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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Diagnoseeinheit eines
Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine, um das
Vorhandensein einer Abnormalität
in dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem zu bestimmen. Das Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem
setzt Kraftstoff, der von einer Niederdruckpumpe aus einem Kraftstofftank gezogen
wird, unter einen hohen Druck und führt den Kraftstoff unter Druck
zu Kraftstoffeinspritzventilen zu.
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In
einer Maschine einer Direkteinspritzbauart, die Kraftstoff direkt
in den Zylinder einspritzt, muss der eingespritzte Kraftstoff durch
das Erhöhen eines
Einspritzdrucks auf einen hohen Druck atomisiert werden, um Brennbarkeit
sicherzustellen. Deswegen setzt die Maschine der Direkteinspritzbauart den
Kraftstoff, der durch eine Niederdruckpumpe aus einem Kraftstofftank
gezogen wird, unter einen hohen Druck, wobei eine Hochdruckpumpe
verwendet wird, die durch eine Nockenwelle der Maschine angetrieben
ist, und führt
den Kraftstoff unter Druck zu Kraftstoffeinspritzventilen zu. In
dem obigen Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem wird der Druck des unter Druck
von der Hochdruckpumpe zu den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführten Kraftstoffes
(im folgenden hochdruckseitiger Kraftstoffdruck) mit einem Kraftstoffdrucksensor
gefühlt,
und eine Kraftstoffabgabemenge der Hochdruckpumpe ausgehend von
einer Abweichung zwischen dem gefühlten Kraftstoffdruck und einem
Sollkraftstoffdruck geregelt. Auf diese Weise wird der hochdruckseitige
Kraftstoffdruck auf den Solldruck gesteuert. Zu dieser Zeit wird
die Kraftstoffabgabemenge der Hochdruckpumpe durch das Steuern eines
Ventilschließzeitraums
(ein tatsächlicher
Hub eines Kolbens) eines Fließsteuerventils
reguliert, dass die Kraftstoffabgabemenge per Hub des Kolbens der
Hochdruckpumpe steuert.
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Einige
der obigen Hochdruckkraftstoffzufuhrsysteme weisen eine Abnormalitätsdiagnosefunktion auf.
Zum Beispiel wird in einem in der ungeprüften Veröffentlichung der japanischen
Patentanmeldung Nummer 2000-274322 offenbarten Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem
bestimmt, dass die Niederdruckpumpe abnormal ist, falls der hochdruckseitige
Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor gefühlt wird,
gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Druck ist, wenn die
Maschine gestartet wird, und, falls der hochdruckseitige Kraftstoffdruck
gleich oder niedriger verbleibt als der vorbestimmte Druck, wenn nach
dem Starten des Motors ein vorbestimmter Zeitraum verstreicht, oder
kurz bevor eine Funktion zur Druckerhöhung der Hochdruckpumpe ausreichend ausgeführt ist.
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Das
Abnormalitätsdiagnoseverfahren
bestimmt das Vorhandensein der Abnormalität in der Niederdruckpumpe während des
Zeitraums von dem Anlassen der Maschine bis die Druckerhöhungsfunktion
der Hochdruckpumpe ausreichend ausgeführt ist. Deswegen kann die
Abnormalität
in einer frühen Phase
nicht erfasst werden und das Erfassen der Abnormalität wird nachteilig
bis zu dem nächsten
Start der Maschine hinausgeschoben, sogar falls die Niederdruckpumpe
während
des Betriebs der Maschine nach diesem Zeitraum abnormal wird. Darüber hinaus
kann die Abnormalität überhaupt
nicht erfasst werden, sogar falls beliebige andere Abschnitte als die
Niederdruckpumpe abnormal werden.
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Es
ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abnormalitätsdiagnoseeinheit
eines Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine bereitzustellen,
dass in der Lage ist eine Abnormalität in dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem
in seinem frühen
Zustand zu erfassen und den Ort der Abnormalität zu spezifizieren.
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Gemäß einem
Gesichtpunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem
einer Brennkraftmaschine eine Kraftstofffühleinrichtung zum Fühlen eines
Kraftstoffdrucks (im folgenden niederdruckseitiger Kraftstoffdruck)
in einem Kraftstoffdurchtritt, der eine Niederdruckpumpe mit einer
Hochdruckpumpe verbindet. Falls der durch die Kraftstoffdruckfühleinrichtung
gefühlte
niederdruckseitige Kraftstoffdruck niedriger ist als ein normaler Bereich,
wird bestimmt, dass ein erster abnormaler Betrieb eingeführt ist.
Falls der niederdruckseitige Kraftstoffdruck höher ist als der normale Bereich, wird
bestimmt, dass ein zweiter abnormaler Betrieb eingeführt ist.
Da das Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem die Kraftstoffdruckfühleinrichtung
zum Fühlen des
niederdruckseitigen Kraftstoffdrucks hat, kann ausgehend von dem
gefühlten
Wert der Kraftstoffdruckfühleinrichtung
bestimmt werden, ob der niederdruckseitige Kraftstoffdruck sich
innerhalb des normalen Bereichs befindet, nicht nur wenn die Maschine
angelassen ist, sondern ebenfalls während die Maschine betätigt ist.
Falls eine Abnormalität
in einem Abschnitt zum Regulieren des niederdruckseitigen Kraftstoffdrucks
erzeugt ist, kann die Abnormalität
in ihrem frühen
Zustand erfasst werden. Darüber hinaus
wird die Abnormalität
erfasst, während
zwischen dem ersten abnormalen Betrieb, bei dem der niederdruckseitige
Kraftstoffdruck niedriger ist als der normale Bereich, und dem zweiten
abnormalen Betrieb, bei dem der niederdruckseitige Kraftstoffdruck höher ist
als der normale Bereich, unterschieden wird. Deswegen kann der Ort
der Abnormalität
spezifiziert werden.
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Merkmale
und Vorteile einer Ausführungsform
wie auch Betriebsverfahren und die Funktion der bezogenen Teile,
werden aus einer Studie der folgenden detaillierten Beschreibung,
der angehängten Ansprüche und
der Zeichnungen anerkannt, wobei alle einen Teil dieser Anmeldung
bilden. In den Figuren:
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1 ist ein schematisches
Diagramm und zeigt ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein schematisches
Diagramm und zeigt eine Struktur einer Hochdruckpumpe gemäß der Ausführungsform;
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3 ist ein Zeitdiagramm und
zeigt das Verhalten eines Fließsteuerventils
und der Hochdruckpumpe gemäß der Ausführungsform;
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4 ist ein erstes Flussdiagramm
und zeigt das Verarbeiten einer Abnormalitätsdiagnoseroutine gemäß der Ausführungsform;
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5 ist ein zweites Flussdiagramm
und zeigt das Verarbeiten der Abnormalitätsdiagnoseroutine gemäß der Ausführungsform;
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6 ist ein Flussdiagramm
und zeigt das Verarbeiten einer Zeitraumzielroutine zur Abnormalitätsfortsetzung
der Ausführungsform;
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7 ist ein Zeitdiagramm und
zeigt das Verhalten eines niederdruckseitigen Kraftstoffdrucks in
einem ersten abnormalen Betrieb und einem zweiten abnormalen Betrieb
gemäß der Ausführungsform;
und
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8 ist ein Zeitdiagramm und
zeigt ein Beispiel einer Abnormalitätsdiagnose gemäß der Ausführungsform.
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Mit
Bezug auf 1 ist ein
Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem einer Maschine der direkten Einspritzbauart
(Brennkraftmaschine) gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist eine Niederdruckpumpe
12 zum Ziehen von Kraftstoff in einem Kraftstofftank 11 vorgesehen,
der den Kraftstoff speichert. Die Niederdruckpumpe 12 wird
durch einen Elektromotor angetrieben, der eine Batterie als Stromquelle einsetzt.
Der von der Niederdruckpumpe 12 abgegebene Kraftstoff wird
durch ein niederdruckseitiges Kraftstoffrohr (einem Kraftstoffdurchtritt) 13 zu
einer Hochdruckpumpe 14 zugeführt. Ein Druckregler 15 ist
in dem niederdruckseitigen Kraftstoffrohr 13 vorgesehen.
Der Druckregler 15 reguliert einen Abgabedruck der Niederdruckpumpe 12 (einen
Druck zum Zuführen
des Kraftstoffes zu der Hochdruckpumpe 14) auf einen vorbestimmten
Druck (zum Beispiel ungefähr
400 kPa). Überschüssiger Kraftstoff,
der einen Druck erreichen kann, der höher ist als der vorbestimmte
Druck, wird durch ein Kraftstoffrückführrohr 16 in dem Kraftstofftank 11 zurückgeführt. Wie
aus 2 ersichtlich ist,
ist die Hochdruckpumpe 14 eine Kolbenpumpe, die durch das
Hin- und Herbewegen eines Kolbens 19 in einer zylindrischen
Pumpenkammer 18 Kraftstoff zieht oder abgibt. Der Kolben 19 wird
durch eine Drehbewegung einer Nocke 21 angetrieben, die
an einer Nockenwelle 20 der Maschine angepasst ist. Auf
diese Weise wird ein Hubgrad des Kolbens 19 im Zyklus gemäß einem
Kurbelwinkel geändert,
wie durch eine durchgehende Linie „HUB" in 3 gezeigt
ist.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist,
ist ein Fließsteuerventil
(FCV) 22 auf einer Seite eines Einlasses 23 der
Pumpenkammer 18 vorgesehen. Das Fließsteuerventil 22 ist
ein elektromagnetisches Ventil einer normalerweise offenen Bauart.
Das Fließsteuerventil 22 hat
ein Ventilteil 26 zum Öffnen
oder Schließen
des Einlasses 23, eine Feder 27 zum Vorspannen
des Ventilteils 26 in eine Ventilöffnungsrichtung und ein Solenoid 28,
zum Antreiben des Ventilteils 26 in eine Ventilschließrichtung,
wobei elektromagnetische Kraft verwendet wird. Wenn der Antriebsstrom nicht
auf das Solenoid 28 angewendet ist, wird das Ventilteil 26 durch
die Vorspannkraft der Feder 27 geöffnet, und der Einlass 23 ist
geöffnet.
Falls der Antriebsstrom auf das Solenoid 28 angewendet
ist, wird das Ventilteil 26 durch die elektromagnetische
Antriebskraft des Solenoids 28 gegen die Vorspannkraft der
Feder 27 geschlossen, und der Einlass 23 ist blockiert.
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In
einem Ziehtank der Hochdruckpumpe 14 (ein Takt, in dem
der Kolben 19 sich von einem oberen Totpunkt zu einem unteren
Totpunkt bewegt) wird das Fließsteuerventil 22 geöffnet und
der Kraftstoff wird in die Pumpenkammer 18 gezogen. In 3 zeigt eine durchgehende
Linie „a" einen Zustand des Fließsteuerventils
(des FCV) 22. Ein Bereich „ZUG" in 3 stellt
den Zug-Takt der Hochdruckpumpe 14 dar. In einem Abgabetakt
(einem Takt, in dem der Kolben 19 sich von dem unteren
Totpunkt zu dem oberen Totpunkt bewegt) wird die Anfangszeit des Ventilschließvorgangs
des Fließsteuerventils 22 gesteuert.
Auf diese Weise wird die Kraftstoffabgabemenge geregelt und der
Kraftstoffabgabedruck der Hochdruckpumpe 14 (im Folgenden
ein hochdruckseitiger Kraftstoffdruck) wird gesteuert. Ein Bereich „ABGABE" in 3 stellt den Abgabetakt der Hochdruckpumpe 14 dar.
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Wenn
zum Beispiel der hochdruckseitige Kraftstoffdruck zu erhöhen ist,
wird die Beginnzeit des Schließvorgangs
des Fließsteuerventils 22 von der
durch die durchgehende Linie „a" in 3 bereitgestellten Zeit zu einer durch
eine gestrichelte Linie „b" in 3 vorgezogen. Auf diese Weise wird der Ventilschließzeitraum
(ein wirkungsvoller Takt „ST-E") bis zu dem Ende
des Abgabetaktes erweitert und die Kraftstoffabgabemenge von einer
durch einen Bereich „A" in 3 gezeigten Menge zu einer durch einen
anderen Bereich „B" gezeigten Menge erhöht. Im Gegensatz
wird die Beginnzeit des Schließvorgangs
des Fließsteuerventils 22 von
der durch die gestrichelte Linie „b" in 3 bereitgestellten
Zeit zu der durch die durchgehende Linie „a" in 3 bereitgestellten
Zeit verzögert.
Auf diese Weise wird der Ventilschließzeitraum (der wirkungsvolle Takt
ST-E) bis zu dem Ende des Abgabetaktes zusammengezogen und die Kraftstoffabgabemenge verringert.
Zu dieser Zeit fließt
der Kraftstoff zurück zu
einer Niederdruckseite, und durch eine Pumpenfunktion wird eine
große
Schwankung erzeugt, während
das Fließsteuerventil 22 während des
Abgabetaktes offen ist. Deswegen wird die Schwankung durch einen
später
erklärten
Schwankungsdämpfer 34 aufgenommen.
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Ein Überprüfungsventil 25 zum
Verhindern des Rückflusses
des abgegebenen Kraftstoffes ist auf einer Seite eines Auslasses 24 der
Hochdruckpumpe 14 vorgesehen. Wie aus 1 ersichtlich ist, wird der von der Hochdruckpumpe 14 abgegebene Kraftstoff
durch ein hochdruckseitiges Kraftstoffrohr 29 zu einem
Abgaberohr 30 unter Druck zugeführt. Der Hochdruckkraftstoff
wird von dem Zufuhrrohr 30 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 31 der
entsprechenden Zylinder verteilt. Ein hochdruckseitiger Kraftstoffdrucksensor 32 zum
Fühlen
des hochdruckseitigen Kraftstoffdrucks ist in dem Zufuhrrohr 30 vorgesehen.
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Ein
niederdruckseitiger Kraftstoffdrucksensor 33 (Kraftstoffdruckfühleinrichtung)
zum Fühlen des
Kraftstoffdrucks auf der Einlass- 23 Seite der Hochdruckpumpe 14 (in
folgenden ein niederdruckseitiger Kraftstoffdruck) ist in einem
niederdruckseitigen Kraftstoffrohr 13 vorgesehen, das die
Niederdruckpumpe 12 mit der Hochdruckpumpe 14 verbindet.
Der Schwankungsdämpfer 34 (Einrichtung
zur Verringerung einer Kraftstoffdruckschwankung) zum Verringern
der Schwankung des niederdruckseitigen Kraftstoffdrucks ist mit
einer Verbindung zwischen dem Einlass 23 der Hochdruckpumpe 14 und
dem niederdruckseitigen Kraftstoffrohr 13 verbunden. Der Schwankungsdämpfer 34 hat
eine Membran, welche die Schwankung des niederdruckseitigen Kraftstoffdrucks
aufnimmt und den Kraftstoffdruck in dem niederdruckseitigen Kraftstoffrohr 13 stabilisiert.
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Ausgabesignale
(gefühlte
Kraftstoffdrücke) des
hochdruckseitigen Kraftstoffdrucksensors 32 und des niederdruckseitigen
Kraftstoffdrucksensors 33 werden in eine elektronische
Steuereinheit (eine ECU) 36 eingegeben. Die ECU 36 ist
in dem Zentrum eines Mikrocomputers ausgerichtet konstruiert. Die ECU 36 hat
ein ROM (Speichereinrichtung) und führt eine in dem ROM gespeicherte
Kraftstoffdrucksteuerroutine durch. Auf diese Weise regelt die ECU 36 die Ventilschließanfangszeit
(den tatsächlichen
Hub) des Fließsteuerventils 22 der
Hochdruckpumpe 14, sodass der hochdruckseitige Kraftstoffdruck,
der durch den hochdruckseitigen Kraftstoffsensor 32 gefühlt wird,
mit dem Sollkraftstoffdruck übereinstimmt.
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Die
ECU 36 führt
eine Abnormalitätsdiagnoseroutine
aus, die in dem ROM gespeichert ist (siehe 4 und 5),
um die Abnormalitätsdiagnose
des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems durchzuführen. Bei der Abnormalitätsdiagnose
wird das Vorhandensein der Abnormalität in den Teilen (die Niederdruckpumpe 12,
der Schwingungsdämpfer 34 und der
Druckregler 15) bestimmt, die den niederdruckseitigen Kraftstoffdruck
in dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem regeln. Falls zum Beispiel
die Abgabeleistung der Niederdruckpumpe 12 sich abnormal verringert
und die Menge des von der Niederdruckpumpe 12 abgegebenen
Kraftstoff des in das niederdruckseitige Kraftstoffrohr 13 abgegebenen
Kraftstoffes sich abnormal verringert, verringert sich der Kraftstoffdruck
(der niederdruckseitige Kraftstoffdruck) HP in dem niederdruckseitigen
Kraftstoffrohr 13 unter einem normalen Bereich RN, wie
aus einer durchgehenden Linie „a" in 7 ersichtlich ist. Falls der von dem
Schwankungsdämpfer 34 ausfließende Kraftstoff
sich abnormal erhöht
(in dem Fall, bei dem ein großes
Loch in der Membran ausgebildet ist), oder falls die Menge des durch
den Druckregler 15 zurückgeführten Kraftstoffs
sich abnormal erhöht,
verringert sich der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP ebenfalls
unter den normalen Bereich RN. Falls der Verringerungseffekt der
Kraftstoffdruckschwankung des Schwankungsdämpfers 34 abnormal
verringert ist (in dem Fall, (bei dem ein kleines Loch in der Membran ausgebildet
ist), übersteigt
der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP den normalen Bereich RN,
wie durch eine durchgehende Linie „b" in 7 gezeigt ist.
Der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP übersteigt ebenfalls den normalen
Bereich RN, falls die Kraftstoffrückführfunktion des Druckreglers 15 versagt,
und der Rückführvorgang
des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 11 angehalten ist.
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Wie
aus 7 ersichtlich ist,
erhöht
sich der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP bei einem Abgabetakt
der Hochdruckpumpe 14 und verringert sich in dem Zugtakt
der Hochdruckpumpe 14. Deswegen weicht in einem frühen Zustand
der Erzeugung der Abnormalität
der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP periodisch von dem normalen
Bereich RN ab. Deswegen wird bei den in 4 und 5 gezeigten
Abnormalitätsdiagnoseroutinen
gezählt,
wie oft bestimmt wird, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP während
eines ersten vorbestimmten Zeitraums niedriger ist als der normale
Bereich RN. Falls der gezählte
Wert gleich oder größer wird
als eine erste vorbestimmte Zahl, ist bestimmt, dass ein erster abnormaler
Betrieb eingeführt
ist. Der erste abnormale Betrieb, bei dem sich der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP abnormal verringert, wird durch die Verringerung der Abgabeleistung
der Niederdruckpumpe 12 (das abnormale Absinken der Kraftstoffabgabemenge
der Niederdruckpumpe 12), die Abnormalität in dem
Schwankungsdämpfer 34 (Ausfließen des
Kraftstoffes in einem großen
Ausmaß) oder
die Abnormalität
in dem Druckregler 15 (abnormales Ansteigen der Menge des
zurückgeführten Kraftstoffes)
verursacht. Deswegen kann bestimmt werden, dass die Verringerung
der Abgabeleistung der Niederdruckpumpe 12, die Abnormalität in dem Schwankungsdämpfer 34 oder
die Abnormalität
in dem Druckregler 15 verursacht wird, falls bestimmt wird,
dass der erste abnormale Betrieb eingeführt ist.
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Darüber hinaus
wird in der in 4 und 5 gezeigten Abnormalitätsdiagnoseroutine
gezählt,
wie oft der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP bestimmt ist,
in einem zweiten vorbestimmten Zeitraum höher zu sein als der normale
Bereich RN. Falls der gezählte
Wert gleich oder größer als
eine zweite vorbestimmte Zahl wird, ist bestimmt, dass ein zweiter abnormaler
Betrieb eingeführt
ist. Der zweite abnormale Betrieb, bei dem der niederdruckseitige
Kraftstoffdruck HP abnormal ansteigt, wird durch die Abnormalität in dem
Schwankungsdämpfer 34 (die
abnormale Verringerung in dem Effekt der Kraftstoffdruckschwankungsverringerung)
oder der Abnormalität
in dem Druckregler 15 (dem Defekt in dem Kraftstoffrückführfunktion)
verursacht. Deswegen kann bestimmt werden, dass die Abnormalität in dem Schwankungsdämpfer 34 oder
die Abnormalität
in dem Druckregler 15 verursacht ist, falls bestimmt ist, dass
der zweite abnormale Betrieb eingeführt ist.
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Als
nächstes
werden die Inhalte der Verarbeitung der Abnormalitätsroutine
ausgehend von 4 und 5 erklärt. Die in 4 und 5 gezeigte
Abnormalitätsdiagnoseroutine
wird jedes Mal bei jedem Kurbelwinkel von 180° (zum Beispiel bei jeder Endzeit
des Abgabetakts und bei jeder Endzeit des Zugtakts der Hochdruckpumpe 14)
begonnen, um die im Wesentlichen Maximalwert und im Wesentlichen
Minimalwert des niederdruckseitigen Kraftstoffdrucks HP zu erfassen.
Falls die Routine begonnen wird, wird zuerst in Schritt S101 der
niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP eingegeben, der durch den
niederdruckseitigen Kraftstoffdrucksensor 33 gefühlt wird.
Dann wird in Schritt S102 bestimmt, ob der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP sich innerhalb des normalen Bereichs RN befindet. Der normale
Bereich RN des niederdruckseitigen Kraftstoffdrucks HP erstreckt
sich zwischen einem Druck, der um eine gestattbare Kraftstoffdruckvariation α (kPa) niedriger
ist als der Solldruck (zum Beispiel 400 kPa) des Druckreglers 15 und
einem anderen Druck, der um eine gestattbare Kraftstoffdruckvariation α höher ist
als der Solldruck.
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Falls
in Schritt S102 bestimmt wird, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP sich innerhalb des normalen Bereichs (400 – α < HP < 400 + α) befindet,
schreitet die Verarbeitung zu Schritt S103 voran. In Schritt S103
wird ein Normalitätszähler (eine Normalitätsbestimmungszahl)
CNORM erhöht,
um zu zählen,
wie oft bestimmt wird, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP sich innerhalb des normalen Bereiches befindet. Dann wird in
Schritt S104 bestimmt, ob der Wert des Normalitätszähler CNORM gleich ist wie oder
größer ist
als eine vorbestimmte Zahl N. Falls der Wert des Normalitätszählers CNORM
geringer ist als die vorbestimmte Zahl N, wird die Routine sofort
beendet.
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Falls
im Gegenzug der Wert des Normalitätszählers CNORM gleich oder größer ist
als die vorbestimmte Zahl N, wird bestimmt, dass der niederdruckseitige
Kraftstoffdruck HP normal ist und der Normalitätszähler (eine Normalitätsbestimmungszahl) CFAIL
zum Zählen,
wie oft der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP abnormal ist oder
sich außerhalb des
normalen Bereichs RN befindet, wird auf 0 zurückgesetzt. Dann wird in Schritt
S106 ein Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
zum Zählen eines
Zeitraums der Fortsetzung des abnormalen Zustands auf 0 zurückgesetzt.
Dann wird in Schritt S107 ein Flag XFAIL zur Bestimmung der Abnormalität auf 0
zurückgesetzt.
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Falls
bestimmt wird, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP sich
außerhalb
des normalen Bereichs RN befindet (HP ≤ 400 – α oder HP ≥ 400 + α), wird das Flag XFAIL zur Bestimmung
der Abnormalität
in Schritt S108 auf 1 gesetzt. Dann wird in Schritt S109 der Abnormalitätszähler CFAIL
erhöht.
Dann wird in Schritt S110 der Normalitätszähler CNORM auf 0 zurückgesetzt.
Dann wird in Schritt S111 bestimmt, ob der Wert des Abnormalitätszählers CFAIL
gleich oder größer ist
als eine vorbestimmte Zahl N2. Falls bestimmt wird, dass der Wert des
Abnormalitätszählers CFRIL
geringer ist als die vorbestimmte Zahl N2, wird die Routine beendet, ohne
die Bestimmung der Abnormalität
zu fixieren.
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Falls
im Gegenzug bestimmt wird, dass der Wert des Abnormalitätszählers CFAIL
gleich oder größer als
die vorbestimmte Zahl N2 ist, wird in Schritt S112 bestimmt, ob
der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP niedriger ist als der
normale Bereich RN (HP < 400 – α). Falls
bestimmt wird, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP geringer
ist als der normale Bereich (HP < 400 – α), wird in
Schritt S113 bestimmt, ob der Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
kürzer
ist als ein erster vorbestimmter Zeitraum β. Falls bestimmt wird, dass
der Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
kürzer
ist als der erste vorbestimmte Zeitraum β, wird ein erstes Flag X1 des
abnormalen Betriebs in Schritt S114 auf 1 gesetzt. In dem Fall,
bei dem das erste Flag X1 des abnormalen Betriebs auf 1 gesetzt
ist, wird bestimmt, dass der erste abnormale Betrieb, in dem der
niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP abnormal sinkt, eingeführt ist.
In der Zwischenzeit wird bestimmt, dass die Abnormalität in der
Verringerung der Abgabeleistung der Niederdruckpumpe 12 (das
abnormale Sinken den Kraftstoffabgabemenge der Niederdruckpumpe 12),
die Abnormalität
in dem Schwankungsdämpfer 34 (das
Ausfließen
von Kraftstoff in einer großen
Menge) oder die Abnormalität
in dem Druckregler 15 (das abnormale Ansteigen der Menge
des zurückgeführten Kraftstoffes)
verursacht ist.
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Dann
wird in Schritt S119 eine Warnlampe auf einem Armaturenbrett eingeschaltet
oder sie beginnt zu blinken, oder ein Alarmdisplay wird auf einem
Display des Armaturenbretts angezeigt, um einen Fahrer des Fahrzeugs
von der Abnormalität
zu informieren. Folgend wird in Schritt S120 ein Ausfallsicherungsvorgang
durchgeführt.
Bei dem Ausfallsicherungsvorgang wird zumindest das Aussetzen der Niederdruckpumpe 12,
das Aussetzen der Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventile 31 und
fortgesetztes Öffnen
des Fließsteuerventils 22 durchgeführt. Das
Fließsteuerventil 22 steuert
die Kraftstoffabgabemenge der Hochdruckpumpe 14 pro Takt
des Kolbens 19. Ein Beliebiges der obigen Verfahren hält die Kraftstoffzufuhr
zu der Maschine an. Deswegen kann der Betrieb der Maschine automatisch
angehalten werden, wenn die Abnormalität verursacht ist. Bei dem Ausfallsicherungsvorgang
kann zumindest eines der obigen Verfahren durchgeführt werden,
nachdem eine Steuerung für
einen bestimmten Zeitraum durchgeführt ist, die es ermöglicht,
das Fahrzeug zu einem sicheren Ort zu fahren.
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Falls
das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S113 „NEIN" ist, oder falls der Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
gleich oder länger
ist als der vorbestimmte Zeitraum β, wird bestimmt, dass der niederdruckseitige
Kraftstoffdruck HP normal ist, und der Abnormalitätszähler TFAIL
wird in Schritt S115 auf 0 zurückgesetzt.
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Bei
dem Fall, bei dem das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S112 „NEIN" ist, oder bei dem Fall,
bei dem der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP höher ist
als der normale Bereich RN, wird in Schritt S116 bestimmt, ob der
Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
kürzer
ist als ein zweiter vorbestimmter Zeitraum γ (gamma). Falls bestimmt wird,
dass der Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
kürzer
ist als der zweite vorbestimmte Zeitraum γ, wird ein zweites Flag X2 des
abnormalen Betriebs in Schritt S117 auf 1 gesetzt. Auf diese Weise
wird bestimmt, dass der zweite abnormale Betrieb, bei dem der niederdruckseitige
Kraftstoffdruck HP abnormal ansteigt, eingeführt ist, und es wird bestimmt,
dass die Abnormalität
in dem Schwankungsdämpfer 34 (die
abnormale Verringerung bei dem Effekt der Verringerung der Kraftstoffdruckschwankung), oder
dass die Abnormalität
in dem Druckregler 15 (der Defekt der Kraftstoffrückkehrfunktion)
verursacht ist. Der zweite vorbestimmte Zeitraum γ kann der
gleiche sein wie der erste vorbestimmte Zeitraum β, oder kann
zu dem ersten vorbestimmten Zeitraum β unterschiedlich sein.
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Dann
wird in Schritt S121 die Warnlampe auf dem Armaturenbrett eingeschaltet,
oder sie beginnt zu blinken, oder das Warndisplay wird auf dem Display
des Armaturenbretts angezeigt, um den Fahrer des Fahrzeugs von der
Abnormalität
zu informieren. Folgend wird in Schritt S122 der Ausfallsicherungsvorgang
wie in Schritt S120 durchgeführt.
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Bei
dem Fall, bei dem das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S116 „NEIN" ist, oder bei dem Fall,
bei dem der Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
gleich oder länger
ist als der zweite vorbestimmte Zeitraum γ, wird bestimmt, dass der niederdruckseitige
Kraftstoffdruck HP normal ist und der Abnormalitätszähler CFAIL wird in Schritt
S118 auf 0 zurückgesetzt.
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Eine
aus 6 ersichtliche Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzählerroutine
wird jeden vorbestimmten Zeitraum begonnen (zum Beispiel 4 ms), und
zählt den
Zeitraum der Fortsetzung des abnormalen Zustands wie folgt. Falls
die Routine begonnen wird, wird zuerst in Schritt S201 bestimmt,
ob das Flag XFAIL zur Bestimmung der Abnormalität 1 ist (oder ob der niederdruckseitige
Kraftstoffdruck HP sich außerhalb
des normalen Bereich RN befindet). Falls das Flag XFAIL zur Bestimmung
der Abnormalität
1 ist, wird der Fortsetzungszeitraum des abnormalen Zustands durch
das Erhöhen
des Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzählers TFAIL
in Schritt S202 gezählt.
Falls in Schritt S201 bestimmt wird, dass das Flag XFAIL zur Bestimmung
der Abnormalität
0 ist (oder dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP sich
innerhalb des normalen Bereich RN befindet), wird die Routine sofort
beendet.
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Als
nächstes
wird ein Beispiel der Abnormalitätsdiagnose
der vorliegenden Ausführungsform ausgehend
von einem aus 8 ersichtlichen
Zeitdiagramm erklärt.
Das in 8 gezeigte Zeitdiagramm ist
ein Beispiel der Steuerung in dem Fall, bei dem der zweite abnormale
Betrieb (zum Beispiel die Abnormalität in dem Schwankungsdämpfer 34)
verursacht wird, bei dem der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP abnormal ansteigt. Falls der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP abnormal über
den normalen Bereich RN ansteigt, wird der Abnormalitätszähler CFAIL
jedes Mal erhöht,
wenn die Abnormalität
erfasst wird.
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Falls
das Flag XFAIL zur Bestimmung der Abnormalität einmal auf 1 gesetzt ist,
wenn der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP den normalen Bereich
RN überschreitet,
wird das Flag XFAIL zur Bestimmung der Abnormalität bei 1
beibehalten, bis zumindest eine vorbestimmte Anzahl von N mal fortlaufend
ein Zustand erfasst wird, bei dem der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP sich innerhalb des normalen Bereichs RN befindet. Während das
Flag XFAIL zur Bestimmung der Abnormalität auf 1 gesetzt ist, wird der
Fortsetzungszeitraum des abnormalen Zustands durch das Erhöhen des
Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzählers TFAIL
bei einem vorbestimmten Zyklus gezählt.
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Dann,
falls der Wert des Abnormalitätszählers CFAIL
zu einem Zeitpunkt tF in 8 die
vorbestimmte Zahl N2 erreicht, bevor der Abnormalitätsfortsetzungszeitraumzähler TFAIL
den zweiten vorbestimmten Zeitraum γ erreicht, wird das zweite Flag des
abnormalen Betriebs X2 zu dieser Zeit auf 1 gesetzt. Auf diese Weise
wird zu dem Zeitpunkt tF bestimmt, dass der zweite abnormale Betrieb,
bei dem der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP abnormal ansteigt,
eingeführt
ist, und es wird bestimmt, dass die Abnormalität in dem Schwankungsdämpfer 34 (die
abnormale Verringerung in der Auswirkung die Kraftstoffdruckschwankung
zu verringern) oder die Abnormalität in dem Druckregler 15 (der
Defekt in der Kraftstoffrückkehrfunktion)
verursacht ist.
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Falls
das zweite Flag des abnormalen Betriebs X2 auf 1 gesetzt ist, wird
der Ausfallsicherungsvorgang durchgeführt, um die Niederdruckpumpe 12 anzuhalten
(wie aus 8 ersichtlich
ist), um die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventile 31 anzuhalten,
oder das Fließsteuerventil 22 der
Hochdruckpumpe 14 fortlaufend zu öffnen. Auf diese Weise wird
der Betrieb der Maschine automatisch angehalten, wenn die Abnormalität verursacht ist.
In der Zwischenzeit wird die Warnlampe auf dem Armaturenbrett eingeschaltet
oder sie beginnt zu blinken, oder das Alarmdisplay wird auf dem
Display des Armaturenbretts angezeigt, um den Fahrer des Fahrzeugs
von der Abnormalität
zu informieren.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist der niederdruckseitige Kraftstoffdrucksensor 33 eingesetzt,
um den Kraftstoffdruck (niederdruckseitigen Kraftstoffdruck HP)
in dem niederdruckseitigen Kraftstoffrohr 13 zu fühlen, das
die Niederdruckpumpe 12 mit der Hochdruckpumpe 14 verbindet.
Falls der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP, der durch den niederdruckseitigen
Kraftstoffdrucksensor 33 gefühlt wird, niedriger ist als
der normale Bereich RN, wird bestimmt, dass der erste abnormale
Betrieb eingeführt
ist. Falls der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP höher ist
als der normale Bereich RN, wird bestimmt, dass der zweite abnormale
Betrieb eingeführt ist.
Deswegen können der
erste abnormale Betrieb, bei dem der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP abnormal sinkt, und der zweite abnormale Betrieb, bei dem der
niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP abnormal ansteigt, ausgehend
von dem gefühlten Wert
des niederdruckseitigen Kraftstoffdrucksensors 33 nicht
nur ausgewählt
erfasst werden, wenn die Maschine gestartet wird, sondern ebenfalls
wenn die Maschine betrieben wird. Darüber hinaus kann der Ort der
Abnormalität
spezifiziert werden.
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Es
wird bestimmt, dass der erste abnormale Betrieb eingeführt ist,
falls die Anzahl der Bestimmungen, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP
niedriger ist als der normale Bereich RN, gleich oder größer wird
als die vorbestimmte Zahl N2, innerhalb des ersten vorbestimmten
Zeitraums β.
Deswegen, wird nicht bestimmt, dass der erste abnormale Betrieb
eingeführt
ist, sogar falls ein sofortiges Absinken des niederdruckseitigen
Kraftstoffdrucks HP der Hochdruckpumpe 14 verursacht wird,
das eine geringe Auswirkung auf die Kraftstoffabgabemenge hat (oder
den hochdruckseitigen Kraftstoffdruck). Als Ergebnis kann die Zuverlässigkeit
der Abnormalitätserfassung
verbessert werden.
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Ähnlich wird
bestimmt, dass der zweite abnormale Betrieb eingeführt ist,
falls die Anzahl der Bestimmungen, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck
HP höher
ist als der normale Bereich RN, innerhalb des zweiten vorbestimmten
Zeitraums γ gleich
wird wie oder größer wird
als die vorbestimmte Zahl N2. Deswegen wird bestimmt, dass der zweite abnormale
Betrieb eingeführt
ist, sogar falls ein sofortiges Ansteigen des niederdruckseitigen
Kraftstoffdrucks HP verursacht wird, das eine geringe Auswirkung
auf die Kraftstoffabgabemenge (oder den hochdruckseitigen Kraftstoffdruck)
der Hochdruckpumpe 14 hat. In der vorliegende Ausführungsform
wird die identische vorbestimmte Zahl N2 in der Bestimmung des ersten
abnormalen Betriebs und des zweiten abnormalen Betriebs verwendet.
Alternativ kann der erste abnormale Betrieb und der zweite abnormale Betrieb
ausgehend von verschiedenen Bestimmungszahlen bestimmt werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist der Druckregler 15 auf der Seite des Auslasses der
Niederdruckpumpe 12 vorgesehen, um den Abgabedruck der
Niederdruckpumpe 12 auf den Solldruck (zum Beispiel 400
kPa) zu steuern (oder den Kraftstoffzufuhrdruck zu der Hochdruckpumpe 14).
Alternativ kann der Druckregler 15 ausgelassen werden und
die Drehzahl (Abgabefließrate)
des Antriebsmotors der Niederdruckpumpe 12 kann so geregelt
werden, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck HP, der durch
den niederdruckseitigen Kraftstoffdrucksensor 33 gefühlt wird,
mit dem Sollkraftstoffdruck (zum Beispiel 400 kPa) zusammenfällt.
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Die
vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
werden, sondern kann auf viele andere Weisen eingeführt werden,
ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert
ist.
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Ein
niederdruckseitiger Kraftstoffdrucksensor 33 fühlt einen
Kraftstoffdruck (einen niederdruckseitigen Kraftstoffdruck) innerhalb
eines niederdruckseitigen Kraftstoffrohrs 13, das eine
Niederdruckpumpe 12 mit einer Hochdruckpumpe 14 verbindet. Eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 36 zählt die Anzahl, wie oft bestimmt
wird, dass der niederdruckseitige Kraftstoffdruck in einem ersten
vorbestimmten Zeitraum niedriger ist als ein normaler Bereich, und bestimmt,
dass ein erster abnormaler Betrieb eingeführt ist, falls der gezählte Wert
gleich ist wie oder größer wird
als ein vorbestimmter Wert. Die ECU 36 zählt die
Anzahl, wie oft der niederdruckseitige Kraftstoffdruck in einem
zweiten vorbestimmten Zeitraum bestimmt ist höher zu sein als der normale
Bereich, und bestimmt, dass ein zweiter abnormaler Betrieb eingeführt ist,
falls der gezählte
Wert gleich ist wie oder größer wird
als der vorbestimmte Wert.