DE60206670T2

DE60206670T2 - Einrichtung zur Fehlerdiagnose eines Motoransaugsystems

Info

Publication number: DE60206670T2
Application number: DE60206670T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Kariya-shi Umehara; Hiroki Toyota-shi KINUHATA; Masaaki Yamaguchi
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: EP1229238B1; EP1229238A2; DE60206670D1; ES2247207T3; EP1229238A3

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Erfassungsvorrichtung für das Erfassen einer Abnormalität in einem Wirbelsteuerventil in dem Einlasssystem eines Verbrennungsmotors.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein Wirbelsteuerventil ist in dem Einlasskrümmer eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Durch das vollständige Schließen des Wirbelsteuerventils in dem Niedriglast-, Niedrigdrehzahlbereich des Verbrennungsmotors wird die Einlassströmungsgeschwindigkeit in der Verbrennungskammer erhöht, um einen Wirbel in der Verbrennungskammer auszubilden, wodurch eine Verbesserung hinsichtlich der Verbrennung erreicht wird.
Angenommen dieses Wirbelsteuerventil bleibt in dem vollständig geschlossenen Zustand stecken. In dem Hochlast-, Hochdrehzahlbereich muss das Wirbelsteuerventil so eingestellt sein, dass es in dem vollständig offenen Zustand ist, um eine großen Menge von Einlassluft zu der Verbrennungskammer zuzuführen. Wenn das Wirbelsteuerventil in diesem Bereich nicht geöffnet werden kann, wird sich der Einlasswiderstand erhöhen, was zu einem Defizit der Einlassluftmenge führt. Wenn die Einlassluftmenge nicht ausreichend ist und eine Verbrennung in einem kraftstoffreichen Zustand bewirkt wird, erhöht sich die Abgastemperatur des Verbrennungsmotors, so dass die Hitzebelastung des Kolbens, des Abgaskrümmers, des Turboladers, des Katalysators, etc. ansteigt, was dazu führt, dass die Zuverlässigkeit dieser Komponenten verschlechtert wird. Somit ist es notwendig in dem Einlasssystem eines Verbrennungsmotors irgendeine Abnormalität zu erfassen, die zu einem Defizit der Einlassluftmenge führt, wie unnormales Schließen des Wirbelsteuerventils.
Wie zum Beispiel in der Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnummer Hei 11-210828, als eine Vorrichtung für das Erfassen eines Defekts des Wirbelsteuerventils eines Verbrennungsmotors, offenbart ist, ist eine Vorrichtung bekannt, in der bestimmt wird, dass das Wirbelsteuerventil in dem geschlossenen Zustand feststeckt, wenn in dem Hochlast-, Hochdrehzahlbereich des Verbrennungsmotors die Einlassluftmenge kleiner ist als ein Referenzwert.
In der Methode, die in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnummer Hei 11-218028 offenbart ist, wird der Referenzwert jedoch von der Drosselklappenöffnung und der Motorgeschwindigkeit berechnet, so dass es notwendig ist, eine Interpolationsfunktionstabelle für eine Hochlandkorrektur vorzusehen, mit der Folge, dass sich die Datenkapazität für die Fehlererfassung erhöht.
US 5,670,715 A offenbart eine Vorrichtung für das Erfassen eines Defekts in einem Verbrennungsmotoreinlasssystem, das ein Wirbelsteuerventil hat, die eine Abweichung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors schrittweise minimiert, die innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne abgefragt wird durch das Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, während das Wirbelsteuerventil geschlossen ist, um einen Wirbel zu erzeugen. Das Luft-Kraftstoffverhältnis, das als ein Ergebnis des Minimierens der Abweichung der Rotationsgeschwindigkeit erhalten wird, wird mit einem Referenz-Luft-Kraftstoffverhältnis verglichen, wodurch ein Defekt in dem Einlassluftsteuermechanismus wie ein mechanischer oder elektrischer Defekt eines Umschaltventils, einer Membran oder des Wirbelsteuerventils festgestellt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Vorrichtung für das Erfassen einer Abnormalität in einem Wirbelsteuerventil eines Verbrennungsmotoreinlasssystems vorzusehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung vorgesehen, wie in Anspruch 1 definiert ist. Weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das einen Aufbau für einen Fall zeigt, in dem eine Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 1 auf ein Fahrzeug angewendet wird, in dem ein Dieselmotor montiert ist;
2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Einlassluftdruck eines Einlasskrümmers und der Einlassluftmenge zeigt, die durch einen Luftmengenmesser in der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 1 erfasst wird.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Abnormalitätserfassungsvorgang der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 1 darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das den Abnormalitätserfassungsvorgang der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 2 darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm, das den Abnormalitätserfassungsvorgang der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 3 darstellt;
6 ist ein Diagramm, das einen Aufbau für einen Fall darstellt, in dem eine Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 5 auf ein Fahrzeug angewendet wird, in dem ein Dieselmotor montiert ist; und
7 ist ein Flussdiagramm, das den Abnormalitätserfassungsvorgang der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 5 darstellt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung wird nun mit Bezug auf die Beispiele beschrieben. Beispiele 2 und 6 sind Ausführungsformen der Erfindung.
Beispiel 1
1 zeigt den Systemaufbau, wenn eine Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 1 auf ein Fahrzeug angewendet ist, in dem ein Dieselmotor montiert ist.
Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, sind ein Einlasskrümmer 4, der einen Teil einer Einlasspassage 3 bildet, und ein Auslasskrümmer 6, der einen Teil der Auslasspassage 5 bildet, mit einem Zylinderkopf 2 des Dieselmotorhauptkörpers 1 verbunden. Ein Ende der Einlasspassage 3 ist mit einem Luftreinigungselement 7 für das Einleiten von Luft aus der Atmosphäre verbunden und in der Einlasspassage 3 sind ein Kompressor 8a eines Turboladers 8, ein Ladeluftkühler 9 und eine Einlassdrosselklappe 10 vorgesehen. Hier bilden die Einlasspassage 3, das Luftreinigungselement 7, der Kompressor 8a, der Ladeluftkühler 9 und die Einlassdrosselklappe 10 ein Verbrennungsmotoreinlasssystem für das Zuführen von Luft zu einer Verbrennungskammer in dem Zylinderkopf 2. In der Abgaspassage 5 ist eine Abgasturbine 8b des Turboladers 8 vorgesehen.
Die Abgaspassage 5 ist mit der Einlasspassage 3 an der stromabwärtigen Seite der Einlassdrosselklappe 10 durch eine EGR (Abgasrückführung) Einleitungspassage 11 verbunden, in der ein EGR Ventil 12 vorgesehen ist. Durch Bedienen des EGR Ventils 12 wird ein Teil des Abgases in der Abgaspassage 5 in die Einlasspassage 3 als EGR Gas eingeführt.
Der Einlasskrümmer 4 ist mit einem tangentialen Anschluss 4a und einem spiralförmigen Anschluss 4b versehen, die mit dem Zylinderkopf 2 verbunden sind. In dem tangentialen Anschluss 4a ist ein Wirbelsteuerventil 13 vorgesehen. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 offen ist, wird Luft der Verbrennungskammer sowohl durch den tangentialen Anschluss 4a als auch durch den spiralförmigen Anschluss 4b zugeführt. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 vollständig geschlossen ist, dann ist der tangentiale Anschluss 4a geschlossen und Luft zu der Verbrennungskammer wird nur durch den spiralförmigen Anschluss 4b zugeführt.
An der stromaufwärtigen Seite des Wirbelsteuerventils 13 des Einlasskrümmers 4 und an der stromabwärtigen Seite des Kompressors 8a des Turboladers 8 sind ein Drucksensor 14 für das Erfassen des Drucks der Einlassluft in dem Einlasskrümmer 4 und ein Temperatursensor 15 für das Erfassen der Temperatur der Einlassluft vorgesehen, wobei die zwei Sensoren jeweils mit einer ECU 16 verbunden sind. Der Drucksensor 14 bildet eine Erfassungseinheit für das Erfassen eines Werts, der sich auf eine Eilassluftmenge des Einlasssystems des Verbrennungsmotors bezieht.
Des weiteren ist in der Einlasspassage 3 an der stromabwärtigen Seite des Luftreinigungselements 7 ein Luftmengenmesser 17 (AFM) für das Erfassen der Einlassluftmenge des Verbrennungsmotoreinlasssystems vorgesehen und mit der ECU 16 verbunden.
Der Luftmengenmesser 17 dient zur Erfassung der Menge der Einlassluft, die der Verbrennungskammer durch die Einlasspassage 3 zugeführt wird. Zum Beispiel ist er ein Luftmengenmesser der Karman Wirbelart oder der Flügelradart. Der Luftmengenmesser 17 besteht aus einem Durchflussratensensor und einem Temperatursensor und die ECU 16 berechnet einen gegenwärtigen Einlassluftdruck GF auf Basis eines Durchflussratensignals und eines Temperatursignals.
Die ECU 16 ist mit dem Drucksensor 14, dem Temperatursensor 15 und dem Luftmengenmesser 17 verbunden und bildet einen Abnormalitätsbeurteilungssteuerkreis für das Beurteilen auf der Basis der Signale von diesen Komponenten, ob es irgendeine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt.
In dem Verbrennungsmotoreinlasssystem wird atmosphärische Luft in die Einlasspassage 3 durch das Luftreinigungselement 7 hindurch eingeführt und durch den Turbolader 8 druckgeladen und komprimiert. Die Einlassluft, die eine hohe Temperatur als eine Folge des Druckaufladens durch den Turbolader 8 erhalten hat, wird durch den Ladeluftkühler 9 gekühlt und geht dann durch die Einlassdrosselklappe 10 hindurch, bevor sie durch den tangentialen Anschluss 4a und den spiralförmigen Anschluss 4b des Einlasskrümmers 4 in die Verbrennungskammer eingeführt wird.
Angenommen, dass die Einlassluftmenge, die in der Einlassluftpassage 3 genommen wird, g ist, der Einlassluftdruck p ist und die Einlasslufttemperatur t ist, dann stehen g und p/t in einer eindeutigen gegenseitigen Abhängigkeit zueinander; je höher der Einlassdruck p, desto größer die Einlassluftmenge g und je niedriger die Einlasstemperatur t, desto größer die Einlassluftmenge g.
Wenn des weiteren der Einlassluftdruck p der gleiche ist, dann gilt, je niedriger der Einlasswiderstand, desto größer die Einlassluftmenge g. Wenn zum Beispiel das Wirbelsteuerventil 13 in der Einlassluftpassage 3 vollständig geschlossen ist, dann ist der tangentiale Anschluss 4a geschlossen und Luft wird zu der Verbrennungskammer nur durch den spiralförmigen Anschluss 4b zugeführt, so dass der Einlasswiderstand an dem Einlasskrümmer 4 ansteigt und die Einlassluftmenge g klein wird. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 andererseits geöffnet ist, wird Luft zu der Verbrennungskammer durch sowohl den tangentialen Anschluss 4a als auch den spiralförmigen Anschluss 4b zugeführt, so dass der Einlasswiderstand an dem Einlasskrümmer 4 abnimmt und die Einlassluftmenge g groß wird.
Wie in 2 gezeigt ist, stehen die gegenwärtige Einlassluftmenge GF, die die gegenwärtige Einlassluftmenge, die durch den Luftmengenmesser 17 erfasst wird, in der Einlasspassage 3 ist, und der Einlassluftdruck Pim in dem Einlasskrümmer 4, der einen Teil der Einlasspassage 3 bildet, in einer gegenseitigen Abhängigkeit zueiander; wenn der Einlassluftdruck Pim ansteigt, steigt die gegenwärtige Einlassluftmenge GF auch an. Da es des weiteren einen Unterschied in dem Einlasswiderstand in der Einlasspassage 3 zwischen dem Fall, in dem das Wirbelsteuerventil 13 gänzlich geschlossen ist, und dem Fall gibt, in dem es gänzlich offen ist, wenn der Einlassluftdruck Pim der gleiche ist, entsteht ein Unterschied in der Einlassluftmenge GF, wie durch die gestrichelte Linie A angezeigt ist. Wie des weiteren durch die gestrichelte Linie B angezeigt ist, entsteht ein Unterschied im Einlassluftdruck Pim, wenn die gegenwärtige Einlassluftmenge GF die gleiche ist.
Somit wird in dieser Vorrichtung für das Erfassen einer Abnormalität in dem Einlasssystem von diesem Beispiel irgendeine Abnormalität in dem Verbrennungsmotoreinlasssystem durch Verwendung der folgenden Tatsache erfasst: wenn es irgendeine Abnormalität in der Einlasspassage 3 gibt und der Einlasswiderstand ansteigt, falls die gegenwärtige Einlassluftmenge GF in der Einlasspassage 3, die durch den Luftmengenmesser 17 erfasst wird, die gleiche ist, erhöht sich der Einlassluftdruck Pim, der durch den Drucksensor 14 erfasst wird.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung dieses Beispiels auf Basis des Flussdiagramms von 3 beschrieben.
Die Einlasssystemabnormalitätserfassungsroutine, die in diesem Flussdiagramm gezeigt ist, wird bei einer vorbestimmten Zeitspanne durch die ECU 16 ausgeführt.
In Schritt S1 wird beurteilt, ob die Vorraussetzung für das Durchführen der Einlasssystemabnormalitätserfassungsbeurteilung erfüllt ist oder nicht. Das heißt, es wird geprüft, um zu sehen, ob der Drucksensor 14, der Temperatursensor 15 und der Luftmengenmesser 17, die für die Abnormalitätserfassung verwendet werden, kaputt sind oder nicht, wobei beurteilt wird, ob der erforderliche Zustand für die ECU erfüllt ist, um eine geeignete Abnormalitätserfassung zu machen.
Wenn die Vorraussetzung erfüllt ist, wird in Schritt S2 die Einlassluftmenge auf der Basis des Einlassluftdrucks Pim berechnet, der durch den Drucksensor 14 erfasst wird, und der Wert, der auf diese Weise erhalten wird, dient als die Berechnungseinlassluftmenge GP. Dann geht das Vorgehen weiter zu Schritt S3. Wenn die Vorraussetzung nicht erfüllt ist, geht das Vorgehen weiter zu Schritt S10.
In Schritt S3 wird die Berechnungseinlassluftmenge GP auf der Basis der Einlasslufttemperatur Tim berichtigt, die durch den Temperatursensor 15 erfasst wird, wobei der GP Wert mit dem GP Wert nach der Berichtigung ersetzt wird. Somit wird die Berechnungseinlassluftmenge GP als eine Funktion bezüglich des Einlassluftdrucks Pim und der Einlasslufttemperatur Tim berechnet.
Als nächstes wird in Schritt S4 die gegenwärtige Einlassluftmenge GF durch den Luftmengenmesser 17 erfasst.
Des weiteren wird in Schritt S5 eine vorübergehende Abnormalitätsbeurteilung durchgeführt, wobei beurteilt wird, ob der Wert, der durch Abziehen der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF von der Berechnungseinlassluftmenge GP, das heißt, von GP – GF erhalten wird, größer ist als ein vorbestimmter Wert α. Wenn GP – GF größer ist als α, wird in Schritt S6 bestimmt, dass es eine Möglichkeit einer Abnormalität in dem Einlasssystem gibt und eine vorübergehende Beurteilungsmarkierung F1 wird eingeschaltet. Des weiteren wird ein Fortführungszeitzähler C1 inkrementiert, der anfänglich auf 0 eingestellt ist und der die Zeit zählt, während der die vorübergehende Abnormalitätsbeurteilungsmarkierung F1 ununterbrochen eingeschaltet ist, und das Vorgehen geht weiter zu Schritt S7, wo die vorübergehende Abnormalitätsbeurteilungsmarkierung F1 ausgeschaltet wird und der Fortführungszeitzähler auf 0 bereinigt wird. Dann geht der Vorgang weiter zu Schritt S8.
In Schritt 8 wird als nächstes beurteilt, ob der Fortführungszeitzähler C1 einen vorbestimmten Fortführungszeitwert erreicht hat oder nicht. Wenn der Fortführungszeitzähler C1 eine vorbestimmte Fortführungszeit erreicht hat, wird in Schritt S9 bestimmt, dass sich die Möglichkeit einer Abnormalität erhöht hat, und eine vorübergehende Abnormalitätsfortführungsbeurteilungsmarkierung F2 wird von neuem eingeschaltet. Des weiteren wird ein Zeitenzahlzähler C2 inkrementiert, der anfänglich auf null eingestellt ist. Der Zeitenzahlzähler C2 zählt die Zahl der Zeiten, bei denen der Fortführungszeitschalter C1 eine vorbestimmte Fortführungszeit erreicht hat. Wenn als eine Folge der vorübergehenden Abnormalitätsbeurteilungsmarkierung F1, die für die vorbestimmte Fortführungszeit eingeschaltet war, die vorübergehende Abnormalitätsfortführungsbeurteilungsmarkierung F2 eingeschaltet wird, wird die vorübergehende Beurteilungsmarkierung F1 abgeschaltet, um die vorübergehende Abnormalitätsbeurteilung in Schritt S5 von Anfang an durchzuführen. Zur selben Zeit wird der Fortführungszeitschalter C1 auf null bereinigt.
Wenn der Fortführungszeitschalter C1 andererseits eine vorbestimmte Fortführungszeit nicht erreicht hat, wird Schritt S9 übersprungen und das Vorgehen geht weiter zu Schritt S11. Wenn des weiteren die Vorraussetzung in Schritt S1 nicht erfüllt ist, geht das Vorgehen über Schritt S10 weiter zu Schritt S11. In Schritt S10 werden die vorübergehende Abnormalitätsbeurteilungsmarkierung F1 und die vorübergehende Abnormalitätsfortführungsbeurteilungsmarkierung F2 abgeschaltet und zur gleichen Zeit werden der Fortführungszeitzähler C1 und der Zeitenzahlzähler C2 auf null bereinigt. Das heißt, diese Markierungen und Zähler werden initialisiert und dann geht das Vorgehen weiter zu Schritt S11.
In Schritt S11 wird als nächstes beurteilt, ob der Zeitenzahlzähler C2 eine vorbestimmte Anzahl von Zeiten erreicht hat oder nicht. Wenn der Zeitenzahlzähler C2 eine vorbestimmte Anzahl von Zeiten erreicht hat, wird in Schritt S12 bestimmt, dass es definitiv eine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt, und eine Realabnormalitätsmarkierung F3 wird eingeschaltet, wobei eine Reihe von Abnormalitätserfassungsprozessen beendet wird. Wenn der Zeitenzahlzähler C2 eine vorbestimmte Anzahl von Zeiten nicht erreicht hat, wird Schritt S12 übersprungen, um eine Reihe von Abnormalitätserfassungsprozessen zu beenden.
Wenn die Realabnormalitätsmarkierung F3 eingeschaltet ist, wird eine Routine ausgeführt, die von der vorstehend beschriebenen verschieden ist, wobei ein Fail-Safe-Prozess bezüglich einer Abnormalität in dem Verbrennungsmotoreinlasssystem durchgeführt wird. Als Fail-Safe-Prozess werden das Wirbelsteuerventil und die EGR Steuerung außer Kraft gesetzt. Damit der Verbrennungsmotor nicht in einem Hochdrehzahl-, Hochlastbereich bedient werden kann, wird des weiteren eine Beschleunigungsbeschränkung bewirkt, die eine Pseudosteuerung durchführt, um die Kraftstoffeinspritzmenge bezüglich Daten an dem Gaspedalöffnungssensor zu beschränken, oder die direkt die Kraftstoffmenge beschränkt, die in die Verbrennungskammer eingespritzt wird.
Wenn die Realabnormalitätsmarkierung F3 eingeschaltet worden ist, wird die Realabnormalitätsmarkierung F3 nicht allein durch das Ausschalten des Motors ausgeschaltet. Nur wenn das Kabel unterbrochen wird, das die ECU 16 und die Fahrzeugbatterie elektrisch miteinander verbindet, wird die Realabnormalitätsmarkierung F3 ausgeschaltet.
Wenn es eine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt und sich der Einlasswiderstand ändert, wird auf diesem Weg der Wert, der durch das Abziehen der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF, die durch den Luftmengenmesser 17 erfasst wird, von der Berechnungseinlassluftmenge GP erhalten wird, die aus dem Einlassluftdruck Pim, der durch den Drucksensor 14 erfasst wird, und der Einlasslufttemperatur Tim berechnet wird, die durch den Temperatursensor 15 erfasst wird, das heißt, GP-GF so verändert, dass es durch Vergleichen dieses Werts mit dem vorbestimmten Wert α möglich ist, eine Abnormalität in dem Einlasssystem mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
Des weiteren gibt es kein Bedürfnis eine Interpolationsfunktionstabelle für eine Hochlandkorrektur vorzusehen und auch im Hochland ist es möglich eine Abnormalität in dem Verbrennungsmotoreinlasssystem zu erfassen durch Verwendung der gleichen Einlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung ohne irgendeinen besonderen Prozess bezüglich der Atmosphärendruckkorrektur durchzuführen. Des weiteren kann die Datenkapazität für die Erfassung einer Abnormalität in dem Einlasssystem klein sein.
Da es des weiteren kein System ist, in dem die Einlassluftmenge, die durch den Luftmengenmesser 17 erfasst wird, mit einem Referenzwert verglichen wird, ist es möglich, eine Abnormalitätsbeurteilung mit hoher Genauigkeit sogar in den niedrigen und mittleren Geschwindigkeitsbereichen des Verbrennungsmotors durchzuführen, in denen die Einlassluftmenge gemäß der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit ausgesprochen erhöht ist.
Wenn die vorübergehende Abnormalitätsbeurteilungsbedingung versagt, bevor die vorübergehende Abnormalitätsbeurteilungsbedingung in Schritt S5 für eine vorbestimmte Zeitspanne fortlaufend erfüllt worden ist, wird die vorübergehende Abnormalitätsbeurteilungsmarkierung F1 ausgeschaltet, und es wird bestimmt, dass es keine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt, so dass es keine Gefahr einer fehlerhaften Beurteilung in der Abnormalitätserfassung gibt. Insbesondere in einer Übergangsphase, in der sich die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit stark verändert oder die Last stark schwankt wie in dem Fall einer Motorbeschleunigung und dergleichen, ist es möglich eine fehlerhafte Beurteilung in der Abnormalitätserfassung zu beseitigen.
Beispiel 2
Die Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung von Beispiel 2 weicht von der Einlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung von Beispiel 1 dadurch ab, dass das Wirbelsteuerventil 13 mit der ECU 16 verbunden ist. 4 ist ein Flussdiagramm, dass die Arbeitsweise einer Einlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß diesem Beispiel zeigt.
Dieses Flussdiagramm weicht von dem Flussdiagramm von 3, die Beispiel 1 darstellt, dadurch ab, dass Schritt S1a nach Schritt S1 vorgesehen ist und dass Schritt S12a anstatt Schritt S12 vorgesehen ist.
In Schritt S1 wird beurteilt, ob die Vorraussetzung für die Erfassung einer Abnormalität in dem Einlasssystem erfüllt ist oder nicht. Wenn die Vorraussetzung erfüllt ist, wird in Schritt S1a beurteilt, ob das Wirbelsteuerventil 13 aus ist oder nicht, als eine weitere Voraussetzung für das Durchführen einer Abnormalitätserfassungsbeurteilung. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 aus ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt S2. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 nicht aus ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt S10, wobei in jedem Fall der gleiche Prozess durchgeführt wird, wie der in Beispiel 1.
Wenn danach in Schritt S11 der Zeitenzahlzähler C2 eine vorbestimmte Zahl von Zeiten erreicht hat, wird in Schritt S12a bestimmt, dass es definitiv eine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt und die Realabnormalitätsmarkierung F3 wird eingeschaltet. Zur selben Zeit wird bestimmt, dass die Abnormalität in dem Einlasssystem einer Abnormalität in dem Wirbelsteuerventil 13 zuzuschreiben ist.
Wenn das Wirbelsteuerventil 13 aus ist, ist das Wirbelsteuerventil 13 geöffnet, und Luft wird zu der Verbrennungskammer durch sowohl den tangentialen Anschluss 4a als auch dem spiralförmigen Anschluss 4b zugeführt, so dass es keine Erhöhung des Einlasswiderstands in der Einlasspassage 3 geben sollte. Wenn in Schritt S5 trotzdem bestimmt wird, dass der Wert GP-GF größer ist als ein vorbestimmter Wert α und das Verfahren nach einer Reihe von Prozessen zu Schritt S12a weitergeht, kann die Abnormalität in dem Einlasssystem einem Geschlossen bleiben des Wirbelsteuerventils 13 zugeschrieben werden.
Beispiel 3
In Beispiel 1 wird die Einlasslufttemperatur Tim durch die Verwendung des Temperatursensors 15 erfasst. Wenn jedoch die Einlasslufttemperatur Tim in einer Verbrennungsmotorbetriebsbedingung voraussagbar ist, kann die Einlasslufttemperatur Tim auf einen festen Wert in der ECU 16 eingestellt werden und der Temperatursensor 15 kann weggelassen werden.
Die Arbeitsweise der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung dieses Beispiels wird mit Bezug auf das Flussdiagramm beschrieben, das in 5 gezeigt ist. In diesem Fall wird die Berechnungseinlassluftmenge GP ausschließlich als eine Funktion des Einlassluftdrucks Pim berechnet, so dass es nichts gibt, was Schritt S3 in dem Flussdiagramm von 3 entspricht, die Beispiel 1 darstellt, und das Verfahren geht von Schritt S2 zu Schritt S4 weiter.
Beispiel 4
In Beispiel 1 wird die Berechnungseinlassluftmenge GP auf Basis des Einlassluftdrucks Pim und der Einlasslufttemperatur Tim in den Schritten S2 und S3 des Flussdiagramms von 3 berechnet. Es ist jedoch auch möglich in die Berechnungsformel für das Erhalten der Berechnungseinlassluftmenge GP einen Koeffizienten einzuschließen, der die Motorgeschwindigkeit als einen Parameter verwendet, wodurch es möglich ist, die Berechnungseinlassluftmenge GP mit hoher Genauigkeit zu berechnen, was ermöglicht, dass eine Abnormalität genauer erfasst wird.
Die Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtungen der Beispiele 1 bis 4, die vorstehend beschrieben sind, sind weitläufig für die Erfassung einer Abnormalität in einem Einlasssystem anwendbar, wobei es auch möglich ist, eine Verstopfung eines Ladeluftkühlers oder eines Luftreinigungselements zu erfassen. Sie sind auch für die Erfassung einer Abnormalität in dem Einlasssystem eines Benzinmotors anwendbar. Zum Beispiel können sie ein Hängen bleiben einer Drosselklappe erfassen. Da sich der Wert der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF ändert, wenn der Luftmengenmesser 17 mit der Zeit schlechter wird, ist es des weiteren möglich eine Abnormalität in dem Luftmengenmesser 17 durch einen sich über eine lange Zeitspanne erstreckenden Vergleich der Änderungen des Werts zu erfassen, der durch das Abziehen der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF von der Berechnungseinlassluftmenge GP, d.h. GP-GF, erhalten wird. Anstelle eines Luftmengenmessers, der aus einem Fließratensensor und einem Temperatursensor besteht, ist es des weiteren auch möglich einen Luftmengenmesser zu verwenden, der nur aus einem Fließratensensor besteht.
Wie vorstehend beschrieben ist, vergleicht der Abnormalitätsbeurteilungssteuerkreis die Berechnungseinlassluftmenge, die auf Basis des Einlassluftdrucks berechnet wird, der durch den Drucksensor erfasst wird, mit der gegenwärtigen Einlassluftmenge, die die Einlassluftmenge ist, die durch den Luftmengenmesser erfasst wird, um dadurch eine Abnormalitätsbeurteilung für das Einlasssystem durchzuführen, wobei es möglich ist, eine Abnormalität in dem Verbrennungsmotoreinlasssystem mit hoher Genauigkeit zu erfassen, und es besteht keine Notwendigkeit eine Hochlandkorrektur durchzuführen, was ermöglicht, dass die Datenkapazität für die Abnormalitätserfassung niedrig gehalten werden kann.
Beispiel 5
6 zeigt den Systemaufbau, wenn eine Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Beispiel 5 dieser Erfindung auf ein Fahrzeug angewendet wird, in dem ein Dieselmotor montiert ist.
In dieser Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung sind ein Verbrennungsmotorrotationssensor 24 und ein Kraftstoffeinspritzventil 25 anstatt des Drucksensors 14 und des Temperatursensors 15 der Einlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung von Beispiel 1 und eine ECU 26 anstelle der ECU 16 vorgesehen. Die Komponenten, die die gleichen wie die von Beispiel 1 oder die denen von Beispiel 1 entsprechen, sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und auf eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten wird verzichtet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 25 ist in dem Zylinderkopf 2 angeordnet und mit der ECU 26 verbunden. Des weiteren ist ein Verbrennungsmotorhauptkörper 1 mit dem Verbrennungsmotorrotationssensor 24 versehen, der mit der ECU 26 verbunden ist.
Wie in Beispiel 1 ist des weiteren in der Einlasspassage 3 an der stromabwärtigen Seite des Luftreinigungselements 7 der Luftmengenmesser 17 für das Erfassen der Einlassluftmenge des Einlasssystems des Dieselmotors 1 vorgesehen, der mit der ECU 26 verbunden ist. Der Luftmengenmesser 17 dient zur Erfassung der Menge von Einlassluft, die zur Verbrennungskammer durch die Einlasspassage 3 hindurch zugeführt wird. Zum Beispiel ist er ein Luftmengenmesser der Karman Wirbelart oder der Flügelradart.
Die ECU 26 bildet den Abnormalitätsbeurteilungssteuerkreis für das Durchführen einer Abnormalitätsbeurteilung für das Einlasssystem und bildet gleichzeitig einen Einspritzmengenberechnungssteuerkreis für die Berechnung der Menge Q des Kraftstoffs, der in die Verbrennungskammer durch das Kraftstoffeinspritzventil 25 eingespritzt wird. Die ECU 26 berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge Q auf Basis der Gaspedalöffnung, des Drucks, etc., die durch einen Gaspedalöffnungssensor (nicht dargestellt) und einen Drucksensor (nicht dargestellt) erfasst werden, die in dem Einlasskrümmer 4, etc. vorgesehen sind.
Wenn es keine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt, ist im Fall eines Dieselmotors die Einlassluftmenge g, die der Einlasspassage 3 zugeführt wird, größer als die erforderliche Luftmenge für eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs in der Kraftstoffeinspritzmenge Q. Angenommen, dass das Verhältnis des Luftgewichts zu dem des Kraftstoffgewichts zum Zeitpunkt der vollständigen Verbrennung das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis c ist, kann die erforderliche theoretische Luftmenge g0 für eine vollständige Verbrennung wie folgt ausgedrückt werden: g0 = Q × ρ × c, wobei Q die Kraftstoffeinspritzmenge, ρ die Dichte des Leichtöls, das als der Kraftstoff verwendet wird, und c das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis ist (das zum Beispiel 14.6 ist). Die Beziehung zwischen der Einlassluftmenge g und der theoretischen Luftmenge g0 ist so, dass g nicht kleiner ist als g0. Angenommen, dass das Verhältnis der Einlassluftmenge g zu der theoretischen Luftmenge g0 das Übermaßluftverhältnis λ, dann ist λ nicht kleiner als 1.
Wenn es eine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt, die zu einer Erhöhung des Einlasswiderstands führen wird, zum Beispiel das andauernde geschlossen bleiben des Wirbelsteuerventils 13, wird die Einlassluftmenge g reduziert. Wenn sie kleiner wird als die theoretische Luftmenge g0, wird der Wert des Übermaßluftverhältnisses λ kleiner als 1. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 des weiteren andauernd geschlossen ist, erhöht sich der Druck an der stromaufwärtigen Seite des Ventils, was zu einer Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge Q führt, die durch die ECU 16 berechnet wird, was eine Abnahme des Übermaßluftverhältnisses λ zur Folge hat.
Somit wird in der Einlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung dieses Beispiels der Tatsache Beachtung geschenkt, dass, wenn sich der Einlasswiderstand aufgrund irgendeiner Abnormalität in der Einlasspassage 3 erhöht, die gegenwärtige Einlassluftmenge GF, die die Einlassluftmenge ist, die durch den Luftmengenmesser 17 erfasst wird, abnimmt, während die Kraftstoffeinspritzmenge Q ansteigt, und das Mischverhältnis, das von der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF und der Kraftstoffeinspritzmenge Q erhalten wird, wird mit einem Referenzwert verglichen, um dadurch irgendeine Abnormalität in dem Einlasssystem zu erfassen.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Kraftstoffeinspritzmenge Q ein Wert, der auf die Einlassluftmenge bezogen ist, und die ECU 26, die den Einspritzmengenberechnungssteuerkreis bildet, arbeitet als eine Erfassungseinheit für das Erfassen eines Werts, der auf die Einlassluftmenge des Einlasssystems des Verbrennungsmotors bezogen ist.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung dieses Beispiels mit Bezug auf das in 7 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
Die Einlasssystemabnormalitätserfassungsroutine, die in diesem Flussdiagramm gezeigt ist, wird für jede Zeitspanne durch die ECU 26 ausgeführt.
In Schritt S21 wird ein Beurteilungsreferenzwert λS als ein Referenzwert berechnet. Der Beurteilungsreferenzwert λS ist ein eindimensionales Kennfeld, das die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit als einen Parameter verwendet; es kann auf einen verschiedenen Wert gemäß der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit eingestellt werden.
Als nächstes beurteilt die ECU 26 in Schritt S22 ob die Vorraussetzung für die Einlasssystemabnormalitätserfassung erfüllt ist oder nicht. Zum Beispiel prüft sie, um zu sehen, ob der Luftmengenmesser 17, der Verbrennungsmotorrotationssensor 24, etc. ordnungsgemäß arbeiten oder nicht. Das heißt, die ECU 26 beurteilt, ob die Vorraussetzung für eine ordnungsgemäße Abnormalitätserfassung erfüllt ist oder nicht. Wenn die Vorraussetzung erfüllt ist, geht das Vorgehen weiter zu Schritt S23, wo die Vorraussetzungsmarkierung F eingeschaltet wird, und das Verfahren geht weiter zu Schritt S25. Wenn die Vorraussetzung nicht erfüllt ist, wird die Vorraussetzungsmarkierung F in Schritt S24 ausgeschaltet und das Verfahren geht weiter zu Schritt S25.
Als nächstes wird in Schritt S25 beurteilt, ob die Voraussetzungsmarkierung F eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Voraussetzungsmarkierung F eingeschaltet ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt S26. Wenn die Voraussetzungsmarkierung F nicht eingeschaltet ist, wird die Reihen von Prozessen beendet.
In Schritt S26, wird das gegenwärtige Übermaßverhältnis λF, das das Verhältnis der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF zu der theoretischen Luftmenge g0 ist, auf Basis der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF, die durch den Luftmengenmesser 17 erfasst wird, durch die folgende Formel berechnet: λF = GF/g0 = GF/(Q × ρ × c).
In Schritt S27 wird beurteilt, ob das gegenwärtige Übermaßluftverhältnis λF nicht größer als der Beurteilungsreferenzwert λS ist (zum Beispiel λS = 1). Wenn das gegenwärtige Übermaßluftverhältnis λF nicht größer ist als der Beurteilungsreferenzwert λS, wird in Schritt S28 bestimmt, dass es irgendeine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt, und der Abnormalitätsbeurteilungszähler CNG, der anfänglich auch 0 eingestellt ist, wird inkrementiert, wobei das Verfahren zu Schritt S29 weitergeht. Wenn das gegenwärtige Übermaßluftverhältnis λF größer ist als der Beurteilungsreferenzwert λS, geht das Verfahren weiter zu Schritt S31.
In Schritt S29 wird beurteilt, ob der Abnormalitätsbeurteilungszähler CNG einen Wert anzeigt, der nicht weniger ist als eine Abnormalitätsbeurteilungsfortführungszeit TNG. Das heißt, es wird beurteilt, ob der Zustand, in dem das gegenwärtige Übermaßluftverhältnis λF nicht größer ist als der Beurteilungsreferenzwert λS, für die Abnormalitätsbeurteilungsfortführungszeit TNG beibehalten worden ist.
Wenn der Abnormalitätsbeurteilungszähler CNG einen Wert anzeigt, der nicht geringer ist als die Abnormalitätsbeurteilungsfortführungszeit TNG, wird in Schritt S30 bestimmt, dass es irgendeine Abnormalität gibt und die Abnormalitätsmarkierung F1 wird eingeschaltet. Des weiteren wird ein Abnormalitätswiederherstellungszähler COK auf einen vorbestimmten Wiederherstellungsbeurteilungsfortführungszeitwert TOK eingestellt. Der Abnormalitätswiederherstellungszähler COK ist ein Subtraktionszähler. Wenn die Abnormalitätsbeurteilung in Schritt S27 zeigt, dass das gegenwärtige Übermaßluftverhältnis λF größer ist als der Beurteilungsreferenzwert λS, wird die Abnormalitätsmarkierung F1 nicht sofort abgeschaltet. Sie wird nur abgeschaltet, wenn die Abnormalitätsbeurteilungsbedingung von Schritt S27 nicht andauernd für die Wiederherstellungsbeurteilungsfortführungszeit TOK erfüllt ist.
Wenn der Abnormalitätsbeurteilungszähler CNG keinen Wert anzeigt, der nicht geringer ist als die Abnormalitätsbeurteilungsfortführungszeit TNG, wird Schritt S30 übersprungen, und die Reihe von Prozessen wird beendet.
Wenn in Schritt S27 bestimmt ist, dass das gegenwärtige Übermaßluftverhältnis λF größer ist als der Beurteilungsreferenzwert λS, wird der Abnormalitätswiederherstellungsprozess von den Schritten S31 bis S33 ausgeführt.
Zuerst wird in Schritt S31 beurteilt, ob der Wert des Abnormalitätswiederherstellungszählers COK null erreicht hat oder nicht. Das heißt, es wird beurteilt, ob die Abnormalitätsbeurteilungsbedingung von Schritt S27 aufgehört hat andauernd für die Wiederherstellungsbeurteilungsfortführungszeit TOK erfüllt zu werden. Wenn der Wert des Abnormalitätswiederherstellungszählers COK null ist, wird in Schritt S32 bestimmt, dass die Abnormalität beseitigt worden ist, und die Abnormalitätsmarkierung F1 wird abgeschaltet und der Abnormalitätsbeurteilungszähler CNG wird auf 0 bereinigt, um die Reihe von Prozessen zu beenden. Wenn die Abnormalitätsbeurteilungsbedingung von Schritt S27 nicht wieder über die Abnormalitätsbeurteilungsfortführungszeit TNG erfüllt ist, dann wird aufgrund dieser Anordnung die Abnormalitätsmarkierung F1 nicht eingeschaltet.
Wenn der Wert des Abnormalitätswiederherstellungszählers COK nicht null ist, wird in Schritt S33 der Abnormalitätswiederherstellungszähler COK stufenweise verringert, um die Reihe von Prozessen zu beenden.
Wenn die Abnormalitätsmarkierung F1 eingeschaltet ist, wird eine Routine ausgeführt, die von der vorstehend beschriebenen verschieden ist, wobei ein Fail-Safe-Prozess bezüglich einer Abnormalität in dem Einlasssystem des Dieselmotors durchgeführt wird. In dem Fail-Safe-Prozess sind das Wirbelsteuerventil und die EGR Steuerung außer Kraft gesetzt. Damit der Verbrennungsmotor nicht in dem Hochdrehzahl-, Hochlastbereich betrieben werden kann, wird eine Gaspedalsteuerung durchgeführt, die die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß den Daten an dem Gaspedalöffnungssensor fiktiv beschränkt, oder die die Kraftstoffmenge, die in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, direkt beschränkt.
Wenn es eine Abnormalität in dem Einlasssystem gibt und sich der Einlasswiderstand ändert, ändern sich auf diese Weise die gegenwärtige Einlassluftmenge GF, die durch den Luftmengenmesser 17 erfasst wird, der in der Einlasspassage 3 vorgesehen ist, und die Kraftstoffeinspritzmenge Q, um eine Fluktuation in dem gegenwärtigen Übermaßluftverhältnis λF zu bewirken. Durch den Vergleich des gegenwärtigen Übermaßluftverhältnisses λF mit dem Beurteilungsreferenzwert λS, ist es somit möglich, eine Abnormalität in dem Einlasssystem zu erfassen. In diesem Fall ist es möglich eine Abnormalitätserfassung mit höherer Genauigkeit durchzuführen, verglichen mit dem Fall, in dem die Abnormalitätserfassung einfach auf Basis von Änderungen der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF durchgeführt wird.
Beispiel 6
In Beispiel 5 wird in Schritt S22 des Flussdiagramms von 7 beurteilt, ob die Voraussetzung für die Einlasssystemabnormalitätserfassung erfüllt ist oder nicht. Es ist auch möglich, das Wirbelsteuerventil 13 mit der ECU 26 zu verbinden und die Voraussetzung hinzuzufügen, die auch erfordern kann, dass das Wirbelsteuerventil 13 aus ist.
In dem Fall, in dem das Wirbelsteuerventil 13 normal ist, wird der tangentiale Anschluss 4a geschlossen, wenn das Wirbelsteuerventil 13 eingeschaltet wird, um vollständig geschlossen zu werden, und Luft wird zur Verbrennungskammer ausschließlich durch den spiralförmigen Anschluss 4b zugeführt, so dass sich der Einlasswiderstand in dem Einlasskrümmer 4 erhöht, und die tatsächliche Einlassluftmenge GF klein ist. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 ausgeschaltet ist, ist das Wirbelsteuerventil 13 geöffnet und Luft wird zu der Verbrennungskammer durch sowohl den tangentialen Anschluss 4a als auch den schraubenförmigen Anschluss 4b zugeführt, so dass sich der Einlasswiderstand der Einlasspassage 3 nicht erhöht und die gegenwärtige Einlassluftmenge GF nicht abnimmt. Wenn das Wirbelsteuerventil 13 jedoch in dem vollständig geschlossenen Zustand fortbesteht, während das Wirbelsteuerventil 13 aus ist, wird Luft zu der Verbrennungskammer ausschließlich durch den spiralförmigen Anschluss 4b zugeführt, da der tangentiale Anschluss 4a geschlossen ist, so dass sich der Einlasswiderstand in dem Einlasskrümmer 4 erhöht und die gegenwärtige Einlassluftmenge GF abnimmt.
Somit ist das gegenwärtige Übermaßluftverhältnis λF nicht größer als der Beurteilungsreferenzwert λS in Schritt S27 und wenn nach der Reihe von Prozessen die Abnormalitätsmarkierung F1 in Schritt S30 eingeschaltet ist, kann die Abnormalität in dem Einlasssystem dem andauernden geschlossen bleiben des Wirbelsteuerventils 13 zugeschrieben werden.
Beispiel 7
Während in Beispiel 5 ein eindimensionales Kennfeld, das die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit als einen Parameter verwendet, den Beurteilungsreferenzwert λS in Schritt S21 des Flussdiagramms von 7 bildet, ist es auch möglich, dass die ECU 26 den Beurteilungsreferenzwert λS durch ein zweidimensionales Kennfeld berechnet, das die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und die Kraftstoffeinspritzmenge als Parameter verwendet. Dies ermöglicht es den Referenzwert für jede Kombination der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge zu variieren, so dass es möglich ist, wenn eine Verbrennung unter verschiedenen Bedingungen in den verschiedenen Verbrennungsmotorbetriebsbereichen durchgeführt wird, eine Einlasssystemabnormalitätsbeurteilung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
Die vorstehend beschriebenen Einlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtungen für Dieselmotoren der Beispiele 5 bis 7 sind weitläufig auf eine Einlasssystemabnormalitätserfassung anwendbar, wobei es auch möglich gemacht ist, eine Verstopfung des Ladeluftkühlers 9 und eine Verstopfung des Luftreinigungselements 7 zu erfassen. Des weiteren ist es auch möglich, eine Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassung im Hochland mit der gleichen Einlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung durchzuführen, ohne ein spezielles Verfahren bezüglich der Atmosphärendruckkorrektur durchführen zu müssen. Das gegenwärtige Übermaßverhältnis λF, das von dem Wert der gegenwärtigen Einlassluftmenge GF berechnet wird, ändert sich mit einer zeitlichen Verschlechterung des Luftmengenmessers 17. Dies kann durch das Vergleichen des gegenwärtigen Übermaßluftverhältnisses λF mit dem Beurteilungsreferenzwert λS für eine lange Zeitspanne bewältigt werden, was es ermöglicht eine Abnormalität in dem Luftmengenmesser 17 zu erfassen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf ein Einlassabnormalitätserfassungssystem anwendbar, das eine Erhöhung des Einlasswiderstands umfasst, sondern auch auf ein Einlassabnormalitätserfassnungssystem, das eine Abnahme des Einlasswiderstands wie in dem Fall der andauernden Öffnung des Wirbelsteuerventils 13 umfasst. Abgesehen von dem Übermaßluftverhältnis ist es auch möglich das Luft-Kraftstoffverhältnis oder das Äquivalenzverhältnis als das Mischverhältnis zu benutzen.
Wie in den Beispielen 2 und 6 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, wird das Mischverhältnis der Kraftstoffeinspritzmenge und der gegenwärtigen Einlassluftmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge und der gegenwärtigen Einlassluftmenge berechnet, die durch den Luftmengenmesser erfasst wird, und das Mischverhältnis wird mit einem Referenzwert verglichen, wobei ein Abnormalitätsbeurteilungssteuerkreis bestimmt, dass es eine Abnormalität in dem Wirbelsteuerventil des Einlasssystems gibt, was es möglich macht, eine Abnormalität in dem Wirbelsteuerventil bei niedrigen Kosten zu erfassen, ohne einen teuren O₂ Sensor benutzen zu müssen.

Claims

Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung für das Erfassen einer Abnormalität in einem Wirbelsteuerventil (13) eines Verbrennungsmotoreinlasssystems, mit: einem Luftmengenmesser (17) für das Erfassen einer Einlassluftmenge (GF) des Einlasssystems; und einem Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (16; 26), der die Einlassluftmenge (GF), die durch den Luftmengenmesser (17) erfasst wird, oder ein Mischverhältnis (λF) einer Kraftstoffeinspritzmenge des Verbrennungsmotors, das durch einen Einspritzmengenberechnungsschaltkreis (26) berechnet wird, und die Einlassluftmenge (GF), die durch den Luftmengenmesser (17) erfasst wird, mit einem Referenzwert (GP; λS) vergleicht, um dadurch zu beurteilen, ob es eine Abnormalität in dem Wirbelsteuerventil (13) gibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (16; 26) beurteilt, wenn das Wirbelsteuerventil (13) aus ist.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (16) die Einlassluftmenge (GF), die durch den Luftmengenmesser (17) erfasst wird, mit dem Referenzwert (GP) vergleicht.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Referenzwert (GP) eine Berechnungseinlassluftmenge ist, die auf der Basis eines Einlassluftdrucks (Pin) des Einlasssystems berechnet wird, der durch den Drucksensor (14) wird.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (16) die Berechnungseinlassluftmenge (GP) auf der Basis einer Einlasslufttemperatur (Tim) des Einlasssystems korrigiert, die durch einen Temperatursensor (15) erfasst wird.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (16) bestimmt, dass es eine Abnormalität in dem Wirbelsteuerventil (13) gibt, wenn ein Wert, der durch das Abziehen der erfassten Einlassluftmenge (GF) von der Berechnungseinlassluftmenge (GP) erhalten wird, für eine vorbestimmte Zeitspanne andauernd größer ist als ein vorbestimmter Wert (α).
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (26) das Mischverhältnis (λF) mit dem Referenzwert (λS) vergleicht.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Mischverhältnis (λF) ein Übermaßluftverhältnis ist, das auf Basis eines theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses berechnet wird.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (26) den Referenzwert (λS) in Übereinstimmung mit der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit bestimmt, die durch einen Verbrennungsmotorrotationssensor (24) erfasst wird.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Referenzwert (λS) durch ein eindimensionales Kennfeld mit der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit als ein Parameter berechnet wird.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Abnormalitätsbeurteilungsschaltkreis (26) den Referenzwert (λS) in Übereinstimmung mit der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit, die durch einen Verbrennungsmotorrotationssensor (24) erfasst wird, und der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt, die durch den Einspritzmengenberechnungsschaltkreis (26) berechnet wird.
Verbrennungsmotoreinlasssystemabnormalitätserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Referenzwert (λS) durch ein zweidimensionales Kennfeld mit der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und der Kraftstoffeinspritzmenge als Parameter berechnet wird.