DE69809614T2

DE69809614T2 - Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69809614T2
Application number: DE1998609614
Authority: DE
Inventors: Yuichi Hokazono; Motoichi Murakami; Tomihisa Oda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: JPH10299557A; JP3796912B2; EP0860601B1; EP0860601A3; DE69809614D1; EP0860601A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf ein Kraftstoffeinspritzsystem, das eine Einrichtung zum Erfassen von Fehlverhalten des Kraftstoffeinspritzsystems hat.

2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik

Ein Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art für einen Verbrennungsmotor ist im Stand der Technik bekannt. Ein Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art hat eine Common- Rail, die einen von einer Hochdruckkraftstoffpumpe zugeführten unter hohem Druck stehenden Kraftstoff speichert. Kraftstoffeinspritzventile des Motors sind mit der Common-Rail verbunden und spritzen den in dem Druckspeicher (das heißt in der Common-Rail) befindlichen unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in die jeweiligen Zylinders des Motors ein. Das heißt die Common-Rail wirkt als ein Druckspeicher, der unter hohem Druck stehenden Kraftstoff speichert und diesen zu jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen verteilt.
Des Weiteren ist außerdem ein Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art bekannt, das mit einer Einrichtung zum Erfassen von Fehlverhalten des Kraftstoffeinspritzsystems wie beispielsweise ein Austreten aus der Common-Rail oder ein Hängenbleiben des Kraftstoffeinspritzventils vorgesehen ist.
Diese Art an Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art ist beispielsweise in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 8-4 577 offenbart.
Das Kraftstoffeinspritzsystem in der Veröffentlichung Nr. 8-4 577 ist mit einem Drucksensor versehen, der den Druck des Kraftstoffes in der Common-Rail erfasst und die Druckdifferenz in der Common-Rail vor und nach dem Kraftstoffeinspritzen aus dem Kraftstoffeinspritzventil das heißt den Druckabfall in der Common-Rail während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne misst. Des Weiteren ist das System der Veröffentlichung Nr. 8-4 577 mit einer Fehlererfassungseinrichtung versehen, die die Drücke in der Common-Rail vor und nach dem Kraftstoffeinspritzen auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors abschätzt, um den Druckabfall während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne abzuschätzen, und die bestimmt, dass das Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufweist, wenn die Differenz zwischen dem gemessenen Druckabfall und dem abgeschätzten Druckabfall größer als der vorbestimmte Grenzwert ist.
Bei dem System der Veröffentlichung Nr. 8-4 577 wird der durch ein Kraftstoffeinspritzen bewirkte abgeschätzte Druckabfall ΔP berechnet durch ΔP = (K/V) x Q. Wobei Q die Kraftstoffeinspritzmenge für eine Kraftstoffeinspritzung ist, die aus dem Betriebszustand (Lastzustand) des Motors abgeschätzt wird, K das Volumenelastizitätsmodul oder Kompressionsmodul des Kraftstoffes ist und V das Gesamtvolumen eines Hochdruckabschnittes des Kraftstoffeinspritzsystems ist, das das Volumen der Common-Rail, das Volumen einer Hochdrucklieferleitung zu der Common-Rail und das Volumen einer Kraftstoffeinspritzleitung von der Common-Rail zu den Kraftstoffeinspritzventilen umfasst. In der Veröffentlichung Nr. 8-4 577 werden konstante Werte für das Volumenelastizitätsmodul K und das Volumen V verwendet. Das heißt es wird erachtet, dass der Druckabfall während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne dem Druckabfall gleich ist, der durch den aus der Common-Rail herausströmenden Kraftstoff bewirkt wird. Daher muss, wenn die aus der Common-Rail während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne herausströmende Kraftstoffmenge die gleich wie die Kraftstoffeinspritzmenge Q ist, der Druckabfall während der Kraftstoffzeitspanne der gleiche wie ΔP sein. Wenn der abgeschätzte Wert ΔP von dem gemessenen Wert ΔP verschieden ist, wird erachtet, dass die Menge an von der Common-Rail während des Kraftstoffeinspritzens herausströmende Kraftstoffmenge nicht mit der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge Q (das heißt die Zielkraftstoffeinspritzmenge) übereinstimmt. Wenn beispielsweise der gemessene Druckabfall ΔP einen bestimmten Betrag größer als der abgeschätzte Abfall ΔP ist, wird, da dies bedeutet, dass die aus der Common-Rail ausströmende Kraftstoffmenge größer als der Zielwert der Kraftstoffeinspritzmenge ist, dies als ein Fehlverhalten des Kraftstoffeinspritzsystems derart erachtet, dass ein Hängenbleiben des Kraftstoffeinspritzventils bei der Öffnung der Position aufgetreten ist.
Jedoch ist es bei dem System der Veröffentlichung Nr. 8-4 577 schwierig, das Fehlverhalten korrekt zu bestimmen, wenn der Druck des Kraftstoffes der Common-Rail sich über einen sehr breiten Bereich ändert.
Wie dies vorstehend aufgeführt ist, nimmt die Veröffentlichung Nr. 8-4 577 an, dass das Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffes unabhängig von dem Druck und der Temperatur des Kraftstoffes konstant ist. Jedoch ändert sich das Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffes in der Tat in Übereinstimmung mit dem Druck und mit der Temperatur des Kraftstoffes. Daher nimmt bei dem tatsächlichen System der Druckabfall während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne verschiedene Werte in Übereinstimmung mit dem Druck und der Temperatur des Kraftstoffes in der Common-Rail ein, selbst wenn die Kraftstoffeinspritzmenge die gleiche ist. Beispielsweise nimmt, da das Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffes mit der Zunahme des Druckes größer wird, der gemessene Druckabfall A P zu, wenn der Druck in der Common-Rail zunimmt, selbst wenn die Kraftstoffeinspritzmenge die gleiche ist. Daher ist es, wenn ein konstanter Wert des Volumenelastizitätsmoduls K zum Abschätzen des Druckabfalls ΔP verwendet wird, schwierig, das Fehlverhalten des Kraftstoffeinspritzsystems korrekt zu bestimmen, wenn der Druck in der Common-Rail sich über einen breiten Bereich ändert.
Des Weiteren ändert sich bei einem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art einer gewissen Art der Druck des Kraftstoffes in der Common-Rail in einem sehr breiten Bereich, um sowohl die Kraftstoffeinspritzmenge als auch die Einspritzrate in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors zu steuern. Beispielsweise wird bei einem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art der Druck in der Common-Rail von 10 Mpa auf 150 Mpa verändert. Da bei einem derartigen Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art die Änderung des Volumenelastizitätsmoduls sehr groß ist, ist die Bestimmung des Fehlverhaltens unter Verwendung des Verfahrens der Veröffentlichung Nr. 8-4 577 nicht möglich, wenn ein konstanter Wert für das Volumenelastizitätsmodul verwendet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf die vorstehend ausgeführten Probleme des Standes der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum korrekten Bestimmen eines Fehlverhaltens des Kraftstoffeinspritzsystems zu schaffen, wenn der Druck des Kraftstoffes sich in einem sehr breiten Bereich ändert.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gelöst, das folgendes aufweist: einen Druckspeicher zum Speichern von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff; ein Kraftstoffeinspritzventil, das mit dem Druckspeicher verbunden ist und in dem Druckspeicher befindlichen Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor bei einer vorbestimmten Zeitabstimmung einspritzt; eine Kraftstoffpumpe zum Zuführen von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff zu dem Druckspeicher bei einer vorbestimmte n Zeitabstimmung, um den Druck des Kraftstoffs in dem Druckspeicher bei einem vorbestimmten Wert zu halten; eine Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Drucks des Kraftstoffs in dem Druckspeicher; eine Volumenelastizitätsmodulerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Volumenelastizititäsmoduls des Kraftstoffs in dem Druckspeicher; und eine Fehlverhaltenserfassungseinrichtung zum Erfassen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem des Motors ein Fehlverhalten aufgetreten ist, auf der Grundlage des Volumenelastizitätsmoduls, das durch die Volumenelastizitätsmodulerfassungseinrichtung erfasst worden ist, und der Änderung des Drucks des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während des Betriebs des Motors.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst die Kompressionsmodulerfassungseinrichtung das Kompressionsmodul (Volumenelastizitätsmodul) des Kraftstoffes in dem Druckspeicher und dieser erfasste Kompressionsmodul wird verwendet, um zu bestimmen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten auf getreten ist. Die Kompressionsmodulerfassungseinrichtung bei dieser Erfindung kann den Kompressionsmodul indirekt auf der Grundlage des Drucks, der Temperatur (oder beiden) des Kraftstoffes in dem Druckspeicher erfassen. Die Fehlverhalten-Erfassungseinrichtung bei dieser Erfindung kann das Fehlverhalten des Kraftstoff Systems bestimmen, indem beispielsweise die Druckänderung in dem Druckspeicher während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne oder der Kraftstoffzuführzeitspanne mit der gemessenen Druckänderung in dem Druckspeicher verglichen wird. Da das Kompressionsmodul, das für das Bestimmen des Fehlverhaltens verwendet wird, in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Druck und der tatsächlichen Temperatur des Kraftstoffes in dem Speicher sich ändert, kann das Fehlverhalten des Systems korrekt bestimmt werden, selbst wenn der Druck und die Temperatur des Kraftstoffes in dem Druckspeicher sich in einem sehr breiten Bereich ändern.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung ist aus der nachstehend aufgeführten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich:
Fig. 1 zeigt in schematischer Weise den allgemeinen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung bei Anwendung bei einem Motor eines Kraftfahrzeuges.
Fig. 2 zeigt in schematischer Weise das Verfahren zum Erfassen des Fehlverhaltens des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm einer typischen Änderung des Kompressionsmoduls des Kraftstoffes gemäß den Änderungen des Druckes und der Temperatur von diesem.
Die Fig. 4 bis 10 zeigen Flussdiagramme zur Erläuterung von verschiedenen Ausführungsbeispielen des Fehlverhalten- Erfassungsvorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Nachstehend sind Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt einen allgemeinen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Kraftstoffeinspritzsystems der vorliegenden Erfindung bei Anwendung bei einem Dieselmotor eines Kraftfahrzeuges.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Verbrennungsmotor bezeichnet (bei diesem Ausführungsbeispiel ist dies ein Viertakt-Vierzylinder-Dieselmotor). Mit dem Bezugszeichen 1 sind Kraftstoffeinspritzventile bezeichnet, die Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder des Motors 10 einspritzen, und mit dem Bezugszeichen 3 ist eine Common-Rail (ein Druckspeicher) bezeichnet, mit dem der die Kraftstoffeinspritzventile 1 verbunden sind. Wie dies nachstehend erläutert ist, speichert die Common-Rail 3 den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff, der von einer Hochdruckkraftstoffpumpe 5 zugeführt wird, und verteilt diesen zu den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 1.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 7 ein Kraftstoffbehälter bezeichnet, der Kraftstoff (bei diesem Ausführungsbeispiel Dieselkraftstoff) für den Motor speichert, und mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Niedrigdruckzuführpumpe bezeichnet, die den in dem Kraftstoffbehälter 7 befindlichen Kraftstoff zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 liefert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Kraftstofffilter 9b an der Kraftstofflieferleitung 13 von der Niedrigdruckzuführpumpe 9 zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 angeordnet. Während des Betriebs des Motors 10 wird der Kraftstoff in dem Behälter 7 auf einen konstanten Druck durch die Zuführpumpe 9 mit Druck beaufschlagt und durch den Kraftstofffilter 9b gefiltert, um in dem Kraftstoff befindliche Fremdstoffe und Wasser zu beseitigen, und er wird zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 über die Lieferleitung 13 geliefert. Der Kraftstoff wird durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 5 weiter mit Druck beaufschlagt und zu der Common-Rail 3 über ein Rückschlagventil 15 und eine Hochdruckleitung 17 zugeführt. Von der Common-Rail 3 wird der Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder durch die jeweiligen Kraftstoffeinspritzventile eingespritzt.
Mit dem Bezugszeichen 19 ist in Fig. 1 eine Kraftstoffrücklaufleitung für eine Rückkehr des Kraftstoffes von den Kraftstoffeinspritzvenilen 1 zu dem Kraftstoffbehälter 7 bezeichnet. Der Rücklauf des Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil ist nachstehend detailliert erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20 zum Steuern des Motors 10 vorgesehen, die ECU 20 kann als Mikrocomputer einer bekannten Art aufgebaut sein, der einen Festspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Mikroprozessor (CPU) und Eingangs-Ausgangsanschlüsse hat, die sämtlich miteinander durch einen bidirektionalen Bus verbunden sind. Des Weiteren ist die ECU 20 mit einem Sicherungs-RAM versehen, der dazu in der Lage ist, den Inhalt oder den Speicherinhalt selbst dann beizubehalten, wenn ein Hauptschalter des Motors ausgeschaltet ist. Wie dies nachstehend erläutert ist, führt die ECU 20 eine Kraftstoffdrucksteuerung aus, die den Kraftstoffdruck in der Common-Rail in Übereinstimmung mit der Motorlast und der Drehzahl einstellt, indem der Betrieb des Einlass-Steuerventils 5a der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 gesteuert wird. Des Weiteren führt die ECU 20 eine Kraftstoffeinspritzsteuerung aus, die die Kraftstoffeinspritzmenge steuert, indem die Öffnungszeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils 1 eingestellt wird.
Wie dies nachstehend erläutert ist, wirkt die ECU 20 bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Fehlverhalten- Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem, das die Kraftstoffpumpe 5, die Common-Rail 3 und die Kraftstoffeinspritzventile 1 etc. hat, ein Fehlverhalten aufgetreten ist.
Um diese Steuerungen auszuführen, werden Spannungssignale, die dem Druck und der Temperatur des Kraftstoffes in der Common-Rail 3 entsprechen, zu dem Eingabeanschluss der ECU 20 von einem Kraftstoffdrucksensor 31 und einen Kraftstofftemperatursensor 33, die jeweils an der Common-Rail 3 angeordnet sind, über einen AB-Wandler 34 geliefert. Ein Gaspedalsignal, das den Betrag des Niederdrückens eines Gaspedals durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs wiedergibt, wird ebenfalls zu dem Eingabeanschluss der ECU 20 über den AD-Wandler 34 von einem Gaspedalsensor 35 geliefert, der in der Nähe des (nicht gezeigten) Gaspedals angeordnet ist. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Kraftstofflieferdrucksensor 39 an der Kraftstofflieferleitung 13 zwischen dem Kraftstofffilter 9b und der Hochdrucklieferpumpe 5 angeordnet und ein Spannungssignal, das dem Kraftstofflieferdruck zu der Kraftstoffpumpe 5 entspricht, wird von dem Sensor 39 zu dem Eingabeanschluss der ECU 20 über den AD-Wandler 34 geliefert. Kurbelwinkelsignale werden von einem Kurbelwinkelsensor 37 zu dem Eingabeanschluss der ECU 20 geliefert. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Kurbelwinkelsensor 37 tatsächlich aus zwei Sensoren. Ein Sensor ist ein Referenzpositionssensor, der in der Nähe einer Nockenwelle des Motors angeordnet ist und ein Referenzimpulssignal erzeugt, wenn die Kurbelwelle eine Referenzdrehposition erreicht (beispielsweise wenn der erste Zylinder des Motors 10 den oberen Totpunkt des Kompressionshubs erreicht), und der andere Sensor ist ein Drehwinkelsensor, der ein Drehimpulssignal bei einem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle erzeugt. Diese Kurbelwinkelsignale das heißt das Referenzimpulssignal und das Drehimpulssignal werden ebenfalls zu dem Eingabeanschluss der ECU 20 geliefert.
Der Ausgabeanschluss der ECU 20 ist mit den Kraftstoffeinspritzventilen 1 und einem Solenoidbetätigungsglied des Einlasssteuerventils 5a der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 über jeweilige Treiberschaltungen 40 verbunden und steuert den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 1 und die Kraftstoffzufuhrmenge von der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 zu der Common-Rail 3. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 5 bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Pumpe der Kolbenart mit zwei Zylindern. Die Kolben der Pumpe 5 werden durch Nocken angetrieben, die an der Antriebswelle ausgebildet sind und sich in den jeweiligen Zylindern hin- und hergehend bewegen. Einlasssteuerventile 5a, die durch das jeweilige Solenoidbetätigungsglied geöffnet und geschlossen werden, sind an den Einlassöffnungen der jeweiligen Zylinder angeordnet. Die Antriebswelle der Pumpe 5 bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Kurbelwelle des Motors 10 angetrieben und dreht sich synchron mit der Kurbelwelle bei der halben Geschwindigkeit von dieser. Des Weiteren hat jeder der Nocken, die an der Antriebswelle ausgebildet sind, zwei Nockenhubabschnitte, wodurch die jeweiligen Zylinder der Pumpe 5 Kraftstoff einmal pro Umdrehung der Kurbelwelle abgeben. Somit gibt die Pumpe 5 als Ganzes viermal pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle ab. Das heißt da ein Vierzylinder-Viertakt-Dieselmotor bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist die Pumpe 5 in der Lage, Kraftstoff zu der Common-Rail 3 bei einer Zeitabstimmung zuzuführen, die mit den Hüben der Zylinder des Motors synchron ist. Beispielsweise führt die Pumpe bei diesem Ausführungsbeispiel den Kraftstoff der Common-Rail bei der Zeit unmittelbar nach dem Kraftstoffeinspritzen der jeweiligen Zylinder zu.
Des Weiteren steuert die ECU 20 die zu der Common-Rail 3 zugeführte Kraftstoffmenge durch ein Ändern der zeitlichen Abstimmung, bei der das Einlasssteuerventil 5 während des Abgabehubs der Pumpenzylinder schließt. Genauer gesagt hält die ECU 20 das Einlasssteuerventil 5a offen, indem das Solenoidbetätigungsglied während des Einlasshubs und während eines Teils des Auslasshubs des Pumpenzylinders entregt wird. Wenn das Einlasssteuerventil offen gehalten wird, strömt der Kraftstoff in dem Pumpenzylinder zurück zu dem Kraftstoffbehälter durch das Einlasssteuerventil während des Abgabehubs und der in dem Pumpenzylinder befindliche Kraftstoff wird nicht zu der Common-Rail 3 zugeführt. Wenn eine vorbestimmte Zeitspanne von dem Beginn des Auslasshubs verstrichen ist, schließt die ECU 20 das Einlasssteuerventil 5a, indem das Solenoidbetätigungsglied angeregt wird. Dadurch wird der in dem Pumpenzylinder eingeschlossene Kraftstoff durch den Kolben mit Druck beaufschlagt und, wenn der Druck in dem Zylinder den Druck in der Common-Rail 3 überschreitet, drängt der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in dem Zylinder das Rückschlagventil 15 so, dass es öffnet, und strömt in die Hochdruckleitung 17. Das heißt wenn das Einlassventil 5a während des Abgabehubs des Pumpenzylinders geschlossen wird, wird der Kraftstoff zu der Common-Rail 3 zugeführt. Wenn das Einlassventil 5a einmal geschlossen ist, wird das Ventil 5a in der geschlossenen Position während des Abgabehubs durch den Kraftstoffdruck unabhängig von der Betätigung des Solenoidbetätigungsgliedes gehalten. Daher wird die zu der Common-Rail 3 zugeführte Kraftstoffmenge durch den Zeitpunkt bestimmt, bei dem das Einlasssteuerventil schließt. Die ECU 20 bei diesem Ausführungsbeispiel steuert die Kraftstoff zuführmenge zu der Common-Rail 3 durch ein Ändern des Zeitpunktes zum Anregen des Solenoidbetätigungsgliedes des Einlasssteuerventils 5a.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die ECU 20 einen Zielwert des Common-Rail-Drucks auf der Grundlage der Motorlast und der Drehzahl. Die Beziehungen zwischen dem Zielwert und dem Common-Rail-Druck und der Motorlast und der Drehzahl werden zuvor bestimmt und in dem ROM der ECU 20 gespeichert. Des Weiteren steuert die ECU 20 die Kraftstoff zuführmenge der Hochdrucklieferpumpe 5 so, dass der durch den Sensor 33 erfasste Common-Rail-Druck bei dem Zielwert gehalten wird. Die ECU 20 berechnet des Weiteren die Kraftstoffeinspritzmenge von der Motorlast und der Drehzahl unter Verwendung einer vorbestimmten Beziehung und sie steuert die Öffnungsperiode der Kraftstoffeinspritzventile, um die berechnete Kraftstoffmenge von den Kraftstoffeinspritzventilen einzuspritzen.
Wie dies vorstehend erläutert ist, stellt die ECU 20 bei diesem Ausführungsbeispiel die Einspritzrate der Kraftstoffeinspritzventile 1 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors ein, indem der Common-Rail-Druck geändert wird und die Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors eingestellt wird, indem der Common-Rail-Druck und die Öffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils geändert wird. Daher ändert sich der Common-Rail-Druck bei diesem Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand in einem sehr breiten Bereich (beispielsweise von ungefähr 10 Mpa bis 150 Mpa).
Nachstehend ist ein Verfahren zum Erfassen des Fehlverhaltens des Kraftstoffeinspritzsystems, das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Fehlverhalten des Kraftstoffeinspritzsystems auf der Grundlage von zumindest einer der Änderungen bei dem Common-Rail-Druck während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne und der Kraftstoffzuführzeitspanne bestimmt.
Fig. 2 zeigt in schematischer Weise die Änderung des Kraftstoffdrucks in der Common-Rail 3 während eines Zyklus, der aus dem Kraftstoffeinspritzen und der Kraftstoffzufuhr zusammengesetzt ist.
In Fig. 2 zeigt die Periode PD eine Periode, bei die Kraftstoffeinspritzung durch eines der Kraftstoffeinspritzventile ausgeführt wird, und die Periode PU zeigt eine Periode, bei der die Kraftstoffzufuhr durch die Kraftstoffpumpe 5 nach jedem Kraftstoffeinspritzen ausgeführt wird. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, wird das Kraftstoffeinspritzen von den Kraftstoffeinspritzventilen 1 und die Kraftstoffzufuhr von der Kraftstoffpumpe 5 bei verschiedenen Zeitpunkten so ausgeführt, dass die Kraftstoffeinspritzperiode PD und die Kraftstoffzuführperiode PU sich einander nicht überdecken. In Fig. 2 zeigt PC1&sub0; den Druck in der Common-Rail 3 unmittelbar vor Beginn des Kraftstoffeinspritzens (PD), wobei PC2 den Druck in der Common-Rail nach dem Vollenden des Kraftstoffeinspritzens und vor dem Beginn der Kraftstoffzufuhr (PU) zeigt. PC1&sub0; zeigt den Druck in der Common-Rail nach der Vollendung der Kraftstoffzufuhr und vor dem Beginn des nächsten Kraftstoffeinspritzens. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Änderung des Common-Rail-Drucks vor und nach dem Kraftstoffeinspritzen (das heißt die Änderung des Drucks während der Kraftstoffeinspritzperiode PD) oder die Änderung des Common- Rail-Drucks vor und nach der Kraftstoffzufuhr (das heißt die Änderung des Drucks während der Kraftstoffzuführperiode PU) oder beide auf der Grundlage von PC1&sub0;, PC2 und PC1&sub1;, die durch den Kraftstoffdrucksensor 31 gemessen werden, durch die folgenden Formeln berechnet.
DPC12 = PC2 - PC1&sub0;
DPC21 = PC1&sub1; - PC2
Wobei hierbei DPC12 die Änderung des Drucks während der Kraftstoffeinspritzperiode PD ist und DPC21 die Änderung des Drucks während der Kraftstoffzuführperiode PU ist. Dieses Ausführungsbeispiel berechnet des Weiteren den abgeschätzten Wert DPD der Druckänderung während der Kraftstoffeinspritzperiode PD auf der Grundlage des Zielwertes der Kraftstoffeinspritzmenge und den abgeschätzten Wert DPU der Druckänderung während der Kraftstoffzuführperiode PU auf der Grundlage des Zielwertes der Kraftstoffzuführmenge. Durch einen Vergleich der Werte DPC12 mit DPD oder DPC21 mit DPU wird bestimmt, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten auf getreten ist.
Die abgeschätzten Werte der Druckänderungen DPD und DPU werden durch die nachstehend erläuterten Verfahren berechnet.
Die Druckänderung DPD während der Kraftstoffeinspritzperiode wird durch die folgende Formel berechnet.
DPD = -(K/VPC) · QFINC
Hierbei ist K das Volumenelastizitätsmodul (Kompressionsmodul) des Kraftstoffes, ist VPC das Volumen des Hochdruckteils des Kraftstoffeinspritzsystems, der die Common-Rail 3 umfasst, und ist QFINC ein Zielwert der Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem Volumen unter dem Referenzdruck (beispielsweise 0,1 Mpa) ausgedrückt wird. Da die ECU 20 die Kraftstoffeinspritzventile 1 so steuert, dass die Zielkraftstoffeinspritzmenge eingespritzt wird, wird die Menge des tatsächlich aus der Common-Rail 3 während der Kraftstoffeinspritzperiode PD herausströmenden Kraftstoffes die gleiche wie QFINC und der abgeschätzte Wert DPD wird der gleiche wie DPC12, wenn kein Fehlverhalten bei dem Kraftstoffeinspritzventil oder der Common-Rail 3 auftritt. Wenn andererseits ein Fehlverhalten wie beispielsweise ein Kraftstoffaustreten bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 oder der Common-Rail 3 auftritt, wird die tatsächliche Menge des aus der Common-Rail 3 herausströmende Kraftstoffes größer als QFINC. In diesem Fall wird die tatsächliche Änderung des Common-Rail- Drucks DPC12 größer als der abgeschätzte Wert DPD. Daher berechnet dieses Ausführungsbeispiel die Differenz dDPD zwischen dem abgeschätzten Wert DPD und dem tatsächlichen Wert DPC12 (das heißt dDPD = DPD - DPC12) und bestimmt, dass bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist, wenn der Wert dDPD einen vorbestimmten Wert R1 (R1 > 0) überschreitet.
In ähnlicher Weise wie bei der vorstehend dargelegten Ausführung wird der abgeschätzte Wert DPU der Druckänderung während der Kraftstoffzuführperiode PU durch die folgende Formel berechnet:
DPU = (K/VPC) · QPMD
QPMD ist ein Zielwert für die Kraftstoff zuführmenge das heißt die Menge des in die Common-Rail 3 während der Kraftstoff zuführperiode PU strömenden Kraftstoffes. Da die ECU 20 das Einlasssteuerventil 5a der Kraftstoffpumpe 5 so steuert, dass die tatsächliche Kraftstoff zuführmenge mit dem Zielwert QPMD übereinstimmt, wird die Menge des in die Common-Rail 3 strömende Kraftstoffes die gleiche wie QPMD und der abgeschätzte Wert DPU wird der gleiche wie der gemessene Wert DPC21, wenn kein Fehlverhalten bei der Kraftstoffpumpe 5 oder der Common- Rail 3 auf getreten ist. Daher berechnet dieses Ausführungsbeispiel die Differenz dDPU zwischen dem abgeschätzten Wert DPU und dem tatsächlichen Wert DPC21 durch dDPU = DPU - DPC21 und bestimmt, dass bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist, wenn der Wert dDPU größer als ein vorbestimmter Wert R2 (R2 > 0) ist.
Wie dies vorstehend erläutert ist, können die Bestimmung des Fehlverhaltens auf der Grundlage der Änderung des Drucks während der Kraftstoffeinspritzperiode unter Verwendung von DPD und DPC12 und die Bestimmungsfehlverhaltens auf der Grundlage der Änderung des Drucks während der Kraftstoff zuführperiode unter Verwendung von DPU und DPC21 unabhängig voneinander ausgeführt werden. Wenn jedoch beide Verfahren zum Bestimmen des Fehlverhaltens verwendet werden, kann die Art des Fehlverhaltens wie beispielsweise der fehlerhafte Abschnitt des Kraftstoffeinspritzsystems identifiziert werden, indem die Ergebnisse der Bestimmung durch die beiden Verfahren verglichen werden. Die Einzelheiten des Verfahrens zum Identifizieren der Art des Fehlverhaltens sind nachstehend detailliert erläutert.
Beim Berechnen von DPD und DPU ist es erforderlich, die Änderung des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs zu berücksichtigen. Das Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffes ändert sich in Übereinstimmung mit dem Druck und der Temperatur.
Fig. 3 zeigt eine typische Änderung des Volumenelastizitätsmoduls von Kraftstoff (Dieselkraftstoff) in Übereinstimmung mit dem Druck und der Temperatur. Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, nimmt das Volumenelastizitätsmodul von Dieselkraftstoff mit der Zunahme des Druckes zu und nimmt mit der Zunahme der Temperatur ab. Die Änderungsrate des Volumenelastizitätsmoduls, die zu den Änderungen des Drucks und der Temperatur zugehörig sind, ist relativ gering. Daher werden, wenn der Druck und die Temperatur des Kraftstoffes sich in einem relativ schmalen Bereich ändern, die Fehler bei den Werten DPD und DPU nicht groß, selbst wenn das Volumenelastizitätsmodul als konstant angenommen wird. Wenn jedoch die Änderungen des Drucks und der Temperatur des Kraftstoffes groß sind insbesondere in dem Fall, bei dem der Druck des Kraftstoffes sich über einen sehr breiten Bereich wie beispielsweise bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ändert (ungefähr 10 Mpa bis 150 Mpa), wird die Änderung des Volumenelastizitätsmoduls groß. Daher werden, wenn DPD und DPU auf der Grundlage eines konstanten Volumenelastizitätsmoduls berechnet werden, die Fehler bei den Werten DPD und DPU ebenfalls groß, und das Fehlverhalten bei dem Kraftstoff einspritzsystem kann nicht korrekt bestimmt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Volumenelastizitätsmodul des Dieselkraftstoffes, der für den Motor 1 verwendet wird, zuvor unter verschiedenen Druck- und Temperaturbedingungen innerhalb eines möglichen Bereichs bei dem Betrieb des Motors berechnet. Die gemessenen Werte des Volumenelastizitätsmoduls werden in dem ROM der ECU 20 in der Form einer numerischen Tabelle unter Verwendung des Drucks und der Temperatur gespeichert. Beim Berechnen von DPD und DPU bestimmt die ECU 20 den Wert des Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffes in der Common-Rail 3 von der numerischen Tabelle unter Verwendung des Kraftstoffdruckes PC und der Kraftstofftemperatur THF in der Common-Rail 3, die durch den Kraftstoffdrucksensor 31 und den Kraftstofftemperatursensor 33 erfasst werden, und berechnet DPD und DPU aus den vorstehend erläuterten Formeln unter Verwendung des bestimmten Wertes des Volumenelastizitätsmoduls.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel eines Bestimmungsvorgangs für ein tatsächliches Fehlverhalten unter Verwendung des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffes, das in Übereinstimmung mit dem Druck und der Temperatur des Kraftstoffes bestimmt wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 erläutert.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des Fehlverhaltens-Bestimmungsvorganges auf der Grundlage der Änderung des Drucks des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 während der Kraftstoffeinspritzperiode (DPD, DPC12). Dieser Vorgang wird durch eine Routine ausgeführt, die durch die ECU 20 bei vorbestimmten Intervallen ausgeführt wird (beispielsweise bei jedem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle).
Wenn in Fig. 4 der Betrieb startet, wird der Druck PC und wird die Temperatur THF des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 und wird der Kurbelwinkel CA von dem Kraftstoffdrucksensor 31, dem Kraftstofftemperatursensor 33 beziehungsweise dem Kurbelwinkelsensor 37 gelesen. Die ECU 20 bestimmt bei den Schritten 403 bis 409, ob der gegenwärtige Kurbelwinkel CA mit einem vorbestimmten Wert CA1&sub0; oder CA2 übereinstimmt, und wenn CA mit entweder R1&sub0; und der CA2 nicht übereinstimmt, wird der Vorgang direkt nach dem Schritt 407 beendet. Der Kurbelwinkel CA1&sub0; entspricht dem Zeitpunkt unmittelbar vor Beginn der Kraftstoffeinspritzung in die jeweiligen Zylinder das heißt dem Abtastzeitpunkt (sampling) PC1&sub0; in Fig. 2. Der Kurbelwinkel CA2 entspricht dem Zeitpunkt unmittelbar vor Beginn der Kraftstoffzuführung bei den jeweiligen Zylindern und entspricht dem Abtastzeitpunkt von PC2 in Fig. 2.
Wenn der gegenwärtige Kurbelwinkel CA mit dem Abtastzeitpunkt von PC1&sub0; bei Schritt übereinstimmt (das heißt CA = CA1&sub0;), speichert die ECU 20 die gegenwärtigen Werte des Drucks PC und der Temperatur THF als PC1&sub0; beziehungsweise THF1 (siehe Schritt 405) und, wenn der gegenwärtige Kurbelwinkel CA mit dem Abtastzeitpunkt von PC2 bei Schritt 407 übereinstimmt (das heißt CA = CA2), wird der gegenwärtige Wert von PC als PC2 bei Schritt 409 gespeichert. Durch das Ausführen der Schritte 401 bis 409 werden die neusten Werte von PC1&sub0;, THF1 und PC2 gelesen und gespeichert.
Bei Schritt 411 wird das Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 auf der Grundlage der gespeicherten Werte des Drucks PC1&sub0; und der Temperatur THF1 des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 bestimmt. Das Volumenelastizitätsmodul K wird von der numerischen Tabelle, die in dem ROM der ECU 20 gespeichert ist, unter Verwendung der Werte PC1&sub0; und THF1 bestimmt, wie dies vorstehend erläutert ist. Des Weiteren wird die abgeschätzte Druckänderung während der Kraftstoffeinspritzperiode auf der Grundlage des bei Schritt 411 bestimmten Volumenelastizitätsmodul K und der Kraftstoffeinspritzmenge QFINC berechnet durch:
DPD = -(k/VPC) · QFINC
Bei diesem Ausführungsbeispiel berechnet die ECU 20 die Kraftstoffeinspritzmenge QFINC durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffeinspritzmengenberechnungsroutine auf der Grundlage der Motordrehzahl und dem Niederdrückbetrag des Gaspedals (Gaspedalsignal).
Die Änderung CPC12 des tatsächlichen Drucks während der Kraftstoffeinspritzperiode wird bei Schritt 415 unter Verwendung von PC1&sub0; und PC2 berechnet durch:
DPC12 = PC2 - PC1&sub0;
Bei Schritt 417 wird die Differenz dDPD zwischen dem abgeschätzten Wert DPD der Druckänderung während einer Kraftstoffeinspritzperiode und dem tatsächlichen Wert DPC12 von dieser berechnet durch
dDPD = DPD - DPC12
Bei Schritt 419 bestimmt die ECU 20, ob die Differenz dDPD einen vorbestimmten Wert R1 überschreitet. Wenn dDPD größer als R1 bei Schritt 419 der Fall ist, bestimmt, da dies bedeutet, dass die aus der Common-Rail 3 herausströmende Kraftstoffmenge größer als die normale Menge (das heißt der Zielwert der Kraftstoffeinspritzmenge) ist, die ECU 20, dass bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist und stellt den Wert einer Fehlverhaltensmarke XT bei Schritt 423 auf 1 ein. Des Weiteren bestimmt, wenn dDPD ≤ R1 bei Schritt 419 der Fall ist, die ECU 20, dass das Kraftstoffeinspritzsystem normal arbeitet und sie stellt den Wert der Marke XT auf 1 bei Schritt 421 ein. Wenn die Fehlverhalten-Marke XT auf 1 gesetzt wird, wird eine Warnung durch eine (nicht gezeigte) andere Routine aktiviert, um den Fahrer des Kraftfahrzeugs darüber in Kenntnis zu versetzen, dass ein Fehlverhalten bei dem Kraftstoff ein Zusatzsystem aufgetreten ist. Das Ergebnis der Bestimmung das heißt der Wert der Marke XT kann in dem Sicherungs-RAM gespeichert werden, um zukünftige Inspektionen und Wartung zu erleichtern.
Obwohl der Wert des Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs auf der Grundlage des Drucks PT1&sub0; und der Temperatur THF1 des Kraftstoffs vor dem Ausführen der Kraftstoffeinspritzung bestimmt wird, können, da die Änderung des Drucks und die Temperatur des Kraftstoffs während der Kraftstoffeinspritzperiode relativ gering ist, der Druck (PC3) und die Temperatur des Kraftstoffs nach der Kraftstoffeinspritzung zum Bestimmen des Volumenelastizitätsmoduls verwendet werden. Des Weiteren können die Durchschnittswerte der Drücke und der Temperaturen vor und nach der Kraftstoffeinspritzung zum Bestimmen des Volumenelastizitätsmoduls verwendet werden.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines Fehlverhalten-Bestimmungsvorgangs auf der Grundlage der Änderung des Drucks des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 während der Kraftstoffzuführperiode (CPU, DPC21). Ähnlich wie bei dem Vorgang von Fig. 4 wird der Vorgang von Fig. 5 durch eine Routine ausgeführt, die durch die ECU 20 bei einem vorbestimmten Intervall ausgeführt wird (beispielsweise bei jedem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle des Motors).
Bei diesem Vorgang wird der abgeschätzte Wert DPU der Änderung des Drucks des Kraftstoffs während der Kraftstoff zuführperiode auf der Grundlage des Volumenelastizitätsmoduls berechnet, der in ähnlicher Weise wie bei dem Vorgang von Fig. 5 bestimmt wird, wobei die Bestimmung auf der Grundlage der Differenz dDPU zwischen dem abgeschätzten Wert DPU und dem tatsächlichen Wert DPC 21 der Druckänderung ausgeführt wird.
Die jeweiligen Schritte des Flussdiagramms von Fig. 5 zeigt ähnliche Vorgänge wie die Schritte von Fig. 4. Daher werden lediglich die Vorgänge in Fig. 5 nachstehend erläutert, die sich von jenen von Fig. 4 unterscheiden. Die Schritte 503 bis 509 zeigen die Vorgänge zum Lesen der Drücke PC1&sub1; und PC2 (siehe Fig. 2) und der Temperatur THF2. CA2 bei Schritt SO&sub3; und CA1&sub1; bei Schritt 507 sind Kurbelwinkel, die dem Zeitpunkt nach der Vollendung der Kraftstoffeinspritzung und vor dem Start der Kraftstoffzufuhr und dem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Beginn der nächsten Kraftstoffeinspritzung entsprechen. Des Weiteren wird das Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffs in Übereinstimmung mit dem Druck PC2 und der Temperatur THF2 des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 zu dem Zeitpunkt nach der Kraftstoffeinspritzung und vor der Kraftstoffzufuhr bei dem Ausführungsbeispiel bestimmt. Jedoch können, wie dies vorstehend erläutert ist, der Druck PC1&sub1; und die Temperatur THF1 des Kraftstoffs nach der Vollendung der Kraftstoffzufuhr zum Bestimmen des Wertes des Volumenelastizitätsmoduls K verwendet werden.
In Fig. 5 berechnet bei Schritt 513 die ECU 20 den abgeschätzten Wert CPU der Druckänderung des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 durch:
DPU = (k/VPC) · QPMD
QPMD ist die Kraftstoffzufuhrmenge von der Kraftstoffpumpe 5, die durch eine nicht gezeigte Routine auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors berechnet wird. Des Weiteren wird der tatsächliche Wert der Druckänderung CPC 21 bei Schritt 515 durch DPC21 = PC2 - PC1&sub1; berechnet und die Differenz dDPU zwischen dem abgeschätzten Wert DPU und dem tatsächlichen Wert DPC21 wird bei Schritt 517 durch dDPU = DPU - DPC21 berechnet. Bei Schritt 519 wird der Wert der Fehlverhalten-Marke XU in ähnlicher Weise wie bei der Marke XD bei Fig. 4 auf 1 (Fehlverhalten) oder 0 (normal) bei den Schritten 523 oder 521 auf der Grundlage davon gesetzt, ob dDPU größer als ein vorbestimmter Wert R2 ist.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 und 5 wird das Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffs auf der Grundlage sowohl des Drucks als auch der Temperatur des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 bestimmt. Jedoch kann bei dem Motor, bei dem die Temperaturänderung des Kraftstoffs in der Common-Rail 3 gering ist, das Volumenelastizitätsmodul K auf der Grundlage von lediglich dem Druck des Kraftstoffs unter der Annahme bestimmt werden, dass die Temperatur des Kraftstoffs konstant ist. In ähnlicher Weise kann bei dem Motor, bei dem die Änderung des Drucks der Common-Rail 3 gering ist, das Volumenelastizitätsmodul K auf der Grundlage von lediglich der Temperatur des Kraftstoffs unter der Annahme bestimmt werden, dass der Druck des Kraftstoffes konstant ist.
Nachstehend ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Berechnung der abgesetzten Druckänderung DPD erläutert.
Bei dem Schritt 413 von Fig. 4 wird die Druckänderung DPD während der Kraftstoffeinspritzperiode durch DPD = -(k/VPC) · QFINC unter der Annahme berechnet, dass die Druckänderung in dem Kraftstoff und der Common-Rail 3 lediglich durch den Kraftstoff bewirkt wird, der aus der Common-Rail 3 auf Grund des Kraftstoffeinspritzens herausströmt. Jedoch ist bei dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzsystem anderer aus der Common- Rail herausströmender Kraftstoff außer dem Kraftstoff, der von den Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzt wird, während der Kraftstoffeinspritzperiode vorhanden, selbst wenn das Kraftstoffeinspritzsystem normal ist.
Beispielsweise wird bei einigen Arten an Kraftstoffeinspritzventilen, bei denen der Kraftstoff als hydraulisches Fluid zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils verwendet wird, eine bestimmte Kraftstoffmenge zu dem Kraftstoffbehälter zugehörig zu dem Kraftstoffeinspritzvorgang des Kraftstoffeinspritzventils zurückgeleitet. Genauer gesagt wird bei diesen Arten an Kraftstoffeinspritzventilen das Kraftstoffeinspritzventil bei der geschlossenen Position gehalten, indem ein Kraftstoffdruck sowohl an der oberen Seite als auch an der unteren Seite (die Kraftstoffeinspritzöffnungsseite) des Ventilelementes ausgeübt wird, um die Kraft aufzuheben, die an dem Ventilelement durch den Kraftstoffdruck ausgeübt wird. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil zu öffnen ist, wird der Kraftstoff an der oberen Seite des Ventilelementes durch die Kraftstoffrückkehrleitung 19 über ein Soleniodventil entlastet, um die Kraft zu verringern, die an der oberen Seite des Ventilelementes ausgeübt wird. Durch das Verringern des Drucks auf der oberen Seite des Ventilelementes wird das Ventilelement durch den Kraftstoffdruck, der an der unteren Seite des Elementes ausgeübt wird, entgegen der Drängkraft einer Feder bewegt, wodurch das Ventilelement die Kraftstoffeinspritzöffnung öffnet, um den Kraftstoff einzuspritzen. Daher kehrt bei dieser Art an Kraftstoffeinspritzventil in der Common-Rail 3 befindlicher Kraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter durch den Kraftstoffeinspritzvorgang zusätzlich zu dem Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, zurück.
Des Weiteren ist zusätzlich zu der zu dem Kraftstoffeinspritzvorgang zugehörigen Kraftstoffrückleitung Kraftstoff stets vorhanden, der von den Zwischenräumen der Gleitteile des Kraftstoffeinspritzventils austritt. Dieser von den Gleitteilen ausgetretene Kraftstoff kehrt ebenfalls in den Kraftstoffbehälter 7 über die Kraftstoffrückleitung 19 zurück.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Kraftstoffrückleiten zu dem Kraftstoffbehälter, das zugehörig zu dem Kraftstoffeinspritzvorgang ist, als "ein dynamisches Kraftstoffrückleiten" bezeichnet, und der konstant von der Common-Rail zu dem Kraftstoffbehälter unabhängig von dem Kraftstoffeinspritzvorgang zurückkehrende Kraftstoff wie beispielsweise der von den Gleitteilen austretende Kraftstoff, wird als "ein statisches Kraftstoffrückleiten" bezeichnet.
Daher strömt eine Summe der Kraftstoffmenge, die zu dem Kraftstoffbehälter durch das dynamische Kraftstoffrückleiten zurückkehrt (das heißt die Menge des dynamischen Kraftstoffrückleitens), und der Menge des Kraftstoffs, die zu dem Kraftstoffbehälter durch das statische Kraftstoffrückleiten (das heißt die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten) zurückkehrt, aus der Common-Rail 3 zusätzlich zu der Menge an Kraftstoff heraus, die in den Zylinder eingespritzt wird. um die abgeschätzte Druckänderung DPD während der Kraftstoffeinspritzperiode zu berechnen, ist es erforderlich, die Menge an dynamischen Kraftstoffrückleiten und die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten zusätzlich zu der Kraftstoffeinspritzmenge QFINC zu gestatten.
Bei den nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen werden die Menge an dynamischem Kraftstoffrückleiten QILD und die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS berücksichtigt, wenn der abgeschätzte Wert DPD berechnet wird. Die Menge an dynamischem Kraftstoffrückleiten aus QILD und die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS werden durch das nachstehend erläuterte Verfahren berechnet.
Die Menge an dynamischem Kraftstoffrückleiten QILD ist die Menge des Kraftstoffes, die zu dem Kraftstoffbehälter lediglich dann zurückkehrt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil öffnet, und sie wird durch die Menge an Kraftstoff ausgedrückt, die zu dem Behälter durch ein Kraftstoffeinspritzen zurückkehrt. Die Menge an dynamischem Kraftstoffrückleiten QILD ist eine Funktion der Länge der Öffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils TQFIN (das heißt der Länge der Periode, bei der das Solenoidventil angeregt wird, um den Kraftstoff an der oberen Seite des Ventilelementes des Kraftstoffeinspritzventils zu entlasten) und des Kraftstoffdruckes unmittelbar vor Beginn des Kraftstoffeinspritzens (das heißt der Kraftstoffdruck Plo). Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Menge an dynamischem Kraftstoffrückleiten zuvor unter verschiedenen Bedingungen des Kraftstoffdrucks und der Öffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils gemessen und die gemessene Werte der Menge des dynamischen Kraftstoffrückleitens werden in dem ROM der ECU 20 in der Form einer numerischen Tabelle auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks PC1&sub0; und der Kraftstoffeinspritzperiode TQFIN gespeichert. Die Menge an dynamischem Kraftstoffrückleiten QILD wird aus dieser numerischen Tabelle unter Verwendung des Kraftstoffdrucks PC1&sub0; und der Kraftstoffeinspritzperiode TQFIN bei dem tatsächlichen Betrieb des Motors bestimmt.
Die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS wird durch die Gesamtmenge des Kraftstoffs, der von den Gleitteilen während der Periode zwischen dem Abtastpunkt von PC1&sub0; und dem Abtastpunkt von PC2 austritt (siehe Fig. 2), ausgedrückt. Die Menge an' statischem Kraftstoffrückleiten QILS ist eine Funktion des Kraftstoffdrucks PC1&sub0;, der Kraftstofftemperatur THF1 (des heißt der Viskosität des Kraftstoffs) und der Motordrehzahl NE (das heißt die Zeit, die von dem Abtastpunkt von PC1&sub0; bis zu dem Abtastpunkt PC2 verstreicht). Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS zuvor und unter verschiedenen Bedingungen des Kraftstoffdrucks, der Kraftstofftemperatur und der Motordrehzahl gemessen und die gemessenen Werte von QILS werden in dem ROM der ECU 20 in der Form einer numerischen Tabelle unter Verwendung des Kraftstoffdrucks, der Kraftstofftemperatur und der Motordrehzahl als Parameter gespeichert. Die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS wird von dieser numerischen Tabelle unter Verwendung des Kraftstoffdrucks PC1&sub0; und der Kraftstofftemperatur THF1 und der Motordrehzahl NE bei dem tatsächlichen Betrieb des Motors bestimmt.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm der Berechnung der Änderung des abgeschätzten Drucks DPD während der Kraftstoff einspritzperiode unter Berücksichtigung von QILD und QILS. Diese Berechnung wird beispielsweise durch eine Subroutine ausgeführt, die bei Schritt 413 von Fig. 4 ausgeführt wird.
In Fig. 6 werden bei Schritt 6 die Öffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils (das heißt die Periode zum Anregen des Solenoidventils) TQFIN, die durch eine andere (nicht gezeigte) Routine durch die ECU 20 berechnet wird, und die Motordrehzahl NE eingelesen. Bei Schritt 603 wird die Menge an dynamischem Kraftstoff rückleiten QILD aus der numerischen Tabelle für QILD, die in dem ROM (ECU 20) gespeichert ist, unter Verwendung des bei Schritt 403 (siehe Fig. 4) gespeicherten Kraftstoff drucks PC1&sub0; und TQFIN bestimmt. Bei Schritt 605 wird die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS von der numerischen Tabelle für QILS, die in dem ROM der ECU 20 gespeichert ist, unter Verwendung der bei Schritt 405 (siehe Fig. 4) gespeicherten Kraftstofftemperatur THF1, des Kraftstoff drucks PC1&sub0; und der Motordrehzahl NE bestimmt.
Bei Schritt 607 wird die Kraftstoffeinspritzmenge QFINC eingelesen und bei Schritt 609 wird die Druckänderung während der Kraftstoffeinspritzperiode DPD auf der Grundlage der Werte QFINC, QILD, QILS und des Volumenelastizitätsmoduls K, das in Fig. 4 bei Schritt 411 bestimmt worden ist, durch die folgende Formel berechnet:
DPD = -(k/VPC) · (QFINC + QILD + QILS)
(QFINC + QILD + QILS) der vorstehend dargelegten Formel zeigt (die Kraftstoffeinspritzmengen + eine Summe der Mengen an zurückkehrendem Kraftstoff während der Kraftstoffeinspritzperiode), das heißt die Gesamtmenge an aus der Common-Rail während der Kraftstoffeinspritzperiode herausströmenden Kraftstoff. Durch ein Ausführen der Berechnung von DPD in Fig. 6 wird die Genauigkeit der abgeschätzten Druckänderung DPD verbessert und dadurch wird die Genauigkeit der Fehlverhaltensbestimmung durch den Vorgang von Fig. 4 weiter erhöht.
Nachstehend ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Berechnen der Druckänderung DPU während der Kraftstoff zuführperiode erläutert.
Wie dies vorstehend erläutert ist, kann die Genauigkeit des abgeschätzten Wertes DPD der Druckänderung während der Kraftstoffperiode verbessert werden, indem die von der Common- Rail zurückkehrende Kraftstoffmenge berücksichtigt wird. Die Genauigkeit des abgeschätzten Wertes DPU kann außerdem in einer ähnlichen Weise verbessert werden. In diesem Fall ist lediglich die Menge an statischem Kraftstoff rückleiten QILS als die Kraftstoffmenge zu berücksichtigen, die von der Common-Rail zurückkehrt, da das Kraftstoffeinspritzen nicht während der Kraftstoff zuführperiode ausgeführt wird. Andererseits muss die Menge an aus der Kraftstoffpumpe heraustretenden Kraftstoff berücksichtigt werden, um die Kraftstoff zuführmenge QPMD genau zu berechnen.
Die Kraftstoff zuführmenge QPMD von der Kraftstoffpumpe wird durch die folgende Formel ausgedrückt:
QPMD = QG - QD - QL
In dieser Formel ist QG eine geometrische Abgabemenge der Pumpe, die einer Verschiebung des Pumpenkolbens während der Periode entspricht, bei der das Einlasssteuerventil des Pumpenzylinders öffnet. Die geometrische Abgabemenge QG ist eine Funktion der Basiszeit (Kurbelwinkel) TF, bei der das Solenoidbetätigungsglied des Einlasssteuerventils 5a angeregt wird, und der Verzögerungszeit TFD, die die Differenz zwischen der Basiszeit TF und der Zeit ist, bei der das Solenoidbetätigungsglied tatsächlich angeregt wird.
QD ist ein Totvolumenverlust der Pumpe, der die Menge an in dem Pumpenzylinder verbleibenden Kraftstoff zeigt, wenn der Pumpenkolben den oberen Totpunkt erreicht. Der Totvolumenverlust QD ist eine Funktion des Kraftstoffdrucks PT1&sub0; bei dem Ende der Kraftstoff zuführperiode und des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs. Bei der Berechnung von QD kann der Kraftstoffdruck PC2 zu Beginn der Kraftstoff zuführperiode anstelle von PC1&sub1; als eine Näherung verwendet werden.
Des Weiteren zeigt QL die Menge an innerhalb der Pumpe ausgetretenem Kraftstoff und ist eine Funktion des Kraftstoffdrucks PC1&sub1; (oder PC2), der Kraftstofftemperatur THF2 (der Viskosität des Kraftstoffs) und der Pumpendrehzahl (Motordrehzahl) NE.
QG, QD und QL werden zuvor bei verschiedenen Bedingungen der jeweiligen Parametern gemessen. Die gemessenen Werte von QG, QD und QL werden in dem ROM in der ECU 20 in der Form von numerischen Tabellen auf der Grundlage von TF und TFD (im Falle von QG), PC2 und K (in dem Fall von QD) und PC2, THF2 und NE (im Falle von QL) gespeichert. Die Werte von QG, QD und QL werden aus diesen numerischen Tabellen unter Verwendung der gemessenen Werte der jeweiligen Parameter während des tatsächlichen Motorbetriebs bestimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die tatsächliche Kraftstoff zuführmenge QPMD unter Verwendung der Werte QG, QD und QL genau berechnet, die bei dem tatsächlichen Motorbetrieb bestimmt werden.
Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm des Berechnungsvorgangs des abgeschätzten Wertes DPU der Druckänderung während der Kraftstoff zuführperiode unter Verwendung der Krafstoffzuführmenge QPMD, die unter Berücksichtigung der Mengen QG, QD, QL berechnet wird. Dieser Vorgang wird durch eine Subroutine ausgeführt, die bei Schritt 513 in Fig. 5 ausgeführt wird.
In Fig. 7 werden bei Schritt 701 die Basiszeit TF zum Anregen des Solenoidbetätigungsgliedes des Einlasssteuerventils 5a, die Verzögerungszeit TFD und die Motordrehzahl NE eingelesen. Die Basiszeit TF und die Verzögerungszeit TFD werden bei dem (nicht gezeigten) Pumpensteuervorgang berechnet, der durch die ECU 20 auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors ausgeführt wird.
Bei Schritt 703 wird die Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS von der numerischen Tabelle für QILS unter Verwendung des Kraftstoffdrucks PC2 und der Kraftstofftemperatur THF2, die bei Schritt 505 in Fig. 5 gespeichert werden, und der Motordrehzahl NE bestimmt. Des Weiteren wird die geometrische Abgabemenge QG aus TF und TFD bei Schritt 705 auf der Grundlage der numerischen Tabelle für QG bestimmt, die in dem ROM der ECU 20 gespeichert ist. Bei Schritt 707 wird der Totvolumenverlust QD aus dem Kraftstoffdruck PC2 und dem Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffs, der bei Schritt 511 in Fig. 5 berechnet wird, auf der Grundlage der numerischen Tabelle QD bestimmt. Das innere Austreten aus der Pumpe QL wird bei Schritt 709 aus dem Kraftstoffdruck PC2, der Kraftstofftemperatur THF2 und der Motordrehzahl NE auf der Grundlage der numerischen Tabelle für QL bestimmt.
Die genaue Kraftstoff zuführmenge QPMD wird bei Schritt 711 durch QPMD = QG - QD - QL unter Verwendung der Werte von QG, QD und QL berechnet, die bei den vorherigen Schritten berechnet worden sind.
Die Druckänderung DPU im Kraftstoff während der Kraftstoff zuführperiode wird unter Verwendung des Volumenelastiztätsmoduls K, das bei Schritt 511 in Fig. 5 bestimmt wird, und der Menge an statischem Kraftstoff rückleiten QILS und der tatsächlichen Kraftstoff zuführmenge QPMD durch die folgende Formel berechnet:
DPU = (K/VPC) · (QPMD - QILS)
QPMD in dieser Formel zeigt die Menge an in die Common-Rail während der Kraftstoff zuführperiode hinein strömende Kraftstoffmenge und QILS zeigt die aus der Common-Rail während der Kraftstoff zuführperiode heraus strömende Krafstoffmenge. Durch das Berechnen von DPU in der vorstehend erläuternden Weise wird die Genauigkeit der abgeschätzten Druckänderung DPU verbessert und dadurch kann das Fehlverhalten des Kraftstoffeinspritzsystems genauer bestimmt werden.
Nachstehend ist ein anderes Ausführungsbeispiel zum Bestimmen des Vorgangs der Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS erläutert.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 6 und 7 wird die Menge des statischen Kraftstoffrückleiten QILS aus der numerischen Tabelle auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks, der Kraftstofftemperatur und der Motordrehzahl bestimmt. Daher wird, wenn die Werte des Kraftstoffdrucks, der Kraftstofftemperatur und der Motordrehzahl die gleichen sind, der Wert der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS stets die gleiche unabhängig von dem Zustand der Kraftstoffeinspritzventile sein. Jedoch ist, wie dies vorstehend erläutert ist, die Menge des statischen Kraftstoffrückleitens die Menge an Kraftstoff, die aus den Zwischenräumen der gleitenden Teile der Kraftstoffeinspritzventile austritt. Da die Zwischenräume der gleitenden Teile der Kraftstoffeinspritzventile sich in Übereinstimmung mit den Betriebsstunden des Motors ändern, ändet sich die Menge des statischen Kraftstoffrückleitens ebenfalls in Übereinstimmung mit den Betriebsstunden, selbst wenn die Betriebsbedingungen die gleichen sind. Daher sind, wenn die Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS aus der numerischen Tabelle bestimmt wird, die zuvor in dem ROM gespeichert worden ist, die Änderungen der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens nicht in dem vorbestimmten Wert QILS eingebaut und dadurch wird die Genauigkeit der abgeschätzten Werte DPD und DPU gering. Bei dem nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel misst die ECU 20 die tatsächlichen Werte von QILS während des Betriebs des Motors und erlernt die Änderung von QILS auf der Grundlage der gemessenen Werte. Des Weiteren benutzt die ECU 20 das erlernte Ergebnis, wenn sie die Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS bestimmt, um die Genauigkeit von QILS zu erhöhen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die tatsächlichen Änderungen der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens bei dem berechneten Wert von QILS berücksichtigt und die Genauigkeit der Bestimmung des Fehlverhaltens wird erhöht.
Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm des Erlernvorgangs der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Dieser Vorgang wird durch eine Routine ausgeführt, die durch die ECU 20 bei vorbestimmten Intervallen ausgeführt wird.
Bei diesem Vorgang wird die Druckänderung in der Common-Rail während der Periode gemessen, bei der weder die Kraftstoffeinspritzung noch die Kraftstoff Zuführung ausgeführt wird, und die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS wird auf der Grundlage der gemessenen Druckänderung berechnet. Wenn weder das Kraftstoffeinspritzen noch das Kraftstoffzuführen ausgeführt wird, hängt die Änderung des Drucks in der Common- Rail lediglich von der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens ab. Daher wird unter der Annahme, dass die Länge der Periode ΔT ist und die Gesamtmenge des statischen Kraftstoffrückleitens während der Periode ΔT hierbei QILS ist, die Druckänderung (der Druckabfall) in der Common-Rail während dieser Periode durch die folgende Formel ausgedrückt:
ΔP = -(K/VPC) · QILS
Da des Weiteren die Gesamtmenge des statischen Kraftstoffrückleitens während der Periode ΔP eine Funktion des Kraftstoffdrucks PC in der Common-Rail und der Kraftstofftemperatur (der Viskosität des Kraftstoffs) ist, wird die Gesamtmenge QILS des statischen Kraftstoffrückkehrens bei dieser Periode durch eine lineare Funktion des Drucks PC in der Common-Rail ausgedrückt, wenn die Temperatur des Krafstoffes bei dieser Periode konstant ist. In diesem Fall wird QILS bespielsweise durch die folgende Formel ausgedrückt.
QILS = ΔT · (a + b · PC)
In der vorstehend dargelegten Formel sind a und b Konstanten. Daher wird, wenn die Kraftstofftemperatur konstant ist, die Druckänderung ΔP während der Periode ΔT, bei der die Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffzufuhr nicht auftreten, durch die folgende Formel ausgedrückt:
ΔP = -(K/VCP) · ΔT · (a + b · PC)
Dies bedeutet, dass, wenn ΔP während der Periode ΔT (bei der das Kraftstoffeinspritzen und die Kraftstoffzufuhr nicht auftreten und die Kraftstofftemperatur gleich gehalten wird) gemessen wird, die Konstanten a und b unter jener Temperaturbedingung mit Leichtigkeit erhalten werden, indem simultane Gleichungen (Gleichungssysteme) gelöst werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel misst die ECU 20 den Wert ΔP periodisch in dem jeweiligen Kraftstofftemperaturbereich während des Betriebs des Motors und sie berechnet die Werte der Konstanten a und b in dem jeweiligen Kraftstofftemperaturbereich. Die ECU 20 speichert des Weiteren die Werte a und b in dem jeweiligen Temperaturbereich in dem Sicherungs-RAM und sie berechnet die Menge an statischem Kraftstoffrückleiten QILS unter Verwendung der Werte der Konstanten a und b, die in dem Sicherungs-RAM gespeichert worden sind, in Übereinstimmung mit der Kraftstofftemperatur. Somit wird das Erlernen der Änderungen der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens ausgeführt.
Bei dem Vorgang von Fig. 8 wird ΔP auf der Grundlage von DPC12 ( = PC2 - PC1&sub0;) berechnet. Bei dem normalen Motorbetriebe tritt das Kraftstoff einspritzen in der Periode zwischen den Abtastpunkten von PC1&sub0; und PC2 (siehe Fig. 2) auf und das Kraftstoffzuführen geschieht in dieser Periode nicht. Daher treten bei dem Kraftstoffabschaltvorgang des Motors, bei dem das Kraftstoffeinspritzen nicht ausgeführt wird, sowohl die Kraftstoffzufuhr als auch das Kraftstoffeinspritzen nicht während der Periode zwischen den Abtastpunkten von PC1&sub0; und PC2 auf. Daher kann der Wert von DPC12 während des Kraftstoffabschaltvorgangs für ΔP verwendet werden, wenn die Werte der Konstanten a und b berechnet werden.
In Fig. 8 wird bestimmt, ob der Wert von einer Marke FC bei Schritt 801 auf 1 gesetzt ist. FC ist eine Marke, die durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffabschaltvorgangroutine gesetzt wird, die durch die ECU 20 ausgeführt wird, und FT = 1 bedeutet, dass der Kraftstoffabschaltvorgang gegenwärtig ausgeführt wird. Wenn der Kraftstoff abschaltvorgang nicht bei Schritt 801 ausgeführt wird (FC ≠ 1), beendet die ECU 20 den Vorgang ohne ein Berechnen der Werte der Konstanten a und b.
Wenn bei Schritt 801 FC = 1 der Fall ist, das heißt wenn der Kraftstoffabschaltvorgang ausgeführt wird, liest die ECU 20 gegenwertige Werte des Kraftstoffdrucks PC, der Kraftstofftemperatur THF, des Kurbelwinkels CA und der Motordrehzahl NE bei Schritt 803.
Bei den Schritten 803 bis 811 misst die ECU 20 die Werte des Drucks die Werte des Drucks PC1&sub0; und der Temperatur THF1 und des Drucks PC2 (siehe Fig. 2). Bei Schritt 813 wird das Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffs in Übereinstimmung mit dem Druck PC1&sub0; und der Temperatur THF1 bestimmt. Die Schritte 803 bis 813 sind die Vorgänge, die im Wesentlichen jenen der Schritte 401 bis 411 bei Fig. 4 gleich sind.
Bei Schritt 813 wird der gemessene Wert der Druckänderung DPC durch DPC = DC2 - PC1&sub0; berechnet. Da dieser Vorgang während des Kraftstoffabschaltvorgangs ausgeführt wird, zeigt der gemessene Wert DPC die Druckänderung in der Common-Rail, wenn das Kraftstoff einspritzen und die Kraftstoffzufuhr nicht ausgeführt werden.
Die Konstanten a und b, die zum Berechnen der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS verwendet werden, werden bei Schritt 813 unter Verwendung der Werte von DPC berechnet. Wie dies vorstehend erläutert ist, wird die Druckänderung in der Common-Rail während der Periode, bei der das Kraftstoffeinspritzen und die Kraftstoffzufuhr nicht ausgeführt werden, durch die folgende Formel ausgedrückt:
DPC = -(K/VPC) · AT · (a + b · PC1&sub0;)
ΔT ist ein Intervall zwischen den Abtastpunkten PC1&sub0; und PC2 und ΔT · (a + b · PC1&sub0;) entspricht der Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS. Bei Schritt 817 werden die Werte der Konstanten a und b erhalten, indem die folgenden simultanen Gleichungen (Gleichungssystemen) unter Verwendung der Werte von DPC gelöst werden, die bei zwei aufeinanderfolgenden Ausführungen des Vorgangs gemessen werden:
DPC = -(K/VPC · AT · (a + b · PC1&sub0;)
DPC(i-1) = -(K(i-1)/VPC) · ΔT(i-1) · (a + b · PC10(i-1))
Die Werte mit dem Anhängsel (i-1) sind die Werte, die gemessen oder berechnet werden, wenn der Vorgang das letzte Mal ausgeführt wurde. Durch das Lösen der vorstehend erwähnten simultanen Gleichungen werden die Werte der Konstanten a und b erhalten.
Die ECU 20 speichert den Satz an berechneten Werten der Konstanten a, b und der Kraftstofftemperatur THF1 in dem Sicherungs-RAM bei Schritt 819 und erneuert die Werte von DPC(i- 1), K(i-1), ΔT(i-1), PC10(i-1) bei Schritt 821, um für die nächste Ausführung des Vorgangs vorbereitet zu sein.
Durch das Ausführen des Vorgangs von Fig. 8 werden die Werte der Konstanten a und b, die zu der jeweiligen Kraftstofftemperatur zugehörig sind, in dem Sicherungs-RAM der ECU 20 gespeichert. Wenn der Kraftstoffabschaltvorgang ausgeführt wird, werden die Werte von a, b, die zu der Kraftstofftemperatur während des Kraftstoffabschaltvorgangs zugehörig sind, erneut berechnet, und die bereits in dem Sicherungs-RAM gespeicherten Werte werden durch die erneut berechneten Werte ersetzt. Somit entsprechen die in dem Sicherungs-RAM gespeicherten Werte der Konstanten a und b stets der Änderung in den Zwischenräumen der gleitenden Teile.
Bei diesem Ausführungsbeispiel führt die ECU 20 den Fehlverhalten-Bestimmungsvorgang in der gleichen Weise wie bei Fig. 6 oder Fig. 7 aus. Jedoch wird bei den Schritten 605 und 703 die Menge des statischen Kraftstoffrückleitens QILS unter Verwendung der Werte der Konstanten a und b, die in dem Sicherungs-RAM gespeichert sind, berechnet. Genauer gesagt liest die ECU 20 aus dem Sicherungs-RAM die Werte a und b entsprechend der gegenwärtigen Kraftstofftemperatur und sie berechnet QILS durch die folgende Formel unter Verwendung des Kraftstoffdrucks PC und der Motordrehzahl NE (das heißt die Zeit ΔT):
QILS = AT · (a + b · PC)
Die ECU 20 berechnet die abgeschätzten Werte DPD und DPU der Druckänderung in der Common-Rail unter Verwendung des berechneten Wertes von QILS. Deshalb entsprechen die berechneten Werte DPD und DPU stets den Änderungen bei den Zuständen des Motors und der Kraftstoffeinspritzventilen, und das Fehlverhalten bei dem Kraftstoffeinspritzsystem kann genauer unter Verwendung dieser Werte DPD und DPU bestimmt werden.
Nachstehend ist ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert.
Bei den vorherigen Ausführungsbeispielen wird eine der beiden Arten an Fehlverhalten-Bestimmungsvorgang verwendet, das heißt der Bestimmungsvorgang auf der Grundlage der Druckänderung in der Common-Rail während der Kraftstoffeinspritzperiode (DPD, DPC12) und der Bestimmungsvorgang auf der Grundlage der Druckänderung in der Common-Rail während der Kraftstoffzuführperiode (DPU, DPC21). Diese Bestimmungsvorgänge können separat verwendet werden, wie dies in den vorherigen Ausführungsbeispielen erläutert ist. Wenn jedoch die beiden Bestimmungsvorgänge gleichzeitig ausgeführt werden, wird es möglich, die Arten des Fehlverhaltens zu bestimmen oder die Teile in dem Kraftstoffeinspritzsystem zu identifizieren, bei denen ein Fehlverhalten auftritt.
Wenn beispielsweise bestimmt wird, dass bei dem System ein Fehlverhalten aufgetreten ist, und zwar durch den Bestimmungsvorgang auf der Grundlage der Druckänderung während der Kraftstoffzufuhrperiode (DPU, DPC21), obwohl ein normales Arbeiten des Systems durch den Bestimmungsvorgang auf der Grundlage der Druckänderung während der Kraftstoffeinspritzperiode (DPD, DPC12) bestimmt wurde, wird erachtet, dass ein Fehlverhalten an einer Stelle irgendwo stromaufwärtig von der Common-Rail 3 bei dem Kraftstoffeinspritzsystem aufgetreten ist (beispielsweise ein Austreten an dem Abschnitt stromaufwärtig des Rückschlagventils 15 oder ein Mangel an zu der Kraftstoffpumpe gelieferten Kraftstoffes). Wenn andererseits ein Fehlverhalten bei dem System durch den Bestimmungsvorgang auf der Grundlage der Druckänderung der Kraftstoffeinspritzperiode (DPD, DPC12) bestimmt wird, obwohl ein normales Arbeiten des Systems durch den Bestimmungsvorgang auf der Grundlage der Druckänderung während der Kraftstoffzuführperiode (DPU, DPC12) bestimmt wird, wird erachtet, das die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge von den Kraftstoffeinspritzventilen außerordentlich hoch geworden ist.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung auf der Grundlage der Druckänderung während der Kraftstoffeinspritzperiode (DPD, DPC12) durch den Wert der Marke XT (siehe Fig. 4) ausgedrückt wird und das Ergebnis der Bestimmung auf der Grundlage der Druckänderung während der Kraftstoffzuführperiode (DPU, DPC21) durch den Wert der Marke XU (siehe Fig. 5) ausgedrückt wird, werden die Arten des Fehlverhaltens bei dem Kraftstoffeinspritzsystem durch die Werte der Marken XD und XU bestimmt, wie dies nachstehend gezeigt ist.
(A) Wenn XU = 1 (Fehlverhalten) und:
(1) XD = 1 (Fehlverhalten);
Das Austreten von der Hochdruckleitung 17 oder von der Common-Rail 3 oder das Hängenbleiben des Kraftstoffeinspritzventils an der Öffnungsposition, etc.
(2) XD = 0 (Normal)
Das Austreten aus dem Kraftstoff System stromaufwärtig von dem Pumpenrückschlagventil 15 oder ein Mangel an zu der Kraftstoffpumpe 5 geliefertem Kraftstoffes etc.
(B) Wenn XU = 0 (Normal) und:
(3) XD = 1 (Fehlverhalten);
Kraftstoffeinspritzmenge ist übermäßig hoch.
(4) XD = 0 (Normal);
Kraftstoffeinspritzsystem arbeitet normal.
Bei den nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen führt die ECU 20 sowohl die Bestimmung auf der Grundlage der Druckänderung während der Kraftstoffeinspritzperiode (siehe Fig. 4) als auch die Bestimmung auf der Grundlage der Druckänderung während der Kraftstoffzuführperiode aus und sie bestimmt, dass der gegenwärtige Zustand des Kraftstoffeinspritzsystems einem der vorstehend dargelegten Zustände (1 bis 4) entspricht.
Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Bestimmungsvorgangs der Art des Fehlverhaltens bei diesem Ausführungsbeispiel. Dieser Vorgang wird durch eine Routine ausgeführt, die durch die ECU 20 bei vorbestimmten Intervallen ausgeführt wird. Bei dem Vorgang von Fig. 9 wird der Fehlverhaltensartparameter FX auf einen der Werte 1, 2, 3 oder mehr in Übereinstimmung mit der Kombination der Werte der Fehlverhalten-Marken (XT und XU) gesetzt. Die Werte 1 bis 4 des Parameters FX entsprechend der Art an Fehlverhalten (1 bis 4), die vorstehend erläutert ist. (FX = 4, zeigt dass das Kraftstoffeinspritzsystem normal arbeitet). Der Wert des Fehlverhaltensartparameters FX kann in dem Sicherungs-RAM der ECU 20 gespeichert werden, um eine zukünftige Inspektion und Wartung zu erleichtern.
Durch das Ausführen des Vorgangs von Fig. 9 wird die Art des Fehlverhaltens bei dem Kraftstoffeinspritzsystem in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Fehlverhaltensbestimmung durch die Vorgänge der Fig. 4 und 5 bestimmt. Da des Weiteren beide Bestimmungsvorgänge der Fig. 4 und 5 bei jedem Kraftstoffeinspritzzyklus der jeweiligen Zylinder ausgeführt werden, das heißt zwei Fehlverhaltensbestimmungsvorgänge bei jedem Zyklus ausgeführt werden, kann das Fehlverhalten mit dem Kraftstoffeinspritzsystem genau bestimmt werden.
Nachstehend ist ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 wird der Zustand des Kraftstoffeinspritzsystems in vier Arten eingeteilt, wie dies vorstehend erläutert ist. Bei diesen Zuständen des Kraftstoffeinspritzsystems wird vorzugsweise der Motor sofort angehalten, wenn die Art (1) an Fehlverhalten, bei der die Kraftstoffeinspritzmenge übermäßig hoch wird, und die Art (3) an Fehlverhalten, bei der der Kraftstoff in dem System nach außen auftritt. Andererseits kann es auch sein, dass es nicht erforderlich ist den Motor sofort anzuhalten und zwar bei der Art (2) an Fehlverhalten, da diese Art an Fehlverhalten auch den Fall umfasst, bei dem ein Mangel an zu der Kraftstoffpumpe 5 gelieferten Kraftstoff aufgetreten ist.
Beispielsweise muss, wenn der Kraftstoff von dem Abschnitt stromaufwärtig des Rückschlagventils 15 oder von der Pumpe 5 selbst nach außen bei dem Fehlverhalten der Art (2) austritt, der Motor sofort angehalten werden. Wenn jedoch das Fehlverhalten der Art (2) durch einen Mangel an zu der Kraftstoffpumpe 5 geliefertem Kraftstoff bewirkt wird, ist es nicht erforderlich, den Motor sofort anzuhalten. Der Mangel an zu dem Motor geliefertem Kraftstoff wird verursacht, indem der Kraftstofffilter 9b verstopft oder die Niedrigdruckzuführpumpe 9 versagt, und, da der Kraftstoff nicht aus dem System in diesen Fällen nach außen tritt, ist eher ein Fortsetzen des Motorbetriebs zu bevorzugen, um zu ermöglichen, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug zu einer Werkstatt bringt.
Wenn daher bei diesem Ausführungsbeispiel die Art des Fehlverhaltens als die Art (2) bestimmt wird, bestimmt die ECU 20 des Weiteren, ob das Fehlverhalten durch den Mangel an Kraftstoffzufuhr zu der Pumpe 5 oder durch das Austreten des Kraftstoffs bei dem Kraftstoff System bewirkt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf der Grundlage des Kraftstofflieferdruckes, der durch den in der Kraftstoff lieferleitung 13 angeordneten Kraftstofflieferdrucksensor 39 erfasst wird, bestimmt, ob das Fehlverhalten der Art (2) durch den Mangel an Kraftstoffzufuhr bewirkt wird. Wenn ausreichend Kraftstoff zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 geliefert wird, ist der Druck an dem Einlass der Pumpe 5 (der Kraftstofflieferdruck) ein Überdruck. Wenn jedoch ein Mangel an Kraftstoffzufuhr auftritt beispielsweise auf Grund des Verstopfens des Kraftstofffilters 9b oder auf Grund einer Abnahme der Leistung der Niedrigdruckkraftstoffzuführpumpe 9, nimmt der Kraftstofflieferdruck einen negativen Wert ein. Wenn daher bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmt wird, dass ein Fehlverhalten der Art (2) aufgetreten ist, bestimmt die ECU 20 des Weiteren, ob der Kraftstofflieferdruck PIN zu der Pumpe 5 geringer als ein vorbestimmter Wert PIN&sub0; ist (PIN&sub0; < 0) . Wenn PIN ≥ PIN&sub0; der Fall ist, wird bestimmt, dass das Fehlverhalten durch das Kraftstoffaustreten wie beispielsweise von der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 bewirkt wird, und wenn PIN ≤ PIN&sub0; der Fall ist, wird bestimmt, dass das Fehlverhalten durch einen Mangel an Kraftstofflieferung zu der Pumpe 5 bewirkt wird.
Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Bestimmungsvorgangs der Art an Fehlverhalten bei diesem Ausführungsbeispiel. Dieser Vorgang wird durch eine Routine ausgeführt, die durch die ECU 20 bei vorbestimmten Intervallen ausgeführt wird.
Das Flussdiagramm von Fig. 10 ist im Wesentlichen das gleiche wie das Flussdiagramm von Fig. 9 mit der Ausnahme, dass Schritt 907 von Fig. 9 durch die Schritte 1001 bis 1007 in Fig. 10 ersetzt worden ist. Daher werden lediglich die Schritte 1001 bis 1007 nachstehend erläutert.
Wenn bei Fig. 10 der Wert der Marke XD bei Null bei Schritt 903 ist, das heißt wenn ein Fehlverhalten der Art (2) aufgetreten ist, liest die ECU 20 den Kraftstoffdrucklieferdruck PIN von dem Kraftstofflieferdrucksensor 39 bei Schritt 1001 und bestimmt, ob PIN geringer als ein vorbestimmter Unterdruck PIN&sub0; bei Schritt 1003 ist. Wenn PIN ≥ PIN&sub0; der Fall ist, stellt die ECU 20 den Wert des Fehlverhaltensartparameters FX auf 21 bei Schritt 1005 ein. Wenn PIN < PIN&sub0; bei Schritt 1003 der Fall ist, stellt die ECU 20 den Wert des Parameters FX bei Schritt 1007 auf 22 ein. Bei diesem Ausführungsbeispiel bedeutet FX = 21, dass der Kraftstoff aus der Hochdrucklieferpumpe 5 oder der Kraftstofflieferleitung austritt, und FX = 22 bedeutet, dass das Fehlverhalten durch einen Mangel an Kraftstofflieferung zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 beispielsweise durch ein Verstopfen des Kraftstofffilters 9b zu einer Abnahme der Leistung der Niedrigdruckkraftstoffzuführpumpe 9 bewirkt wird.
Wenn der Wert des Fehlverhaltensartparameters FX 1, 3 oder 21 ist, hält die ECU 20 sofort den Motor an, und wenn der Wert von FX 22 ist, aktiviert die ECU 20 lediglich eine Warnung und setzt den Betrieb des Motors fort. Des Weiteren kann der Wert des Fehlverhaltensartparameters FX in dem Sicherungs-RAM gespeichert werden, um eine zukünftige Inspektion und Wartung zu erleichtern.
Der vorbestimmte Druck PIN&sub0; bei diesem Ausführungsbeispiel wird bei einem Unterdruck eingestellt, das heißt ein Druck, der niedriger als der Umgebungsdruck ist, damit der Wert des Parameters FX auf 21 gesetzt wird, wenn das Kraftstoffaustreten von der Kraftstoff lieferleitung 13 aufgetreten ist. Das heißt der Mangel an Kraftstofflieferung zu der Hochdrucklieferpumpe 5 tritt ebenfalls auf, wenn der Kraftstoff aus der Kraftstoff lieferleitung 13 austritt, selbst wenn der Kraftstofffilter 9b und die Kraftstoffpumpe 9 normal arbeiten. Wenn der Kraftstoff aus der Kraftstoff lieferleitung 13 nach außen auftritt, ist ein sofortiges Anhalten des Motors zu bevorzugen. Wenn jedoch ein Kraftstoffaustreten aus der Kraftstofflieferleitung 13 auftritt, wird der Druck in der Leitung 13 nicht niedriger als der Umgebungsdruck. Anders ausgedrückt wird der Kraftstoff lieferdruck PIN geringer als der Umgebungsdruck nur dann, wenn die Ursache des Mangels an Kraftstofflieferung eine andere als das Kraftstoffaustreten aus der Lieferleitung 13 ist. Daher wird, indem der Wert des Parameters FX auf 21 gesetzt wird, wenn PIN geringer als der vorbestimmte Unterdruck PIN&sub0; ist, der Parameter FX auf 22 nur dann gesetzt, wenn ein Kraftstoffliefermangel, der nicht das Kraftstoffaustreten nach außen mit sich bringt, aufgetreten ist.
Wie dies vorstehend erläutert ist, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Fehlverhaltensartparameter FX auf 22 nur dann gesetzt, wenn das Kraftstoffaustreten nach außen nicht aufgetreten ist, und FX wird entweder auf 1, 3 oder 21 gesetzt, wenn das Kraftstoffaustreten nach außen auf getreten ist. Daher wird mit Leichtigkeit aus dem Wert des Parameters FX bestimmt, ob ein sofortiges Anhalten des Motors erforderlich ist.
Bei dem Kraftstoff einspritzsystem wird Kraftstoff zu der Common- Rail von einer Hochdruckkraftstoffpumpe geliefert und in die Zylinder eines Motors von der Common-Rail über Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) des Motors steuert den Druck in der Common- Rail bei einem Wert, der durch die Betriebsbedingungen des Motors bestimmt wird. Die ECU erfasst des Weiteren den Druck und die Temperatur des Kraftstoffes in der Common-Rail und bestimmt das Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs auf der Grundlage des Drucks und der Temperatur des Kraftstoffs. Die ECU berechnet einen abgeschätzten Wert der Druckänderung in der Common-Rail während der Kraftstoffeinspritzperiode unter Verwendung des vorbestimmten Volumenelastizitätsmoduls. Wenn die Differenz zwischen dem abgeschätzten Wert der Druckänderung und der Druckänderung, die tatsächlich während der Kraftstoffeinspritzperiode gemessen wird, groß ist, bestimmt die ECU, dass bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten auf getreten ist. Da der abgeschätzte Wert der Druckänderung auf der Grundlage des Volumenelastizitätsmoduls berechnet wird, das in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Druck und der tatsächlichen Temperatur des Kraftstoffs bestimmt worden ist, wird ein genauer abgeschätzter Wert selbst dann erhalten, wenn der Druck und die Temperatur des Kraftstoffs in der Common-Rail sich über einen sehr breiten Bereich ändern.

Claims

1. Kraftstoff einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor mit:

einem Druckspeicher zum Speichern von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff;

einem Kraftstoffeinspritzventil, das mit dem Druckspeicher verbunden ist und in dem Druckspeicher befindlichen Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor bei einer vorbestimmten Zeitabstimmung einspritzt;

einer Kraftstoffpumpe zum Zuführen von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff zu dem Druckspeicher bei einer vor bestimmten Zeitabstimmung, um den Druck des Kraftstoffs in dem Druckspeicher bei einem vorbestimmten Wert zu halten;

einer Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Drucks des Kraftstoffs in dem Druckspeicher;

einem Volumenelastizitätsmodulerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Volumenelastizititäsmoduls des Kraftstoffs in dem Druckspeicher; und

einer Fehlverhaltenserfassungseinrichtung zum Erfassen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem des Motors ein Fehlverhalten aufgetreten ist, auf der Grundlage des Volumenelastizitätsmoduls, das durch die Volumenelastizitätsmodulerfassungseinrichtung erfasst worden ist, und der Änderung des Drucks des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während des Betriebs des Motors.

2. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die Volumenlastizitätsmodulerfassungseinrichtung den Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs in dem Druckspeicher auf der Grundlage von zumindest entweder dem Druck oder der Temperatur des Kraftstoffs in dem Druckspeicher berechnet.

3. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, wobei

die Fehlverhaltensbestimmungseinrichtung folgendes aufweist:

eine Druckabfallberechnungseinrichtung zum Berechnen des Druckabfalls des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während einer Kraftstoffeinspritzperiode des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage des Betriebszustands des Motors und des Volumenelastizitätsmoduls, das durch die Volumenelastizitätsmodulerfassungseinrichtung erfasst wird,

eine Druckabfallerfassungseinrichtung für den tatsächlichen Druck für ein Berechnen des tatsächlichen Druckabfalls des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während der Kraftstoffeinspritzperiode des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage der Drücke des Kraftstoffs in dem Druckspeicher, die durch die Druckerfassungseinrichtung vor und nach der Kraftstoffeinspritzung erfasst werden, und

eine Kraftstoffeinspritzfehlverhaltensbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem durch die Druckabfallberechnungseinrichtung berechneten Druckabfall und dem tatsächlichen Druckabfall.

4. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, wobei

die Fehlverhaltensbestimmungseinrichtung folgendes aufweist:

eine Druckanstiegsberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Druckanstiegs des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während einer Kraftstoff zuführperiode der Kraftstoffpumpe auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors und des Volumenelastizitätsmoduls, das durch die Volumenelatizitäsmodulerfassungseinrichtung erfasst worden ist;

eine Druckanstiegserfassungseinrichtung für den tatsächlichen Druckanstieg zum Berechnen des tatsächlichen Druckanstiegs des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während der Kraftstoffzuführperiode der Kraftstoffpumpe auf der Grundlage der Drücke des Kraftstoffs in dem Druckspeicher, die durch die Druckerfassungseinrichtung vor und nach der Kraftstoffzufuhr erfasst werden, und

eine Kraftstoffzuführfehlverhaltensbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem durch die Druckanstiegsberechnungseinrichtung berechneten Druckanstieg und den tatsächlichen Druckanstieg.

5. Kraftstoff einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 3, wobei

die Druckabfallberechnungseinrichtung des Weiteren eine Kraftstoffrücklaufmengenberechnungseinrichtung aufweist, die eine Kraftstoffrücklaufmenge, die die Menge des von dem Druckspeicher zu einem Kraftstofftank zurückkehrenden Kraftstoffs ist, während der Kraftstoffeinspritzperiode auf der Grundlage von zumindest entweder dem Kraftstoffdruck, der Kraftstofftemperatur, der Motordrehzahl oder der Öffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils berechnet, und wobei die Druckabfallberechnungeseinrichtung den Druckabfall auf der Grundlage des Volumenelastizitätsmoduls, der Kraftstoffrücklaufmenge und einer Kraftstoffeinspritzmenge berechnet, die durch den Betriebszustand des Motors bestimmt wird.

6. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, wobei

die Druckanstiegsberechnungseinrichtung des Weiteren eine Kraftstoffrücklaufmengenberechnungseinrichtung aufweist, die eine Kraftstoffrücklaufmenge, die die Menge an von dem Druckspeicher zu einem Kraftstofftank zurückkehrendem Kraftstoff ist, während der Kraftstoffzuführperiode der Kraftstoffpumpe auf der Grundlage von zumindest entweder dem Kraftstoffdruck, der Kraftstofftemperatur oder der Drehzahl des Motors berechnet, und wobei die Druckanstiegsberechnungseinrichtung den Druckanstieg auf der Grundlage des Volumenelastizitätsmoduls, der Kraftstoffrücklaufmenge und einer Kraftstoffzuführmenge berechnet, die durch den Betriebszustand des Motors bestimmt wird.

7. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, wobei

die Kraftstoffrücklaufmenge eine Summe aus einer dynamischen Kraftstoffrücklaufmenge, die die Menge an von dem Druckspeicher zu dem Kraftstoffbehälter durch den Kraftstoffeinspritzvorgang des Kraftstoffeinspritzventils zurückkehrendem Kraftstoff ist, und einer statischen Kraftstoffrücklaufmenge ist, die die Menge an von dem Druckspeicher zu dem Kraftstoffbehälter unabhängig von dem Kraftstoffeinspritzvorgang des Kraftstoffeinspritzventils zurückkehrendem Kraftstoff ist.

8. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, wobei

die Kraftstoffrücklaufmenge eine statische Kraftstoffrücklaufmenge ist, die die Menge an von dem Druckspeicher zu dem Kraftstoffbehälter unabhängig von dem Kraftstoffeinspritzvorgang des Kraftstoffeinspritzventils zurückkehrendem Kraftstoff ist.

9. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7, wobei

die Kraftstoffrücklaufmengenberechnungseinrichtung des Weiteren eine Erlernungseinrichtung zum Messen und Speichern der Menge an Kraftstoff aufweist, der von dem Druckspeicher zu dem Kraftstoffbehälter während der Periode zurückkehrt, bei der sowohl das Kraftstoffeinspritzen als auch die Kraftstoffzufuhr angehalten sind, und

die Kraftstoffrücklaufmengenberechnungseinrichtung die statische Kraftstoffrücklaufmenge auf der Grundlage des Wertes der Kraftstoffmenge berechnet, der bei der Erlernungseinrichtung gespeichert ist.

10. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 8, wobei

die Kraftstoffrücklaufmengenberechnungseinrichtung des Weiteren eine Erlernungseinrichtung aufweist, die die Menge an Kraftstoff misst und speichert, der von dem Druckspeicher zu dem Kraftstoffbehälter während der Periode zurückkehrt, bei der sowohl das Kraftstoffeinspritzen als auch die Kraftstoffzufuhr angehalten sind, und

die Kraftstoffrücklaufmengenberechnungseinrichtung die statische Kraftstoffrücklaufmenge auf der Grundlage des Wertes der Kraftstoffmenge berechnet, der in der Erlernungseinrichtung gespeichert ist.

11. Kraftstoff einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, wobei

die Fehlverhaltensbestimmungseinrichtung folgendes aufweist:

eine Druckabfallberechnungseinrichtung zum Berechnen des Druckabfalls des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während einer Kraftstoffeinspritzperiode des Kraftstoff einspritzventils auf der Grundlage des Betriebszustands des Motors und des Volumenelastizitätsmoduls, das durch die Volumenelastizitätsmodulerfassungseinrichtung erfasst wird, eine Druckabfallerfassungseinrichtung für den tatsächlichen Druckabfall zum Berechnen des tatsächlichen Druckabfalls des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während der Kraftstoffeinspritzperiode des Kraftstoff einspritzventils auf der Grundlage der Drücke des Kraftstoffs in dem Druckspeicher, die durch die Druckerfassungseinrichtung vor und nach dem Kraftstoffeinspritzen erfasst werden, und eine Kraftstoffeinspritz fehl Verhaltensbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem berechneten Druckabfall und dem tatsächlichen Druckabfall; und

eine Duckanstiegsberechnungseinrichtung zum Berechnen des Druckanstiegs bei dem Kraftstoff in dem Druckspeicher während einer Kraftstoffzuführperiode der Kraftstoffpumpe auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors und des Volumenelastizitätsmoduls, das durch die Volumenelastizitätsmodulerfassungseinrichtung erfasst wird, eine Druckanstiegserfassungseinrichtung für den tatsächlichen Druckanstieg zum Berechnen des tatsächlichen Druckanstiegs des Kraftstoffs in dem Druckspeicher während der Kraftstoffzuführperiode der Kraftstoffpumpe auf der Grundlage der Drücke des Kraftstoffs in dem Druckspeicher, die durch die Druckerfassungseinrichtung vor und nach der Kraftstoffzufuhr erfasst werden, und eine

Kraftstoffzuführfehlverhaltensbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem berechneten Druckanstieg und dem tatsächlichen Druckanstieg.

12. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 11, wobei

die Fehlverhaltensbestimmungseinrichtung des Weiteren eine Fehlverhaltensartbestimmungseinrichtung aufweist, die die Art des Fehlverhaltens bei dem Kraftstoffeinspritzsystem auf der Grundlage der beiden Bestimmungsergebnisse der Kraftstoffeinspritzfehlverhaltensbestimmungseinrichtung und der Kraftstoffzuführfehlverhaltensbestimmungseinrichtung bestimmt.

13. Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 12, das des Weiteren einen Kraftstofffilter, der in einer Lieferleitung für ein Zuführen von Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe angeordnet ist, und eine Kraftstofflieferdruckerfassungseinrichtung aufweist, um den Druck in der Lieferleitung zwischen dem Kraftstofffilter und der Pumpe zu erfassen, wobei die Fehlverhaltensartbestimmungseinrichtung zumindest bestimmt, ob bei einem Kraftstoffliefersystem, das die Kraftstoffpumpe und die Lieferleitung stromabwärtig von dieser umfasst, ein Fehlverhalten aufgetreten ist, auf der Grundlage der Bestimmungsergebnisse der Kraftstoffeinspritzfehlverhaltensbestimmungseinrichtung und der Kraftstoffzuführfehlverhaltensbestimmungseinrichtung, und wobei die Fehlverhaltensartbestimmungseinrichtung, wenn bestimmt worden ist, dass bei dem Kraftstoffliefersystem ein Fehlverhalten aufgetreten ist, des Weiteren bestimmt, dass das Fehlverhalten bei dem Kraftstoffliefersystem durch den Mangel an zu der Kraftstoffpumpe geliefertem Kraftstoff bewirkt wird, wenn der durch die Kraftstofflieferdruckerfassungseinrichtung erfasste Druck geringer als ein vorbestimmter Wert ist.