DE19941329B4

DE19941329B4 - Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine mit einer Fehlfunktionserfassungsfunktion

Info

Publication number: DE19941329B4
Application number: DE19941329A
Authority: DE
Inventors: Kouji Hitachinaka Matsufuji; Toshio Hitachinaka Hori; Masahiro Hitachioota Toyohara; Kenichi Zama Goto
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2019-09-01
Also published as: JP2000073828A; JP3884577B2; DE19941329A1; US6283108B1

Abstract

Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine, die enthält:
– ein Kraftstoffzufuhrsystem (4) zum Versorgen mit und Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder der Brennkraftmaschine, das eine Hochdruckkraftstoffpumpe (12), einen elektrisch gesteuerten Druckeinsteller (41) und einen Kraftstoffdrucksensor (14) enthält, die entlang einer von einem Kraftstofftank (11) zu einem Kraftstoffeinspritzventil (13) führenden Kraftstoffversorgungsleitung angeordnet sind, und
– eine Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung, die eine mögliche Fehlfunktion im Kraftstoffzufuhrsystem (4) diagnostiziert, wenn der vom Kraftstoffdrucksensor (14) erfaßte Druck im druckbeaufschlagten Kraftstoff im Kraftstoffzufuhrsystem (4) eine vorgegebene obere Grenze über- oder eine vorgegebene untere Grenze unterschreitet,
dadurch gekennzeichnet, daß
– die vorgegebene obere und untere Grenze durch ein Steuertastverhältnis für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller (41) bestimmt werden,
– die Steueranordnung weiter ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem enthält, mit
– einer Einrichtung zum Bestimmen eines Luft-/Kraftstoff-Sollverhältnisses für die Brennkraftmaschine auf eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine hin,
– einem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (20) zum Erfassen eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Wenn eine Brennkraftmaschine mit einem supermageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 30 ∼ 100 in bezug auf ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,7 betrieben wird, läßt sich eine extreme Verbesserung in bezug auf einen sparsamen Kraftstoffverbrauch und die Leistungsfähigkeit der Abgasreinigung erzielen, wobei jedoch Kraftstoff mit hohem Druck benötigt wird, um die Brennkraftmaschine mit einem derartigen supermageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu betreiben. Während des Betriebes einer Brennkraftmaschine wird häufig ein vorgegebener konstanter Kraftstoffdruck verwendet. Zur Erzielung einer ausreichenden Verbrennungsleistung ist es jedoch vorteilhaft, den Kraftstoffdruck zu verändern, vorzugsweise z.B. den Kraftstoffdruck in Abhängigkeit von den Betriebsmodi einer jeweiligen Brennkraftmaschine zwischen 5 MPa und 10 MPa zu steuern. Zum Zweck der Kraftstoffdrucksteuerung werden ein elektrisch steuerbarer Druckeinsteller zum Einstellen des Kraftstoffdruckes und ein Kraftstoffdrucksensor zum Erfassen des Kraftstoffdruckes eingesetzt. In dem Fall, in dem der elektrisch steuerbare Kraftstoffdruckeinsteller oder der Kraftstoffdrucksensor fehlerhaft arbeiten, entsteht jedoch das Problem, daß der Kraftstoffdruck nicht mehr korrekt gesteuert werden kann.

In der JP 10-47144 A ist z.B. eine Fehlfunktionsdiagnosevorrichtung für eine Kraftstoffversorgungs- und Einspritzvorrichtung beschrieben, die eine Abweichung des Kraftstoffdruckes erfaßt und eine Fehlfunktionsdiagnose in der Vorrichtung durchführt, wobei die Fehlfunktionsdiagnosevorrichtung für die Kraftstoffversorgungs- und Einspritzvorrichtung, die eine Kraftstoffdruckpumpe, die den Kraftstoff unter Druck setzt, um den unter Druck stehenden Kraftstoff von einer Kraftstoffeinspritzdüse in eine Brennkraftmaschine einzuspritzen, ein Elektromagnetventil zum Anpassen der Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffeinspritzdüse in die Brennkraftmaschine einzuspeisen und einzuspritzen ist, und eine Elektromagnet-Steuereinrichtung zum Ausgeben von Ansteuersignalen für das Elektromagnetventil, um die Kraftstoffmenge auf eine vorgegebene Menge zu steuern, enthält, mit einer Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Kraftstoffdruckes und einer Einrichtung zum Feststellen der Fehlfunktion des Magnetventils in Abhängigkeit von der Änderung des Kraftstoffdruckes nach der Ausgabe eines Ventilöffnungssignals von der Elektromagnetsteuereinrichtung an das Elektromagnetventil versehen ist.

Wenn ein abnormales Ansteigen oder Abfallen des Kraftstoffdruckes in der Kraftstoffversorgungs- und Einspritzvorrichtung oder -system für eine Brennkraftmaschine erfaßt wird, kann ein Fehler, der die Betriebsleistungsfähigkeit der Brennkraftmaschine verschlechtert, im allgemeinen erkannt werden, wobei jedoch die mögliche Ursache des Fehlers durch die Erfassung der Kraftstoffdruckabweichung nicht festgestellt werden kann. Außerdem wird ein entsprechendes Element irrtümlicherweise ausgetauscht, wenn es irrtümlicherweise als fehlerhaft diagnostiziert wird.

Aus der US 5 241 933 A ist eine gattungsgemäße Kraftstoff-Steuervorrichtung bekannt, in der unter Hochdruck stehender Kraftstoff von einem Hochdruckregler zum Betreiben eines Motors mit Direkteinspritzung in einer Hockdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtung geregelt ist. Eine Abnorma litätsbestimmungseinrichtung beurteilt eine Abnormalität einer Hochdruckpumpe bei einem Kraftstoffdruck außerhalb eines erlaubten Bereichs und zeigt sie einem Fahrer an. Fehlfunktionen anderer Einrichtungen, die für einen korrekten Kraftstoffdruck zuständig sind, werden hierbei nicht berücksichtigt.

In der DE 197 48 248 A1 ist eine Motorsteuerung beschrieben, bei welcher es möglich ist, Störungen bei Änderungen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses aufgrund der Veränderung des Treibstoffdrucks zu verhindern, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis in sehr kurzer Zeit konvergieren zu lassen, wenn kontinuierliche Änderungen des Treibstoffdrucks nach oben oder unten in Abhängigkeit von einem Betriebszustand durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuerung eines Motors erfolgen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, dann, wenn eine Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdruckes und eine Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdruckes fehlerhaft arbeiten, dabei auftretende Fehlfunktionen sofort zu erfassen und zusätzlich ein mögliches, die Fehlfunktion verursachendes fehlerhaftes Element zu identifizieren.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:
1 ein Beispiel einer schematischen Darstellung eines Systems einer Kraftstoffversorgungs- und Einspritz vorrichtung für eine Brennkraftmaschine, auf die die Erfindung angewendet wird,
2 ein Beispiel einer Kraftstoffversorgungs- und Einspritzvorrichtung, die ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine bilden, auf die die Erfindung angewendet wird,
3 einen Aufbau einer Hochdruckkraftstoffpumpe und eines elektrisch gesteuerten Druckeinstellers in einer Kraftstoffversorgungs- und Einspritzvorrichtung, auf die die Erfindung angewendet wird,
4 einen Aufbau eines Ventilteils des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers aus 3,
5 ein Beispiel für Betriebskennlinien des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers aus 3,
6 ein Beispiel eines Steuertastverhältnissignals für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller aus 3,
7 ein Beispiel für den Betrieb des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers aus 3 in Abhängigkeit von einem diesem zugeführten Steuertastverhältnissignal,
8 ein Beispiel einer Betriebskennlinie des Kraftstoffdrucksensors aus 2,
9 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Ein- und Ausgänge der Steuereinheit aus 1,
10 eine beispielhafte graphische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einer Motor-(Pumpen-) Drehzahl und einer Pumpenausströmmenge bzw. -menge pro Zeiteinheit einer im Kraftstoffversorgungssystem aus 2 verwendeten Kraftstoffpumpe zeigt,
11 eine beispielhafte graphische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einer Ausströmmenge einer Kraftstoffpumpe und einem Steuerkraftstoffdruck zeigt, wenn als Parameter ein Steuertastverhältnis für einen elektrisch gesteuerten Druckeinsteller im Kraftstoffversorgungssystem aus 2 verwendet wird,
12 eine beispielhafte graphische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einem Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers und einem Kraftstoffdruck im Kraftstoffversorgungssystem aus 2 zeigt,
13 ein Flußdiagramm, das Steuerschritte zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge bzw. -menge pro Zeiteinheit in dem in 1 gezeigten System zeigt,
14 eine beispielhafte graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Kraftstoffdruck und einer Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von einer konstanten Ventilöffnungspulsbreite für das Kraftstoffeinspritzventil im Kraftstoffversorgungssystem aus 2 zeigt,
15 eine beispielhafte graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Kraftstoffdruck und einem Korrekturkoeffizienten FPHOS für eine Kraftstoffeinspritzimpulsbreite in dem in 1 gezeigten System zeigt,
16 ein Flußdiagramm, das erfindungsgemäße Steuerschritte zum Erfassen einer Fehlfunktion im Kraftstoffversorgungssystem aus 2 zeigt,
17 ein Flußdiagramm, das erfindungsgemäße Steuerschritte zum Bestimmen eines möglichen Fehlerelementes unter Verwendung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zeigt,
18 ein Flußdiagramm, das erfindungsgemäße Steuerschritte zum Bestimmen eines möglichen Fehlerelementes unter Verwendung einer Rückführsteuermenge für ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis zeigt,
19 eine beispielhafte Betriebskennlinie eines L/K-Verhältnis-Sensors, der in dem in 1 gezeigten System verwendet wird,
20 eine graphische Darstellung zur Erläuterung, wie eine Fehlfunktion in einem Kraftstoffdrucksensor festgestellt wird, wenn die Betriebskennlinie eines L/K-Verhältnissensors gemäß der Erfindung verwendet wird,
21 ein Flußdiagramm, das erfindungsgemäße Steuerschritte zur Durchführung einer Reinigungssteuerung für einen elektrisch gesteuerten Druckeisteller und zum Erfassen einer Fehlfunktion im Druckeinsteller zeigt,
22 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Reinigungssteuerung für einen elektrisch gesteuerten Druckeinsteller,
23 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Reinigungssteuerung eines elektrisch gesteuerten Druckeinstellers und einer damit verbundenen Fehlfunktionsbestimmung unter Verwendung einer Ausgangskennlinie eines Kraftstoffdrucksensors,
24 ein Flußdiagramm, das erfindungsgemäße Steuerschritte zum Erfassen einer Fehlfunktion in einem Kraftstoffdrucksensor unter Verwendung der Ausgangsspannungskennlinie desselben zeigt,
25 eine beispielhafte Betriebskennlinie eines in dem Kraftstoffversorgungssystem aus 2 verwendeten Kraftstoffdrucksensors, und
26 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Verhaltens eines Kraftstoffdrucksensors, wenn dieser eine Fehlfunktion aufweist und wenn dieser danach wieder in einen normalen Zustand überführt wird.
In dem in 1 gezeigten System wird in einen Motor 8 einzulassende Luft über ein Einlaßloch 2 eines Luftfilters 1 eingelassen, gelangt durch einen Drosselkörper 6, bei dem eine Drosselklappe 5 zum Steuern der Lufteinlaßmenge angeordnet ist, und wird in einen Sammler 7 eingelassen. Die Drosselklappe 5 ist mit einem Motor 10 zum Ansteuern der Drosselklappe 5 gekoppelt, wobei die Drosselklappe 5 durch die Ansteuerung des Motors 10 betrieben wird. Durch den Betrieb der Drosselklappe 5 wird die Einlaßluftmenge bzw. Einlaßluftmenge pro Zeiteinheit gesteuert. Die den Sammler 7 erreichende Einlaßluft wird in jeweilige Einlaßleitungen 9 verteilt, die jeweils mit einem entsprechenden Motorzylinder 28 verbunden sind, und in die jeweiligen Motorzylinder 28 eingelassen. Die jeweiligen Einlaßluftleitungen 9 sind jeweils mit einem Drallsteuerventil 31 versehen, um eine Drallkraft auf die Einlaßluft auszuüben. Die unter Wirkung der Drallkraft stehende Einlaßluft wird mit eingespritztem Kraftstoff in Form von Nebel in den jeweiligen Zylindern 28 des Motors 8 vermischt, was später erläutert wird.
2 zeigt ein Kraftstoffversorgungssystem im Motorsystem. Wie in 2 dargestellt, wird Kraftstoff wie z.B. Benzin durch eine Niederdruckkraftstoffpumpe 58 aus einem Kraftstofftank 11 gesaugt und durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe 12 unter Druck gesetzt und danach einem Kraftstoffversorgungssystem 4 zugeführt, wobei er einen elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41, einen Kraftstoffdrucksensor 14 und ein Kraftstoffeinspritzventil 13 durchläuft.
Der Druck des Kraftstoffs im Kraftstoffversorgungssystem 4 wird durch den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41, der mit Bezug auf die 3 und 4 näher erläutert wird, auf einen vorgegebenen Druck eingestellt und danach in die jeweiligen Zylinder 28 von den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 13 eingespritzt, deren jeweiliger Kraftstoffeinspritzeinlaß sich zum jeweiligen Zylinder 28 hin öffnet.
Der Kraftstoffdruck in der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 12 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 13 führenden Kraftstoffleitung wird im allgemeinen von dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 gesteuert. Jedoch wird für den Fall, daß einem Steuersystem des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 keine Steuermenge zugeführt wird oder daß das Steuersystem des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 betriebsunfähig ist, der Kraftstoffdruck im Kraftstoffversorgungssystem durch einen mechanischen Druckeinsteller 61 angepaßt.
In 1 wird der von jedem Kraftstoffeinspritzventil 13 eingespritzte Kraftstoff von einer Zündkerze 19 mit einem Zündsignal hoher Spannung gezündet, die von einer Zündspule 17 angehoben wird.
Ein die Einlaßluftströmungsrate darstellendes Signal wird von einem Luftströmungsmesser 3 ausgegeben und in eine Steuereinheit 15 eingegeben.
Ein Drosselsensor (Drosselklappensensor) 18, der für die Erfassung eines Öffnungsgrades der Drosselklappe 5 ausgelegt ist, ist am Drosselkörper 6 angebracht, wobei auch Ausgänge des Drosselsensors 18 in die Steuereinheit 15 eingegeben werden.
Ziffer 16 bezeichnet einen Kurbelwinkelsensor, der von einer Nockenwelle drehbar angesteuert wird und Signale ausgibt, die Drehpositionen einer Kurbelwelle mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von zumindest 1 ∼ 4° darstel len. Diese Signale werden ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben. Mit dieser Vielzahl von Eingangssignalen steuert die Steuereinheit 15 die Zeitgebung der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung.
Ziffer 20 bezeichnet einen L/K-Sensor (Lambda-Sonde), der in einer Abgasleitung angeordnet ist und ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis aus den Abgasbestandteilen erfaßt und ein entsprechendes Signal als eines der Eingänge der Steuereinheit 15 an diese ausgibt.
Die Steuereinheit 15 empfängt als Eingänge Signale von vielen Sensoren, die Betriebsbedingungen des Motors erfassen, und führt vorgegebene Berechnungsabläufe durch, gibt eine Vielzahl von als Ergebnis der Abläufe berechneten Steuersignalen aus, gibt vorgegebene Steuersignale wie z.B. diejenigen für die Kraftstoffeinspritzventile 13, die Zündspulen 17 und den Drosselklappenstellmotor 10 aus und führt eine Kraftstoffversorgungssteuerung, eine Zündzeitablaufsteuerung und eine Einlaßluftmengensteuerung durch.
Ziffer 21 bezeichnet ein AGR-Ventil (Abgasrückführventil), dessen einen Öffnungsgrad darstellendes Signal ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben wird.
In 2 wird von der im Kraftstofftank 11 angeordneten Niederdruckkraftstoffpumpe 58 eingespeister Kraftstoff bei einer Pumpeinheit 42 in der Hochdruckkraftstoffpumpe 12 mit einem hohen Druck versehen, der 10 MPa überschreitet. Der Kraftstoff hohen Drucks wird in die Kraftstoffeinspritzventile 13 eingespeist, wobei jedoch der Kraftstoffdruck vor der Einspeisung von dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 durch Anpassen der in den Kraftstofftank 11 zurückgeführten Kraftstoffmenge bzw. -menge pro Zeiteinheit gesteuert wird. Der Kraftstoffdruck wird von dem Kraft stoffdrucksensor 14 gemessen und von dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 auf einen vorgegebenen Kraftstoffdruck ausgerichtet und gesteuert.
3 zeigt einen Aufbau der Hochdruckkraftstoffpumpe, die als Ganzes wie in 2 mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist, wobei die Pumpeinheit 42 eine Art Tauchkolbenpumpe (Piston-Plunger) ist und durch Hin- und Herbewegung des Kolbens der Druck des Kraftstoffs angehoben wird. Andererseits arbeitet der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 durch Anlegen eines Steuertastverhältnissignals von der Steuereinheit 15, die später näher erläutert wird, an seine Spulen. Eine Ventileinheit 43 des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 wird im folgenden mit Bezug auf 4 näher erläutert.
4 zeigt die Ventileinheit 43 in dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41, die von einem Kolben (Plunger) 44, einem Ventil 46 und einem Ventilsitz 47 gebildet wird. Die Ventileinheit 43 ist so aufgebaut, daß der Kraftstoff in einer Kraftstoffleitung 48 bei "EIN" in der Zeichnung in die Ventileinheit 43 fließt und durch eine Kraftstoffleitung 49 bei "AUS" in der Zeichnung ausströmt. Wenn dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 von der Steuereinheit 15 kein Steuertastverhältnis zugeführt wird, wird das Ventil 46 in der Ventileinheit 43 mit einer Feder (nicht gezeigt) auf den Ventilsitz 47 gedrückt, und es strömt kein Kraftstoff von der Kraftstoffleitung 48 bei "EIN" zur Kraftstoffleitung 49 bei "AUS", weshalb der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung 48, die zu den Kraftstoffeinspritzventilen 13 führt, steigt.
5 zeigt beispielhafte Betriebskennlinien des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41, wobei sich die Position des Kolbens 44 des elektrisch gesteuerten Druck einstellers 41 entsprechend der "VERSCHIEBUNG" in der Figur in Abhängigkeit von den Steuertastverhältnissignalen, die seinen Ansteuerspulen von der Steuereinheit 15 zugeführt werden, ändert.
Insbesondere wird mit dem Steuertastverhältnissignal eine auf den Kolben 44 wirkende Anziehungskraft gesteuert und somit ein Entweichen einer Kraftstoffmenge aus dem Ventil 46 gesteuert, wodurch der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung 48 auf einen Sollkraftstoffdruck gesteuert wird. Es ist z.B. in 5 zu sehen, daß dann, wenn das Ausmaß des Steuertastverhältnissignals groß ist, die Verschiebung des Kolben 44 groß wird und die aus der Kraftstoffleitung 48 entweichende Kraftstoffmenge steigt, wodurch sich der Kraftstoffdruck verringert.
Im folgenden wird die Steuerung des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 mit Bezug auf die 6 und 7 erläutert.
6 dient zur Erläuterung des Steuertastverhältnisses für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41. Das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 stellt ein Verhältnis einer Ventilöffnungsdauer in bezug auf eine Steuerperiodendauer des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 z.B. unter der Annahme dar, daß die Steuerperiodendauer des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41A ist und die Dauer der Stromführung durch die Spulen des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41B ist und das Steuertastverhältnis als B/A (%) definiert ist.
7 zeigt einen beobachteten Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung 48 unter dem oben gezeigten Steuertastverhältnis von B/A (%), wobei der Kraftstoffdruck synchron mit der Dauer B der Stromführung durch die Spulen des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 schwankt.
8 zeigt eine Kennlinie des Kraftstoffdrucksensors 14 der 1 und 2, der so ausgelegt ist, daß er elektrische Signale ausgibt, die proportional zu den auf ihn wirkenden Kraftstoffdrücken ist. Diese Kraftstoffdrucksignale werden wie in 9 gezeigt in die Steuereinheit 15 eingegeben.
Die Steuereinheit 15 führt anhand einer Vielzahl von Softwareprogrammen in einem Microcomputer Berechnungen in Abhängigkeit von Eingangssignalen durch, die Motorbetriebsbedingungen einschließlich des Ausgangs des Kraftstoffdrucksensors 14 darstellen, und steuert das gesamte Motorsteuersystem einschließlich des Kraftstoffversorgungssteuersystems.
9 zeigt Ein- und Ausgänge der Steuereinheit 15. Die Eingänge enthalten Signale, die Motorbetriebsbedingungen wie z.B. eine Luftströmungsrate, die Motordrehzahl, den einem Befehlssignal von einem Fahrer entsprechenden Betätigungsgrad eines Gaspedals, einen dem Betätigungsgrad eines Gaspedals entsprechenden Drosselöffnungsgrad und einen von dem Kraftstoffdrucksensor 14 erfaßten Kraftstoffdruck. Andererseits enthalten die Ausgänge z.B. ein Befehlssignal für die Kraftstoffeinspritzventile 13, das eine Kraftstoffmenge und eine Zeitgabe für die Kraftstoffeinspritzung bestimmt, ein Zündsignal zum Zünden des eingespritzten Kraftstoffes, ein dem Betätigungsgrad eines Gaspedals entsprechendes Drosselöffnungsbefehlssignal und ein Befehlssignal für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41, der den Kraftstoffdruck steuert.
Im folgenden wird eine Steuerung des Kraftstoffdruckes erläutert. Da die Kraftstoffpumpe 42 durch direkte Kopplung mit einem Motor von diesem angetrieben wird, wird ein in 10 gezeigter Zusammenhang zwischen einer Pumpendrehzahl, die proportional zur Motordrehzahl ist, und einer Kraftstoffausströmmenge festgestellt. Wie in 10 zu sehen ist, kann dann, wenn eine Motordrehzahl bestimmt wird, eine einzige Kraftstoffausströmmenge Q bestimmt werden, da die Kraftstoffausströmmenge der Kraftstoffpumpe 42 proportional zur Motordrehzahl ist.
11 zeigt eine Betriebskennlinie des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41. Wie in 11 zu sehen ist, wird ein einziger Kraftstoffdruck in Abhängigkeit von dem Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 und der Ausströmmenge der Kraftstoffpumpe 42 bestimmt. Um einen Kraftstoffdruck von P (MPa) bei einer Pumpenausströmmenge von Q1 (l/h) einzustellen, muß ein Steuertastverhältnis von 25 % für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 gewählt werden; andererseits kann der Kraftstoffdruck von P (MPa) bei einer Pumpenausströmmenge von Q3 (l/h) erzielt werden, wenn ein Steuertastverhältnis von 75 % für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 gewählt wird.
Jedoch wird die Steuerung bei einer tatsächlichen Steuerung mit einer Frequenz so durchgeführt, daß die Motordrehzahl konstant ist.
12 zeigt einen Zusammenhang zwischen einem Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 und einem Steuerkraftstoffdruck bei einer als konstant angenommenen Motordrehzahl, mit anderen Worten, bei einer konstanten Pumpenkraftstoffausströmmenge, wobei angenommen wird, daß z.B. die Pumpenkraftstoffausströmmenge wie in
11 gezeigt konstant bei Q2 (l/H) liegt. Wie in 12 zu sehen ist, wächst die Strömungsrate des entweichenden Kraftstoffs im elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 an, und der Kraftstoffdruck wird verringert, wenn das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeistellers 41 größer als Da ist. Andererseits verringert sich die Strömungsrate des entweichenden Kraftstoffes im elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41, und der Kraftstoffdruck wird angehoben, wenn das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 kleiner als Da ist. Wenn das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 0 % ist, d.h. wenn es keine Steuermenge gibt, entweicht kein Kraftstoff aus dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41, und der Kraftstoffdruck wird extrem angehoben. Jedoch reguliert in einem derartigen Fall der mechanische Druckeinsteller 61 den Kraftstoffdruck unterhalb eine vorgegebene obere Grenze.
Im folgenden wird die Berechnung einer Kraftstoffeinspritzpulsbreite zum Einspritzen einer Kraftstoffmenge, die von einem Motor benötigt wird, auf eine Änderung des Kraftstoffdruckes hin anhand eines in 13 gezeigten Flußdiagramms erläutert. Die Folge von Verarbeitungsschritten in 13 wird durch eine Unterbrechung jeweils nach einer vorgegebenen Zeitdauer von z.B. 10 ms ausgeführt. Im Schritt 131 wird eine Einlaßluftmenge Qa, im Schritt 132 eine Motordrehzahl und im Schritt 133 ein erfaßter Kraftstoffdruck Pf entsprechend einem Ausgang des Kraftstoffdrucksensors 14 eingelesen. Im Schritt 134 wird eine anfängliche Kraftstoffeinspritzpulsbreite Tp gemäß der folgenden mathematischen Formel (1) berechnet: Tp = K × (Qa/Ne) (1) mit der Einspritzkonstanten K des Kraftstoffeinspritzventils, die so bestimmt wird, daß das Verhältnis von in einen Zylinder eingelassener Luftmenge zur darin eingespritzten Kraftstoffmenge das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,7 annimmt, wenn der Kraftstoff mit einem Kraftstoffdruck von 10 MPa eingespritzt wird.
Im Schritt 135 wird eine endgültige Kraftstoffeinspritzpulsbreite Ti durch Multiplizieren mehrerer Korrekturkoeffizienten mit der vorher berechneten anfänglichen Kraftstoffeinspritzpulsbreite Tp gemäß der folgenden mathematischen Formel (2) bestimmt: Ti = Tp × TFBYA × COEF × FPHOS × ALPHA (2)wobei TFBYA ein Korrekturkoeffizient ist und so bestimmt wird, daß das Verhältnis der in einen Zylinder eingelassenen Luftmenge zur darin eingespritzten Kraftstoffmenge ein Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis annimmt. Das Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis wird z.B. mit Bezug auf eine Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis-Tabelle (map) bestimmt, die eine x- und eine y-Achse für die anfängliche Kraftstoffeinspritzpulsbreite Tb und die Motordrehzahl Ne enthält. COEF ist ein Korrekturkoeffizient, der unter einer vorgegebenen Betriebsbedingung angewendet wird, bei der eine Übergangskorrektur und eine Korrektur nach dem Start benötigt wird, FPHOS ist ein Korrekturkoeffizient für die Kraftstoffeinspritzpulsbreite (Kraftstoffdruckkorrekturkoeffizient), der bestimmt wird, um eine von einer Kraftstoffdruckänderung abhängige Kraftstoffmengenänderung auszuschließen, was näher mit Bezug auf die 14 und 15 erläutert wird, und ALPHA ist ein Rückführkoeffizient für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
14 zeigt einen Zusammenhang zwischen dem Kraftstoffdruck und der Kraftstoffeinspritzmenge unter der Bedingung, daß die Ventilöffnungspulsbreite für das Kraftstoffeinspritzventil 13 konstant gehalten wird. Zum Beispiel beträgt die Kraftstoffeinspritzmenge A, wenn der Kraftstoffdruck P1 beträgt, und die Kraftstoffeinspritzmenge beträgt B, wenn der Kraftstoffdruck P2 beträgt.
Insbesondere zeigt 14, daß sogar bei derselben Kraftstoffeinspritzpulsbreite gilt, daß, je höher der Kraftstoffdruck ist, um so größer die Kraftstoffeinspritzmenge ist, und je geringer der Kraftstoffdruck ist, um so kleiner die Kraftstoffeinspritzmenge ist.
Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzpulsbreite zum Einspritzen einer vorgegebenen Kraftstoffmenge unabhängig von der Änderung des Kraftstoffdruckes ist mit Bezug auf 15 erläutert.
15 zeigt den Korrekturkoeffizienten FPHOS der Kraftstoffeinspritzpulsbreite in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck.
Wenn eine vorgegebene Kraftstoffmenge entsprechend der Einlaßluftmenge eines Kraftstoffeinspritzventils unter verschiedenen Kraftstoffdruckbedingungen eingespritzt wird, vergrößert oder verkleinert sich wie in 14 gezeigt die Kraftstoffeinspritzmenge bei demselben Kraftstoffeinspritzpuls. Um dieselbe Kraftstoffeinspritzmenge unabhängig von der Änderung des Kraftstoffdruckes zu erhalten, wird daher wie in 15 gezeigt der Korrekturkoeffizient der Kraftstoffeinspritzpulsbreite FPHOS in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck verwendet. Wenn die Einspritzkonstante K eines Kraftstoffeinspritzventils für den Kraftstoffdruck von 10 MPa eingestellt wird, wird der Korrekturkoeffizient der Kraftstoffeinspritzpulsbreite FPHOS zu 1,0 bestimmt, wenn der erfaßte Kraftstoffdruck Pf 10 MPa beträgt, und wenn der erfaßte Kraftstoffdruck Pf unter von 10 MPa fällt, verringert sich die Kraftstoffeinspritzmenge, weshalb der Korrekturkoeffizient der Kraftstoffeinspritzpulsbreite FPHOS zu größer als 1,0 bestimmt wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen. Wenn andererseits der erfaßte Kraftstoffdruck Pf auf einen Wert über 10 MPa ansteigt, erhöht sich die Kraftstoffeinspritzmenge, weshalb der Korrekturkoeffizient für die Kraftstoffeinspritzpulsbreite FPHOS zu kleiner als 1,0 bestimmt wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu verringern. Wenn z.B. eine vorgegebene Kraftstoffeinspritzmenge Qinj benötigt wird und wenn der erfaßte Kraftstoffdruck zu dieser Zeit P1 ist, verwendet der Korrekturkoeffizient der Kraftstoffeinspritzpulsbreite FPHOS einen Koeffizienten Ak, und wenn der erfaßte Kraftstoffdruck zu einem anderen Zeitpunkt P2 ist, verwendet der Korrekturkoeffizient der Kraftstoffeinspritzpulsbreite FPHOS einen Koeffizienten Bk, wodurch dieselbe Kraftstoffmenge Qinj sogar unter einer sich ändernden Bedingung des Kraftstoffdruckes eingespritzt wird.
Im folgenden wird das Verhalten des Kraftstoffversorgungssystems für den Fall erläutert, daß dessen elektrisch gesteuerter Druckeinsteller 41 oder dessen Kraftstoffdrucksensor 14 fehlerhaft arbeiten.
In 12 stellt der Steuerbereich A den Bereich dar, in dem das Kraftstoffversorgungssystem normal arbeitet. Die Bereiche B und C stellen die Bereiche dar, in denen das Kraftstoffversorgungssystem nicht normal arbeitet. Zum Beispiel stellt der Bereich B den Bereich dar, in dem der erfaßte Kraftstoffdruck wesentlich größer ist als der in bezug auf ein betreffendes Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 erwartete Kraftstoff druck. Dieses kann dann zutreffen, wenn der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 oder der Kraftstoffdrucksensor 14 eine Fehlfunktion zeigen. Wenn der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 von der Normalität abweicht, kann der Grund darin liegen, daß das Ventil des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 nicht auf ein betreffendes Steuertaktverhältnis hin auf einen vorgegebenen Öffnungsgrad angesteuert werden kann. Außerdem kann, wenn der Kraftstoffdrucksensor 14 von der Normalität abweicht, der Grund darin liegen, daß der von dem Kraftstoffdrucksensor 14 erfaßte Kraftstoffdruck wesentlich größer als der im Kraftstoffversorgungssystem vorherrschende tatsächliche Kraftstoffdruck ist.
Der Bereich C stellt den Bereich dar, in dem der erfaßte Kraftstoffdruck wesentlich geringer als der erwartete Kraftstoffdruck in Bezug auf ein betreffendes Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 ist. Dies kann dann zutreffen, wenn der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 oder der Kraftstoffdrucksensor 14 von der Normalität abweichen. Wenn der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 von der Normalität abweicht, kann der Grund darin liegen, daß das Ventil des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 auf das betreffende Steuertastverhältnis hin über einen vorgegebenen Öffnungswinkels hinaus angesteuert wurde. Außerdem kann, wenn der Kraftstoffdrucksensor 14 von der Normalität abweicht, der Grund darin liegen, daß der vom Kraftstoffdrucksensor 14 erfaßte Kraftstoffdruck wesentlich geringer als der in dem Kraftstoffversorgungssystem vorherrschende tatsächliche Kraftstoffdruck ist.
Insbesondere liegt dann, wenn der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 oder der Kraftstoffdrucksensor 14 von der Normalität abweichen, der vom Kraftstoffdrucksensor 14 erfaßte Kraftstoffdruck außerhalb eines vorgegebenen Steuerbereiches A, der von einem entsprechenden Steuertastverhältnis für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller 41 bestimmt wird.
Wenn der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 oder der Kraftstoffdrucksensor 14 von der Normalität abweichen, können eine zur Durchführung einer Verbrennung in einem Motor benötigte Kraftstoffmenge und ein benötigter Kraftstoffdruck nicht erzielt werden. Im folgenden wird ein Verfahren zum Erfassen, ob der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller 41 oder der Kraftstoffdrucksensor 14 von der Normalität abweichen, mit Bezug auf die folgenden Flußdiagramme erläutert.
16 ist ein Steuerflußdiagramm zum Erfassen einer Fehlfunktion im Kraftstoffversorgungssystem, wie es in Verbindung mit 12 erläutert wurde. Im Schritt 161 wird ein Kraftstoffdruck Pf in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung v_kstoff des Kraftstoffdrucksensors 14 unter bzw. während der Verwendung des in 8 gezeigten Zusammenhangs zwischen der Ausgangsspannung und dem Kraftstoffdruck des Kraftstoffdrucksensors 14 berechnet. Im Schritt 162 wird eine Steuerkraftstoffdrucktabelle (map), die in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen bzw. Motorbetriebsmodi bestimmt wird, in Abhängigkeit von Signalen gewonnen, die Motorbetriebsbedingungen wie z.B. die Motordrehzahl und die Motorlast darstellen, und es wird ein Kraftstoffsolldruck TPf berechnet. Im Schritt 163 wird zur Durchführung einer Kraftstoffdruckrückführsteuerung eine Abweichung bzw. eine Rückführsteuermenge bzw. eine Rückführgröße zwischen dem von dem Kraftstoffdrucksensor 14 erfaßten Kraftstoffdruck Pf im Schritt 161 und dem berechneten Kraftstoffsolldruck TPf berechnet, um eine Übereinstimmung des erfaßten Kraftstoffdruckes Pf mit dem Kraftstoffsolldruck TPf zu errei chen. Im Schritt 164 wird eine Steuertastverhältnistabelle (map) des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41, die in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen bestimmt wird, in Abhängigkeit von Signalen gewonnen, die Maschinenbetriebsbedingungen wie z.B. die Motordrehzahl und die Motorlast darstellen, und es wird ein Steuertastverhältnis Pf_tastv des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 berechnet, wobei bzw. während die im Schritt 163 berechnete Rückführsteuermenge für den Kraftstoffdruck addiert wird. Im Schritt 164a wird ein dem berechneten Steuertastverhältnis Pf_tastv entsprechender Kraftstoffdruck Pf erneut erfaßt und berechnet. Im Schritt 165 wird überprüft, ob der im Schritt 164a erneut berechnete Kraftstoffdruck Pf über einer oberen Grenze Pf_max oder unter einer unteren Grenze Pf_min für den Kraftstoffdruck liegt, wobei die Grenzen in Abhängigkeit von dem im Schritt 164 berechneten Steuertastverhältnis Pf_tastv des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers 41 bestimmt werden und zur Feststellung einer Fehlfunktion im Kraftstoffversorgungssystem dienen. Wenn im Schritt 165 der gemäß dem Ausgangswert des Kraftstoffdrucksensors 14 berechnete Kraftstoffdruck Pf zwischen der oberen und unteren Grenze liegt, wird im Schritt 168 festgestellt, daß im Kraftstoffversorgungssystem keine Fehlfunktion vorliegt, und es wird ein Fehlfunktions-Flag für das Kraftstoffversorgungssystem auf 0 gesetzt. Wenn andererseits der Kraftstoffdruck Pf über der oberen oder unterhalb der unteren Grenze liegt, wird im Schritt 166 abgefragt, ob die obige Bedingung länger als eine vorgegebene Zeitdauer Tpf andauert. Wenn dies nicht der Fall ist, ist der Steuerablauf beendet; wenn die Abfrage im Schritt 166 jedoch bejaht wird, wird im Schritt 167 festgestellt, daß eine Fehlfunktion im Kraftstoffversorgungssystem vorhanden ist, und es wird ein Fehlfunktions-Flag für das Kraftstoffversorgungssystem auf 1 gesetzt.
17 ist ein Steuerflußdiagramm zum Bestimmen eines möglichen Fehlfunktionselementes im Kraftstoffversorgungssystem, wenn eine Fehlfunktion im Kraftstoffversorgungssystem in den in Verbindung mit 16 erläuterten Abläufen erfaßt wird.
Um ein mögliches Fehlfunktionselement im Kraftstoffversorgungssystem zu bestimmen, werden Signale verwendet, die einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Zustand einschließlich Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signalen und einer Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses darstellen und die in die Steuereinheit 15 eingegeben werden.
Im folgenden wird ein Verfahren zum Bestimmen eines möglichen Fehlfunktionselementes unter Verwendung von Signalen von einem Luft/Kraftstoff-Sensor mit Bezug auf 17 erläutert. Im Schritt 171 wird ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ABF über das Abgas des Motors gemessen und außerdem ein Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis, das in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen bestimmt wird, in Abhängigkeit von Signalen berechnet, die Motorbetriebsbedingungen wie z.B. die Motordrehzahl und die Motorlast darstellen.
Im Schritt 172 wird zur Durchführung einer Rückführsteuerung für ein Luft/Kraftstoffverhältnis eine Abweichung zwischen dem gemessenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ABF und dem im Schritt 171 berechneten Luft/Kraftstoff-Verhältnis berechnet, um eine Übereinstimmung des gemessenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ABF mit dem berechneten Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis zu erreichen. Im Schritt 173 wird abgefragt, ob das Fehlfunktions-Flag für das Kraftstoffversorgungssystem auf 1 gesetzt ist, wie es in Verbindung mit 16 erläutert wurde. Wenn das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems nicht auf 1 gesetzt ist, ist der Ablauf beendet. Wenn andererseits die Abfrage bejaht wird, wird im Schritt 174 nach Durchführung der Rückführsteuerung für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Schritt 172 ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ABF erneut gemessen, und es wird abgefragt, ob das erneut gemessene Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb eines vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereiches liegt, der zur Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet ist. Insbesondere wird im Schritt 174 abgefragt, ob das erneut gemessene Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb eines vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereiches mit einer oberen Grenze RBF_max und einer unteren Grenze ABF_min liegt, wobei die Grenzen für die Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet sind. Wenn die Frage bejaht wird, wird im Schritt 175 abgefragt, ob die obige Bedingung länger als eine vorgegebene Zeitdauer T_abf1 andauert. Wenn dies nicht der Fall ist, verbleibt im Schritt 176 das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems weiterhin auf 1. Wenn die Abfrage im Schritt 175 bejaht wird, wird im Schritt 177 ein Fehlfunktions-Flag für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller auf 1 gesetzt.
Wenn andererseits im Schritt 174 das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis ABF außerhalb des vorgegebenen Bereichs des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit der oberen Grenze ABF_max und der unteren Grenze ABF_min liegt, wobei die Grenzen zur Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet sind, wird im Schritt 178 abgefragt, ob die obige Bedingung länger als eine vorgegebene Zeitdauer T_abf2 andauert. Wenn die Abfrage verneint wird, wird im Schritt 179 das Fehlfunktions-Flag für das Kraftstoffversorgungssystem auf 1 gehalten. Wenn hingegen die Abfrage im Schritt 178 bejaht wird, wird das Fehlfunktionsflag des Kraftstoffdrucksensors im Schritt 170 auf 1 gesetzt. Eine Feststel lung der Fehlfunktion des Kraftstoffdrucksensors wird mit Bezug auf 19 näher erläutert.
Im folgenden wird ein anderes Verfahren zum Bestimmen eines möglichen Fehlfunktionselementes unter Verwendung von Rückführsteuermengen für ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis bzw. Signalen von einem O₂-Sensor mit Bezug auf 18 erläutert.
Im Schritt 181 wird ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ABF über das Abgas des Motors gemessen und außerdem ein Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis, das in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen bestimmt wird, in Abhängigkeit von Signalen berechnet, die Motorbetriebsbedingungen wie z.B. die Motordrehzahl und die Maschinenlast darstellen.
Im Schritt 182 wird zur Bestimmung einer Rückführsteuermenge bzw. einer Rückführgröße für ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ALPHA eine Abweichung zwischen dem gemessenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ABF und dem im Schritt 181 berechneten Luft/Kraftstoff-Verhältnis berechnet, und eine Rückführsteuerung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit von der bestimmten Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA durchgeführt, um eine Übereinstimmung des gemessenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ABF mit dem berechneten Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis zu erreichen.
Im Schritt 183 wird abgefragt, ob das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems auf 1 gesetzt ist, wie es in Verbindung mit 16 erläutert wurde. Wenn das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems nicht auf 1 gesetzt ist, ist der Ablauf beendet. Wenn andererseits die Abfrage im Schritt 183 bejaht wird, wird im Schritt 184 abgefragt, ob die im Schritt 182 bestimmte Rückführsteuermen ge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, der zur Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet ist. Insbesondere wird im Schritt 184 abgefragt, ob die Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA innerhalb eines vorgegebenen Bereiches mit einer oberen Grenze ALP_max und einer unteren Grenze ALP_min liegt, wobei die Grenzen zur Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet sind. Wenn die Abfrage bejaht wird, wird im Schritt 185 abgefragt, ob die obige Bedingung länger als eine vorgegebene Zeitdauer T_alp1 andauert. Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems im Schritt 187 auf 1 gehalten. Wenn die Abfrage im Schritt 185 bejaht wird, wird im Schritt 186 ein Fehlfunktions-Flag des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 1 gesetzt.
Wenn andererseits die Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA außerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, der zur Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet ist, d.h., im Schritt 184 gleich der oberen Grenze ALP_max oder der unteren Grenze ALP_min ist, wird im Schritt 188 abgefragt, ob die obige Bedingung länger als eine vorgegebene Zeitdauer T_alp2 andauert. Wenn dies nicht der Fall ist, wird im Schritt 189 das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems auf 1 gehalten. Wenn die Abfrage im Schritt 188 jedoch bejaht wird, wird das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffdrucksensors im Schritt 180 auf 1 gesetzt. Eine Feststellung einer Fehlfunktion des Kraftstoffdrucksensors wird näher mit Bezug auf die 19 und 20 erläutert.
Mit Bezug auf 19 wird erläutert, wie ein Fehlfunktionselement in Abhängigkeit von den Ausgängen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bestimmt wird.
Ein Motor wird durch Einspritzen einer vorgegebenen Kraftstoffmenge in den Motor von Kraftstoffeinspritzventilen auf eine Einlaßluftmenge hin mit einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben. Wie in Verbindung mit 14 erläutert wurde, verändert sich die eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von dem Kraftstoffdruck, weshalb ein erfaßter Kraftstoffdruck von einem Steuerkraftstoffdruck abweicht, wenn eine Fehlfunktion im Kraftstoffdrucksensor vorhanden ist. Daraus resultierend weicht ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis wesentlich von dem vorgegebenen eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis ab, wenn die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von dem erfaßten Kraftstoffdruck durchgeführt wird. Insbesondere wenn der Kraftstoffdrucksensor eine Fehlfunktion aufweist, erfaßt der Kraftstoffdrucksensor z.B. einen Kraftstoffdruck PSng zu einem Zeitpunkt, zu dem der tatsächliche Kraftstoffdruck wie in 15 gezeigt P2 ist, und es wird ein falscher Korrekturkoeffizient für die Kraftstoffeinspritzpulsbreite PSk in Abhängigkeit von dem falschen Kraftstoffdruck PSng bestimmt, weshalb eine Kraftstoffeinspritzung mit einer falschen Kraftstoffeinspritzpulsbreite durchgeführt wird, die sich von der tatsächlich benötigten unterscheidet. Als Ergebnis weicht das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis von dem Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis ab, wobei die Bedingung einem in 19 dargestellten ABNORMA-LEN KRAFTSTOFFDRUCKMESSBEREICH 2 und 3 entspricht. Aufgrund der Abweichung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem Luft/Kraft-Sollverhältnis wird außerdem eine sehr hohe Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses benötigt, was dazu führt, daß die Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses entweder die obere Grenze ALP_max oder die untere Grenze ALP_min erreicht.
Wenn andererseits der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller eine Fehlfunktion aufweist, d.h., wenn der Drucksensor nicht in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Steuertastverhältnis gesteuert werden kann bzw. wenn der Kraftstoffdruck die obere Grenze überschreitet oder die untere Grenze unterschreitet, wobei die Grenzen von dem vorgegebenen Steuertastverhältnis bestimmt werden, wird die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von einem tatsächlichen Kraftstoffdruck durchgeführt, der von einem normalen Kraftstoffdrucksensor bestimmt wird, weshalb das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis niemals stark von dem Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis abweicht, was einem NORMALEN KRAFT-STOFFDRUCKMESSBEREICH 1 in 19 entspricht. Außerdem bleibt die Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses innerhalb einer vorgegebenen Steuermenge unterhalb der oberen Grenze ALP_max und oberhalb der unteren Grenze ALP_min, da keine Abweichung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis vorliegt.
Unter Verwendung der oben erläuterten Kennlinien wird abgefragt, ob das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb des vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses liegt, das zur Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet ist, und es wird festgestellt, daß eine Fehlfunktion des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers vorliegt, wenn das obige tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb des vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Bereiches oder die Luft/Kraftstoff-Rückführsteuermenge ALPHA innerhalb einer vorgegebenen Steuermenge mit einer oberen und unteren Grenze liegt. Wenn andererseits das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis ABF außerhalb des vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses liegt, das zur Verwirklichung einer Verbrennung im Motor geeignet ist, oder wenn die Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA gleich der oberen oder unteren Grenze der Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ist, wird festgestellt, daß eine Fehlfunktion des Kraftstoffdrucksensors vorliegt.
20 zeigt die Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses L/K und der Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA nach einer Fehlfunktion des Kraftstoffdrucksensors.
Wenn der Kraftstoffdrucksensor wie in 20 gezeigt eine Fehlfunktion zum Zeitpunkt T_fail aufweist, wird die Kraftstoffdruckkorrektur in der Kraftstoffeinspritzsteuerung in Abhängigkeit von dem durch den fehlerhaften Kraftstoffdrucksensor erfaßten Kraftstoffdruck durchgeführt, weshalb sich das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis von dem Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis entfernt. Auf eine derartige Fehlfunktion hin bewirkt die Rückführsteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eine Bewegung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zum Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis hin. Da jedoch der Ausgang des Kraftstoffdrucksensors fehlerhaft ist, kann das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis anhand der Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA nicht korrigiert werden, weshalb die Rückführmenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA schließlich entweder an der oberen Grenze ALP_max oder der unteren Grenze ALP_min verharrt. Insbesondere wird es unmöglich, die Abweichung vom Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis anhand der Rückführsteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu beseitigen, und das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis überschreitet den vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereich im Hinblick auf das Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis, womit eine Fehlfunktion des Kraftstoffdrucksensors festgestellt wird.
21 ist ein Steuerflußdiagramm, das nach einer Erfassung einer Fehlfunktion des elektrisch gesteuerten Druck einstellers, deren Abläufe in Verbindung mit 17 erläutert wurden, folgt. Im Schritt 211 wird überprüft, ob das Fehlfunktions-Flag des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 1 gesetzt ist. Wenn dies nicht der Fall ist, ist der Ablauf beendet. Wenn die Abfrage jedoch bejaht wird, wird der Ablauf im Schritt 212 fortgesetzt.
Im Schritt 212 wird abgefragt, ob die Anzahl der Ausführungen PFN_cln des Reinigungsmodus des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers eine vorgegebene Anzahl N_cln, z.B. 5mal, überschreitet, und wenn die Abfrage verneint wird, wird der Reinigungsmodus des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers, der später genauer mit Bezug auf 22 erläutert wird, im Schritt 213 ausgeführt. Nach Ausführung des Reinigungsmodus des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers im Schritt 213 wird die Ausführungsanzahl PFN_cln des Reinigungsmodus des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers im Schritt 214 um 1 inkrementiert. Im Schritt 215 werden das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems und das Fehlfunktions-Flag des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 0 zurückgesetzt, und der Ablauf geht in einen normalen Betrieb über.
Wenn sich im Schritt 212 andererseits ergibt, daß die Anzahl der Ausführungen PFN_cln des Reinigungsmodus des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers bereits die vorgegebene Anzahl N_cln übersteigt, wird angenommen, daß die Fehlfunktion nicht von einem Fremdstoffteilchen (biting of a foreign matter am Ventilsitzteil des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers herrührt, sondern von einem tatsächlichen Fehler des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers selbst, wie z.B. eine Unterbrechung einer darin enthaltenen Spule, weshalb im Schritt 216 ein Fehler des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers festgestellt wird, die Kraftstoffdruckrückführsteuerung, die den elektrisch gesteuerten Druck einsteller verwendet, beendet wird und das Steuertastverhältnis PF_tastv des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers z.B. auf einen konstanten Wert von 0 % festgelegt wird, um eine betriebsfähige Bedingung für den Motor beizubehalten. Im Schritt 217 wird ein Fehler-Flag des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 1 gesetzt und im Schritt 218 wird eine Alarmlampe eingeschaltet, um dem Fahrer den Fehler mitzuteilen.
Die Ausführung des Reinigungsmodus des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers wird mit Bezug auf 22 erläutert.
Während des Reinigungsmodus wird der elektrisch gesteuerte Druckeinsteller betrieben, während ein großes und ein kleines Steuertastverhältnis abwechseln, die sich von dem unmittelbar zuvor vorherrschenden Steuertastverhältnis unterscheiden. Durch Wiederholung der abwechselnden Verwendung des großen und des kleinen Steuertastverhältnisses im Vergleich zu einem unter einer unmittelbar zuvor herrschenden normalen Betriebsbedingung verwendeten Steuertastverhältnis wird der Kolben des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers stark verschoben, wodurch sich die Strömungsrate und die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes, der durch den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller fließt, stark ändern, um das Ventil und den Ventilsitzteil des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers zu reinigen. Aufgrund dessen werden Fremdteile, die sich auf dem Sitzteil und dem Plungerteil des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers abgelagert haben, entfernt und die Unmöglichkeit der Steuerung des Kraftstoffdrucks aufgrund einer Fehlfunktion am Sitzteil des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers beseitigt.
23 zeigt die Änderung der Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors, des Steuertastverhältnisses des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers und der Rückführsteuer menge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA bei einer Fehlfunktion des elektrisch gesteuerte Druckeinstellers.
Wenn z.B. die Ansteuerspule des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers eine Fehlfunktion aufweist, kann der Kraftstoffdruck im Kraftstoffversorgungssystem nicht gesteuert werden, z.B. verringert sich der Kraftstoffdruck nicht normal in bezug auf den Kraftstoff-Solldruck, und als Reaktion auf die fehlerhafte Kraftstoffdruckverringerung bewirkt die Kraftstoffdruckrückführsteuerung eine Änderung des Steuertastverhältnisses des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers, um die Abweichung des erfaßten Kraftstoffdrucks vom Kraftstoff-Solldruck zu verringern. Jedoch verringert sich der der Ausgangsspannung des Kraftdrucksensors entsprechende Kraftstoffdruck Pf zum Zeitpunkt PRGN1 entsprechend auf einen Wert unterhalb der unteren Grenze PF_min des Kraftstoffdruckes, die in Abhängigkeit von einem betreffenden Steuertastverhältnis PF_tastv bestimmt wird und zur Beurteilung einer Fehlfunktion im Kraftstoffversorgungssystem, wie es in Verbindung mit 16 erläutert wurde, dient, und das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems wird auf 1 gesetzt.
Auf das Setzen des Fehlfunktions-Flags des Kraftstoffversorgungssystems auf 1 hin wird ein mögliches Fehlfunktionselement in Abhängigkeit von den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Zustandssignalen bestimmt, wie es in Verbindung mit 17 oder 18 erläutert wurde, und zum Zeitpunkt PRGN2 der 23 wird das Fehlfunktions-Flag des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 1 gesetzt.
Auf das Setzen des Fehlfunktions-Flags des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 1 hin wird die Reinigungssteuerung des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers wie sie in Verbindung mit 21 erläutert wurde durchgeführt, und zum Zeitpunkt PRGN3 der 23 werden das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems und das Fehlfunktions-Flag des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 0 zurückgesetzt. Wenn die Kraftstoffdrucksteuerung aufgrund von Fremdbestandteilen wie z.B. Staubablagerungen auf dem Ventilsitzteil des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers nicht steuerbar ist, wird die Kraftstoffdrucksteuerung durch die Reinigungssteuerung wieder ermöglicht. Jedoch wird im vorliegenden Fall die Fehlfunktion als in der Ansteuerspule liegend angenommen, wobei die Fehlfunktion des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers nicht durch die Reinigungssteuerung wiederhergestellt werden kann, weshalb zum Zeitpunkt PRGN4 das Fehlfunktions-F1ag des Kraftstoffversorgungssystems auf 1 gesetzt wird und zum Zeitpunkt PRGN5 das Fehlfunktions-Flag des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers und das Fehler-Flag jeweils auf 1 gesetzt werden, wobei die Kraftstoffdruckrückführsteuerung, die den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller verwendet, beendet wird, das Steuertastverhältnis PF_tastv des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf einen konstanten Wert von z.B. 0% festgelegt wird, um eine betriebsfähige Bedingung für den Motor aufrecht zu erhalten, und eine Alarmlampe angeschaltet wird, um dem Fahrer den Fehler mitzuteilen.
24 zeigt ein Steuerflußdiagramm, das durchlaufen wird, wenn eine Fehlfunktion des Kraftstoffdrucksensors in der in Verbindung mit 17 erläuterten Ablaufroutine erfaßt wird. Im Schritt 241 wird überprüft, ob das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffdrucksensors auf 1 gesetzt ist, und wenn dies nicht der Fall ist, ist der Ablauf beendet. Wenn andererseits die Abfrage im Schritt 241 bejaht wird, wird das Steuertastverhältnis PF_tastv des elektrisch gesteuerten Drukkeinstellers auf einen konstanten Wert festgelegt, der sich von dem einer normalen Steuerung unterscheidet, z.B. 0 ist oder einer vollen Steuermenge von 100 % entspricht. Im Schritt 243 wird die Ausgangsspannung V_kstoff des Kraftstoffdrucksensors gemessen, wobei bzw. während das Steuertastverhältnis PF_tastv des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 0 % oder 100 % festgelegt ist.
Im Schritt 244 wird eine Fehlfunktionsbeurteilung des Kraftstoffdrucksensors durchgeführt, wobei überprüft wird, ob die im Schritt 243 gemessene Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors innerhalb eines vorgegebenen Kraftstoffdruckbereiches liegt, der durch das festgelegte Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers bestimmt wird. Insbesondere wird abgefragt, ob die im Schritt 243 gemessene Ausgangsspannung V_kstoff des Kraftstoffdrucksensors innerhalb eines Ausgangsspannungsbereiches des Kraftstoffdrucksensors entsprechend einem Bereich für den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung ist, wenn das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf 0 % festgelegt ist. Wenn die Ausgangsspannung V_kstoff des Kraftstoffdrucksensors im Schritt 244 innerhalb des vorgegebenen Ausgangsspannungsbereiches des Kraftstoffdrucksensors liegt, insbesondere innerhalb des Bereiches zwischen der unteren Grenze OKL und der oberen Grenze OKH für die Ausgangsspannung in 25, wird im Schritt 245 abgefragt, ob die obige Bedingung länger als eine vorgegebene Zeitdauer T_vfl1 andauert, und wenn die Frage verneint wird, wird der Ablauf im Schritt 246 fortgeführt, bei dem das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems und das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffdrucksensors auf 1 gehalten werden. Wenn andererseits die Frage im Schritt 245 bejaht wird, werden das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems und das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffdrucksensors im Schritt 247 auf 0 zurückgesetzt.
Wenn dagegen die Ausgangsspannung V_kstoff des Kraftstoffdrucksensors im Schritt 244 außerhalb des vorgegebenen Aus gangsspannungsbereiches des Kraftstoffdrucksensors, insbesondere oberhalb der oberen Grenze OKH oder unterhalb der unteren Grenze OKL für die Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors liegt, wird im Schritt 248 abgefragt, ob eine derartige Bedingung länger als eine vorgegebene Zeitdauer T_vfl2 andauert. Wenn die Frage im Schritt 248 verneint wird, werden das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffversorgungssystems und das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffdrucksensors im Schritt 249 auf 1 gehalten. Wenn andererseits die Frage im Schritt 248 bejaht wird, wird der Kraftstoffdruck Pf auf einen vorgegebenen Steuerkraftstoffdruck NGPf gesetzt, der erzeugt wird, wenn das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers z.B. auf 0 % festgelegt wird, ohne Verwendung von Kraftstoffdrucksignalen, die von dem fehlerhaften Kraftstoffdrucksensor ausgegeben werden, um eine betriebsfähige Bedingung für den Motor aufrecht zu erhalten. Danach wird im Schritt 240a eine Alarmlampe angeschaltet, um dem Fahrer den Fehler mitzuteilen, und das Fehlfunktions-F1ag des Kraftstoffdrucksensors wird auf 1 gehalten. Außerdem werden die obere Grenze für die Ausgangsspannung OKH und die untere Grenze für die Ausgangsspannung OKL des Kraftstoffdrucksensors gemäß einer Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung und der Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors wie in 25 dargestellt bestimmt.
Genauer gesagt wird dann, wenn die gemessene Ausgangsspannung V_kstoff des Kraftstoffdrucksensors zwischen der oberen und der unteren Grenze für die Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors liegt, festgestellt, daß der Kraftstoffdrucksensor normal arbeitet, und beide Fehlfunktions-Flags werden zurückgesetzt und die Steuerung zur Zeit einer normalen Bedingung fortgesetzt. Wenn andererseits die gemessene Ausgangsspannung V_kstoff des Kraftstoffdrucksensors über der oberen oder unter der unteren Grenze für die Ausgangs spannung des Kraftstoffdrucksensors liegt, wird festgestellt, daß der Kraftstoffdrucksensor nicht normal arbeitet, und die Steuerung wird unter einer abnormalen Bedingung wie in Verbindung mit 24 erläutert durchgeführt.
Die Änderungen der Ausgangsspannung V_kstoff des Kraftstoffdrucksensors, des Steuertastverhältnisses PF_tastv des elektrisch gesteuerten Einstellers und der Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA im Falle eines als nicht normal festgestellten Kraftstoffdrucksensors sind mit Bezug auf die 25 und 26 erläutert.
Wie ein Fehler des Kraftstoffdrucksensors in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Kraftstoffdrucksensors festgestellt wird, wird mit Bezug auf 25 erläutert. Der durch einen durchgezogenen Rahmen eingeschlossene Teil in der Figur zeigt einen normalen Betriebsbereich des Kraftstoffdrucksensors. Der Bereich außerhalb des umrahmten Bereiches stellt andererseits einen nicht normalen Bereich dar, in dem die gemessenen Werte eine Abweichung zeigen. Wenn der Kraftstoffdrucksensor als nicht normal beurteilt wird, wird das Steuertastverhältnis PF_tastv des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers auf einen vorgegebenen Wert von z.B. 0 % oder eine volle Steuermenge festgelegt, was dazu führt, daß der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung den Wert PSng annimmt. Wenn die Normalität des Krafstoffdrucksensors zu diesem Zeitpunkt wiederhergestellt ist, liegt daher die Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors wie in 25 gezeigt zwischen der unteren Grenze OKL und der oberen Grenze OKH für die Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors. Wenn jedoch der Kraftstoffdrucksensor versagt, liegt die Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors über der oberen oder unter der unteren Grenze, wodurch ein Fehler des Kraftstoffdrucksensors festgestellt wird. In einem solchen Fall wird während der Zeit der Fehl funktion des Kraftstoffdrucksensors der Kraftstoffdruck PSng als Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung für die Motorsteuerung verwendet.
26 zeigt das Verhalten verschiedener Steuerelemente bei einer momentanen Trennung des Kraftstoffdrucksensors, z.B. einem ungenügenden Kontakt seiner Verbindung. Unter der Annahme, daß zum Zeitpunkt PSN1 eine Trennung des Kraftstoffdrucksensors aufgrund eines ungenügenden Kontaktes der Verbindung vorliegt, fällt die Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors plötzlich ab. Auf den plötzlichen Abfall der Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors hin wirkt die Kraftstoffdruckrückführsteuerung im Kraftstoffversorgungssystem, um das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers zum Anheben des Kraftstoffdrucks zu steuern. Jedoch wird die Kraftstoffeinspritzpulsbreite in Abhängigkeit vom Ausgang des Kraftstoffdrucksensors berechnet, wobei das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis wesentlich von dem Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis und auch die Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ALPHA wesentlich von seinem Mittelwert abweicht, weshalb zum Zeitpunkt PSN2 eine Fehlfunktion des Kraftstoffdrucksensors festgestellt wird. Danach wird, wenn die aus einem ungenügenden Kontakt der Verbindung resultierende Trennung des Kraftstoffdrucksensors zum Zeitpunkt PSN3 aufgehoben (Verbindung wiederhergestellt) wird, die Ausgangsspannung des Kraftstoffdrucksensors so wiederhergestellt, daß sie im vorgegebenen Bereich liegt, und der Kraftstoffdrucksensor wird zum Zeitpunkt PSN4 als normal festgestellt, weshalb das Fehlfunktions-Flag des Kraftstoffdrucksensors zurückgesetzt wird und die normale Motorsteuerung wiederaufgenommen wird.
Die zuvor erläuterten Ausführungsformen sind versehen mit:
der Einrichtung zum Diagnostizieren einer Fehlfunktion des Kraftstoffversorgunssystems, wenn der Kraftstoffdruck, der von der Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffversorgungssystem der Brennkraftmaschine als außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegend erfaßt wird, der von einer Steuermenge der Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffversorgungssystem bestimmt wird, einer Einrichtung zum Bestimmen eines möglichen Fehlfunktionselements im Kraftstoffversorgungssystem durch Bestimmen, ob ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das von der Einrichtung zur Erfassung eines tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Brennkraftmaschine erfaßt wird, innerhalb eines vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Sollverhältnisbereiches liegt, der in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bestimmt wird, oder durch Bestimmen, ob eine tatsächliche Rückführsteuermenge des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, einer Einrichtung zum Aufrechterhalten eines Betriebes der Brennkraftmaschine durch Setzen des Steuertastverhältnisses der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung auf 0 oder eine volle Steuermenge, wenn die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung als fehlerbehaftet beurteilt wird, eine Einrichtung zum Abwechseln zwischen einem großen und einem kleinen Steuertastverhältnis der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung, wenn die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung als fehlerbehaftet beurteilt wird, und zum Beurteilen einer Normalfunktion, wenn keine Fehlfunktion der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung mehr erfaßt wird, eine Einrichtung zum Aufrechterhalten eines Betriebes der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Kraftstoffdruckes, der durch ein vorgegebenes Steuertastverhältnis wie z.B. 0 oder eine volle Steuermenge der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung bestimmt wird, als Signal von der Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung für die Steuerung der Brennkraftmaschine, wenn die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung als fehlerbehaftet beurteilt wird, und ei ne Einrichtung zum Feststellen der Normalfunktion der Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung, nachdem diese einmal als fehlerhaft beurteilt wurde, durch Bestimmen des von der Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung erfaßten Kraftstoffdruckes als innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegend, der durch ein vorgegebenes Tastverhältnis wie z.B. 0 oder eine volle Steuermenge der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung bestimmt wird.
Abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der beanspruchten Steueranordnung sind noch folgende Betriebsweisen möglich:
Zum Beispiel wird im Fall einer Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund eines Fehlers des Kraftstoffdrucksensors unter einer Bedingung, bei der die Signale eines Luft/Kraftstoff-Sensors einen mageren Zustand betreffen, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Erhöhen der Kraftstoffeinspritzpulsbreite zu einem fetten Zustand hin geändert. Andererseits wird unter einer Bedingung, bei der die Signale des Luft/Kraftstoff-Sensors einen fetten Zustand betreffen, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Verringern der Kraftstoffeinspritzpulsbreite zu einem mageren Zustand hin geändert, wodurch der Betrieb des Motors aufrechterhalten wird.
Andererseits kann im Fall einer Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund eines Fehlers eines Kraftstoffdrucksensors unter einer Bedingung, bei der die Signale eines Luft/Kraftstoff-Sensors einen mageren Zustand betreffen, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Steuern einer Drosselklappe in Schließrichtung zu einem fetten Zustand geändert werden. Andererseits kann unter einer Bedingung, bei der die Signale des Luft/Kraftstoffsensors einen fetten Zustand betreffen, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Steuern der Drosselklappe in Öffnungsrichtung zu einem ma geren Zustand hin geändert werden, wodurch der Betrieb des Motors aufrechterhalten wird.
Es kann ein Fehler in einem Kraftstoffversorgungssystem festgestellt werden, bevor ein derartiger Fehler tatsächlich eine Ansteuerleistung einer Brennkraftmaschine beeinflußt, und durch erneute Diagnose und Reinigungssteuerung wird die Möglichkeit des irrtümlichen Austausches von Teilen verringert, wodurch eine Fehlerdiagnose eines Kraftstoffversorgungssystems mit minimaler Anzahl von Fehlurteilen verwirklicht wird.
Außerdem kann die Brennkraftmaschine während eines fehlerbehafteten Zustandes mit einer Einrichtung gesteuert werden, die sich von denen für eine normale Steuerung unterscheidet.

Claims

Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine, die enthält: – ein Kraftstoffzufuhrsystem (4) zum Versorgen mit und Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder der Brennkraftmaschine, das eine Hochdruckkraftstoffpumpe (12), einen elektrisch gesteuerten Druckeinsteller (41) und einen Kraftstoffdrucksensor (14) enthält, die entlang einer von einem Kraftstofftank (11) zu einem Kraftstoffeinspritzventil (13) führenden Kraftstoffversorgungsleitung angeordnet sind, und – eine Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung, die eine mögliche Fehlfunktion im Kraftstoffzufuhrsystem (4) diagnostiziert, wenn der vom Kraftstoffdrucksensor (14) erfaßte Druck im druckbeaufschlagten Kraftstoff im Kraftstoffzufuhrsystem (4) eine vorgegebene obere Grenze über- oder eine vorgegebene untere Grenze unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß – die vorgegebene obere und untere Grenze durch ein Steuertastverhältnis für den elektrisch gesteuerten Druckeinsteller (41) bestimmt werden, – die Steueranordnung weiter ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem enthält, mit – einer Einrichtung zum Bestimmen eines Luft-/Kraftstoff-Sollverhältnisses für die Brennkraftmaschine auf eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine hin, – einem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (20) zum Erfassen eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der Brennkraftmaschine, – einer Rückführsteuereinrichtung für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zum Rückführen einer Rückführgröße, die in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem bestimmten Luft-/Kraftstoff-Sollverhältnis und dem erfaßten Luft/Kraftstoff-Verhältnis bestimmt wird, und – die Steueranordnung weiter eine Fehlfunktionselementbestimmungseinrichtung enthält, die ein Fehlfunktionselement im Kraftstoffzufuhrsystem (4) bei zumindest einer Fehlfunktion im Kraftstoffdrucksensor (14) oder in dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller (41) in Abhängigkeit von einem Betrag bestimmt, der einem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Zustand entspricht, der den tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnis-Zustand einschließlich des tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses und der Rückführgröße des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses darstellt, und der aus dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem für die Brennkraftmaschine erhalten wird, wenn die Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung eine Fehlfunktion im Kraftstoffzufuhrsystem (4) diagnostiziert.
Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung eine Fehlfunktion im Kraftstoffzufuhrsystem (4) diagnostiziert, wenn der von dem Kraftstoffdrucksensor (14) erfaßte Druck des druckbeauf schlagten Kraftstoffes im Kraftstoffzufuhrsystem (4) für eine vorgegebene erste Zeitdauer (Tpf) die vorgegebene obere Grenze über- oder die vorgegebene untere Grenze unterschreitet.
Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, bei der dann, wenn die Fehlfunktionsdiagnoseeinrichtung eine Fehlfunktion im Kraftstoffzufuhrsystem (4) diagnostiziert, die Fehlfunktionselementbestimmungseinrichtung eine Fehlfunktion in dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller (41) bestimmt, wenn der Betrag, der einem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Zustand einschließlich einem tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis und einer Rückführgröße für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis entspricht, der von dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem für die Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, für eine zweite vorgegebene Zeitdauer (Tabf1) zwischen einer vorgegeben oberen und einer vorgegebenen unteren Grenze bleibt, wobei die Grenzen aus dem Luft-/Kraftstoff-Sollverhältnis erhalten werden, und eine Fehlfunktion im Kraftstoffdrucksensor (14) bestimmt, wenn der Betrag, der dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Zustand entspricht, für eine dritte vorgegebene Zeitdauer (Tabf2) zwischen der vorgegebenen oberen oder unter der vorgegebenen unteren Grenze bleibt.
Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, die außerdem enthält: eine Einrichtung zum Ansteuern des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers (41) durch abwechselnde Anwendung von zwei weit auseinanderliegenden Steuertastverhältnissen für vorgegebene Zeiten, wenn die Fehlfunktionselementbestimmungseinrichtung eine Fehlfunktion in dem elekt risch gesteuerten Druckeinsteller (41) bestimmt, und eine Einrichtung zum Setzen des Steuertastverhältnisses des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers (41) auf einen festen Wert von entweder 0 % oder 100 % und zum Bestimmen und Anzeigen eines Fehlers in dem elektrisch gesteuerten Druckeinsteller (41), wobei die Steueranordnung eine Reinigungssteuerung (21) des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers (41, 22) durchführt, bei der die Anzahl der Ausführungen der Reinigungssteuerung berücksichtigt wird.
Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, die außerdem enthält: eine Einrichtung zum Festlegen des Steuertastverhältnisses des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers (41) auf ein vorgegebenes Steuertastverhältnis, wenn die Fehlfunktionselementbestimmungseinrichtung eine Fehlfunktion im Kraftstoffdrucksensor (14) bestimmt, zum Aufheben einer Bestimmung einer Fehlfunktion im Kraftstoffdrucksensor (14), wenn der Kraftstoffdruck des Kraftstoffdrucksensors (14) für eine vierte vorgegebene Zeitdauer (Tvfl1) zwischen den vorgegebenen oberen und unteren Grenzen bleibt, die durch das festgelegte Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers (41) bestimmt werden, zum Setzen des Kraftstoffdruckes des Kraftstoffdrucksensors (14) auf einen vorgegebenen festen Wert (NGPf), wenn der Kraftstoffdruck des Kraftstoffdrucksensors (14) für eine fünfte vorgegebene Zeitdauer (TWf12) über der vorgegebenen oberen oder unter der vorgegebenen unteren Grenze bleibt, und zum Bestimmen und Anzeigen eines Fehlers des Kraftstoffdrucksensors (14).
Steueranordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der das Steuertastverhältnis des elektrisch gesteuerten Druckeinstellers (41) durch ein Soll-Steuertastverhältnis bestimmt wird, das in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und einem Kraftstoffdruckrückführsteuerbetrag bestimmt wird, der in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen einem Soll-Kraftstoffdruck des Kraftstoffzufuhrsystems (4), der beispielsweise in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine bestimmt wird, und einem von dem Kraftstoffdrucksensor (14) erfaßten tatsächlichen Kraftstoffdruck des Kraftstoffversorgungssystems (4) bestimmt wird.