DE19859913A1 - Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffzufuhrvorrichtung für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung
für Brennkraftmaschinen und insbesondere eine derartige
Vorrichtung, die ein System zur Druckbeaufschlagung und
Lieferung von von einer Einspritzeinrichtung in einen
Direkteinspritzungsmotor einzuspritzendem Kraftstoff ent
hält.
Eine Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung für Brennkraftma
schinen, in der eine Anomalie des Kraftstoffdrucks erfaßt
wird, ohne Rückkopplungsregelungssignale zu verwenden,
und in der eine geeignete Maßnahme getroffen wird, ist
aus JP 9-119335-A bekannt. Dieses Dokument offenbart eine
Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung für Brennkraftmaschi
nen, die gekennzeichnet ist durch ein Hochdruck-Kraft
stoffzufuhrsystem zur Druckbeaufschlagung und Lieferung
von von einer Einspritzeinrichtung in einen Direktein
spritzungsbenzinmotor einzuspritzendem Kraftstoff, einen
Motordrehzahlsensor, eine Warneinrichtung, einen Kraft
stoffdrucksensor, der in dem Hochdruck-Kraftstoffzu
fuhrsystem vorgesehen ist und den Kraftstoffdruck erfaßt,
sowie eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Warn
einrichtung, wenn der Kraftstoffdruck über einem oberen
Grenzwert oder unter einem unteren Grenzwert liegt, die
entsprechend der Motordrehzahl gesetzt werden. Ferner
offenbart dieses Dokument eine Kraftstoffzufuhr-
Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, die gekenn
zeichnet ist durch ein elektromagnetisches Ventil im
Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem, wobei die Steuerein
richtung das elektromagnetische Ventil in der Weise
steuert, daß es schließt, wenn der Kraftstoffdruck unter
halb des unteren Grenzwerts liegt.
Lediglich die Erfassung der Tatsache, daß der Druck in
einer Hochdruckpumpe anomal erhöht oder erniedrigt ist,
kann eine fehlerhafte Beurteilung aufgrund einer plötzli
chen Änderung des Kraftstoffdrucks zur Folge haben, der
nicht wirklich einen Bereich (der im folgenden
"Fehlerbereich" genannt wird) erreicht, in dem die Be
triebsleistung verschlechtert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraft
stoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen zu schaf
fen, die mit einer Fehlerdiagnosevorrichtung für ein
Kraftstoffdruck-Steuersystem versehen ist, die feststel
len kann, ob ein Fehler den obengenannten Fehlerbereich
erreicht, und die die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaf
ten Beurteilung minimieren kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftstoffzufuhrvor
richtung für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 oder
Anspruch 2. Weiterbildungen der Erfindung sind in den
abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Fehler im
Kraftstoffdruck-Steuersystem anhand der Erfassung eines
Bruchs in der Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruckwert
und dem Ansteuerungsverhältnis eines Reglers für varia
blen Kraftstoffdruck beurteilt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein
Zeitintervall, in dem der Kraftstoffdruck den Fehlerbe
reich erreicht, unter der Bedingung gesetzt, daß die
Rückkopplungsregelung des Kraftstoffdrucks ausgeführt
wird, wobei eine Fehlerbeurteilung des Kraftstoffdruck-
Steuersystems dadurch ausgeführt wird, daß eine Kraft
stoffdruckänderung wenigstens während einer vorgegebenen
Periode innerhalb des gesetzten Zeitintervalls auftritt.
Gemäß der Erfindung enthält eine Kraftstoffzufuhrvorrich
tung für Brennkraftmaschinen eine Niederdruckpumpe und
eine Hochdruckpumpe, wovon jede von einer Einspritzein
richtung der Brennkraftmaschine des Direkteinspritzungs
typs einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt
und liefert, einen Kraftstoffdrucksensor zum Erfassen des
Kraftstoffdrucks, einen Regler für variablen Kraftstoff
druck zum Steuern des Kraftstoffdrucks, eine Betriebs zu
stand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Betriebszu
standes der Brennkraftmaschine, eine Kraftstoffdruck-
Setzeinrichtung zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks
entsprechend dem Betriebszustand und eine Einrichtung zum
Ansteuern des Reglers für variablen Kraftstoffdruck in
der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird,
wobei eine Fehlerbeurteilungseinrichtung vorgesehen ist
zum Beurteilen eines Fehlers anhand der Tatsache, daß
eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruckwert, der von
der Ansteuerungseinrichtung für den Regler für variablen
Kraftstoffdruck für die Kraftstoffrückkopplungsregelung
verwendet wird, und dem Ansteuerungsverhältnis der Ein
richtung zum Ansteuern des Reglers für variablen Kraft
stoffdruck während einer vorgegebenen Zeitperiode ober
halb eines oberen oder unterhalb eines unteren Grenzwerts
liegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine
Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen eine
Niederdruckpumpe und eine Hochdruckpumpe, wovon jede von
einer Einspritzeinrichtung der Brennkraftmaschine des
Direkteinspritzungstyps einzuspritzenden Kraftstoff mit
Druck beaufschlagt und liefert, einen Kraftstoffdrucksen
sor zum Erfassen des Kraftstoffdrucks, einem Regler für
variablen Kraftstoffdruck zum Steuern des Kraftstoff
drucks, eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum
Erfassen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine,
eine Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung zum Setzen eines
Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand
und eine Einrichtung zum Ansteuern des Reglers für varia
blen Kraftstoffdruck in der Weise, daß der Soll-Kraft
stoffdruck erhalten wird, wobei eine Fehlerbeurteilungs
einrichtung zum Beurteilen eines Kraftstoffsteuersystems
anhand der Bedingungen, daß die Einrichtung zum Ansteuern
des Reglers für variablen Kraftstoffdruck eine Rückkopp
lungsregelung des Kraftstoffdrucks ausführt und daß eine
Änderung des Kraftstoffdrucks erfolgt, die während einer
vorgegebenen Zeitperiode innerhalb eines festgelegten
Zeitbereichs andauert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird in einer
Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die
Kraftstoffdruckänderung anhand der Tatsache beurteilt, ob
der durch den Kraftstoffdrucksensor erfaßte Kraftstoff
druck um einen vorgegebenen Wert oberhalb oder unterhalb
des Soll-Kraftstoffdrucks liegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird in einer
Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die
Kraftstoffdruckänderung anhand einer Änderungsbreite des
Kraftstoffdrucks, die eine Kraftstoffdruckänderungsrate
ist, beurteilt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird in einer
Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die
Änderung des Kraftstoffdrucks anhand der Tatsache beur
teilt, ob ein integrierter Kraftstoffdruckwert, der durch
Integration der Kraftstoffdruckwerte erhalten wird, ober
halb oder unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird in einer
Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die
Änderung des Kraftstoffdrucks anhand einer Beziehung
zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem Ansteuerungs
verhältnis der Einrichtung zum Ansteuern des Reglers für
variablen Kraftstoffdruck beurteilt.
Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung wird
in einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung die Änderung des
Kraftstoffdrucks durch Setzen eines Kraftstoffdruckwerts
und anhand des gesetzten Beurteilungskraftstoffdruckwerts
beurteilt.
Der Ausdruck "innerhalb des obenerwähnten gesetzten
Zeitbereichs" kann die Bedeutung von "innerhalb von
1000 ms" haben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut
lich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger
Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug
nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des gesamten
Brennkraftmaschinensystems gemäß einer Aus
führung der Erfindung;
Fig. 2 einen Blockschaltplan der Brennkraftmaschi
nen-Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung;
Fig. 3 eine Kennlinie der Beziehung zwischen dem
Kraftstoffdruck und dem Ansteuerungsverhält
nis eines Reglers für variablen Kraftstoff
druck;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Kraft
stoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen, die mit einem Kraftstoff-Steuersystem
versehen ist;
Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung von Bezie
hungen zwischen mehreren Ausführungen der Er
findung;
Fig. 6-11 Ablaufpläne zur Erläuterung der Funktions
weise der erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhr
vorrichtung;
Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung von Bezie
hungen zwischen dem Kraftstoffdruck und dem
Ansteuerungsverhältnis eines Reglers für va
riablen Kraftstoffdruck gemäß einer weiteren
Ausführung der Erfindung;
Fig. 13 einen Ablaufplan zur Erläuterung der Funkti
onsweise der Erfindung; und
Fig. 14 einen Ablaufplan einer Ausfallsicherheits
steuerung.
In Fig. 1 ist ein Beispiel eines Brennkraftmaschinensy
stems gezeigt, auf das die Erfindung angewendet wird. In
Fig. 1 wird von einer Brennkraftmaschine 1 anzusaugende
Luft an einem Einlaßabschnitt 4 eines Luftreinigers 3
angesaugt, woraufhin sich die angesaugte Luft durch eine
Drosselvorrichtung 7 bewegt, in der eine Drosselklappe 6
angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu steuern, wor
aufhin die Luft in einen Sammler 8 eintritt. Die Drossel
klappe 6 ist mit einem Motor 10 verbunden und wird durch
Antreiben des Motors 10 betätigt. Die Ansaugluftmenge
wird durch den Betrieb der Drosselklappe 6 gesteuert. Die
Ansaugluft, die den Sammler 8 erreicht, wird auf die
Ansaugluftleitungen 19 verteilt, die mit den Zylindern 2
der Brennkraftmaschine verbunden sind, und dann in die
jeweiligen Zylinder 2 eingeleitet.
Andererseits wird Kraftstoff wie etwa Benzin von einem
Kraftstofftank 11 durch eine Kraftstoffpumpe 12 angesaugt
und mit Druck beaufschlagt und anschließend einer Kraft
stoffleitung 21 zugeführt, in der Kraftstoffeinspritzven
tile (Einspritzeinrichtungen) 13 und auf der Einlaßseite
dieser Kraftstoffeinspritzventile 13 ein Regler 14 für
variablen Kraftstoffdruck sowie ein Kraftstoffdrucksensor
angeordnet sind. Das Kraftstoffsystem enthält den Kraft
stofftank 11, die Pumpe 12, den Kraftstoffregler 14, den
Kraftstoffdrucksensor 22 und dergleichen. Signale vom
Kraftstoffdrucksensor 22 werden in die Steuereinheit 15
eingegeben. Im Kraftstoffsystem wird der Kraftstoffdruck
durch den Regler 14 für variablen Kraftstoffdruck auf
einen vorgegebenen Wert eingestellt und von den
Einspritzeinrichtungen 13, deren Kraftstoffeinspritzan
schlüsse in die Zylinder 2 münden, in die entsprechenden
Zylinder eingespritzt. Weiterhin gibt ein Luftmengenmes
ser 5 Signale aus, die Ansaugluftmengen darstellen und
ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben werden.
Die Drosselvorrichtung 7 enthält einen daran angebrachten
Drosselklappensensor 18, dessen Ausgangssignale ebenfalls
in die Steuereinheit 15 eingegeben werden.
Ferner ist ein Kurbelwinkelsensor 16 vorgesehen, der
durch eine Nockenwelle 27 gedreht wird und Signale aus
gibt, die Drehposition der Kurbelwelle darstellen. Diese
Signale werden ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingege
ben.
An einem Abgasrohr 28 ist ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-
Sensor 20 (L/K-Sensor) angebracht, der die Luft-/Kraft
stoffverhältnisse im Ist-Betrieb anhand der Zusam
mensetzungen des Abgases erfaßt und Signale, die das
jeweilige Luft-/Kraftstoffverhältnis darstellen, in die
Steuereinheit 15 eingibt.
In die Drosselvorrichtung 7 ist ein Fahrpedalsensor 9
integriert, der mit einem Fahrpedal 49 verbunden ist. Der
Fahrpedalsensor 9 erfaßt den Niederdrückungsgrad des
Fahrpedals 49 durch einen Fahrer und gibt entsprechende
Signale aus, die in die Steuereinheit 15 eingegeben
werden.
Die Steuereinheit 15 besitzt eine Verarbeitungseinrich
tung 26 und empfängt als Eingangssignale die Signale von
den verschiedenen Sensoren, die die Motorbetriebszustände
erfassen, etwa die obenerwähnten Kurbelwinkelsignale,
Fahrpedalniederdrückungssignale und dergleichen, und
führt eine vorgegebene Berechnung aus, um als Berech
nungsergebnisse verschiedene Signale auszugeben. Von der
Steuereinheit 15 werden an die obengenannten Kraftstoff
einspritzeinrichtungen 13, an eine Zündspule 17 und an
einen Drosselklappenbetätigungsmotor 10 vorgegebene
Steuersignale ausgegeben, um die Kraftstoffzufuhrsteue
rung, die Zündzeitpunktsteuerung und die Ansaugluftmen
gensteuerung auszuführen.
Zwischen einer Stromquelle (Batterie) 30 und der Steuer
einheit 15 sind ein Motortreiberrelais 31, ein Steuerein
heitrelais 32 und ein Zündschalterrelais 33 vorgesehen.
Das Bezugszeichen 36 bezeichnet verschiedene Warnleuch
ten.
Die obenbeschriebenen Elemente und Konfigurationen sind
bekannt, so daß eine weitere genaue Erläuterung hiervon
unnötig ist.
Fig. 2 zeigt eine Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung für
Brennkraftmaschinen, die auf das Kraftstoffzufuhrsystem
nach Fig. 1 oder Fig. 4 angewendet werden kann.
Ein Prozessor (CPU) 100 (der in Fig. 1 mit dem Bezugszei
chen 26 bezeichnet ist) in der Steuereinheit 15 ist mit
einem Bus 101 verbunden, an den eine Eingangsverarbei
tungsschaltung 102 und eine Ausgangsverarbeitungsschal
tung 103 angeschlossen sind. Die Signale werden vom
Kraftstoffdrucksensor 107 (in Fig. 1 bei 22 und in Fig. 4
bei 45 gezeigt), vom Luftmengensensor 108 (in Fig. 1 bei
5 gezeigt), vom Kurbelwinkelsensor 109 (in Fig. 1 bei 16
gezeigt), vom Drosselklappensensor 110 (in Fig. 1 bei 18
gezeigt), vom Fahrpedalsensor 111 (in Fig. 1 bei 9 ge
zeigt), von einem Kühlmitteltemperatursensor 112, von
einem O2-Sensor 113, von einem Zündschalter 114 (in
Fig. 1 bei 33 gezeigt), von einem Anlasserschalter 115
und von einem Batteriespannungssensor 116 in die Ein
gangsverarbeitungsschaltung 102 eingegeben. Die von der
Eingabeverarbeitungsschaltung 102 verarbeiteten Signale
werden in den Bus 101 und in eine Unterbrechungssteuer
einrichtung 104 eingegeben. Ein erforderliches Zeitinter
vall wird durch einen Zeitgeber 105 gemessen. Die von der
Ausgangsverarbeitungsschaltung 103 ausgegebenen Signale
werden in einen Regler 117 für variablen Kraftstoffdruck
(in Fig. 1 bei 14 und in Fig. 4 bei 40 gezeigt), in
Einspritzeinrichtungen 118 bis 121 (in Fig. 1 bei 13 und
in Fig. 4 bei 46 gezeigt), in eine Kraftstoffpumpe 122
(in Fig. 1 bei 12 und in Fig. 4 bei 48, 44 gezeigt), in
eine Zündeinrichtung 123 und eine Warneinrichtung 124 (in
Fig. 1 bei 35 gezeigt) eingegeben. Die in einem ROM 131
gespeicherten Signale werden in den Bus 101 eingegeben,
während Signale vom Bus 101 in einen RAM 132 und in einen
Sicherungs-RAM 106 gespeichert werden. Die CPU 100 ent
hält eine Fehlerbeurteilungseinrichtung 135, die später
beschrieben wird.
Fig. 3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck
(MPa) und dem Ansteuerungsverhältnis (%) des Reglers 14,
44 für variablen Kraftstoffdruck.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel des Kraftstoffzufuhr
systems, das beispielsweise für Direkteinspritzungsmoto
ren geeignet ist. Kraftstoff von einem Kraftstofftank 50
wird mittels einer Niederdruckpumpe 48 an eine Hochdruck
pumpe 44 geliefert, um ihn mit Druck zu beaufschlagen,
und dann an eine Einspritzeinrichtung 46 abgegeben, um in
die jeweiligen Zylinder eingespritzt zu werden. Die
Niederdruckpumpe 48 wird durch einen Motor 49 angetrie
ben. In einer Rohrleitung, die die Ansaugseite mit der
Förderseite der Hochdruckpumpe 44 verbindet, sind Rück
schlagventile 42, 43 angeordnet. In diesem System ist in
einer Rohrleitung, die die Hochdruckpumpe 44 mit der
Einspritzeinrichtung 46 verbindet, ein Kraftstoffdruck
sensor 45 vorgesehen, ferner sind in einer Rohrleitung,
die die Förderseite der Hochdruckpumpe 44 mit dem Kraft
stofftank 50 verbindet, ein Regler 40 für variablen
Kraftstoffdruck und ein Rückschlagventil 41 vorgesehen.
Weiterhin ist in einer Rohrleitung, die die Hochdruck
pumpe 44 mit dem Kraftstofftank 50 verbindet, ein Nieder
druckregler 47 vorgesehen. Fig. 5 zeigt verschiedene Lö
sungsmöglichkeiten für das der Erfindung zugrundeliegende
Problem.
In Fig. 5 ist die Ausführung 1 durch eine Linie 71 (oder
71') dargestellt. Für das Kraftstoffzufuhrsystem wird ein
Soll-Kraftstoffdruck gesetzt. Der Soll-Kraftstoffdruck
beträgt beispielsweise 7 MPa, wie durch die Soll-Kraft
stoffdrucklinie 61 gezeigt ist. Für den
Soll-Kraftstoffdruck wird eine Kraftstoffdruckrückkopplung-
Totzone gesetzt, in der die Rückkopplungsregelung unab
hängig davon, ob die Periode der Kraftstoffdruck-Rück
kopplungsregelung vorliegt, nicht ausgeführt wird. Die
Kraftstoffrückkopplung-Totzone ist durch Kraftstoffdruck-
F/B-Totzonenlinien 63, 64 definiert, die durch Addition
von 11 MPa zur Soll-Kraftstoffdrucklinie 61 erhalten
werden. Ferner wird außerhalb der Kraftstoffdruckrück
kopplung-Totzone eine Fehlerbeurteilung-Totzone gesetzt
und durch Fehlerbeurteilung-Totzonenlinien 65, 66 defi
niert.
Der Regler 14, 40 für variablen Kraftstoffdruck wird
einer Kraftstoffdruck-Rückkopplungsregelung unterworfen,
um den Kraftstoffdruck zum Soll-Kraftstoffdruck 61 zu
führen, wie durch den Kraftstoffdruck-Sensorausgang 60
gezeigt ist. Wenn unter dieser Bedingung ein Fehler
auftritt, wie durch das Bezugszeichen 71a gezeigt ist,
fällt das Ausgangssignal, wie durch die Kraftstoffdruck-
Sensorausgangslinie 71, 71' oder dergleichen gezeigt ist,
ab. In diesem Fall erfolgt eine Fehlerbeurteilung für das
Kraftstoffdruck-Regelsystem durch Erfassen, daß der
Kraftstoffdruck unter die untere Grenzlinie 65 der Feh
lerbeurteilung-Totzone abfällt. Das heißt, es wird das
Auftreten eines Fehlers beurteilt, wenn der Kraftstoff
druck unter die untere Grenzlinie 65 der Fehlerbeurtei
lung-Totzone abfällt. Eine Fehlerbeurteilung in bezug auf
eine obere Grenze erfolgt in der gleichen Weise wie im
Fall der Fehlerbeurteilung in bezug auf die untere
Grenze. In dem durch eine Linie 71" gezeigten Fall be
steht die Gefahr, daß eine Anomalie aufgrund einer feh
lerhaften Beurteilung durch Rückstoß als normal beurteilt
wird. In diesem Fall ist es wichtig, daß im Hinblick auf
die Zuverlässigkeit des Kraftstoffdrucksensors 22, 45
eine Steuerung, mit der die Warnleuchte mit Strom ver
sorgt wird, nicht sofort nach dem Abfall des Kraftstoff
drucks unter die untere Grenzlinie 63 der Kraftstoff
druck-Totzone ausgeführt wird, sondern daß die Kraft
stoffdruck-F/B-Regelung gestattet wird.
Wenn ein Fehlerpegel für den Kraftstoffdrucksensor auf
50% unterhalb eines wirklichen Kraftstoffdrucks gesetzt
ist, d. h. wenn der maximale Fehlerkraftstoffdruck auf
50% unterhalb der wirklichen Kraftstoffdrucklinie 62
gesetzt wird, kann ein sogenanntes Fehlererreichungszeit
intervall bis zur Verschlechterung der Betriebsfähigkeit
auf 1000 ms gesetzt werden. Falls die Bedingungen, daß
der Kraftstoffdruck 50% oder weniger beträgt, beispiels
weise für 1000 ms fortdauert, wird die Betriebsleistung
verschlechtert, wie durch das Bezugszeichen 70 gezeigt
ist. Eine Fehlerbeurteilung des Kraftstoffdruck-Regelsy
stems einschließlich des Kraftstoffdrucksensors 22 er
folgt durch die Erfassung, daß der Kraftstoffdruck unter
die untere Grenzlinie 65 der Fehlerbeurteilung-Totzone
abfällt, und indem erfaßt wird, daß das Zeitintervall,
das ab einer Zeitzähl-Startlinie 68 gezählt wird, die
durch einen Schnittpunkt 67 der Kraftstoffdruck-Sensor
ausgangslinie 71 mit der unteren Grenzlinie 65 der Feh
lerbeurteilung-Totzone verläuft, wie durch den Zeitzähl-
Startpfeil 69 gezeigt ist, wenigstens seit einem vorgege
benen Zeitintervall innerhalb der Fehlererreichungszeit
und eines minimalen Zeitintervalls, das für eine Fehler
diagnose ohne fehlerhafte Beurteilung gesetzt werden
kann, verstrichen ist.
Die Fig. 6 und 7 zeigen Ablaufpläne einer Kraftstoff
druck-Rückkopplungsregelung und einer Kraftstoffeinsprit
zung während des Normalbetriebs. Fig. 6 zeigt einen
Schritt 161 zur Berechnung des Soll-Kraftstoffdrucks,
einen Schritt 162 zum Lesen des Kraftstoffdruck-Sensor
ausgangs, einen Schritt 163, in dem beurteilt wird, ob
die Kraftstoffdruckrückkopplungsbedingung gegeben ist,
einen Beurteilungsschritt 164, in dem beurteilt wird, ob
der Kraftstoffdruck innerhalb der Rückkopplungsregelung-
Totzone liegt, wenn die Kraftstoffdruckrückkopplungsbe
dingung gegeben ist, sowie einen Schritt 165, in dem die
Rückkopplungsregelung in Übereinstimmung mit
PFDUTY(neu) = PFDUTY(alt) ± FBDUTY ausgeführt wird, wobei
PFDUTY(neu) das Ansteuerverhältnis durch den Regler für
variablen Kraftstoffdruck angibt, PFDUTY(alt) das letzte
Ansteuerverhältnis angibt und ±FBDUTY das rückzukoppelnde
Verhältnis angibt. Wie ferner in Fig. 7 gezeigt ist, wird
eine Kraftstoffeinspritzsteuerung ausgeführt, in der ein
Kraftstoffdruck-Leseschritt 171, ein Kraftstoffdruck-
Korrekturkoeffizient-Berechnungsschritt 172 und ein
Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsschritt 173 ausge
führt werden.
Die obenerwähnte Beurteilungssteuerung wird unter der
obenerwähnten Kraftstoffdruck-Rückkopplungsregelung aus
geführt. Die Fehlerbeurteilungseinrichtung beurteilt, ob
die Kraftstoffdruck-Sensorausgangslinie den Fehlerpegel
erreicht und ob wenigstens ein vorgegebenes Zeitintervall
verstrichen ist, wobei an die Warneinrichtung eine
Meldung geschickt wird, wenn die Beurteilung ergibt, daß
ein Fehler aufgetreten ist, so daß eine Person im
Fahrzeug auf die Gefahr hingewiesen wird.
In Fig. 5 ist diese Ausführung durch Bezugnahme auf die
Steigung 72 der Kraftstoffdrucklinie 71 gegeben.
In dieser Ausführung wird eine Kraftstoffdruckänderungs
breite (Kraftstoffdruckänderungsrate) in einem vorgegebe
nen Zeitintervall erfaßt, wodurch die Kraftstoffdruck
steuersystem-Fehlerbeurteilung ausgeführt wird. Das
heißt, ΔAVEPF, das der Kraftstoffdruckabfall pro Zeitin
tervall Δt ist, wird berechnet und für die Fehlerbeurtei
lung verwendet. Die Beurteilung, ob der berechnete Wert
einen Fehlerpegelbereich 70 erreicht oder nicht, erfolgt
in der gleichen Weise wie in der Ausführung 1, so daß die
entsprechende Beschreibung hier nicht wiederholt wird.
Fig. 8 zeigt einen Ablaufplan für diesen Fall. Wie in
Fig. 8 gezeigt ist, enthält die Operation die folgenden
Schritte. Im Schritt 181 wird beurteilt, ob die Operation
während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt.
Wenn sie während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung
erfolgt, wird im Schritt 182 beurteilt, ob NTPFUEL
(vorgegebenes Zeitintervall) verstrichen ist, seit der
Soll-Kraftstoffdruck TPFUEL einen konstanten Wert ange
nommen hat. Falls das vorgegebene Zeitintervall verstri
chen ist, wird im Schritt 183 die Berechnung von
A = ΔAVEPF/Δt ausgeführt. Im Schritt 184 wird festge
stellt, ob A < HENKA (vorgegebene Kraftstoffdruckände
rungsgeschwindigkeit) gilt, wobei dann, wenn die Antwort
"Ja" lautet, im Schritt 185 festgestellt wird, daß das
Kraftstoffdrucksteuersystem anomal arbeitet.
In Fig. 5 wird in dieser Ausführung 3 ein Fehler durch
Verwenden des Produkts Δt × (Kraftstoffdruckdifferenz
zwischen einem Soll-Kraftstoffdruck und einem Ist-Kraft
stoffdruck) beurteilt. Das heißt, wenn der Kraftstoff
druckwert wenigstens um einen vorgegebenen Wert unterhalb
des Soll-Kraftstoffdrucks liegt, wird die Kraftstoff
druckdifferenz über die Zeit integriert, wobei ein Kraft
stoffsteuersystem-Fehler beurteilt wird, indem erfaßt
wird, daß der integrierte Wert (Zeit × Kraftstoffdruck
differenz) 73 größer als ein vorgegebener Wert wird. Die
Beurteilung, ob er einen Fehlerpegelbereich 70 erreicht,
erfolgt in der gleichen Weise wie in der Ausführung 1, so
daß sie hier nicht wiederholt wird.
Fig. 9 zeigt einen Ablaufplan für diesen Fall. Wie in
Fig. 9 gezeigt ist, enthält die Operation die folgenden
Schritte. Im Schritt 191 wird beurteilt, ob die Operation
während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt;
im Schritt 192 wird beurteilt, ob NTPFUEL seit dem Zeit
punkt verstrichen ist, zu dem der Soll-Kraftstoffdruck
TPFUEL einen konstanten Wert angenommen hat; im Schritt
193 wird ein integrierter Wert B = ΣΔt(TEIKA - AVEPF)
berechnet wird, wobei TEIKA ein Soll-Kraftstoffdruck ist
und AVEPF ein Kraftstoffdruckabfall gegenüber dem Soll-
Kraftstoffdruck ist; im Schritt 194 wird festgestellt, ob
B < SEKI (vorgegebener Wert) ist; schließlich wird im
Schritt 195 beurteilt, ob das Kraftstoffdrucksteuersystem
anomal arbeitet, wobei eine Anomalie festgestellt wird,
wenn der integrierte Wert B größer als SEKI ist.
In Fig. 5 beurteilt diese Ausführung 4 einen Fehler aus
der Beziehung PF < F/B-Totzone anhand eines Zeitinter
valls, das eine Gefahr-Kraftstoffdrucklinie 74 erreicht.
Dadurch wird eine Spanne für den Ist-Fehlerpegel sicher
gestellt, um den Ist-Kraftstoffdruck in einem hohen
Kraftstoffdruckbereich anzusiedeln, ferner wird dadurch
ein unterer Grenzwert für die Kraftstoffdruck-Änderungs
geschwindigkeit gesetzt. Da gemäß dieser Ausführung die
für die Anomalieerfassung erforderliche Zeit kurz ist,
kann die Anomalie schnell erfaßt werden.
In Fig. 10 ist ein Ablaufplan für diesen Fall gezeigt.
Die Operation enthält die folgenden Schritte. Im Schritt
1101 wird beurteilt, ob die Operation während der Kraft
stoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt; im Schritt 1102
wird beurteilt, ob NTPFUEL verstrichen ist, seit der
Soll-Kraftstoffdruck TPFUEL einen konstanten Wert ange
nommen hat; im Schritt 1103 wird beurteilt, ob der Kraft
stoffdruckabfall AVEPF niedriger als ein unterer Grenz
wert der Kraftstoffdruckrückkopplung-Totzone ist; im
Schritt 1104 wird, falls AVEPF niedriger ist, ein Zeitin
tervall HANTEI2 gemessen, das erforderlich ist, bis der
Kraftstoffdruckabfall AVEPF höchstens gleich einem vorge
gebenen Wert ist, d. h. bis AVEPF ≦ TEIKA2 eintritt; im
Schritt 1105 wird festgestellt, ob das Zeitintervall
HANTEI2 geringer als ein vorgegebener Wert HENKA2 ist; im
Schritt 1106 wird eine Anomalie des Kraftstoffdrucksy
stems beurteilt, wenn HANTEI2 < HINKA2 ist.
In Fig. 5 wird in dieser Ausführung 5 ein Fehler zu einem
Zeitpunkt beurteilt, zu dem PF kleiner als ein vorgegebe
ner Wert (Gefahr-Kraftstoffdruck) ist.
In dieser Ausführung wird ein Fehler beurteilt, wenn der
erfaßte Kraftstoffdruck während eines vorgegebenen Zei
tintervalls innerhalb eines Zeitintervalls, das zum
Erreichen eines Fehlerpegelbereichs 70 ausgehend von
einem gesetzten Beurteilungskraftstoffdruck erforderlich
ist, niedriger als der Beurteilungskraftstoffdruck ist.
Für eine Gefahr-Kraftstoffdrucklinie 74 ist eine Spanne
sichergestellt, um den Kraftstoffdruck um einen Kraft
stoffdruck F/B zu erhöhen, ferner ist eine Spanne sicher
gestellt, um eine Beurteilungsverzögerungszeit (fest) zu
schaffen. Um eine Unterscheidung von zufälligen Kraft
stoffdruckänderungen zu schaffen, in denen kein Fehler
vorliegt, werden als Beurteilungsverzögerungszeit bei
spielsweise 50 ms gesetzt.
In Fig. 11 ist ein Ablaufplan für diesen Fall gezeigt.
Die Operation enthält die folgenden Schritte. In einem
Schritt 1111 wird beurteilt, ob die Operation während der
Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt; in einem
Schritt 1112 wird beurteilt, ob NTPFUEL verstrichen ist,
seit der Soll-Kraftstoffdruck TPFUEL einen konstanten
Wert angenommen hat; im Schritt 1113 wird festgestellt,
ob der erfaßte Kraftstoffdruckwert AVEPF ≦ TPFUEL (Soll-
Kraftstoffdruck) - TPFUEL × FSPRES ist, wobei FSPRES ein
vorgegebener Wert oder ein Verhältnis wie etwa ein Koef
fizient ist, der eine Spanne angibt, innerhalb derer der
Kraftstoffdrucksensor einen Kraftstoffdruck unterhalb
eines Ist-Wertes erfassen darf; im Schritt 1114 wird ein
Kraftstoffdruck AVEPE' aus der Gleichung
AVEPE' = TPFUEL - TPFUEL × FSPRES berechnet, wenn
AVEPF ≦ TPFUEL - TPFUEL × FSPRES; in einem Schritt 1115
wird festgestellt, ob dieser Zustand länger als HANTEI
(vorgegebenes Zeitintervall) andauert; schließlich wird
im Schritt 1116 eine Anomalie des Kraftstoffdrucksteuer
systems ermittelt, wenn der Kraftstoffdruck AVEPF' länger
als HANTEI aufrechterhalten bleibt.
In der Ausführung 6 wird eine Anomalie im Steuersystem
anhand einer Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und
dem Einschaltverhältnis beurteilt. Das heißt, daß ein
Fehler im Kraftstoffdrucksteuersystem beurteilt wird,
indem ein Bruch der Beziehung zwischen dem Kraftstoff
druckwert und dem Ansteuerungsverhältnis des Reglers für
variablen Kraftstoffdruck erfaßt wird.
Fig. 12 zeigt eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck
(MPa) und dem Ansteuerungsverhältnis (%) des Reglers für
variablen Kraftstoffdruck. Eine obere Grenzwertlinie
FPMAX 76 ist oberhalb der normalen Linie 75 für die
Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Ansteue
rungsverhältnis des Reglers für variablen Kraftstoffdruck
vorgesehen, während eine untere Grenzlinie FPMIN 77
unterhalb der normalen Linie 75 vorgesehen ist. Beim
Eintritt des Kraftstoffdrucks in einen Fehlerbereich wird
ein Fehler beurteilt, wenn die Beziehungen unterbrochen
werden und der Kraftstoffdruck irgendeine der Grenzlinien
überschreitet.
Diese Kraftstoffdrucksteuersystem-Fehlerbeurteilung er
folgt durch Beurteilung eines fortdauernden Bruchs der
Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Ansteue
rungsverhältnis des Reglers für variablen Kraftstoffdruck
wenigstens während eines vorgegebenen Zeitintervalls wie
in der Ausführung 1.
Fig. 13 zeigt einen Ablaufplan für diesen Fall. Die
Operation enthält die folgenden Schritte. Einen Schritt
1121, in dem beurteilt wird, ob die Operation während der
Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt; einen
Schritt 1122, in dem das Ausgangssignal des Kraftstoff
drucksensors gelesen wird; einen Schritt 1123, in dem das
Einschaltverhältnis des Reglers für variablen Kraftstoff
druck berechnet wird; einen Schritt 1124, in dem die
Fortdauer von FPMIN < AVEPF oder von FPMAX < AVEPF wäh
rend NGTIME (vorgegebenes Zeitintervall) bestimmt wird;
und einen Schritt 1125, in dem eine Anomalie des Kraft
stoffdrucksystems anhand des Ergebnisses beurteilt wird.
Fig. 14 ist ein Ablaufplan, der Maßnahmen zeigt, die
ergriffen werden, wenn das Kraftstoffdrucksteuersystem
als anomal beurteilt wird.
Wenn im Schritt 1141 eine Anomalie des Kraftstoffdruck
steuersystems beurteilt wird, wird die Operation im
Schritt 1142 zu einer offenen Regelung für eine Kraft
stoffdruckkorrektur geschaltet, woraufhin im Schritt 1143
der Regler für variablen Kraftstoffdruck zu einer offenen
Regelung für das Regleransteuerungsverhältnis geschaltet
wird und woraufhin in einem Schritt 1144 eine Ausfallsi
cherungssteuerung ausgeführt wird. Hierbei wird das
Lernergebnis für das Luft-/Kraftstoffverhältnis gelöscht,
d. h. es wird ein portinternes Steuerergebnis für das
Luft-/Kraftstoffverhältnis initialisiert und eine Aktua
lisierung verhindert.
Außerdem findet ein Magerverbrennungsbetrieb statt,
ferner erzeugt die Warneinrichtung einen Alarm, indem sie
beispielsweise eine Warnlampe erleuchtet.
Gemäß der Erfindung kann eine Fehlerbeurteilung für das
Kraftstoffdrucksteuersystem vor Erreichen eines Fehlerpe
gels ausgeführt werden, wie oben erwähnt worden ist,
weiterhin erfolgt eine Beurteilung unter der Bedingung
einer Fehlererfassung während eines vorgegebenen Zeitin
tervalls innerhalb einer Zeitperiode ab einem Zeitpunkt,
zu dem der Kraftstoffdrucksensor eine Totzone verläßt,
bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdrucksensor
den Fehlerpegel erreicht, so daß eine Fehlerbeurteilung
des Kraftstoffdrucksteuersystems bei sehr geringer feh
lerhafter Beurteilung ausgeführt werden kann.
Claims (7)
1. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen (1), mit
einer Niederdruckpumpe (48) und einer Hochdruck pumpe (44), wovon jede von einer Einspritzeinrichtung (46) der Brennkraftmaschine (1) des Direkteinspritzungs typs einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und liefert,
einem Kraftstoffdrucksensor (22, 45) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks,
einem Regler (14, 47) für variablen Kraftstoff druck zum Steuern des Kraftstoffdrucks,
einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (107 bis 116) zum Erfassen des Betriebszustandes der Brenn kraftmaschine (1),
einer Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung (15) zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand und
einer Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck in der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird, gekennzeichnet durch
eine Fehlerbeurteilungseinrichtung (15) zum Beurteilen eines Fehlers anhand der Tatsache, daß eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruckwert, der von der Ansteuerungseinrichtung (15) für den Regler (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck für die Kraftstoffrückkopp lungsregelung verwendet wird, und dem Ansteuerungsver hältnis der Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck während einer vorgegebenen Zeitperiode oberhalb eines oberen oder unterhalb eines unteren Grenzwerts liegt.
einer Niederdruckpumpe (48) und einer Hochdruck pumpe (44), wovon jede von einer Einspritzeinrichtung (46) der Brennkraftmaschine (1) des Direkteinspritzungs typs einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und liefert,
einem Kraftstoffdrucksensor (22, 45) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks,
einem Regler (14, 47) für variablen Kraftstoff druck zum Steuern des Kraftstoffdrucks,
einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (107 bis 116) zum Erfassen des Betriebszustandes der Brenn kraftmaschine (1),
einer Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung (15) zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand und
einer Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck in der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird, gekennzeichnet durch
eine Fehlerbeurteilungseinrichtung (15) zum Beurteilen eines Fehlers anhand der Tatsache, daß eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruckwert, der von der Ansteuerungseinrichtung (15) für den Regler (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck für die Kraftstoffrückkopp lungsregelung verwendet wird, und dem Ansteuerungsver hältnis der Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck während einer vorgegebenen Zeitperiode oberhalb eines oberen oder unterhalb eines unteren Grenzwerts liegt.
2. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen (1), mit
einer Niederdruckpumpe (48) und einer Hochdruck pumpe (44), wovon jede von einer Einspritzeinrichtung (46) der Brennkraftmaschine (1) des Direkteinspritzungs typs einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und liefert,
einem Kraftstoffdrucksensor (22, 45) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks, einem Regler (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck zum Steuern des Kraftstoffdrucks,
einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (107 bis 116) zum Erfassen des Betriebszustandes der Brenn kraftmaschine (1),
einer Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung (15) zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand und
einer Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck in der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird, gekennzeichnet durch
eine Fehlerbeurteilungseinrichtung (15) zum Beurteilen eines Kraftstoffsteuersystems anhand der Bedingungen, daß die Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck eine Rückkopplungsregelung des Kraftstoffdrucks ausführt und daß eine Änderung des Kraftstoffdrucks erfolgt, die während einer vorgegebenen Zeitperiode innerhalb eines festgelegten Zeitbereichs andauert.
einer Niederdruckpumpe (48) und einer Hochdruck pumpe (44), wovon jede von einer Einspritzeinrichtung (46) der Brennkraftmaschine (1) des Direkteinspritzungs typs einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und liefert,
einem Kraftstoffdrucksensor (22, 45) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks, einem Regler (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck zum Steuern des Kraftstoffdrucks,
einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (107 bis 116) zum Erfassen des Betriebszustandes der Brenn kraftmaschine (1),
einer Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung (15) zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand und
einer Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck in der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird, gekennzeichnet durch
eine Fehlerbeurteilungseinrichtung (15) zum Beurteilen eines Kraftstoffsteuersystems anhand der Bedingungen, daß die Einrichtung (15) zum Ansteuern des Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck eine Rückkopplungsregelung des Kraftstoffdrucks ausführt und daß eine Änderung des Kraftstoffdrucks erfolgt, die während einer vorgegebenen Zeitperiode innerhalb eines festgelegten Zeitbereichs andauert.
3. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kraftstoffdruckänderung anhand der Tatsache
beurteilt wird, ob der durch den Kraftstoffdrucksensor
(22, 45) erfaßte Kraftstoffdruck um einen vorgegebenen
Wert oberhalb oder unterhalb des Soll-Kraftstoffdrucks
liegt.
4. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kraftstoffdruckänderung anhand einer Ände
rungsbreite des Kraftstoffdrucks, die eine Kraftstoff
druckänderungsrate ist, beurteilt wird.
5. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderung des Kraftstoffdrucks anhand der
Tatsache beurteilt wird, ob ein integrierter Kraftstoff
druckwert, der durch Integration der Kraftstoffdruckwerte
erhalten wird, oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen
Werts liegt.
6. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderung des Kraftstoffdrucks anhand einer
Beziehung zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem
Ansteuerungsverhältnis der Einrichtung zum Ansteuern des
Reglers (14, 47) für variablen Kraftstoffdruck beurteilt
wird.
7. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschi
nen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderung des Kraftstoffdrucks durch Setzen
eines Kraftstoffdruckwerts und anhand des gesetzten
Beurteilungskraftstoffdruckwerts beurteilt wird.
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