elektrisch sowohl mit der Steuereinrichtung als auch mit dem Turbosensor verbunden ist, um auf diese Weise einen geschlossenen Schaltkreis in Zusammenwirkung damit zu bilden. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, um in der Lage zu sein, wenn die Hauptstromzufuhr eingeschaltet ist und sich die Motorhaupteinheit nicht in Betrieb befindet, eine Unterbrechungs-Beurteilung(-Entscheidung) für den Turbosensor zu treffen, und zwar auf Basis darauf, ob der Widerstandswert des Unterbrechungs-Beurteilungsschaltkreises einen vorbestimmten Widerstandswert aufweist oder nicht.
In jeder einzelnen der verschiedenen Ausführungsformen des Motors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinrichtung zur Ausgabe eines Fehlersignales ausgebildet sein, falls sie eine Unterbrechung bzw. Trennung des Turbosensors feststellt.
In einem Fall, wo die Steuereinrichtung eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung zur Einstellung der Menge des in die mehreren Zylinder eingespritzten Kraftstoffes auf Basis der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers durchführt, wie die Steuerung des Betriebszustandes der Motorhaupteinheit, welche sich in einer Korrelation mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers befindet, kann die Steuereinrichtung derart ausgebildet sein, um eine voreingestellte Menge an Kraftstoff, anstelle einer von der Kraftstoffeinspritzmengensteuerung zugeführten Menge, zuzuführen, welche auf der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers basiert, falls die Steuereinrichtung eine Unterbrechung des Turbosensors in einer Unterbrechungs-Beurteilung zu einem nicht-oberen Totpunktzeitpunkt feststellt.
In einem Fall, wo der Motor weiterhin Motorzustandsdetektionssensoren zur Detektion physischer Größen umfasst, welche sich auf einen Betriebszustand der Motorhaupteinheit beziehen, und der Turbosensor erste und zweite Turbosensoren umfasst, kann die Steuereinrichtung, falls sie eine Unterbrechung des ersten oder des zweiten Turbosensors feststellt, vorzugsweise derart ausgebildet sein, um eine geschätzte Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors auf Basis eines Detektionswertes des anderen Turbosensors und Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren zu berechnen, und behandelt diese berechnete Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors, welcher als unterbrochen sensiert worden ist.
In einem Fall, wo der Motor weiterhin Motorzustandsdetektionssensoren zum Detektieren physischer Größen umfasst, welche sich auf einen Betriebszustand der Motorhaupteinheit beziehen, kann die Steuereinrichtung derart ausgebildet sein, um Speichermittel zum zeitweisen Speichern eines Detektionswertes des Turbosensors zu umfassen, und kann ebenso dazu ausgebildet sein, um, bei Sensierung einer Unterbrechung des Turbosensors, eine geschätzte Drehgeschwindigkeit auf Basis des letzten Detektionswertes des Turbosensors zu berechnen, welcher in dem Speichermittel abgespeichert und erhalten ist, und zwar vor einem Sensieren der Unterbrechung und Detektionswerte der Motorzustandsdetektionssensoren, und die geschätzte Drehgeschwindigkeit als einen Detektionswert des Turbosensors betrachtet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Motors in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht eines Turbosensors und eines Kurbelwellenwinkelsensors in dem Motor.
3 ist eine Kurve, welche sich auf ein Detektionssignal bezieht, welches von einem Sensor detektiert worden ist und den Ausgabezustand einer Motorhaupteinheit des Motors anzeigt.
4 ist eine Kurve, welche nicht-obere Totpunktzeitpunkte in der Motorhaupteinheit anzeigt.
5 ist ein Flussdiagramm eines Unterbrechungs-Entscheidungsvorgangs für den Turbosensor, welcher ausgeführt wird, wenn sich die Motorhaupteinheit nach einem Start in Betrieb befindet.
6 ist ein Flussdiagramm eines Unterbrechungs-Entscheidungsvorgangs für den Turbosensor, welcher ausgeführt wird, wenn sich die Motorhaupteinheit nicht in Betrieb befindet.
7A ist eine schematische Ansicht eines Motors in Übereinstimmung mit einer Modifikation einer Ausführungsform, wobei der Motor einen einzelnen Abgasturbolader und erste und zweite Turbosensoren umfasst, welche die Drehgeschwindigkeit des einzelnen Abgasturboladers detektieren.
7B ist eine schematische Ansicht eines Motors in Übereinstimmung mit einer weiteren Modifikation der einen Ausführungsform, wobei der Motor erste und zweite in Reihe angeordnete Abgasturbolader umfasst, und erste und zweite Turbosensoren, welche jeweils die Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Abgasturbolader detektieren.
7C ist eine schematische Ansicht eines Motors in Übereinstimmung mit noch einer weiteren Modifikation der einen Ausführungsform, wobei der Motor erste und zweite in Parallelanordnung angeordnete Abgasturbolader umfasst, und erste und zweite Turbosensoren, welche jeweils die Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Abgasturbolader detektieren.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Im Folgenden werden nunmehr bevorzugte Ausführungsformen eines Motors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben, und zwar mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt eine schematische Anordnung eines Motors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 zeigt eine schematische Anordnung eines Turbosensors 51 und eines Kurbelwellenwinkelsensors 52 in dem Motor 1.
In den Darstellungen in 1 und 2 umfasst der Motor 1 eine Motorhaupteinheit 10 mit einer Mehrzahl von Zylindern Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4; eine Einlassleitung 20 zum Leiten von Einlassluft zu Verbrennungskammern 18 der Motorhaupteinheit 10; eine Auslass-/Abgasleitung 30, welche als ein Pfad für von den Verbrennungskammern 18 ausgestoßenes Abgas dient; einen Abgasturbolader 40 mit einer in der Abgasleitung 30 angeordneten Turbine 41 und einen in der Einlassleitung 20 angeordneten Kompressor, um auf diese Weise durch diese Turbine 41 angetrieben zu werden; den Turbosensor 51 zum Detektieren bzw. Messen der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40; eine Steuereinrichtung 70 zum Steuern, basierend auf einem Detektionssignal vom Turbosensor 51, eines Betriebszustandes der Motorhaupteinheit 10, welcher mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 korreliert; und den Kurbelwellenwinkelsensor 52 zum Detektieren bzw. Messen des Drehwinkels einer Kurbelwelle 5 (im Folgenden als der Kurbelwellenwinkel bezeichnet).
In dieser Ausführungsform ist der Motor 1 ein Vierzylinder-Dieselmotor, und zwar ein Viertaktmotor, welcher mit vier Hüben arbeitet, das heißt, Einlass, Kompression, Expansion und Auslass.
Die Motorhaupteinheit 10 weist einen Zylinderblock 11 und einen Zylinderkopf 12 auf, welche zusammen die Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 als auch einen Einlasskrümmer 15 und einen Abgaskrümmer 16 bilden, welche mit dem Zylinderkopf 12 verbunden sind. Die Kurbelwelle 5 ist bzw. wird in drehbarer Weise durch den Zylinderblock 11 unterstützt.
Die Einlassleitung 20 ist in fluider Weise mit dem Einlasskrümmer 15 verbunden, so dass das Endstück auf der Stromabwärtsseite in der Einlassluftstromrichtung sich jeweils in Kommunikation mit der Verbrennungskammer 18 jedes Zylinders der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 befindet.
In dieser Ausführungsform sind die Einlassleitung 20, ein Luftfilter 21 und der Kompressor 42 des Abgasturboladers 40 in dieser Reihenfolge von der Stromaufwärtsseite hin zu der Stromabwärtsseite in der Einlassluftstromrichtung bereitgestellt.
Die Abgasleitung 30 ist in fluider Weise mit dem Abgaskrümmer 16 verbunden, so dass das Endstück auf der Stromaufwärtsseite in der Abgasstromrichtung sich in Kommunikation mit der Verbrennungskammer 18 jedes Zylinders der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 befindet.
In dieser Ausführungsform sind in der Abgasleitung 30 die Turbine 41 des Abgasturboladers 40 und ein Schalldämpfer 31 in dieser Reihenfolge von der Stromaufwärtsseite hin zu der Stromabwärtsseite in der Abgasstromrichtung bereitgestellt.
Der Abgasturbolader 40 dient zum forcierten Übertragen von Einlassluft zu der Verbrennungskammer 18 jedes Zylinders der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4, und zwar durch vorteilhafte Nutzung der Abgasenergie von der Motorhaupteinheit 10.
Das heißt, die Turbine 41 ist für eine Drehung bzw. Rotation durch die Energie des über die Abgasleitung 30 von den Verbrennungskammern 18 der Motorhaupteinheit 10 ausgestoßenen Abgases ausgebildet. Der Kompressor 42 ist mit der Turbine 41 über eine Drehwelle 43 verbunden, um sich so zusammen mit der Turbine 41 zu drehen bzw. zu rotieren.
Der Turbosensor 51 ist elektrisch mit der Steuereinrichtung 70 verbunden und dazu ausgebildet, ein Detektionssignal in die Steuereinrichtung 70 einzugeben.
In dieser Ausführungsform ist ein Verstärker 60 zum Verstärken des Detektionssignales des Turbosensors 51 und zum Durchführen einer Frequenzdivision zwischen dem Turbosensor 51 und der Steuereinrichtung 70 angeordnet.
Der Kurbelwellenwinkelsensor 52 ist elektrisch mit der Steuereinrichtung 70 verbunden und dazu ausgebildet, ein Detektionssignal in die Steuereinrichtung 70 einzugeben.
Die Steuereinrichtung 70 weist einen Berechnungsabschnitt (CPU = central processing unit) 71 und einen Speicherabschnitt 72 auf. Der Speicherabschnitt 72 weist einen ROM-Speicher auf, welcher beispielsweise ein Steuerprogramm und Steuerdaten abspeichert; einen EEPROM-Speicher, welcher beispielsweise Einstellwerte in einem solchen Zustand abspeichert, so dass die Einstellwerte und dergleichen nicht verlorengehen, selbst wenn die Energiezufuhr abgeschaltet ist und ein Überschreiben stattfinden kann; einen RAM-Speicher, welcher zeitweise Daten bereithält, welche während einer durch den Berechnungsabschnitt durchgeführten Berechnung erzeugte Daten bereithält; und dergleichen.
Die Steuereinrichtung 70 erkennt Zeitpunkte, zu welchen sich die Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 in einem oberen Totpunkt(OT; bzw. TDC = Top Dead Center)-Zustand befinden, und zwar auf Basis von Detektionssignalen des Kurbelwellenwinkelsensors 52, und trifft ebenso eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 zu nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkten, welche sich innerhalb eines Verbrennungszyklusses der Motorhaupteinheit 10 befinden und zu welchen sich keiner der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 in einem oberen Totpunktzustand befindet.
Im Detail bezieht sich der oben genannte obere Totpunkt auf den Kompressions-oberen Totpunkt, wobei dies auch im Folgenden gelten soll.
Zum Zeitpunkt des Erreichens eines oberen Totpunktzustandes misst die Steuereinrichtung 70 verschiedene Zeiten des Motors 1, wie zum Beispiel eine Injektionszeit bzw. Einspritzzeit und eine Ventilzeit (das heißt, die Zeit, während welcher ein Ventil geöffnet bzw. geschlossen ist). Deshalb ist die Steuereinrichtung 70 zum oberen Totpunkt-Zeitpunkt mit einem höheren Berechnungsaufwand versehen als zu nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkten. Unter Berücksichtigung dieses Punktes ist die Steuereinrichtung 70 in dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben ist, derart ausgebildet, um für den Turbosensor 51 zu nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkten eine Trennungs- bzw. Unterbrechungs-Entscheidung zu treffen. Gemäß dieser Anordnung ist in effektiver Weise eine Detektion bzw. ein Erkennen einer Fehlfunktion des Turbosensors 51 möglich, während ein Berechnungsaufwand der Steuereinrichtung 70 soweit wie möglich reduziert wird.
Vorzugsweise ist, wie in 2 gezeigt ist, die Kurbelwelle 5 mit einem oberen Totpunkt-Indikator 81 versehen, und zwar zum Anzeigen der oberen Totpunkt-Position eines Referenzzylinders, welcher als eine Referenz für die Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 dient, und mit einer Mehrzahl von Detektoren 82, welche in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Die Steuereinrichtung 70 erkennt die Kurbelwellenwinkel entsprechen der jeweiligen oberen Totpunkt-Positionen der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 gemäß dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Referenzzylinders, welcher durch Detektion des oberen Totpunkt-Indikators 81 durch den Kurbelwellenwinkelsensor 52 und entsprechend der Anzahl der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 sensiert worden ist, und erkennt ebenso den momentanen Kurbelwellenwinkel relativ zu der oberen Totpunkt-Position des Referenzzylinders durch Zählen der Anzahl an Detektoren 82, welche durch den Kurbelwellenwinkelsensor 52 von der Zeit der Detektion des oberen Totpunkt-Indikators 81 detektiert worden sind, und erkennt somit die nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkte auf Basis der Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Positionen der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 und des momentanen Kurbelwellenwinkels.
In dieser Ausführungsform ist der Referenzzylinder der erste Zylinder Nr. 1, wobei der obere Totpunkt-Indikator 81 derart ausgebildet ist, um die obere Totpunkt-Position des ersten Zylinders Nr. 1 anzuzeigen.
Die Detektoren 82 sind zur Projektion in der radialen Richtung auf dem äußeren umfänglichen Teil eines Scheiben-ähnlichen Elementes 83 bereitgestellt, welches an der Kurbelwelle 5 äußerlich befestigt ist, um so nicht relativ drehbar zu sein. In dieser Ausführungsform ist der obere Totpunkt-Indikator 81, wie in 2 gezeigt ist, ein Abschnitt, wo wenigstens einer der Detektoren 82 fehlt.
Selbstverständlich kann der obere Totpunkt-Indikator 81 verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise kann der obere Totpunkt-Indikator 81 eine in der äußeren umfänglichen Oberfläche der Kurbelwelle 5 ausgebildete Kerbe sein.
Die Steuereinrichtung 70 erkennt die obere Totpunkt-Position des ersten Zylinders Nr. 1 auf Basis der Detektion des oberen Totpunkt-Indikators 81 mit Hilfe des Kurbelwellenwinkelsensors 52. Hierbei ist die Anzahl an Zylindern von vornherein in der Steuereinrichtung 70 abgespeichert, und deshalb erkennt die Steuereinrichtung 70 die Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Positionen des Zylinders Nr. 2, des dritten Zylinders Nr. 3 und des vierten Zylinders Nr. 4 auf Basis der oberen Totpunkt-Position des ersten Zylinders Nr. 1.
Im Allgemeinen sind nicht nur die Anzahl an Zylindern in der Steuereinrichtung 70 abgespeichert, sondern ebenso die Zündreihenfolge (in diesem Fall beispielsweise die Zündreihenfolge beginnend mit dem ersten Zylinder Nr. 1, dem dritten Zylinder Nr. 3, dem vierten Zylinder Nr. 4 und dem zweiten Zylinder Nr. 2).
3 zeigt eine Kurve, welche sich auf ein Detektionssignal bezieht, welches den Ausgabezustand des Motors 1 anzeigt und welches (das heißt welches Signal) mit Hilfe des Kurbelwellenwinkelsensors 52 detektiert worden ist.
Wie oben erwähnt, ist in dieser Ausführungsform der Motor 1 ein Viertaktmotor mit vier Zylindern, und deshalb dreht sich, wie in 3 gezeigt ist, die Kurbelwelle 5 zweimal während eines Verbrennungszyklusses des Motors 1. Somit erreichen, und zwar jedes Mal, wenn sich die Kurbelwelle 5 um 180° hinsichtlich des Kurbelwellenwinkels dreht, bei welchem sich der erste Zylinder Nr. 1, als der Referenzzylinder dienend, in der oberen Totpunkt-Position befindet, der dritte Zylinder Nr. 3, der vierte Zylinder Nr. 4 und dann der zweite Zylinder Nr. 2 der Reihe nach die obere Totpunkt-Position erreichen.
4 zeigt eine Kurve, welche nicht-obere Totpunkt-Zeitpunkte Ta (Tal bis Ta4) während eines Verbrennungszyklusses in der Motorhaupteinheit 10 anzeigt.
Die Steuereinrichtung 70 erkennt den momentanen Drehwinkel der Kurbelwelle 5 relativ zu der oberen Totpunkt-Position des ersten Zylinders Nr. 1 durch Zählen der Anzahl der Detektoren 82, welche mit Hilfe des Kurbelwellenwinkelsensors 52 von dem Zeitpunkt der Detektion des oberen Totpunkt-Indikators 81 detektiert wurde, identifiziert die nicht-obere Totpunkt-Zeitpunkte Ta, bei welchen keiner der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 sich in einem oberen Totpunkt-Zustand basierend auf diesem momentanen Drehwinkel und der erkannten Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Positionen der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 befinden, und trifft die Unterbrechungs-Entscheidung innerhalb der nicht-obere Totpunkt-Zeitpunkte Ta.
In dieser Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 70 derart ausgebildet, um zu jeder Zeit eine Unterbrechungs-Entscheidung zu den nicht-obere Totpunkt-Zeitpunkten Ta zwischen den entsprechenden oberen Totpunkten der Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 zu treffen.
Insbesondere ist die Steuereinrichtung 70 dazu ausgebildet, eine Unterbrechungs-Entscheidung zu dem nicht-obere Totpunkt-Zeitpunkt Tal zwischen dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders Nr. 1 und dem oberen Totpunkt des dritten Zylinders Nr. 3 zu treffen, wo eine Verbrennung als Nächstes auftritt, und dann eine Unterbrechungs-Entscheidung zu jedem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Ta2 zwischen dem oberen Totpunkt des dritten Zylinders Nr. 3 und dem oberen Totpunkt des vierten Zylinders Nr. 4 zu treffen, wo als Nächstes eine Verbrennung auftritt, dem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Ta2 zwischen dem oberen Totpunkt des vierten Zylinders Nr. 4 und des oberen Totpunkts des zweiten Zylinders Nr. 2 zu treffen, wo eine Verbrennung als Nächstes auftritt, und dem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Ta4 zwischen dem oberen Totpunkt des zweiten Zylinders Nr. 2 und des oberen Totpunkts des ersten Zylinders Nr. 1 zu treffen, wo als Nächstes eine Verbrennung auftritt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 70 derart ausgebildet sein, um lediglich eine einzige Unterbrechungs-Entscheidung während eines einzigen Verbrennungszyklusses zu treffen.
Insbesondere kann die Steuereinrichtung 70 beispielsweise derart ausgebildet sein, um eine Unterbrechungs-Entscheidung zu dem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Tal zwischen dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders Nr. 1 und dem oberen Totpunkt des dritten Zylinders Nr. 3 zu treffen, wo als Nächstes eine Verbrennung auftritt, jedoch nicht eine Unterbrechungs-Entscheidung zu dem nachfolgenden nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Ta2 zwischen dem oberen Totpunkt des dritten Zylinders Nr. 3 und dem oberen Totpunkt des vierten Zylinders Nr. 4 zu treffen, wo als Nächstes eine Verbrennung auftritt, zu dem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Ta3 zwischen dem oberen Totpunkt des vierten Zylinders Nr. 4 und dem oberen Totpunkt des zweiten Zylinders Nr. 2, wo als Nächstes eine Verbrennung stattfindet, und zu dem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Ta4 zwischen dem oberen Totpunkt des zweiten Zylinders Nr. 2 und dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders Nr. 1, wo als Nächstes eine Verbrennung stattfindet.
Solange die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechungs-Entscheidung zu einem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt trifft, kann die Steuereinrichtung 70 derart ausgebildet sein, um eine Unterbrechungs-Entscheidung während eines einzigen Verbrennungszyklusses für eine beliebige Anzahl an Zeiten bzw. Zeitpunkten zu treffen.
Vorzugsweise kann, wenn die Abweichung zwischen dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders, wo die letzte Verbrennung auftrat, und der Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders, wo als Nächstes eine Verbrennung auftritt, als Δθ definiert, die Steuereinrichtung 70 derart ausgebildet sein, um für den Turbosensor 51 eine Unterbrechungs-Entscheidung zu einem Zeitpunkt zu treffen, zu welchem der momentane Kurbelwellenwinkel innerhalb eines Δθ/2-Bereiches positioniert ist, und zwar von dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders, wo die letzte Verbrennung auftrat.
In dieser Ausführungsform kann beispielsweise, wie es in 3 gezeigt ist, die Abweichung Δθ zwischen dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des ersten Zylinders Nr. 1, wo die letzte Verbrennung auftrat, und dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des dritten Zylinders Nr. 3, wo als Nächstes eine Verbrennung auftritt, 180° betragen, deshalb die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 zu einem Zeitpunkt treffen, zu welchem der momentane Kurbelwellenwinkel sich zwischen dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des ersten Zylinders Nr. 1, wo die letzte Verbrennung auftrat, und der um 90° davon gedrehte Kurbelwellenwinkel treffen, welcher Δθ/2 entspricht.
Bei Erläuterung mit Bezug auf 4 kann, in dem Fall des Treffens einer Unterbrechungs-Entscheidung beispielsweise zu dem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt Tal zwischen dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders Nr. 1 und dem oberen Totpunkt des dritten Zylinders Nr. 3, wo als Nächstes eine Verbrennung stattfindet, die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 innerhalb eines Zeitpunktes Tb treffen, was im Wesentlichen der ersten Hälfte des nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkts Tal nach dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders Nr. 1 entspricht.
Diese Anordnung ermöglicht es der Kontrolleinrichtung 70, auf einfache und geeignete Weise eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung durchzuführen, und zwar zur Einstellung der Menge an in dem Zylinder eingespritzten Kraftstoffes, wo eine Verbrennung als Nächstes auftritt entsprechend beispielsweise eines vorbestimmten in dem Speicherabschnitt 72 im Voraus abgespeicherten Programmes.
Im Folgenden wird nun ein bestimmtes Verfahren zum Treffen einer Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 erläutert.
In dieser Ausführungsform umfasst der Motor 1 Motorzustandsdetektionssensoren zum Detektieren physischer Größen hinsichtlich Betriebszuständen der Motorhaupteinheit 10. Die Steuereinrichtung 70 umfasst Betriebszustands-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten zum Berechnen einer geschätzten Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 auf Basis der mit Hilfe der Motorzustandsdetektionssensoren detektierten physischen Größen, wobei die Steuereinrichtung 70 derart ausgebildet ist, um für den Turbosensor 51 eine Unterbrechungs-Entscheidung zu treffen, und zwar durch Vergleich einer geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche mit Hilfe der Motorzustandsdetektionssensoren und den Korrelationsdaten berechnet ist, mit einer gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche mit Hilfe eines Detektionssignales des Turbosensors 51 erhalten worden.
In diesem Fall können beispielsweise physische Größen hinsichtlich Betriebszuständen der Motorhaupteinheit 10 eine beliebige oder eine Kombination von zwei oder mehreren der Fahrgeschwindigkeiten eines Fahrzeuges sein, welches mit dem Motor 1 ausgestattet ist, die Ausgabe-Drehgeschwindigkeit eines Getriebes im Fahrzeug, der Ladedruck („boost pressure”) der Motorhaupteinheit 10, die Einlasstemperatur der Motorhaupteinheit 10, die Abgastemperatur der Motorhaupteinheit 10 und der Abgasdruck der Motorhaupteinheit 10.
Die Motorzustandsdetektionssensoren sind nicht auf bestimmte Weise begrenzt, solange sie entsprechende physische Größen hinsichtlich Betriebszuständen der Motorhaupteinheit 10 detektieren können.
Im Detail betrifft die Steuereinrichtung 70 die Unterbrechungs-Entscheidung nach dem Start der Motorhaupteinheit 10 nach dem folgenden Ablauf. Die Steuereinrichtung 70 erkennt den Start der Motorhaupteinheit 10, beispielsweise, wenn ein Betriebssignal mit Hilfe von Startmitteln, wie zum Beispiel einem Schlüsselschalter, eingegeben bzw. aktiviert wird.
5 zeigt ein Flussdiagramm einer Unterbrechungs-Entscheidungs-Prozedur für den Turbosensor 51, welche ausgeführt wird, wenn sich die Motorhaupteinheit 10 nach dem Start in Betrieb befindet.
In Schritt 11 sensiert die Steuereinrichtung 70 eine gemessene Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 auf Basis eines Detektionssignales durch den Turbosensor 51.
In Schritt 12 sensiert die Steuereinrichtung 70 physische Größen hinsichtlich Betriebszuständen der Motorhaupteinheit 10 auf Basis von Detektionssignalen von den Motorzustandsdetektionssensoren.
In Schritt 13 berechnet die Steuereinrichtung 70 eine geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit auf Basis der Motorbetriebszustands-Abgasturbolader-Korrelationsdaten unter Verwendung der sensierten bzw. gemessenen physischen Größen hinsichtlich der Betriebszustände der Motorhaupteinheit 10. Die Motorbetriebszustands-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten werden in dem Speicherabschnitt 72 der Steuereinrichtung 70 im Voraus abgespeichert.
In Schritt 14 beurteilt die Steuereinrichtung 70, ob der momentane Zeitpunkt ein nicht-oberer Totpunkt-Zeitpunkt ist oder nicht.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass der momentane Zeitpunkt kein nicht-oberer Totpunkt-Zeitpunkt ist, kehrt das Verfahren zurück zu Schritt 11.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass der momentane Zeitpunkt ein nicht-oberer Totpunkt-Zeitpunkt ist, verzweigt das Verfahren zu Schritt 15.
In Schritt 15 vergleicht die Steuereinrichtung 70 die gemessene Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit mit der geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit und trifft eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51. Bei dieser Unterbrechungs-Entscheidung wird beispielsweise beurteilt, ob die gemessene Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit sich innerhalb eines zulässigen Bereiches relativ zu der geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit befindet oder nicht.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass eine Unterbrechung des Turbosensors 51 nicht aufgetreten ist, verzweigt das Verfahren zu Schritt 17.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass eine Unterbrechung des Turbosensors 51 aufgetreten ist, verzweigt das Verfahren zu Schritt 16.
In dem Schritt 16 führt die Steuereinrichtung 70 eine vorbestimmte Steuerung durch. Die vorbestimmte Steuerung wird im Folgenden erläutert.
Im Schritt 17 beurteilt die Steuereinrichtung 70, ob der Betrieb der Motorhaupteinheit 10 beendet ist oder nicht.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass der Betrieb der Motorhaupteinheit 10 nicht beendet ist, verzweigt das Verfahren zu Schritt 11.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass der Betrieb der Motorhaupteinheit 10 beendet ist, beendet die Steuereinrichtung 70 den Unterbrechungs-Entscheidungs-Vorgang.
In bevorzugterer Weise kann der Kurbelwellenwinkelsensor 52 als ein Sensor der Motorzustandsdetektionssensoren verwendet werden.
In diesem Fall umfasst die Steuereinrichtung 70, ähnlich wie die Motorbetriebszustands-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten, Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten zur Berechnung einer geschätzten Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 aus der Drehgeschwindigkeit und der durch die Motorzustandsdetektionssensoren detektierten Kraftstoffeinspritzmenge (Last) der Motorhaupteinheit 10, wobei die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 trifft, und zwar durch Vergleich der geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche auf Basis von Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren und den Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten erhalten wurden, mit einer gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit auf Basis eines Signales von dem Turbosensor 51.
Somit ist es möglich, wenn der Kurbelwellenwinkel 52 ebenso als der Motorzustandsdetektionssensor verwendet wird, eine Unterbrechungs-Entscheidung mit einer reduzierten Anzahl an Sensoren zu treffen.
Vorzugsweise kann, wie es in 2 gezeigt ist, der Motor 1 einen Unterbrechungs-Entscheidungs-Schaltkreis 90 umfassen, welcher einen vorbestimmten Widerstandswert aufweist und elektrisch sowohl mit der Steuereinrichtung 70 als auch mit dem Turbosensor 51 verbunden ist, um so einen geschlossenen Schaltkreis in Zusammenwirkung damit zu bilden.
In diesem Fall ist die Steuereinrichtung 70 dazu ausgebildet, in der Lage zu sein, wenn die Hauptstromzufuhr eingeschaltet ist und die Motorhaupteinheit 10 nicht in Betrieb ist, eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 auf Basis darauf zu treffen, ob der Widerstandswert des Unterbrechungs-Entscheidungs-Schaltkreises 90 einem vorbestimmten Widerstandswert entspricht oder nicht.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 70 derart ausgebildet sein, so dass die Steuereinrichtung 70, welche sich in einem Zustand befindet, nachdem sie durch Einschalten der Hauptstromzufuhr aktiviert wurde und bevor ein Startermotor (Anlasser) zum Starten bzw. Drehen der Kurbelwelle betrieben worden ist, eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 zu vorbestimmten Zeitintervallen treffen, wenn sich die Motorhaupteinheit 10 nicht in Betrieb befindet. Zu diesem Zeitpunkt wird beurteilt, ob der Unterbrechungs-Entscheidungs-Schaltkreis 90 sich bei dem zuvor erwähnten vorbestimmten Widerstandswert befindet oder nicht, und zwar basierend darauf beispielsweise, ob der Wert eines Stromes, welcher fließt, wenn eine vorbestimmte Spannung an den Unterbrechungs-Entscheidungs-Schaltkreis 90 angelegt wird, einem vorbestimmten Stromwert entspricht oder nicht
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Unterbrechungs-Entscheidungs-Vorganges für den Turbosensor 51, wobei der Vorgang ausgeführt wird, wenn die Motorhaupteinheit 10 nicht in Betrieb ist.
Wie in 6 gezeigt ist, beurteilt die Steuereinrichtung 70 in Schritt 21, ob nach Eintreten eines aktiven Zustandes eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass eine vorbestimmte Zeit nicht verstrichen ist, wird der Schritt 21 wiederholt.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, verzweigt das Verfahren weiter zu Schritt 22.
In Schritt 22 legt die Steuereinrichtung 70 eine Spannung an den Unterbrechungs-Entscheidungs-Schaltkreis 90 an.
In Schritt 23 sensiert die Steuereinrichtung 70 einen Messwert des durch den geschlossenen Schaltkreis fließenden Stromes auf Basis eines mit Hilfe eines Amperemeters gemessenen Detektionssignales.
Das Amperemeter ist zuvor in dem Unterbrechungs-Entscheidungs-Schaltkreis 90 angeordnet worden.
In Schritt 24 trifft die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51, und zwar durch Bestimmen, ob der Strommesswert mit einem vorbestimmten Stromwert übereinstimmt oder nicht.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass eine Unterbrechung des Turbosensors 51 nicht eingetreten ist, da der Strommesswert mit dem vorbestimmten Stromwert übereinstimmt, verzweigt das Verfahren weiter zu Schritt 26.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass eine Unterbrechung des Turbosensors 51 aufgetreten ist, da der Strommesswert nicht mit dem vorbestimmten Stromwert übereinstimmt, verzweigt das Verfahren weiter zu Schritt 25.
In Schritt 25 führt die Steuereinrichtung 70 eine vorbestimmte Steuerung durch, wie zum Beispiel eine Ausgabe eines Fehlersignales.
In Schritt 26 stellt die Steuereinrichtung 70 fest, ob die Motorhaupteinheit 10 gestartet worden ist oder nicht.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass die Motorhaupteinheit 10 nicht gestartet worden ist, verzweigt das Verfahren weiter zu Schritt 21.
Falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass die Motorhaupteinheit 10 gestartet worden ist, ist der Unterbrechungs-Entscheidungs-Vorgang beendet.
Obwohl ein Beispiel beschrieben worden ist, bei welchem die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 zu jedem vorbestimmten Zeitintervall trifft, falls die Motorhaupteinheit 10 nicht in Betrieb ist, ist es ebenso möglich, die Steuereinrichtung 70 derart auszubilden, um eine Unterbrechungs-Entscheidung für den Turbosensor 51 zu treffen, und zwar zu jedem Zeitpunkt, wenn ein manuell aktiviertes bzw. betriebenes Signal mit Hilfe einer Schalteinrichtung oder dergleichen in die Steuereinrichtung 70 eingegeben worden ist, und zwar in einem Fall, wo sich die Motorhaupteinheit 10 nicht in Betrieb befindet.
Im Folgenden wird nun die vorbestimmte Steuerung erläutert.
Die vorbestimmte Steuerung kann beispielsweise eine Ausgabe eines Fehlersignales sein.
Das heißt, die Steuereinrichtung 70 kann derart ausgebildet sein, ein Fehlersignal entsprechend der vorbestimmten Steuerung auszugeben, falls die Einrichtung eine Unterbrechung des Turbosensors 51 sensiert bzw. feststellt.
Das Fehlersignal umfasst ein Signal zur Benachrichtigung eines Nutzers, und zwar hinsichtlich des Auftretens eines Fehlers auf eine wenigstens visuelle, hörbare oder sonst wie wahrnehmbare bzw. spürbare Art und Weise, das heißt, hinsichtlich des Auftretens einer Unterbrechung des Turbosensors 51.
In diesem Fall umfasst der Motor 1 eine Benachrichtigungseinrichtung, welche wenigstens beispielsweise einen Klang/Geräusch/Ton, ein Lichtzeichen oder eine Vibration erzeugt bzw. ausgibt. Dann, falls die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechung des Turbosensors 51 feststellt, gibt die Steuereinrichtung 70 ein Fehlersignal an die Benachrichtigungseinrichtung aus, so dass die Benachrichtigungseinrichtung aktiviert und in Betrieb ist.
Dies erleichtert einem Nutzer ein sofortiges Erkennen einer Trennung bzw. Unterbrechung des Turbosensors 51.
Zusätzlich zu dieser Ausgabe eines Fehlersignales bzw. stattdessen ist es ebenso möglich, die Steuereinrichtung 70 derart auszubilden, um, analog zu der vorbestimmten Steuerung, Änderungen hinsichtlich der grundsätzlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge vorzunehmen.
Das heißt, als eine Steuerung eines Betriebszustandes der Motorhaupteinheit 10, welche mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 korreliert, führt die Steuereinrichtung 70 eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung durch, und zwar zur Anpassung bzw. Einstellung der Menge an in die Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 injizierten bzw. eingespritzten Kraftstoffes auf Basis der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40. Hierbei ändert, falls die Steuereinrichtung 70 eine Trennung bzw. Unterbrechung des Turbosensors 51 bei einer Unterbrechungs-Entscheidung hinsichtlich eines nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunktes sensiert bzw. feststellt, die Steuereinrichtung 70 die Kraftstoffeinspritzmenge derart, um so eine voreingestellte Menge an Kraftstoff anstelle der Kraftstoffeinspritzmengesteuerung zuzuführen, welche auf der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 basiert.
Die voreingestellte Kraftstoffmenge kann eine derartige vorbestimmte Kraftstoffmenge sein, dass sich die Motorhaupteinheit 10 einem Nicht-Betriebszustand annähert, beispielsweise eine solche Menge, dass die Drehgeschwindigkeit der Motorhaupteinheit 10 geringer als eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist. Gemäß dieser Anordnung führt die Steuereinrichtung 70, falls die Steuereinrichtung 70 eine Trennung bzw. Unterbrechung des Turbosensors 51 in einer Unterbrechungs-Entscheidung zu einem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt feststellt, eine derartige ausfallsichere Steuerung durch, so dass die Motorhaupteinheit 10 in einen Zustand mit geringer Drehgeschwindigkeit oder in einen Nicht-Betriebszustand versetzt wird.
In einer Anordnung, bei welcher der Turbosensor 51 erste und zweite Turbosensoren 51a und 51b umfasst, kann die Steuereinrichtung 70 derart ausgebildet sein, so dass, falls die Steuereinrichtung 70 eine Trennung bzw. Unterbrechung eines Turbosensors 51a (51b) der ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b feststellt bzw. sensiert, die Steuereinrichtung 70 eine geschätzte Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors berechnet, und zwar auf Basis eines Detektionswertes des anderen Turbosensors 51b (51a) und Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren, und behandelt diese berechnete Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors 51a (51b), welcher als unterbrochen festgestellt worden ist.
Die Anordnung, bei welcher der Turbosensor 51 die ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b umfasst, umfasst eine Anordnung, bei welcher die Drehgeschwindigkeit eines einzelnen Abgasturboladers mit Hilfe der ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b (7A) detektiert wird und Anordnungen, bei welchen die Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Abgasturbolader jeweils mit Hilfe der ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b detektiert werden (7B und 7C).
Zunächst wird im Folgenden, wie in 7A gezeigt ist, eine Anordnung erläutert, bei welcher die ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b bereitgestellt werden, um die Drehgeschwindigkeit eines einzelnen Abgasturboladers 40 zu sensieren.
In dieser Anordnung berechnet die Steuereinrichtung 70, falls die Steuereinrichtung 70 eine Trennung bzw. Unterbrechung des einen Turbosensors 51a (51b) der ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b feststellt, basierend auf einem Detektionswert des anderen Turbosensors 51b (51a) und Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren eine angenommene Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors 51a (51b), welcher als unterbrochen sensiert bzw. festgestellt worden ist. Sodann erhält die Steuereinrichtung 70 die Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 auf Basis der berechneten angenommenen Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors 51a (51b) und des Detektionswertes des anderen Turbosensors 51b (51a).
Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 70 eine Steuerung eines Betriebszustandes der Motorhaupteinheit 10 durchführen, welche mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 korreliert, während eine Abnahme hinsichtlich der Genauigkeit der Steuerung unterdrückt wird.
Beispielsweise wird die angenommene Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors 51a (51b), welcher als getrennt festgestellt wurde, folgendermaßen berechnet.
Das heißt, die Steuereinrichtung 70 weist, zusätzlich zu den Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten, Motor-/Einlasskrümmerdruck-Korrelationsdaten zur Berechnung des Druckes des Einlasskrümmers 15 auf Basis der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10 auf.
Falls die Steuereinrichtung 70 eine Trennung bzw. Unterbrechung des einen Turbosensors 51a (51b) feststellt, dann berechnet die Steuereinrichtung 70 einen geschätzten Druck des Einlasskrümmers 15 auf Basis der Motor-/Einlasskrümmerdruck-Korrelationsdaten unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert sind, und erhält ebenso einen Messdruck des Einlasskrümmers 15, welcher auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert ist.
Falls sich die Abweichung zwischen dem geschätzten Druck und dem Messdruck des Einlasskrümmers 15 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches befindet, dann berechnet die Steuereinrichtung 70 eine geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 auf Basis der Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert sind, und nimmt dann diese berechnete geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors 51a (51b) an, welcher als getrennt bzw. unterbrochen sensiert worden ist.
Andererseits beurteilt die Steuereinrichtung 70, falls die Abweichung zwischen dem geschätzten Druck und dem gemessenen Druck des Einlasskrümmers 15 sich nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet, ob sich der Absolutwert der Abweichung zwischen dem geschätzten Druck und dem gemessenen Druck des Einlasskrümmers 15 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes befindet oder nicht, welcher auf Basis der Kraftstoffeinspritzmenge eingestellt ist.
Falls sich der Absolutwert der Abweichung unterhalb des vorbestimmten Schwellenwertes befindet, dann korrigiert die Steuereinrichtung 70 die gemessene Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche mit Hilfe des anderen Turbosensors 51b (51a) gemäß dem gemessenen Druck des Einlasskrümmers 15 detektiert worden ist, welcher auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert, und nimmt die korrigierte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit als die mit Hilfe des einen Turbosensors 51a (51b) detektierte Drehgeschwindigkeit an, welcher als getrennt bzw. unterbrochen sensiert worden ist.
Als Nächstes wird, wie in 7B gezeigt ist, nunmehr eine Anordnung beschrieben, bei welcher erste und zweite Abgasturbolader 40A und 40B in Reihe angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Abgasturbolader 40A und 40B jeweils mit den ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b versehen sind.
In dieser Anordnung berechnet die Steuereinrichtung 70, falls die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechung des einen Turbosensors 51a (51b) der ersten und zweiten Turbosensoren 51a und 51b feststellt, basierend auf einem Detektionswert des anderen Turbosensors 51b (51a) und Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren eine angenommene Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors 51a (51b), welcher als getrennt bzw. unterbrochen festgestellt worden ist. Auf diese Weise nimmt die Steuereinrichtung 70 die Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40A (40B) an, welche mit Hilfe des einen Turbosensors 51a (51b) detektiert werden sollte, welcher als unterbrochen bzw. getrennt sensiert bzw. festgestellt worden ist.
Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 70 eine Steuerung eines Betriebszustandes der Motorhaupteinheit 10 durchführen, welcher mit den Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Abgasturbolader 40A und 40B korreliert, während eine Abnahme hinsichtlich Genauigkeit der Steuerung unterdrückt wird.
Beispielsweise wird die angenommene Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors 51a (51b), welcher als unterbrochen sensiert bzw. festgestellt worden ist, folgendermaßen berechnet.
Das heißt, die Steuereinrichtung 70 weist, zusätzlich zu den Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten und den Motor-/Einlasskrümmerdruck-Korrelationsdaten, Motor-/Einlassluftmengenkorrelationsdaten zur Berechnung der Einlassluftmenge der Motorhaupteinheit 10 auf Basis der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10 auf.
Falls eine Unterbrechung des ersten Turbosensors 51a festgestellt worden ist, welcher am ersten Abgasturbolader 40A bereitgestellt ist, welcher ein Hochdruckseiten-Abgasturbolader ist, berechnet die Steuereinrichtung 70 entsprechende geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Abgasturbolader 40A und 40B basierend auf den Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten unter Verwendung der Rotationsgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert sind, und berechnet das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten des ersten Abgasturboladers 40A und des zweiten Abgasturboladers 40B.
Sodann erhält die Steuereinrichtung 70 eine gemessene Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturboladers 40B, welche auf einem Signal von dem zweiten Turbosensor 51b basiert, welcher als nicht unterbrochen sensiert worden ist, und berechnet, basierend auf der gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturboladers 40B und des Drehgeschwindigkeit-Verhältnisses, die Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des ersten Abgasturboladers 40A, welche mit Hilfe des ersten Turbosensors 51a detektiert werden sollte.
Andererseits berechnet die Steuereinrichtung 70, falls eine Unterbrechung des ersten Turbosensors 51b festgestellt worden ist, welcher an dem zweiten Abgasturbolader 40B bereitgestellt ist, welcher ein Niedrigdruckseiten-Abgasturbolader ist, eine geschätzte Einlassluftmenge basierend auf den Motor-/Einlassluftmenge-Korrelationsdaten unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert sind.
Die Steuereinrichtung 70 erhält einen gemessenen Atmosphärendruck und die Temperatur des Einlasskrümmers 15, wobei diese Werte auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert sind, und erhält ebenso eine gemessene Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des ersten Abgasturboladers 40A, welcher auf einem Signal mit dem anderen Turbosensor 51a basiert ist, welcher als nicht unterbrochen sensiert worden ist, und korrigiert die gemessene Turbosensor Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des ersten Abgasturboladers 40A auf Basis des gemessenen Atmosphärendruckes und der Temperatur des Einlasskrümmers 15.
Die Steuereinrichtung 70 berechnet einen geschätzten Druck des Einlasskrümmers 15 auf Basis der Motor-/Einlasskrümmerdruck-Korrelationsdaten unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basieren, und erhält ebenso einen gemessenen Druck von innerhalb des Einlasskrümmers 15, welcher auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert.
Falls die Abweichung zwischen dem geschätzten Druck und dem gemessenen Druck des Einlasskrümmers 15 sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches befindet, dann berechnet die Steuereinrichtung 70 die Strömungsrate des ersten Abgasturboladers 40A auf Basis der korrigierten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche durch Korrektur der gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des ersten Abgasturboladers 40A erhalten wurde.
Falls die Abweichung zwischen dem geschätzten Druck und dem gemessenen Druck des Einlasskrümmers 15 sich nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet, kann die Steuereinrichtung 70 feststellen bzw. bewerten, dass der erste Abgasturbolader 40A und/oder der zweite Abgasturbolader 40B in defekter Weise ausgefallen sind.
Die Steuereinrichtung 70 betrachtet einen Subtraktionswert, welcher durch Subtrahieren der Strömungsrate des ersten Abgasturboladers 40A von der geschätzten Einlassluftmenge erhalten wurde, als die Strömungsrate des zweiten Abgasturboladers 40B, und berechnet eine erste geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturbolader 40B auf Basis dieser Strömungsrate des zweiten Abgasturboladers 40B.
Außerdem berechnet die Steuereinrichtung 70 eine zweite geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturboladers 40B auf Basis der Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basieren.
Falls die Abweichung zwischen der ersten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit und der zweiten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturbolader 40B unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt, dann nimmt die Steuereinrichtung 70 den Durchschnittswert der ersten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit und der zweiten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit an, oder der ersten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, als die Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturboladers 40B an, und zwar mit der Annahme, dass diese Geschwindigkeit mit Hilfe des zweiten Turbosensors 51b detektiert bzw. gemessen wurde, welcher als unterbrochen bzw. getrennt sensiert bzw. festgestellt worden ist.
Falls die Abweichung zwischen der ersten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit und der zweiten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturboladers 40B den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, dann berechnet die Steuereinrichtung 70 eine geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des ersten Abgasturboladers 40A auf Basis der Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basieren.
Dann betrachtet die Steuereinrichtung 70, falls der Absolutwert der Abweichung zwischen der geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit und der korrigierten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des ersten Abgasturboladers 40A unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt, den ersten geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeitswert des zweiten Abgasturboladers 40B als die Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des zweiten Abgasturboladers 40B, und zwar mit der Annahme, dass diese Geschwindigkeit mit Hilfe des zweiten Turbosensors 51b detektiert worden, welcher als unterbrochen bzw. getrennt sensiert bzw. festgestellt worden ist.
Falls der Absolutwert der Abweichung zwischen der geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit und der korrigierten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des ersten Abgasturboladers 40A den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, dann kann die Steuereinrichtung 70 feststellen bzw. beurteilen, dass die Kraftstoffeinspritzmenge nicht im normalen Bereich liegt.
Obwohl eine Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche als durch den zweiten Turbosensor 51b detektiert angenommen worden ist, ebenso auf die gleiche Art und Weise wie die oben beschriebene Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit berechnet werden kann, und zwar unter der Annahme, dass diese Geschwindigkeit durch den ersten auf der Hochdruckseite-Abgasturbolader bereitgestellten Turbosensor 51a detektiert worden ist, wird in diesem Beispiel durch ein bevorzugteres weiteres Verfahren eine Berechnung durchgeführt, da die Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit des Hochdruckseite-Abgasturboladers (der erste Abgasturbolader 40A) in einigen Fällen instabil ist, wenn sich die Drehgeschwindigkeit der Motorhaupteinheit 10 in einem Bereich geringer Drehgeschwindigkeit befindet.
Wie in 7C gezeigt ist, ist es ebenso in einer Anordnung möglich, bei welcher die ersten und zweiten Abgasturbolader 40A und 40B parallel zueinander in der Einlassleitung 20 und der Abgasleitung 30 angeordnet sind, auf dieselbe Art und Weise wie oben eine Drehgeschwindigkeit zu berechnen, und zwar unter der Annahme, dass diese Drehgeschwindigkeit durch den Turbosensor 51a (51b) detektiert wird, welcher als getrennt bzw. unterbrochen sensiert bzw. festgestellt worden ist.
Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung 70 ein Speichermittel zum zeitweisen Speichern eines Detektionswertes (Messwertes) des Turbosensors 51, wobei die Steuereinrichtung 70, bei Feststellen einer Unterbrechung des Turbosensors 51, eine geschätzte Drehgeschwindigkeit auf Basis des letzten Detektionswertes des Turbosensors 51 berechnet, welcher in dem Speichermittel abgespeichert ist und vor Sensieren bzw. Feststellen der Trennung/Unterbrechung erhalten wurde, und auf Basis von Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren, wobei die Steuereinrichtung diese geschätzte Drehgeschwindigkeit als einen Detektionswert (Messwert) des Turbosensors 51 betrachtet.
In dieser Ausführungsform ist das Speichermittel der Speicherabschnitt 72 der Steuereinrichtung 70, wobei der Detektionswert des Turbosensors 51 zeitweise in dem Speicherabschnitt 72 abgespeichert wird, um so nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer aktualisiert zu werden.
Sodann berechnet die Steuereinrichtung 70, falls die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechung des Turbosensors 51 sensiert, eine geschätzte Drehgeschwindigkeit auf Basis des letzten Detektionswertes des Turbosensors 51, welcher vor Sensieren der Unterbrechung erhalten wurde und in dem Speicherabschnitt 72 abgespeichert wurde, und auf Basis von Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren, welche nach Sensieren der Unterbrechung erhalten wurden, und behandelt diese geschätzte Drehgeschwindigkeit als einen Detektionswert des Turbosensors 51. Auf diese Weise nimmt die Steuereinrichtung 70 die Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 zum aktuellen Zeitpunkt nach Sensieren der Unterbrechung an.
Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 70 eine Steuerung eines Betriebszustandes der Motorhaupteinheit 10 durchführen, welcher mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 korreliert, während eine Abnahme hinsichtlich der Genauigkeit der Steuerung unterdrückt wird.
Beispielsweise wird eine Annahme der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 nach Sensieren einer Unterbrechung durch die Steuereinrichtung 70 folgendermaßen durchgeführt.
Das heißt, die Steuereinrichtung 70 weist die Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten und die Motor-/Einlasskrümmerdruck-Korrelationsdaten auf.
Falls die Steuereinrichtung 70 eine Unterbrechung des Turbosensors 51 sensiert bzw. feststellt, dann berechnet die Steuereinrichtung 70 eine geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit auf Basis der Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert sind, und berechnet die Abweichung zwischen dieser geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit und des letzten Detektionswertes des Turbosensors 51, welcher vor Sensieren der Unterbrechung erhalten wurde.
Falls sich die Abweichung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches findet, berechnet die Steuereinrichtung 70 nach Sensieren einer Unterbrechung einen geschätzten Druck des Einlasskrümmers 15 auf Basis der Motor-/Einlasskrümmerdruck-Korrelationsdaten unter Verwendung der letzten Drehgeschwindigkeit und Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit 10, welche auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert sind, und erhält ebenso einen gemessenen Druck des Einlasskrümmers 15, welcher auf Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren basiert ist.
Dann nimmt die Steuereinrichtung 70, falls sich der Absolutwert der Abweichung zwischen dem geschätzten Druck und dem gemessenen Druck des Einlasskrümmers 15 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes befindet, die geschätzte Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers 40 zu dem momentanen Zeitpunkt an.
Obwohl in jeder der obigen Ausführungsformen als der Motor 1 ein turboaufgeladener Dieselmotor verwendet worden ist, kann ebenso ein Benzinmotor oder dergleichen verwendet werden, solange ein Abgasturbolader umfasst ist, welcher in forcierter Art und Weise (das heißt unter Druck) Luft zu den Verbrennungskammern leitet.
Bezugszeichenliste

1: Pumpeneinheit
5: Kurbelwelle
10: Motorhaupteinheit
18: Verbrennungskammer
20: Einlassleitung
30: Abgasleitung
40: Abgasturbolader
41: Turbine
42: Kompressor
51: Turbosensor
52: Kurbelwellenwinkelsensor
70: Steuereinrichtung
72: Speicherabschnitt
81: oberer Totpunkt-Indikator
82: Detektor
90: Trennungs- bzw. Unterbrechungs-Feststellungsschaltkreis

Claims

Motor, umfassend eine Motorhaupteinheit mit einer Mehrzahl von Zylindern; eine Einlassleitung zum Leiten von Einlassluft zu Verbrennungskammern der Motorhaupteinheit; eine Abgasleitung, welche als ein Pfad für von den Verbrennungskammern ausgestoßenes Abgas dient; einen Abgasturbolader mit einer in der Abgasleitung angeordneten Turbine und einem in der Einlassleitung angeordneten Kompressor, um so von der Turbine angetrieben zu werden; einen Turbosensor zum Detektieren einer Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers; eine Steuereinrichtung zum Steuern, und zwar auf Basis eines Detektionssignales vom Turbosensor, eines Betriebszustandes der Motorhaupteinheit, wobei der Zustand mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers korreliert; und einen Kurbelwellenwinkelsensor zum Detektieren eines Drehwinkels einer Kurbelwelle, wobei die Steuereinrichtung Zeitpunkte erkennt, zu welchen sich die Mehrzahl von Zylindern in einem oberen Totpunktzustand befinden, und zwar auf Basis von Detektionssignalen des Kurbelwellenwinkelsensors und ebenso eine Unterbrechungsentscheidung für den Turbosensor bei nicht-oberen Totpunktzeitpunkten trifft, welche sich innerhalb eines Verbrennungszyklusses der Motorhaupteinheit befinden und zu welchen Zeitpunkten sich kein Zylinder von der Mehrzahl der Zylinder in einem oberen Totpunktzustand befindet.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwelle mit einem oberen Totpunkt-Indikator zum Anzeigen einer oberen Totpunkt-Position eines Referenzzylinders versehen ist, welcher als eine Referenz für die Mehrzahl von Zylindern dient, und für eine Mehrzahl von in gleichmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordneten Detektoren, und wobei die Steuereinrichtung Kurbelwellenwinkel entsprechend der jeweiligen oberen Totpunkt-Position der Mehrzahl von Zylindern erkennt, und zwar in Übereinstimmung mit dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Referenzzylinders, welcher durch Detektion des oberen Totpunkt-Indikators mit Hilfe des Kurbelwellenwinkelsensors sensiert ist und in Übereinstimmung mit der Anzahl der Mehrzahl von Zylindern, und ebenso einen momentanen Kurbelwellenwinkel relativ zu der oberen Totpunkt-Position des Referenzzylinders erkennt, und zwar durch Zählen der Anzahl der Detektoren, welche von dem Kurbelwellenwinkelsensor vom Zeitpunkt der Detektion des oberen Totpunkt-Indikators detektiert sind, und somit die nicht-oberen Totpunktzeitpunkte auf Basis der Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Positionen der Mehrzahl von Zylindern und des momentanen Kurbelwellenwinkels erkennt.
Motor nach Anspruch 2, wobei, in einem Fall, wo eine Abweichung zwischen dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders, wo die letzte Verbrennung stattfand, und dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders, wo als nächstes eine Verbrennung auftritt, als Δθ definiert ist, die Steuereinrichtung eine Unterbrechungsbestimmung für den Turbosensor zu einem Zeitpunkt trifft, zu welchem der momentane Kurbelwellenwinkel innerhalb eines Δθ/2-Bereiches positioniert ist, und zwar von dem Kurbelwellenwinkel entsprechend der oberen Totpunkt-Position des Zylinders, wo die letzte Verbrennung stattfand.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend Motorzustandsdetektionssensoren zum Detektieren physischer Größen, welche sich auf einen Betriebszustand der Motorhaupteinheit beziehen, und wobei die Steuereinrichtung Motorbetriebszustand-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten aufweist, und zwar zur Berechnung einer geschätzten Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers auf Basis der von den Motorzustandsdetektionssensoren detektierten physischen Größen, wobei die Steuereinrichtung eine Unterbrechungsentscheidung für den Turbosensor trifft, und zwar durch Vergleich einer geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit, welche mit den Motorzustandsdetektionssensor- und den Korrelationsdaten mit einer durch ein Detektionssignal des Turbosensors erhaltenen gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit berechnet ist.
Motor nach Anspruch 4, wobei der Kurbelwellenwinkelsensor auch als einer der Motorzustandsdetektionssensoren funktioniert, und wobei die Steuereinrichtung, wie die Motorbetriebszustands-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten, Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten zum Berechnen einer geschätzten Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers von der Drehgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge der Motorhaupteinheit aufweist, welche durch die Motorzustandsdetektionssensoren detektiert sind, wobei die Steuereinrichtung eine Unterbrechungsbestimmung für den Turbosensor durch Vergleich der geschätzten Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit trifft, welche auf Basis von Signalen von den Motorzustandsdetektionssensoren erhalten wurden und der Motor-/Abgasturbolader-Korrelationsdaten mit einer gemessenen Abgasturbolader-Drehgeschwindigkeit auf Basis eines Signales von dem Turbosensor.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend einen Unterbrechungsbestimmungsschaltkreis, welcher einen vorbestimmten Widerstandswert aufweist und elektrisch sowohl mit der Steuereinrichtung als auch dem Turbosensor verbunden ist, um so einen geschlossenen Schaltkreis in Zusammenwirkung damit zu bilden, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, um in der Lage zu sein, wenn die Hauptstromversorgung eingeschaltet ist und sich die Motorhaupteinheit nicht in Betrieb befindet, eine Unterbrechungsbestimmung für den Turbosensor zu treffen, und zwar auf Basis darauf, ob sich der Widerstandswert des Unterbrechungsbestimmungsschaltkreises bei einem vorbestimmten Widerstandswert befindet oder nicht.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinrichtung bei Sensierung einer Unterbrechung bzw. Trennung des Turbosensors ein Fehlersignal ausgibt.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, wie die Steuerung des Betriebszustandes der Motorhaupteinheit, welche eine Korrelation mit der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers aufweist, die Steuereinrichtung eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung zum Einstellen der in die Mehrzahl von Zylindern eingespritzten Kraftstoffmenge durchführt, und zwar auf Basis der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers, wobei die Steuereinrichtung eine voreingestellte Kraftstoffmenge anstelle der Kraftstoffeinspritzmengensteuerung zuführt, welche auf der Drehgeschwindigkeit des Abgasturboladers basiert ist, falls die Steuereinrichtung eine Unterbrechung des Turbosensors in einer Unterbrechungsbestimmung zu einem nicht-oberen Totpunkt-Zeitpunkt sensiert.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin umfassend Motorzustandsdetektionssensoren zum Detektieren physischer Größen, welche sich auf einen Betriebszustand der Motorhaupteinheit beziehen, wobei der Turbosensor erste und zweite Turbosensoren umfasst, und wobei, falls die Steuereinrichtung eine Unterbrechung des ersten oder des zweiten Turbosensors feststellt, die Steuereinrichtung eine geschätzte Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors auf Basis eines Detektionswertes des anderen Turbosensors und Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren berechnet, und diese berechnete Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit des einen Turbosensors behandelt, bei welchem eine Unterbrechung festgestellt ist.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin umfassend Motorzustandsdetektionssensoren zum Detektieren physischer Größen, welche sich auf einen Betriebszustand der Motorhaupteinheit beziehen, wobei die Steuereinrichtung Speichermittel zum zeitweisen Speichern eines Detektionswertes des Turbosensors umfasst, wobei, falls die Steuereinrichtung eine Unterbrechung des Turbosensors feststellt, die Steuereinrichtung eine geschätzte Drehgeschwindigkeit auf Basis des letzten Detektionswertes des Turbosensors, welcher in dem Speichermittel abgespeichert und vor Sensieren der Unterbrechung und den Detektionswerten der Motorzustandsdetektionssensoren erhalten ist, und hinsichtlich der geschätzten Drehgeschwindigkeit als ein Detektionswert des Turbosensors, berechnet.