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DE19859913B4 - Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen Download PDF

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DE19859913B4
DE19859913B4 DE19859913A DE19859913A DE19859913B4 DE 19859913 B4 DE19859913 B4 DE 19859913B4 DE 19859913 A DE19859913 A DE 19859913A DE 19859913 A DE19859913 A DE 19859913A DE 19859913 B4 DE19859913 B4 DE 19859913B4
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fuel
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Takeshi Hitachinaka Atago
Toshio Hitachinaka Hori
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Abstract

Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen (1), mit einer Niederdruckpumpe (48) und einer Hochdruckpumpe (44), wovon jede von einer Einspritzeinrichtung (46) der Brennkraftmaschine (1) des Direkteinspritzungstyps einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und liefert,
einem Kraftstoffdrucksensor (45) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks,
einem Druckstellglied (40, 47, 117) mit dem im Rahmen einer Regelung ein variabler Kraftstoffdruck eingestellt wird,
einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (45, 108 bis 116) zum Erfassen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (1),
einer Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand und
einer Einrichtung (15) zum Ansteuern des Druckstellglieds (40, 47, 117) in der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird,
gekennzeichnet durch
eine Fehlerbeurteilungseinrichtung (135) zum Beurteilen eines Fehlers anhand der Tatsache, daß eine Beziehung zwischen dem erfaßten Kraftstoffdruckwert, der von der Ansteuerungseinrichtung (15) für die Kraftstoffregelung verwendet wird, und dem Ansteuerungsverhältnis zum Ansteuern des Druckstellglieds (40, 47, 117) während einer vorgegebenen Zeitperiode oberhalb eines oberen oder unterhalb eines...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen und insbesondere eine derartige Vorrichtung, die ein System zur Druckbeaufschlagung und Lieferung von von einer Einspritzeinrichtung in einen Direkteinspritzungsmotor einzuspritzendem Kraftstoff enthält.
  • Eine Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, in der eine Anomalie des Kraftstoffdrucks erfaßt wird, ohne Rückkopplungsregelungssignale zu verwenden, und in der eine geeignete Maßnahme getroffen wird, ist aus JP 9-119335 A bekannt. Dieses Dokument offenbart eine Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, die gekennzeichnet ist durch ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem zur Druckbeaufschlagung und Lieferung von von einer Einspritzeinrichtung in einen Direkteinspritzungsbenzinmotor einzuspritzendem Kraftstoff, einen Motordrehzahlsensor, eine Warneinrichtung, einen Kraftstoffdrucksensor, der in dem Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem vorgesehen ist und den Kraftstoffdruck erfaßt, sowie eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Warneinrichtung, wenn der Kraftstoffdruck über einem oberen Grenzwert oder unter einem unteren Grenzwert liegt, die entsprechend der Motordrehzahl gesetzt werden. Ferner offenbart dieses Dokument eine Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, die gekennzeichnet ist durch ein elektromagnetisches Ventil im Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem, wobei die Steuereinrichtung das elektromagnetische Ventil in der Weise steuert, daß es schließt, wenn der Kraftstoffdruck unterhalb des unteren Grenzwerts liegt.
  • Lediglich die Erfassung der Tatsache, daß der Druck in einer Hochdruckpumpe anomal erhöht oder erniedrigt ist, kann eine fehlerhafte Beurteilung aufgrund einer plötzlichen Änderung Kraftstoffdrucks zur Folge haben, der nicht wirklich einen Bereich (der im folgenden "Fehlerbereich" genannt wird) erreicht, in dem die Betriebsleistung verschlechtert wird.
  • Die DE 196 34 982 A1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung eines Kraftstoffdruckes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 195 20 300 A1 ist eine Einrichtung zur Erkennung eines Lecks in einem Kraftstoffversorgungssystem bekannt, bei dem anhand des Druckverlaufs während eines vorgegebenen Zustands, d.h. ob er sich in vorgebbarer Weise verändert, ein Leck erkannt wird.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen zu schaffen, die mit einer Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Kraftstoffdruck-Steuersystem versehen ist, die feststellen kann, ob ein Fehler den obengenannten Fehlerbereich erreicht, und die die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Beurteilung minimieren kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 gelöst. Eine Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.
  • Gemäß der Erfindung enthält eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen eine Niederdruckpumpe und eine Hochdruckpumpe, wovon jede von einer Einspritzeinrichtung der Brennkraftmaschine des Direkteinspritzungstyps einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und liefert, einen Kraftstoffdrucksensor zum Erfassen des Kraftstoffdrucks, einem Druckstellglied mit dem im Rahmen einer Regelung ein variabler Kraftstoffdruck eingestellt wird, eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, eine Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand und eine Einrichtung zum Ansteuern des Druckstellglieds in der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird, wobei eine Fehlerbeurteilungseinrichtung vorgesehen ist zum Beurtei len eines Fehlers anhand der Tatsache, daß eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruckwert, der von der Ansteuerungseinrichtung für den Regler für variablen Kraftstoffdruck für die Kraftstoffrückkopplungsregelung verwendet wird, und dem Ansteuerungsverhältnis der Einrichtung zum Ansteuern des Reglers für variablen Kraftstoffdruck während einer vorgegebenen Zeitperiode oberhalb eines oberen oder unterhalb eines unteren Grenzwerts liegt.
  • Das Druckstellglied wird in den weiteren Unterlagen auch als Regler für variablen Kraftstoffdruck bezeichnet.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Fehler im Kraftstoffdruck-Steuersystem anhand der Erfassung eines Bruchs in der Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruckwert und dem Ansteuerungsverhältnis (auch Tastverhältnis oder duty cyle) eines Reglers für variablen Kraftstoffdruck beurteilt.
  • Im Rahmen dieses Vorgehens wird ein Zeitintervall, in dem der Kraftstoffdruck den Fehlerbereich erreicht, unter der Bedingung gesetzt, daß die Rückkopplungsregelung des Kraftstoffdrucks ausgeführt wird, wobei eine Fehlerbeurteilung des Kraftstoffdruck-Steuersystems dadurch ausgeführt wird, daß eine Kraftstoffdruckänderung wenigstens während einer vorgegebenen Periode innerhalb des gesetzten Zeitintervalls auftritt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beurteilt die Fehlerbeurteilungseinrichtung der erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhrvorrichtung einen Fehler anhand der Bedingungen, daß die Einrichtung zum Ansteuern des Reglers für variablen Kraftstoffdruck eine Rückkopplungsregelung des Kraftstoffdrucks ausführt und daß eine Änderung des Kraftstoffdrucks erfolgt, die während einer vorgegebenen Zeitperiode innerhalb eines festgelegten Zeitbereichs andauert.
  • Im Rahmen des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die nachfolgend aufgeführten Aspekte berücksichtigt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird in einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die Kraftstoffdruckänderung anhand der Tatsache beurteilt, ob der durch den Kraftstoffdrucksensor erfaßte Kraftstoffdruck um einen vorgegebenen Wert oberhalb oder unterhalb des Soll-Kraftstoffdrucks liegt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird in einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die Kraftstoffdruckänderung anhand einer Änderungsbreite des Kraftstoffdrucks, die eine Kraftstoffdruckänderungsrate ist, beurteilt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird in einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die Änderung des Kraftstoffdrucks anhand der Tatsache beurteilt, ob ein integrierter Kraftstoffdruckwert, der durch Integration der Kraftstoffdruckwerte erhalten wird, oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird in einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen die Änderung des Kraftstoffdrucks anhand einer Beziehung zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem Ansteuerungsverhältnis der Einrichtung zum Ansteuern des Reglers für variablen Kraftstoffdruck beurteilt.
  • Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt wird in einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung die Änderung des Kraftstoffdrucks durch Setzen eines Kraftstoffdruckwerts und anhand des gesetzten Beurteilungskraftstoffdruckwerts beurteilt.
  • Der Ausdruck "innerhalb des obenerwähnten gesetzten Zeitbereichs" kann die Bedeutung von "innerhalb von 1000 ms" haben.
    •
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des gesamten Brennkraftmaschinensystems gemäß einer Ausführung der Erfindung;
  • 2 einen Blockschaltplan der Brennkraftmaschinen-Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung;
  • 3 eine Kennlinie der Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Ansteuerungsverhältnis eines Reglers für variablen Kraftstoffdruck;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die mit einem Kraftstoff-Steuersystem versehen ist;
  • 5 eine Darstellung zur Erläuterung von Beziehungen zwischen mehreren Ausführungen der Erfindung;
  • 6–11 Ablaufpläne zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhrvorrichtung;
  • 12 eine Darstellung zur Erläuterung von Beziehungen zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Ansteuerungsverhältnis eines Reglers für variablen Kraftstoffdruck gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung;
  • 13 einen Ablaufplan zur Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung; und
  • 14 einen Ablaufplan einer Ausfallsicherheitssteuerung.
  • In 1 ist ein Beispiel eines bekannten Brennkraftmaschinensystems gezeigt, in Verbindung mit den Ausführungen zu 4 ist ein System beschrieben auf das die Erfindung angewendet wird. In 1 wird von einer Brennkraftmaschine 1 anzusaugende Luft an einem Einlaßabschnitt 4 eines Luftreinigers 3 angesaugt, woraufhin sich die angesaugte Luft durch eine Drossel vorrichtung 7 bewegt, in der eine Drosselklappe 6 angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu steuern, woraufhin die Luft in einen Sammler 8 eintritt. Die Drosselklappe 6 ist mit einem Motor 10 verbunden und wird durch Antreiben des Motors 10 betätigt. Die Ansaugluftmenge wird durch den Betrieb der Drosselklappe 6 gesteuert. Die Ansaugluft, die den Sammler 8 erreicht, wird auf die Ansaugluftleitungen 19 verteilt, die mit den Zylindern 2 der Brennkraftmaschine verbunden sind, und dann in die jeweiligen Zylinder 2 eingeleitet.
  • Andererseits wird Kraftstoff wie etwa Benzin von einem Kraftstofftank 11 durch eine Kraftstoffpumpe 12 angesaugt und mit Druck beaufschlagt und anschließend einer Kraftstoffleitung 21 zugeführt, in der Kraftstoffeinspritzventile (Einspritzeinrichtungen) 13 und auf der Einlaßseite dieser Kraftstoffeinspritzventile 13 ein Druckstellglied 14 mit dem im Rahmen einer Regelung ein variabler Kraftstoffdruck eingestellt wird sowie ein Kraftstoffdrucksensor angeordnet sind. Das Kraftstoffsystem enthält den Kraftstofftank 11, die Pumpe 12, den Kraftstoffdruckstellglied 14, den Kraftstoffdrucksensor 22 und dergleichen. Signale vom Kraftstoffdrucksensor 22 werden in die Steuereinheit 15 eingegeben. Im Kraftstoffsystem wird der Kraftstoffdruck durch das Druckstellglied 14 für variablen Kraftstoffdruck auf einen vorgegebenen Wert eingestellt und von den Einspritzeinrichtungen 13, deren Kraftstoffeinspritzanschlüsse in die Zylinder 2 münden, in die entsprechenden Zylinder eingespritzt. Weiterhin gibt ein Luftmengenmesser 5 Signale aus, die Ansaugluftmengen darstellen und ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben werden.
  • Die Drosselvorrichtung 7 enthält einen daran angebrachten Drosselklappensensor 18, dessen Ausgangssignale ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben werden.
  • Ferner ist ein Kurbelwinkelsensor 16 vorgesehen, der durch eine Nockenwelle 27 gedreht wird und Signale ausgibt, die Drehposition der Kurbelwelle darstellen. Diese Signale werden ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben.
  • An einem Abgasrohr 28 ist ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 20 (L/K-Sensor) angebracht, der die Luft-/Kraftstoffverhältnisse im Ist-Betrieb anhand der Zusammensetzungen des Abgases erfaßt und Signale, die das jeweilige Luft-/Kraftstoffverhältnis darstellen, in die Steuereinheit 15 eingibt.
  • In die Drosselvorrichtung 7 ist ein Fahrpedalsensor 9 integriert, der mit einem Fahrpedal 49 verbunden ist. Der Fahrpedalsensor 9 erfaßt den Niederdrückungsgrad des Fahrpedals 49 durch einen Fahrer und gibt entsprechende Signale aus, die in die Steuereinheit 15 eingegeben werden.
  • Die Steuereinheit 15 besitzt eine Verarbeitungseinrichtung 26 und empfängt als Eingangssignale die Signale von den verschiedenen Sensoren, die die Motorbetriebszustände erfassen, etwa die obenerwähnten Kurbelwinkelsignale, Fahrpedalniederdrückungssignale und dergleichen, und führt eine vorgegebene Berechnung aus, um als Berechnungsergebnisse verschiedene Signale auszugeben. Von der Steuereinheit 15 werden an die obengenannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 13, an eine Zündspule 17 und an einen Drosselklappenbetätigungsmotor 10 vorgegebene Steuersignale ausgegeben, um die Kraftstoffzufuhrsteuerung, die Zündzeitpunktsteuerung und die Ansaugluftmengensteuerung auszuführen.
  • Zwischen einer Stromquelle (Batterie) 30 und der Steuereinheit 15 sind ein Motortreiberrelais 31, ein Steuereinheitrelais 32 und ein Zündschalterrelais 33 vorgesehen. Das Bezugszeichen 36 bezeichnet verschiedene Warnleuchten.
  • Die obenbeschriebenen Elemente und Konfigurationen sind bekannt, so daß eine weitere genaue Erläuterung hiervon unnötig ist.
  • 2 zeigt eine Kraftstoffzufuhr-Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, die auf das Kraftstoffzufuhrsystem nach 1 oder 4 angewendet werden kann.
  • Ein Prozessor (CPU) 100 (der in 1 mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet ist) in der Steuereinheit 15 ist mit einem Bus 101 verbunden, an den eine Eingangsverarbeitungsschaltung 102 und eine Ausgangsverarbeitungsschaltung 103 angeschlossen sind. Die Signale werden vom Kraftstoffdrucksensor 107 (in 1 bei 22 und in 4 bei 45 gezeigt), vom Luftmengensensor 108 (in 1 bei 5 gezeigt), vom Kurbelwinkelsensor 109 (in 1 bei 16 gezeigt), vom Drosselklappensensor 110 (in 1 bei 18 gezeigt), vom Fahrpedalsensor 111 (in 1 bei 9 gezeigt), von einem Kühlmitteltemperatursensor 112, von einem O2-Sensor 113, von einem Zündschalter 114 (in 1 bei 33 gezeigt), von einem Anlasserschalter 115 und von einem Batteriespannungssensor 116 in die Eingangsverarbeitungsschaltung 102 eingegeben. Die von der Eingabeverarbeitungsschaltung 102 verarbeiteten Signale werden in den Bus 101 und in eine Unterbrechungssteuereinrichtung 104 eingegeben. Ein erforderliches Zeitintervall wird durch einen Zeitgeber 105 gemessen. Die von der Ausgangsverarbeitungsschaltung 103 ausgegebenen Signale werden in einen Druckstellglied 117 für variablen Kraftstoffdruck (in 1 bei 14 und in 4 bei 40, 47 gezeigt), in Einspritzeinrichtungen 118 bis 121 (in 1 bei 13 und in 4 bei 46 gezeigt), in eine Kraftstoffpumpe 122 (in 1 bei 12 und in 4 bei 48, 44 gezeigt), in eine Zündeinrichtung 123 und eine Warneinrichtung 124 (in 1 bei 35 gezeigt) eingegeben. Die in einem ROM 131 gespeicherten Signale werden in den Bus 101 eingegeben, während Signale vom Bus 101 in einen RAM 132 und in einen Sicherungs-RAM 106 gespeichert werden. Die CPU 100 enthält eine Fehlerbeurteilungseinrichtung 135, die später beschrieben wird.
  • 3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck (MPa) und dem Ansteuerungsverhältnis (%) des Reglers 14, 40, 47 für variablen Kraftstoffdruck.
  • 4 zeigt ein weiteres Beispiel des Kraftstoffzufuhrsystems, das beispielsweise für Direkteinspritzungsmotoren geeignet ist. Kraftstoff von einem Kraftstofftank 50 wird mittels einer Niederdruckpumpe 48 an eine Hochdruckpumpe 44 geliefert, um ihn mit Druck zu beaufschlagen, und dann an eine Einspritzeinrichtung 46 abgegeben, um in die jeweiligen Zylinder eingespritzt zu werden. Die Niederdruckpumpe 48 wird durch einen Motor 49 angetrieben. In einer Rohrleitung, die die Ansaugseite mit der Förderseite der Hochdruckpumpe 44 verbindet, sind Rückschlagventile 42, 43 angeordnet. In diesem System ist in einer Rohrleitung, die die Hochdruckpumpe 44 mit der Einspritzeinrichtung 46 verbindet, ein Kraftstoffdrucksensor 45 vorgesehen, ferner sind in einer Rohrleitung, die die Förderseite der Hochdruckpumpe 44 mit dem Kraftstofftank 50 verbindet, ein Druckstellglied 40 für variablen Kraftstoffdruck und ein Rückschlagventil 41 vorgesehen.
  • Weiterhin ist in einer Rohrleitung, die die Hochdruckpumpe 44 mit dem Kraftstofftank 50 verbindet, ein Niederdruckstellglied 47 vorgesehen. 5 zeigt verschiedene Lösungsmöglichkeiten für das der Erfindung zugrundeliegende Problem.
  • Ausführung 1
  • In 5 ist die Ausführung 1 durch eine Linie 71 (oder 71') dargestellt. Für das Kraftstoffzufuhrsystem wird ein Soll-Kraftstoffdruck gesetzt. Der Soll-Kraftstoffdruck beträgt beispielsweise 7 MPa, wie durch die Soll-Kraftstoffdrucklinie 61 gezeigt ist. Für den Soll-Kraftstoffdruck wird eine Kraftstoffdruckrückkopplung-Totzone gesetzt, in der die Rückkopplungsregelung unabhängig davon, ob die Periode der Kraftstoffdruck-Rückkopplungsregelung vorliegt, nicht ausgeführt wird. Die Kraftstoffrückkopplung-Totzone ist durch Kraftstoffdruck-F/B-Totzonenlinien 63, 64 definiert, die durch Addition von ±1 MPa zur Soll-Kraftstoffdrucklinie 61 erhalten werden. Ferner wird außerhalb der Kraftstoffdruckrückkopplung-Totzone eine Fehlerbeurteilung-Totzone gesetzt und durch Fehlerbeurteilung-Totzonenlinien 65, 66 definiert.
  • Das Druckstellglied 14, 40 für variablen Kraftstoffdruck wird einer Kraftstoffdruck-Rückkopplungsregelung unterworfen, um den Kraftstoffdruck zum Soll-Kraftstoffdruck 61 zu führen, wie durch den Kraftstoffdruck-Sensorausgang 60 gezeigt ist. Wenn unter dieser Bedingung ein Fehler auftritt, wie durch das Bezugszeichen 71a gezeigt ist, fällt das Ausgangssignal, wie durch die Kraftstoffdruck-Sensorausgangslinie 71, 71' oder dergleichen gezeigt ist, ab. In diesem Fall erfolgt eine Fehlerbeurteilung für das Kraftstoffdruck-Regelsystem durch Erfassen, daß der Kraftstoffdruck unter die untere Grenzlinie 65 der Fehlerbeurteilung-Totzone abfällt. Das heißt, es wird das Auftreten eines Fehlers beurteilt, wenn der Kraftstoffdruck unter die untere Grenzlinie 65 der Fehlerbeurteilung-Totzone abfällt. Eine Fehlerbeurteilung in bezug auf eine obere Grenze erfolgt in der gleichen Weise wie im Fall der Fehlerbeurteilung in bezug auf die untere Grenze. In dem durch eine Linie 71'' gezeigten Fall besteht die Gefahr, daß eine Anomalie aufgrund einer fehlerhaften Beurteilung durch Rückstoß als normal beurteilt wird. In diesem Fall ist es wichtig, daß im Hinblick auf die Zuverlässigkeit des Kraftstoffdrucksensors 22, 45 eine Steuerung, mit der die Warnleuchte mit Strom versorgt wird, nicht sofort nach dem Abfall des Kraftstoffdrucks unter die untere Grenzlinie 63 der Kraftstoffdruck-Totzone ausgeführt wird, sondern daß die Kraftstoffdruck-F/B-Regelung gestattet wird.
  • Wenn ein Fehlerpegel für den Kraftstoffdrucksensor auf 50% unterhalb eines wirklichen Kraftstoffdrucks gesetzt ist, d.h. wenn der maximale Fehlerkraftstoffdruck auf 50% unterhalb der wirklichen Kraftstoffdrucklinie 62 gesetzt wird, kann ein sogenanntes Fehlererreichungszeitintervall bis zur Verschlechterung der Betriebsfähigkeit auf 1000 ms gesetzt werden. Falls die Bedingungen, daß der Kraftstoffdruck 50% oder weniger beträgt, beispielsweise für 1000 ms fortdauert, wird die Betriebsleistung verschlechtert, wie durch das Bezugszeichen 70 gezeigt ist. Eine Fehlerbeurteilung des Kraftstoffdruck-Regelsystems einschließlich des Kraftstoffdrucksensors 22 erfolgt durch die Erfassung, daß der Kraftstoffdruck unter die untere Grenzlinie 65 der Fehlerbeurteilung-Totzone abfällt, und indem erfaßt wird, daß das Zeitintervall, das ab einer Zeitzähl-Startlinie 68 gezählt wird, die durch einen Schnittpunkt 67 der Kraftstoffdruck-Sensorausgangslinie 71 mit der unteren Grenzlinie 65 der Fehlerbeurteilung-Totzone verläuft, wie durch den Zeitzähl-Startpfeil 69 gezeigt ist, wenigstens seit einem vorgegebenen Zeitintervall innerhalb der Fehlererreichungszeit und eines minimalen Zeitintervalls, das für eine Fehlerdiagnose ohne fehlerhafte Beurteilung gesetzt werden kann, verstrichen ist.
  • Die 6 und 7 zeigen Ablaufpläne einer Kraftstoffdruck-Rückkopplungsregelung und einer Kraftstoffeinspritzung während des Normalbetriebs. 6 zeigt einen Schritt 161 zur Berechnung des Soll-Kraftstoffdrucks, einen Schritt 162 zum Lesen des Kraftstoffdruck-Sensorausgangs, einen Schritt 163, in dem beurteilt wird, ob die Kraftstoffdruckrückkopplungsbedingung gegeben ist, einen Beurteilungsschritt 164, in dem beurteilt wird, ob der Kraftstoffdruck innerhalb der Rückkopplungsregelung-Totzone liegt, wenn die Kraftstoffdruckrückkopplungsbedingung gegeben ist, sowie einen Schritt 165, in dem die Rückkopplungsregelung in Übereinstimmung mit PFDUTY(neu) = PFDUTY(alt) ± FBDUTY ausgeführt wird, wobei PFDUTY(neu) das Ansteuerverhältnis für das Druckstellglied für variablen Kraftstoffdruck angibt, PFDUTY(alt) das letzte Ansteuerverhältnis angibt und ±FBDUTY das rückzukoppelnde Verhältnis angibt. Wie ferner in 7 gezeigt ist, wird eine Kraftstoffeinspritzsteuerung ausgeführt, in der ein Kraftstoffdruck-Leseschritt 171, ein Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizient-Berechnungsschritt 172 und ein Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsschritt 173 ausgeführt werden.
  • Die obenerwähnte Beurteilungssteuerung wird unter der obenerwähnten Kraftstoffdruck-Rückkopplungsregelung ausgeführt. Die Fehlerbeurteilungseinrichtung beurteilt, ob die Kraftstoffdruck-Sensorausgangslinie den Fehlerpegel erreicht und ob wenigstens ein vorgegebenes Zeitintervall verstrichen ist, wobei an die Warneinrichtung eine Meldung geschickt wird, wenn die Beurteilung ergibt, daß ein Fehler aufgetreten ist, so daß eine Person im Fahrzeug auf die Gefahr hingewiesen wird.
  • Ausführung 2
  • In 5 ist diese Ausführung durch Bezugnahme auf die Steigung 72 der Kraftstoffdrucklinie 71 gegeben.
  • In dieser Ausführung wird eine Kraftstoffdruckänderungsbreite (Kraftstoffdruckänderungsrate) in einem vorgegebenen Zeitintervall erfaßt, wodurch die Kraftstoffdrucksteuersystem-Fehlerbeurteilung ausgeführt wird. Das heißt, ΔAVEPF, das der Kraftstoffdruckabfall pro Zeitintervall Δt ist, wird berechnet und für die Fehlerbeurteilung verwendet. Die Beurteilung, ob der berechnete Wert einen Fehlerpegelbereich 70 erreicht oder nicht, erfolgt in der gleichen Weise wie in der Ausführung 1, so daß die entsprechende Beschreibung hier nicht wiederholt wird.
  • 8 zeigt einen Ablaufplan für diesen Fall. Wie in 8 gezeigt ist, enthält die Operation die folgenden Schritte. Im Schritt 181 wird beurteilt, ob die Operation während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt. Wenn sie während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt, wird im Schritt 182 beurteilt, ob NTPFUEL (vorgegebenes Zeitintervall) verstrichen ist, seit der Soll-Kraftstoffdruck TPFUEL einen konstanten Wert angenommen hat. Falls das vorgegebene Zeitintervall verstrichen ist, wird im Schritt 183 die Berechnung von A = ΔAVEPF/Δt ausgeführt. Im Schritt 184 wird festgestellt, ob A > HENKA (vorgegebene Kraftstoffdruckänderungsgeschwindigkeit) gilt, wobei dann, wenn die Antwort "Ja" lautet, im Schritt 185 festgestellt wird, daß das Kraftstoffdrucksteuersystem anomal arbeitet.
  • Ausführung 3
  • In 5 wird in dieser Ausführung 3 ein Fehler durch Verwenden des Produkts Δt × (Kraftstoffdruckdifferenz zwischen einem Soll-Kraftstoffdruck und einem Ist-Kraftstoffdruck) beurteilt. Das heißt, wenn der Kraftstoffdruckwert wenigstens um einen vorgegebenen Wert unterhalb des Soll-Kraftstoffdrucks liegt, wird die Kraftstoffdruckdifferenz über die Zeit integriert, wobei ein Kraftstoffsteuersystem-Fehler beurteilt wird, indem erfaßt wird, daß der integrierte Wert (Zeit × Kraftstoffdruckdifferenz) 73 größer als ein vorgegebener Wert wird. Die Beurteilung, ob er einen Fehlerpegelbereich 70 erreicht, erfolgt in der gleichen Weise wie in der Ausführung 1, so daß sie hier nicht wiederholt wird.
  • 9 zeigt einen Ablaufplan für diesen Fall. Wie in 9 gezeigt ist, enthält die Operation die folgenden Schritte. Im Schritt 191 wird beurteilt, ob die Operation während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt; im Schritt 192 wird beurteilt, ob NTPFUEL seit dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem der Soll-Kraftstoffdruck TPFUEL einen konstanten Wert angenommen hat; im Schritt 193 wird ein integrierter Wert B = ΣΔt(TEIKA – AVEPF) berechnet wird, wobei TEIKA ein Soll-Kraftstoffdruck ist und AVEPF ein Kraftstoffdruckabfall gegenüber dem Soll-Kraftstoffdruck ist; im Schritt 194 wird festgestellt, ob B > SEKI (vorgegebener Wert) ist; schließlich wird im Schritt 195 beurteilt, ob das Kraftstoffdrucksteuersystem anomal arbeitet, wobei eine Anomalie festgestellt wird, wenn der integrierte Wert B größer als SEKI ist.
  • Ausführung 4
  • In 5 beurteilt diese Ausführung 4 einen Fehler aus der Beziehung PF < F/B-Totzone anhand eines Zeitintervalls, das eine Gefahr-Kraftstoffdrucklinie 74 erreicht.
  • Dadurch wird eine Spanne für den Ist-Fehlerpegel sichergestellt, um den Ist-Kraftstoffdruck in einem hohen Kraftstoffdruckbereich anzusiedeln, ferner wird dadurch ein unterer Grenzwert für die Kraftstoffdruck-Änderungsgeschwindigkeit gesetzt. Da gemäß dieser Ausführung die für die Anomalieerfassung erforderliche Zeit kurz ist, kann die Anomalie schnell erfaßt werden.
  • In 10 ist ein Ablaufplan für diesen Fall gezeigt. Die Operation enthält die folgenden Schritte. Im Schritt 1101 wird beurteilt, ob die Operation während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt; im Schritt 1102 wird beurteilt, ob NTPFUEL verstrichen ist, seit der Soll-Kraftstoffdruck TPFUEL einen konstanten Wert angenommen hat; im Schritt 1103 wird beurteilt, ob der Kraftstoffdruckabfall AVEPF niedriger als ein unterer Grenzwert der Kraftstoffdruckrückkopplung-Totzone ist; im Schritt 1104 wird, falls AVEPF niedriger ist, ein Zeitintervall HANTEI2 gemessen, das erforderlich ist, bis der Kraftstoffdruckabfall AVEPF höchstens gleich einem vorgegebenen Wert ist, d.h. bis AVEPF ≤ TEIKA2 eintritt; im Schritt 1105 wird festgestellt, ob das Zeitintervall HANTEI2 geringer als ein vorgegebener Wert HENKA2 ist; im Schritt 1106 wird eine Anomalie des Kraftstoffdrucksystems beurteilt, wenn HANTEI2 < HINKA2 ist.
  • Ausführung 5
  • In 5 wird in dieser Ausführung 5 ein Fehler zu einem Zeitpunkt beurteilt, zu dem PF kleiner als ein vorgegebener Wert (Gefahr-Kraftstoffdruck) ist.
  • In dieser Ausführung wird ein Fehler beurteilt, wenn der erfaßte Kraftstoffdruck während eines vorgegebenen Zeitintervalls innerhalb eines Zeitintervalls, das zum Erreichen eines Fehlerpegelbereichs 70 ausgehend von einem gesetzten Beurteilungskraftstoffdruck erforderlich ist, niedriger als der Beurteilungskraftstoffdruck ist. Für eine Gefahr-Kraftstoffdrucklinie 74 ist eine Spanne sichergestellt, um den Kraftstoffdruck um einen Kraftstoffdruck F/B zu erhöhen, ferner ist eine Spanne sichergestellt, um eine Beurteilungsverzögerungszeit (fest) zu schaffen. Um eine Unterscheidung von zufälligen Kraftstoffdruckänderungen zu schaffen, in denen kein Fehler vorliegt, werden als Beurteilungsverzögerungszeit beispielsweise 50 ms gesetzt.
  • In 11 ist ein Ablaufplan für diesen Fall gezeigt. Die Operation enthält die folgenden Schritte. In einem Schritt 1111 wird beurteilt, ob die Operation während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt; in einem Schritt 1112 wird beurteilt, ob NTPFUEL verstrichen ist, seit der Soll-Kraftstoffdruck TPFUEL einen konstanten Wert angenommen hat; im Schritt 1113 wird festgestellt, ob der erfaßte Kraftstoffdruckwert AVEPF ≤ TPFUEL (Soll-Kraftstoffdruck) – TPFUEL × FSPRES ist, wobei FSPRES ein vorgegebener Wert oder ein Verhältnis wie etwa ein Koeffizient ist, der eine Spanne angibt, innerhalb derer der Kraftstoffdrucksensor einen Kraftstoffdruck unterhalb eines Ist-Wertes erfassen darf; im Schritt 1114 wird ein Kraftstoffdruck AVEPE' aus der Gleichung AVEPE' = TPFUEL – TPFUEL × FSPRES berechnet, wenn AVEPF ≤ TPFUEL – TPFUEL × FSPRES; in einem Schritt 1115 wird festgestellt, ob dieser Zustand länger als HANTEI (vorgegebenes Zeitintervall) andauert; schließlich wird im Schritt 1116 eine Anomalie des Kraftstoffdrucksteuersystems ermittelt, wenn der Kraftstoffdruck AVEPF' länger als HANTEI aufrechterhalten bleibt.
  • Ausführung 6
  • In der Ausführung 6 wird eine Anomalie im Steuersystem anhand einer Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Einschaltverhältnis beurteilt. Das heißt, daß ein Fehler im Kraftstoffdrucksteuersystem beurteilt wird, indem ein Bruch der Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruckwert und dem Ansteuerungsverhältnis des Reglers für variablen Kraftstoffdruck erfaßt wird.
  • 12 zeigt eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck (MPa) und dem Ansteuerungsverhältnis (%) des Reglers für variablen Kraftstoffdruck. Eine obere Grenzwertlinie FPMAX 76 ist oberhalb der normalen Linie 75 für die Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Ansteuerungsverhältnis des Reglers für variablen Kraftstoffdruck vorgesehen, während eine untere Grenzlinie FPMIN 77 unterhalb der normalen Linie 75 vorgesehen ist. Beim Eintritt des Kraftstoffdrucks in einen Fehlerbereich wird ein Fehler beurteilt, wenn die Beziehungen unterbrochen werden und der Kraftstoffdruck irgendeine der Grenzlinien überschreitet.
  • Diese Kraftstoffdrucksteuersystem-Fehlerbeurteilung erfolgt durch Beurteilung eines fortdauernden Bruchs der Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Ansteuerungsverhältnis des Reglers für variablen Kraftstoffdruck wenigstens während eines vorgegebenen Zeitintervalls wie in der Ausführung 1.
  • 13 zeigt einen Ablaufplan für diesen Fall. Die Operation enthält die folgenden Schritte. Einen Schritt 1121, in dem beurteilt wird, ob die Operation während der Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung erfolgt; einen Schritt 1122, in dem das Ausgangssignal des Kraftstoffdrucksensors gelesen wird; einen Schritt 1123, in dem das Einschaltverhältnis des Reglers für variablen Kraftstoffdruck berechnet wird; einen Schritt 1124, in dem die Fortdauer von FPMIN > AVEPF oder von FPMAX < AVEPF während NGTIME (vorgegebenes Zeitintervall) bestimmt wird; und einen Schritt 1125, in dem eine Anomalie des Kraftstoffdrucksystems anhand des Ergebnisses beurteilt wird.
  • 14 ist ein Ablaufplan, der Maßnahmen zeigt, die ergriffen werden, wenn das Kraftstoffdrucksteuersystem als anomal beurteilt wird.
  • Wenn im Schritt 1141 eine Anomalie des Kraftstoffdrucksteuersystems beurteilt wird, wird die Operation im Schritt 1142 zu einer offenen Regelung für eine Kraftstoffdruckkorrektur geschaltet, woraufhin im Schritt 1143 das Druckstellglied für variablen Kraftstoffdruck zu einer offenen Regelung für das Regleransteuerungsverhältnis geschaltet wird und woraufhin in einem Schritt 1144 eine Ausfallsicherungssteuerung ausgeführt wird. Hierbei wird das Lernergebnis für das Luft-/Kraftstoffverhältnis gelöscht, d.h. es wird ein portinternes Steuerergebnis für das Luft-/Kraftstoffverhältnis initialisiert und eine Aktualisierung verhindert.
  • Außerdem findet ein Magerverbrennungsbetrieb statt, ferner erzeugt die Warneinrichtung einen Alarm, indem sie beispielsweise eine Warnlampe erleuchtet.
  • Gemäß der Erfindung kann eine Fehlerbeurteilung für das Kraftstoffdrucksteuersystem vor Erreichen eines Fehlerpegels ausgeführt werden, wie oben erwähnt worden ist, weiterhin erfolgt eine Beurteilung unter der Bedingung einer Fehlererfassung während eines vorgegebenen Zeitintervalls innerhalb einer Zeitperiode ab einem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdrucksensor eine Totzone verläßt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdrucksensor den Fehlerpegel erreicht, so daß eine Fehlerbeurteilung des Kraftstoffdrucksteuersystems bei sehr geringer fehlerhafter Beurteilung ausgeführt werden kann.

Claims (2)

  1. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen (1), mit einer Niederdruckpumpe (48) und einer Hochdruckpumpe (44), wovon jede von einer Einspritzeinrichtung (46) der Brennkraftmaschine (1) des Direkteinspritzungstyps einzuspritzenden Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und liefert, einem Kraftstoffdrucksensor (45) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks, einem Druckstellglied (40, 47, 117) mit dem im Rahmen einer Regelung ein variabler Kraftstoffdruck eingestellt wird, einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (45, 108 bis 116) zum Erfassen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (1), einer Kraftstoffdruck-Setzeinrichtung zum Setzen eines Soll-Kraftstoffdrucks entsprechend dem Betriebszustand und einer Einrichtung (15) zum Ansteuern des Druckstellglieds (40, 47, 117) in der Weise, daß der Soll-Kraftstoffdruck erhalten wird, gekennzeichnet durch eine Fehlerbeurteilungseinrichtung (135) zum Beurteilen eines Fehlers anhand der Tatsache, daß eine Beziehung zwischen dem erfaßten Kraftstoffdruckwert, der von der Ansteuerungseinrichtung (15) für die Kraftstoffregelung verwendet wird, und dem Ansteuerungsverhältnis zum Ansteuern des Druckstellglieds (40, 47, 117) während einer vorgegebenen Zeitperiode oberhalb eines oberen oder unterhalb eines unteren Grenzwerts liegt.
  2. Kraftstoffzufuhrvorrichtung für Brennkraftmaschinen (1) nach Anspruch 1, wobei ein Fehler erkannt wird, wenn der erfasste Kraftstoffdruck niedriger als der gesetzte Beurteilungskraftstoffdruckwert ist und einen Fehlerpegelbereich (70) erreicht.
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