СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSIS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Область техники
Изобретение относится к устройству мониторинга модуля управления двигателем, которое отслеживает то, выполняется ли управление объемом впрыска топлива нормально посредством модуля управления двигателем, а также относится к способу мониторинга для него.
Уровень техники
В двигателе, установленном на транспортном средстве, например, объем впрыска топлива управляется таким образом, что вывод или мощность двигателя управляется согласно запросу водителя и т.д. Управление объемом впрыска топлива двигателя выполняется посредством модуля управления двигателем. Модуль управления двигателем включает в себя микрокомпьютер, который выполняет вычисления, и электронный модуль привода (ЭМП), который приводит в действие инжекторы.
При управлении объемом впрыска топлива микрокомпьютер вычисляет требуемый объем впрыска на основе определенных значений рабочей величины нажатия педали акселератора, частоты вращения двигателя и т.д. Затем микрокомпьютер вычисляет период приложения тока для тока возбуждения инжектора, требуемого для впрыска топлива в объеме, соответствующем вычисленному требуемому объему впрыска, и отправляет команду, указывающую период приложения тока, в ЭМП. ЭМП пропускает ток возбуждения через инжекторы для командуемого периода приложения тока, так что надлежащий объем топлива, соразмерный с рабочим режимом двигателя, впрыскивается и подается в двигатель.
Предложено несколько типов устройств мониторинга для мониторинга анормальностей в системе управления объемом впрыска топлива двигателя. Например, устройство мониторинга, которое отслеживает или определяет то, присутствует или нет неисправность в ЭМП, на основе текущего значения тока возбуждения инжектора, измеряемого, когда клапан каждого инжектора открыт и в то время, как инжекторный клапан поддерживается открытым, описывается, например, в публикации заявки на патент Японии № 11-190247 (JP 11-190247 A). Устройство мониторинга, которое получает объем фактически впрыскиваемого топлива из величины увеличения частоты вращения двигателя после впрыска топлива и отслеживает или определяет то, присутствует или нет неисправность в инжекторах, на основе отклонения объема фактически впрыскиваемого топлива от командуемого объема, описывается в публикации заявки на патент Японии № 2008-309077 (JP 2008-309077 A). Устройство мониторинга, которое измеряет период приложения тока для тока возбуждения инжектора и определяет то, присутствует или нет неисправность в ЭМП, посредством сравнения периода приложения тока для тока возбуждения в качестве команды из микрокомпьютера в ЭМП с результатом измерений, описывается в публикации заявки на патент Японии № 2003-120387 (JP 2003-120387 A).
Если вычисления микрокомпьютера нормально не выполняются и требуемый объем впрыска и/или период приложения тока для тока возбуждения не вычисляется корректно, управление объемом впрыска топлива не может быть нормально выполнено, даже если ЭМП и инжекторы работают нормально. Кроме того, в этом случае ЭМП и инжекторы работают согласно командам микрокомпьютера; поэтому может быть определено, что "нет анормальности" в ЭМП и инжекторах.
Таким образом, также необходимо отслеживать присутствие или отсутствие анормальности в функции вычисления микрокомпьютера. Присутствие такой анормальности может быть определено, например, следующим образом. (1) Система мониторинга вычисляет период приложения тока, независимо от системы управления объемом впрыска топлива, с использованием параметров (частоты вращения двигателя, нагрузки на двигатель и т.д.), используемых посредством системы управления объемом впрыска топлива для вычисления периода приложения тока, и результаты вычисления периодов приложения тока, полученные посредством системы управления объемом впрыска топлива и системы мониторинга, сравниваются друг с другом. (2) Посредством использования результата вычисления периода приложения тока, полученного посредством системы управления объемом впрыска топлива, система мониторинга обратно вычисляет параметры, используемые для вычисления, и сравнивает результаты вычисления с параметрами, фактически используемыми посредством системы управления объемом впрыска топлива для вычисления периода приложения тока.
Чтобы строго выполнять мониторинг, как описано выше, система мониторинга должна выполнять вычисления, эквивалентные вычислениям, выполняемым посредством системы управления объемом впрыска топлива. В этой связи, логика вычисления для управления объемом впрыска топлива усложняется и требует высокой вычислительной нагрузки. Следовательно, достижимо или практично, если система мониторинга выполняет вычисления для мониторинга, как описано выше, с использованием логики вычисления, которая является более упрощенной по сравнению с логикой вычисления, используемой посредством системы управления объемом впрыска топлива для вычисления периода приложения тока, с тем чтобы подавлять увеличение вычислительной нагрузки.
Тем не менее, если логика вычисления системы мониторинга упрощается, отклонение результата вычисления вследствие различия между логиками вычисления может быть увеличено. Следовательно, может быть затруднительным гарантировать достаточно высокую точность определения анормальностей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение обеспечивает систему мониторинга модуля управления двигателем, которая может определять с высокой точностью то, выполняется или нет управление объемом впрыска топлива нормально, без значительного увеличения вычислительной нагрузки.
Согласно первому аспекту изобретения создано устройство мониторинга модуля управления двигателем для мониторинга анормальности в модуле управления двигателем, который вычисляет требуемый объем впрыска из определенного значения рабочего состояния двигателя и приводит в действие инжектор на основе требуемого объема впрыска таким образом, чтобы управлять объемом впрыска топлива, причем это устройство мониторинга включает в себя первый модуль определения анормальности, который выполняет определение в отношении того, нормально вычислен или нет требуемый объем впрыска посредством модуля управления двигателем, на основе требуемого объема впрыска, вычисленного посредством модуля управления двигателем, и определенного значения рабочего состояния двигателя, используемого для вычисления требуемого объема впрыска, и второй модуль определения анормальности, который выполняет определение в отношении того, нормально приведен в действие или нет инжектор на основе требуемого объема впрыска, на основе требуемого объема впрыска, вычисленного посредством модуля управления двигателем, и состояния приведения в действие инжектора. В модуле управления двигателем изобретения, когда объем впрыска топлива управляется, требуемый объем впрыска вычисляется на основе определенных значений рабочего режима двигателя, таких как рабочая величина нажатия педали акселератора и частота вращения двигателя, и управление приведением в действие инжектора выполняется на основе результата вычисления требуемого объема впрыска. Кроме того, в устройстве мониторинга изобретения анормальность в операции модуля управления двигателем для того, чтобы вычислять требуемый объем впрыска, отслеживается посредством первого модуля определения анормальности, и анормальность в операции модуля управления двигателем для того, чтобы приводить в действие инжектор, отслеживается посредством второго модуля определения анормальности.
При вышеуказанной компоновке операции управления модуля управления двигателем, ассоциированные с управлением объемом впрыска топлива, разделяются на два набора операций, которые по отдельности или независимо отслеживаются. Следовательно, даже если логика вычисления устройства мониторинга для определения анормальности упрощается, уменьшается ошибка в вычислениях, вызываемая в каждой операции мониторинга устройства мониторинга, и точность определения анормальностей ухудшается с меньшей вероятностью либо вообще не ухудшается. Соответственно, устройство мониторинга модуля управления двигателем согласно изобретению имеет возможность определять с высокой точностью то, выполняется или нет управление объемом впрыска топлива нормально, без значительного увеличения вычислительной нагрузки.
В устройстве мониторинга, как описано выше, режим защиты от неисправностей может быть выполнен в двигателе, к которому применяется устройство мониторинга, первым способом, когда анормальность определяется посредством первого модуля определения анормальности, и режим защиты от неисправностей может быть выполнен в двигателе вторым способом, отличающимся от первого способа, когда анормальность определяется посредством второго модуля определения анормальности. В этом случае можно определять то, анормальность модуля управления двигателем, ассоциированная с управлением объемом впрыска топлива, возникает в ходе процесса вычисления требуемого объема впрыска или в ходе процесса приведения в действие инжектора, на основе требуемого объема впрыска. В этой компоновке более надлежащий режим защиты от неисправностей может быть выполнен в зависимости от местоположения, в котором возникает анормальность.
В системе мониторинга, как описано выше, второй модуль определения анормальности может получать состояние приведения в действие инжектора из результата измерений периода приложения тока, в течение которого ток возбуждения прикладывается к инжектору, с тем чтобы выполнять определение. В этом случае второй модуль определения анормальности определяет присутствие или отсутствие анормальности в функции модуля управления двигателем для того, чтобы вычислять период приложения тока, и анормальности в функции формирования тока возбуждения на основе результата вычисления. Если требуется определять присутствие или отсутствие анормальности только в функции модуля управления двигателем для того, чтобы вычислять период приложения тока, определение может выполняться посредством получения состояния приведения в действие инжектора из значения периода приложения тока для тока возбуждения, которое вычисляется посредством модуля управления двигателем.
В устройстве мониторинга, как описано выше, второй модуль определения анормальности может получать начальные и конечные времена приложения тока возбуждения, соответственно, с тем, чтобы выполнять вышеописанное определение, и выполняет определение, а также выполняет вычисление для определения в различные моменты времени (времена) относительно моментов времени (времен), в которые получаются начальные и конечные времена. В этой компоновке концентрация операций может упрощаться или исключаться, и пиковая нагрузка устройства мониторинга может подавляться или сокращаться.
Давление топлива, поданного в инжектор, варьируется в зависимости от рабочего режима двигателя, такого как частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель. Если давление подачи топлива изменяется, объем топлива, который должен впрыскиваться, изменяется, даже если ток возбуждения прикладывается к инжектору в течение идентичного периода времени. В устройстве мониторинга, как описано выше, модуль управления двигателем может вычислять период приложения тока при проведении коррекции согласно давлению топлива, поданного в инжектор, и второй модуль определения анормальности может выполнять вышеописанное определение в отношении давления топлива. В этой компоновке анормальность может быть определена с повышенной точностью.
В устройстве мониторинга, как описано выше, второй модуль определения анормальности может получать начальные и конечные времена приложения тока возбуждения, соответственно, с тем, чтобы выполнять определение, и может получать давление топлива одновременно с тем, когда получается любое из начальных и конечных времен приложения тока. В этой компоновке можно не допускать увеличения числа или частоты прерываний в обработке для получения данных, и другие операции задерживаются с меньшей вероятностью либо вообще не задерживаются вследствие прерываний.
Поскольку существуют индивидуальные различия в характеристиках впрыска инжекторов, период приложения тока для тока возбуждения может быть вычислен при коррекции с помощью значения коррекции индивидуальных различий для компенсации индивидуальных различий в характеристиках впрыска инжекторов. В устройстве мониторинга, как описано выше, модуль управления двигателем может вычислять период приложения тока при проведении коррекции с использованием значения коррекции индивидуальных различий для компенсации индивидуального различия в характеристике впрыска инжектора, и второй модуль определения анормальности может обращаться к значению коррекции индивидуальных различий при выполнении определения. В этой компоновке анормальность может быть определена с повышенной точностью.
В устройстве мониторинга, как описано выше, модуль управления двигателем может вычислять требуемый объем впрыска при проведении коррекции с точки зрения температуры охлаждающей жидкости двигателя, и первый модуль определения анормальности может обращаться к температуре охлаждающей жидкости двигателя при выполнении определения. В этой компоновке анормальность может быть определена с повышенной точностью.
Согласно второму аспекту изобретения способ мониторинга анормальности в модуле управления двигателем, который вычисляет требуемый объем впрыска из определенного значения рабочего состояния двигателя и приводит в действие инжектор на основе требуемого объема впрыска таким образом, чтобы управлять объемом впрыска топлива, включает в себя этапы определения того, нормально вычислен или нет требуемый объем впрыска посредством модуля управления двигателем, на основе требуемого объема впрыска, вычисленного посредством модуля управления двигателем, и определенного значения рабочего состояния двигателя, используемого для вычисления требуемого объема впрыска, и определения того, нормально приведен в действие или нет инжектор на основе требуемого объема впрыска, на основе требуемого объема впрыска, вычисленного посредством модуля управления двигателем, и состояния приведения в действие инжектора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
фиг. 1 является схемой, схематично иллюстрирующей конструкцию модуля управления двигателем, к которому применяется устройство мониторинга согласно первому варианту осуществления изобретения, и системы подачи топлива двигателя, управляемого посредством модуля управления двигателем;
фиг. 2 является видом, иллюстрирующим последовательность операций, ассоциированную с управлением впрыском топлива модуля управления двигателем, к которому применяется первый вариант осуществления, и мониторингом функции вычисления для управления впрыском топлива;
фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру вычисления отслеживаемых значений требуемого объема впрыска, выполняемую в первом варианте осуществления изобретения;
фиг. 4 является графиком, указывающим взаимосвязь между частотой Ne вращения двигателя и рабочей величиной Accp нажатия педали акселератора и отслеживаемым значением Qfinm требуемого объема впрыска;
фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей первую процедуру определения анормальности, выполняемую в первом варианте осуществления;
фиг. 6А -6Е являются временной диаграммой, указывающей переходы сигнала угла поворота коленчатого вала, сигнала команды управления, скорости впрыска и контрольного сигнала впрыска и время прерываний каждой операции, выполняемой посредством устройства мониторинга, в первом варианте осуществления;
фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру вычисления отслеживаемых значений объема впрыска, выполняемую в первом варианте осуществления;
фиг. 8 является графиком, указывающим взаимосвязь между отслеживаемым периодом INJM приложения тока и давлением Pcrinj впрыска и отслеживаемым значением QM объема впрыска;
фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей вторую процедуру определения анормальности, выполняемую в первом варианте осуществления;
фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру вычисления отслеживаемых значений объема впрыска, выполняемую во втором варианте осуществления изобретения;
фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру вычисления отслеживаемых значений требуемого объема впрыска, выполняемую в третьем варианте осуществления изобретения; и
фиг. 12 является графиком, указывающим взаимосвязь между частотой Ne вращения двигателя и температурой Thw охлаждающей жидкости двигателя и значением Qthwcm коррекции температуры охлаждающей жидкости.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первый вариант осуществления изобретения
Устройство мониторинга модуля управления двигателем согласно первому варианту осуществления изобретения подробно описывается со ссылкой на фиг. 1-9. Устройство мониторинга этого варианта осуществления применяется к модулю управления двигателем для дизельного двигателя, установленного на транспортном средстве.
Сначала со ссылкой на фиг. 1 описывается конфигурация модуля управления двигателем, к которому применяется устройство мониторинга этого варианта осуществления, и системы подачи топлива двигателя, управляемого посредством модуля управления двигателем. Как показано на фиг. 1, система подачи топлива двигателя, к которой применяется устройство мониторинга этого варианта осуществления, включает в себя топливный насос 11, который повышает давление и выпускает топливо, накачанное из топливного бака 10. Клапан регулирования давления (PCV) 12 для управления давлением топлива, которое должно быть выпущено, монтируется в топливном насосе 11. Топливо, доставленное из топливного насоса 11, подается под давлением в общую топливную магистраль 13 и накапливается в общей топливной магистрали 13. Топливо, накопленное в общей топливной магистрали 13, распределяется и подается в инжекторы 14 соответствующих цилиндров двигателя. Общая топливная магистраль 13 содержит редукционный клапан 15, который возвращает топливо в общей топливной магистрали 13 в топливный бак 10 с тем, чтобы понижать давление (магистральное давление) топлива в общей топливной магистрали 13.
Двигатель, включающий в себя вышеуказанную систему подачи топлива, управляется посредством модуля 20 управления двигателем. Модуль 20 управления двигателем включает в себя микрокомпьютер 21, который выполняет различные вычисления в связи с управлением двигателем. Модуль 20 управления двигателем также включает в себя электронный модуль 23 привода (ЭМП), который приводит в действие инжектор 14 каждого цилиндра в ответ на команду из микрокомпьютера 21. Модуль 20 управления двигателем также включает в себя схему 24 приведения в действие, которая приводит в действие PCV 12 и редукционный клапан 15 в ответ на команды из микрокомпьютера 21.
Кроме того, модуль 20 управления двигателем принимает сигналы определения из датчика 26 позиции акселератора, датчика 27 температуры охлаждающей жидкости, датчика 28 магистрального давления, датчика 29 угла поворота коленчатого вала и т.д. Датчик 26 позиции акселератора определяет рабочую величину Accp нажатия педали акселератора. Датчик 27 температуры охлаждающей жидкости определяет температуру Thw охлаждающей жидкости двигателя. Датчик 28 магистрального давления определяет магистральное давление Pcr. Датчик 29 угла поворота коленчатого вала выводит сигнал угла поворота коленчатого вала в форме импульсов согласно вращению выходного вала двигателя. Аналого-цифровой преобразователь 25 (ADC), предоставленный в модуле 20 управления двигателем, преобразует сигналы определения датчика 26 позиции акселератора, датчика 27 температуры охлаждающей жидкости и датчика 28 магистрального давления в цифровые сигналы, которые затем передаются в микрокомпьютер 21. Сигнал угла поворота коленчатого вала, сформированный из датчика 29 угла поворота коленчатого вала, непосредственно передается в микрокомпьютер 21.
Модуль 20 управления двигателем, имеющий вышеописанную конструкцию, осуществляет управление объемом впрыска топлива в качестве одного из видов управления двигателем. Далее подробно описывается управление объемом впрыска топлива. Как показано на фиг. 2, микрокомпьютер 21 выполняет операции процедуры R1 управления объемом впрыска топлива. Процедура R1 управления объемом впрыска топлива состоит из вычисления P2 требуемого объема впрыска, операции P3 разделения объема впрыска и вычисления P4 периода приложения тока.
При вычислении P2 требуемого объема впрыска требуемый объем Qfin впрыска вычисляется на основе частоты Ne вращения двигателя, рабочей величины Accp нажатия педали акселератора и т.д. В процессе вычисления требуемого объема Qfin впрыска базовый объем Qbse впрыска первоначально вычисляется из частоты Ne вращения двигателя и рабочей величины Accp нажатия педали акселератора. Базовый объем Qbse впрыска вычисляется на основе карты для использования при вычислении базового объема впрыска, причем эта карта сохраняется в микрокомпьютере 21. В этой карте сохраняется взаимосвязь между частотой Ne вращения двигателя и рабочей величиной Accp нажатия педали акселератора и базовым объемом Qbse впрыска. Требуемый объем Qfin впрыска вычисляется посредством коррекции такого вычисленного базового объема Qbse впрыска согласно температуре Thw охлаждающей жидкости двигателя и т.д.
Частота Ne вращения двигателя вычисляется при вычислении P1 частоты вращения. При вычислении P1 частоты вращения частота Ne вращения двигателя вычисляется на основе сигнала угла поворота коленчатого вала, принимаемого из датчика 29 угла поворота коленчатого вала.
В операции P3 разделения объема впрыска требуемый объем Qfin впрыска распределяется на соответствующие впрыски, т.е. пробный впрыск, основной впрыск и подвпрыск, и определяется объем впрыска для каждого впрыска. Число впрысков, на которые распределяется требуемый объем впрыска, и пропорция распределения объема впрыска между этими впрысками определяется согласно рабочему режиму двигателя, определенному во время операции P3.
При вычислении P4 периода приложения тока вычисляется период INJ приложения тока для тока возбуждения инжектора для каждого впрыска. Период INJ приложения тока для каждого впрыска определяется на основе объема впрыска для каждого впрыска и магистрального давления Pcr. Затем микрокомпьютер 21 отправляет команду, указывающую вычисленный период INJ приложения тока для каждого впрыска, в ЭМП 23.
ЭМП 23, который принимает вышеуказанную команду, выполняет операцию P5 формирования сигналов команд управления, чтобы формировать сигнал команды управления, на основе командуемого периода INJ приложения тока для каждого впрыска. Сигнал команды управления формируется таким образом, что его уровень сигнала повышается до уровня, при котором соленоидный клапан рассматриваемого инжектора 14 может быть открыт одновременно с тем, когда начинается период приложения тока, и уровень сигнала падает до уровня, при котором соленоидный клапан не может быть оставлен открытым, одновременно с тем, когда заканчивается период приложения тока. Сигнал команды управления, сформированный таким способом, передается в инжектор 14 соответствующего цилиндра.
ЭМП 23 также выполняет операцию P6 формирования контрольных сигналов, чтобы определять ток, который протекает через соленоидный клапан каждого инжектора 14, и формировать контрольный сигнал впрыска из результата определения. Контрольный сигнал впрыска формируется в качестве импульсного сигнала, уровень сигнала которого является высоким в течение периода, в котором ток возбуждения фактически прикладывается к соленоидному клапану инжектора 14, и уровень сигнала которого является низким в течение периода, в котором ток не прикладывается к соленоидному клапану. Контрольный сигнал, сформированный таким способом, передается в микрокомпьютер 21.
Далее описывается управление давлением впрыска, выполняемое в ассоциации с управлением объемом впрыска топлива. Как показано на фиг. 2, микрокомпьютер 21 выполняет вычисление P7 целевого магистрального давления для вычисления целевого магистрального давления на основе частоты Ne вращения двигателя, вычисленной при вычислении P1 частоты вращения, и требуемого объема Qfin впрыска, вычисленного при вычислении P2 требуемого объема впрыска. Затем микрокомпьютер 21 выполняет управление P8 с обратной связью (F/B) насосом и управление P9 редукционным клапаном на основе вычисленного целевого магистрального давления и фактического магистрального давления Pcr, определенного посредством датчика 28 магистрального давления.
При F/B-управлении P8 насосом целевое открытие PCV 12 вычисляется согласно отклонению или разности между целевым магистральным давлением и фактическим магистральным давлением Pcr. Вычисленное целевое открытие передается в схему 24 приведения в действие. Затем схема 24 приведения в действие приводит в действие PCV 12 с тем, чтобы предоставлять целевое открытие, посредством чего управляется давление на выходе топливного насоса 11.
При управлении P9 редукционным клапаном управляющая команда для управления редукционным клапаном 15 передается в схему 24 приведения в действие, когда фактическое магистральное давление Pcr выше целевого магистрального давления. При приеме управляющей команды схема 24 приведения в действие управляет редукционным клапаном 15 таким образом, чтобы вызывать выпуск топлива из общей топливной магистрали 13, за счет чего понижать магистральное давление Pcr.
Между тем, микрокомпьютер 21 постоянно отслеживает то, выполняется или нет управление объемом впрыска топлива нормально, параллельно с управлением объемом впрыска топлива. В этом варианте осуществления мониторинг управления объемом впрыска топлива проводится через следующие две процедуры мониторинга. А именно, управление объемом впрыска топлива отслеживается посредством выполнения первой процедуры R2 мониторинга для мониторинга функции модуля 20 управления двигателем для того, чтобы вычислять требуемый объем Qfin впрыска, и второй процедуры R3 мониторинга для мониторинга функции модуля 20 управления двигателем для того, чтобы приводить в действие инжекторы 14, на основе требуемого объема Qfin впрыска.
Подробно описывается первая процедура R2 мониторинга. В первой процедуре R2 мониторинга определяется то, нормально вычислен или нет требуемый объем Qfin впрыска, на основе вычисленного значения требуемого объема Qfin впрыска и определенных значений (частоты Ne вращения двигателя, рабочей величины Accp нажатия педали акселератора) рабочего режима двигателя, используемых для вычисления требуемого объема Qfin впрыска. А именно, в этом варианте осуществления часть микрокомпьютера 21, которая выполняет первую процедуру R2 мониторинга, соответствует первому модулю определения анормальности согласно изобретению.
Как показано на фиг. 2, первая процедура R2 мониторинга выполняется через две операции, т.е. вычисление P10 отслеживаемых значений объема впрыска и первое определение P11 анормальности. При вычислении P10 отслеживаемых значений объема впрыска требуемый объем впрыска (отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска) примерно оценивается на основе частоты Ne вращения двигателя и рабочей величины Accp нажатия педали акселератора, используемых для вычисления требуемого объема Qfin впрыска. При первом определении P11 анормальности определяется то, нормально вычислен или нет требуемый объем Qfin впрыска, посредством сравнения отслеживаемого значения Qfinm требуемого объема впрыска, вычисленного при вычислении P10 отслеживаемых значений объема впрыска, с требуемым объемом Qfin впрыска, вычисленным в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива.
Далее подробно описывается вычисление P10 отслеживаемых значений объема впрыска и первое определение P11 анормальности. Вычисление P10 отслеживаемых значений объема впрыска выполняется через процедуру вычисления отслеживаемых значений объема впрыска, как показано на фиг. 3. Процедура вычисления отслеживаемых значений объема впрыска выполняется посредством микрокомпьютера 21 каждый раз, когда вычисляется требуемый объем Qfin впрыска.
Как показано на фиг. 3, после того как эта процедура начинается, частота Ne вращения двигателя и рабочая величина Accp нажатия педали акселератора считываются на этапе S10. На следующем этапе S11 отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска вычисляется на основе считывания частоты Ne вращения двигателя и рабочей величины Accp нажатия педали акселератора, и после этого текущий цикл процедуры по фиг. 3 завершается.
Вычисление отслеживаемого значения Qfinm требуемого объема впрыска на этапе S11 проводится на основе карты для использования при вычислении отслеживаемого значения объема впрыска, причем эта карта сохраняется в микрокомпьютере 21. В этой карте сохраняется взаимосвязь между частотой Ne вращения двигателя и рабочей величиной Accp нажатия педали акселератора и отслеживаемым значением Qfinm требуемого объема впрыска, как показано на фиг. 4. Взаимосвязь между частотой Ne вращения двигателя и рабочей величиной Accp нажатия педали акселератора и отслеживаемым значением Qfinm требуемого объема впрыска в карте для использования при вычислении отслеживаемого значения объема впрыска является идентичной с взаимосвязью между частотой Ne вращения двигателя и рабочей величиной Accp нажатия педали акселератора и базовым объемом Qbse впрыска в вышеописанной карте для использования при вычислении базового объема впрыска (Qbse).
Первая операция P11 определения анормальности выполняется через первую процедуру определения анормальности, как показано на фиг. 5. Первая процедура определения анормальности выполняется посредством микрокомпьютера 21 после выполнения процедуры вычисления отслеживаемых значений объема впрыска.
Как показано на фиг. 5, после того как эта процедура начинается, требуемый объем Qfin впрыска, вычисленный в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, считывается на этапе S20. На следующем этапе S21 определяется то, отклоняется или нет отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска, вычисленное при вышеописанном вычислении P10 отслеживаемых значений объема впрыска, от требуемого объема Qfin впрыска. В этом варианте осуществления анормальность, для которой необходим режим защиты от неисправностей, определяется, когда требуемый объем Qfin впрыска больше, чем он должен быть, а именно, когда объем топлива, который должен впрыскиваться, больше, чем он должен быть. Следовательно, в этом варианте осуществления определяется то, что возникает отклонение отслеживаемого значения Qfinm требуемого объема впрыска от требуемого объема Qfin впрыска, когда отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска больше на предварительно определенное значение или более требуемого объема Qfin впрыска.
Если определено, что нет отклонения отслеживаемого значения Qfinm требуемого объема впрыска от требуемого объема Qfin впрыска (S21: "Нет"), управление переходит к этапу S22. На этапе S22 счетчик C1 определения анормальностей сбрасывается (т.е. его значение задается равным 0), и после этого текущий цикл процедуры по фиг. 5 завершается. Счетчик C1 определения анормальностей указывает длительность, в течение которой возникает вышеописанное отклонение.
Наоборот, если определено, что отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска отклоняется от требуемого объема Qfin впрыска (S21: "Да"), управление переходит к этапу S23. На этапе S23 значение счетчика C1 определения анормальностей увеличивается. На следующем этапе S24 определяется то, равен или превышает либо нет счетчик C1 определения анормальностей указанное значение β определения анормальности. Если счетчик C1 определения анормальностей меньше значения β определения анормальности (S24: "Нет"), текущий цикл процедуры по фиг. 5 завершается.
С другой стороны, если счетчик C1 определения анормальностей равен или превышает значение β определения анормальности (S24: "Да"), управление переходит к этапу S25. После того как флаг анормальности в функции вычисления объема впрыска задается на этапе S25, текущий цикл процедуры по фиг. 5 завершается. Когда флаг анормальности в функции вычисления объема впрыска задается, микрокомпьютер 21 прекращает вычисление требуемого объема Qfin впрыска и фиксирует его значение в качестве режима защиты от неисправностей.
Далее подробно описывается вторая процедура R3 мониторинга. Во второй процедуре R3 мониторинга объем (фактический объем впрыска топлива) топлива, фактически впрыскиваемого из инжекторов 14, сравнивается с требуемым объемом впрыска, вычисленным посредством микрокомпьютера 21, так что определяется то, нормально приведены в действие или нет инжекторы 14, на основе результата вычисления требуемого объема Qfin впрыска. А именно, в этом варианте осуществления часть микрокомпьютера 21, которая выполняет вторую процедуру R3 мониторинга, соответствует второму модулю определения анормальности согласно изобретению.
Как показано на фиг. 2, вторая процедура R3 мониторинга состоит из трех операций, т.е. измерения P20 фактического периода приложения тока, преобразования P21 объема впрыска и второго определения P22 анормальности. При измерении P20 фактического периода приложения тока период приложения тока возбуждения к инжекторам 14 измеряется на основе контрольного сигнала впрыска, принимаемого из ЭМП 23. При преобразовании P21 объема впрыска фактический объем топлива, впрыскиваемый из инжекторов 14, вычисляется из измеренного периода приложения тока. При втором определении P22 анормальности вычисленный фактический объем впрыска топлива сравнивается с требуемым объемом Qfin впрыска, вычисленным в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, так что определяется то, нормально приведены в действие или нет инжекторы 14, на основе требуемого объема Qfin впрыска.
Подробно описывается измерение P20 фактического периода приложения тока. Фиг. 6 показывает один пример перехода сигнала угла поворота коленчатого вала, сигнала команды управления, скорости впрыска рассматриваемого инжектора 14 и контрольного сигнала впрыска, когда впрыскивается топливо. Как показано на фиг. 6, если уровень сигнала для сигнала команды управления, сформированного из ЭМП 23 в инжектор 14, повышается, ток возбуждения, который протекает через соленоидный клапан инжектора 14, увеличивается до уровня, при котором соленоидный клапан может быть открыт, с незначительной задержкой, и начинается впрыск топлива. При начале впрыска топлива уровень сигнала для контрольного сигнала впрыска, сформированного посредством ЭМП 23, падает в ответ на увеличение тока возбуждения. Затем, если уровень сигнала для сигнала команды управления падает, прекращается приложение тока возбуждения к соленоидному клапану инжектора 14 с незначительной задержкой, и прекращается впрыск топлива из инжектора 14. В это время уровень сигнала для контрольного сигнала впрыска повышается в ответ на прекращение приложения тока возбуждения.
Как указано посредством стрелок, представляющих прерывания операций на фиг. 6, микрокомпьютер 21 принимает или считывает времена, соответствующие повышениям и понижениям контрольного сигнала впрыска, в качестве обработки прерывания. А именно, микрокомпьютер 21 получает начальные и конечные времена каждого впрыска на основе контрольного сигнала впрыска. Затем микрокомпьютер 21 вычисляет период приложения тока возбуждения в каждом впрыске в качестве отслеживаемого периода INJM приложения тока.
В этом варианте осуществления микрокомпьютер 21 принимает или считывает давление (магистральное давление Pcr) топлива, поданного в инжектор 14, одновременно с тем, когда начальные и конечные времена каждого впрыска считываются. В этом варианте осуществления считывание магистрального давления Pcr в конечное время каждого впрыска получается в качестве давления Pcrinj впрыска для каждого впрыска.
В этом варианте осуществления преобразование P21 объема впрыска и второе определение P22 анормальности выполняются в данный момент времени после завершения впрыска топлива в качестве обработки прерывания вычисления угла поворота коленчатого вала. Далее подробно описывается преобразование P21 объема впрыска. Преобразование P21 объема впрыска выполняется через процедуру вычисления отслеживаемых значений объема впрыска, как показано на фиг. 7. Процедура по фиг. 7 выполняется в качестве операции прерывания вычисления угла поворота коленчатого вала, после завершения последовательности впрысков топлива из рассматриваемого инжектора 14.
Как показано на фиг. 7, после того как эта процедура начинается, объем впрыска для каждого впрыска первоначально вычисляется как отслеживаемое значение QM объема впрыска на этапе S30 на основе отслеживаемого периода INJM приложения тока и давления Pcrinj впрыска для каждого впрыска. В микрокомпьютере 21 сохраняется карта вычисления, указывающая взаимосвязь между периодом INJ приложения тока и давлением Pcrinj впрыска и отслеживаемым значением QM объема впрыска, как показано на фиг. 8. На этапе S30 отслеживаемое значение QM объема впрыска вычисляется в отношении карты вычисления.
Затем на этапе S31 сумма отслеживаемых значений QM объема впрыска для соответствующих впрысков задается в качестве общего отслеживаемого значения ΣQM объема впрыска. После этого текущий цикл процедуры по фиг. 7 завершается. Такое полученное общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска указывает общее количество топлива, фактически впрыскиваемого из инжектора 14, в последовательности впрысков топлива в текущем цикле.
Далее подробно описывается второе определение P22 анормальности. Второе определение P22 анормальности выполняется через вторую процедуру определения анормальности, как показано на фиг. 9. Микрокомпьютер 21 выполняет процедуру по фиг. 9 после процедуры вычисления отслеживаемых значений объема впрыска, как описано выше.
Как показано на фиг. 9, после того как эта процедура начинается, первоначально определяется то, отклоняется или нет общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска, вычисленное при преобразовании P21 объема впрыска, от требуемого объема Qfin впрыска, вычисленного в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива. В этом варианте осуществления анормальность, для которой необходим режим защиты от неисправностей, определяется, когда фактический объем впрыска топлива больше, чем он должен быть. На этапе 40, когда общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска больше на предварительно определенное значение или более требуемого объема Qfin впрыска, определяется то, что общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска отклоняется от требуемого объема Qfin впрыска.
Если нет отклонения общего отслеживаемого значения ΣQM объема впрыска от требуемого объема Qfin впрыска (S40: "Нет"), управление переходит к этапу S41. После того как счетчик C2 определения анормальностей сбрасывается (т.е. его значение задается равным 0) на этапе S41, текущий цикл этой процедуры завершается. Значение счетчика C2 определения анормальностей автоматически увеличивается с данными временными интервалами. Соответственно, значение счетчика C2 определения анормальностей постепенно увеличивается по мере того, как продолжается состояние, в котором общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска отклоняется от требуемого объема Qfin впрыска.
С другой стороны, если определено, что общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска отклоняется от требуемого объема Qfin впрыска (S41: "Да"), управление переходит к этапу S42. На этапе S42 определяется то, равен или превышает либо нет счетчик C2 определения анормальностей указанное значение γ определения анормальности. Если счетчик C2 определения анормальностей меньше значения γ определения анормальности (S42: "Нет"), текущий цикл этой процедуры завершается.
С другой стороны, если счетчик C2 определения анормальностей равен или превышает значение γ определения анормальности (S24: "Да"), управление переходит к этапу S43. После того как флаг анормальности в функции вычисления периода приложения тока задается на этапе S43, текущий цикл этой процедуры завершается. Если флаг анормальности в функции вычисления периода приложения тока задается, микрокомпьютер 21 прекращает работу цилиндра, в котором возникает анормальность, а именно прекращает впрыск топлива в цилиндр в качестве режима защиты от неисправностей.
Описывается работа этого варианта осуществления, сконфигурированного так, как описано выше. В модуле 20 управления двигателем, к которому применяется этот вариант осуществления, микрокомпьютер 21 вычисляет требуемый объем Qfin впрыска на основе частоты Ne вращения двигателя, рабочей величины Accp нажатия педали акселератора и т.д. и вычисляет период приложения тока возбуждения к каждому инжектору 14 на основе требуемого объема Qfin впрыска с тем, чтобы управлять объемом впрыска топлива. Затем команда, указывающая вычисленный период приложения тока, отправляется в ЭМП 23, и ЭМП 23 вызывает приложение тока возбуждения к инжектору 14 согласно команде.
Параллельно с вышеуказанной операцией микрокомпьютер 21 примерно оценивает требуемый объем Qfin впрыска (вычисляет отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска) на основе частоты Ne вращения двигателя и рабочей величины Accp нажатия педали акселератора, используемых для вычисления требуемого объема Qfin впрыска. Микрокомпьютер 21 определяет то, нормально вычислен или нет требуемый объем Qfin впрыска, посредством сравнения примерно оцененного значения с требуемым объемом Qfin впрыска. Если обнаружено, в качестве результата определения, что требуемый объем Qfin впрыска не вычислен нормально посредством микрокомпьютера 21, требуемый объем Qfin впрыска фиксируется или задается равным фиксированному значению в качестве режима защиты от неисправностей.
Кроме того, микрокомпьютер 21 вычисляет фактический объем впрыска топлива (общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска) на основе контрольного сигнала впрыска, сформированного согласно результату измерения тока возбуждения. Посредством сравнения вычисленного значения с требуемым объемом Qfin впрыска определяется то, нормально или нет приведен в действие инжектор 14 на основе требуемого объема Qfin впрыска. Если обнаружено, в качестве результата определения, что инжектор 14 не приведен в действие нормально на основе требуемого объема Qfin впрыска, работа анормального цилиндра прекращается в качестве режима защиты от неисправностей.
Устройство мониторинга модуля управления двигателем согласно варианту осуществления, как описано выше, предоставляет следующие преимущества. В этом варианте осуществления микрокомпьютер 21 определяет то, нормально вычислен или нет требуемый объем Qfin впрыска, на основе требуемого объема Qfin впрыска, вычисленного в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, и определенных значений (частоты Ne вращения двигателя, рабочей величины Accp нажатия педали акселератора) рабочего режима двигателя, используемых для вычисления требуемого объема Qfin впрыска. Кроме того, микрокомпьютер 21 определяет то, нормально приведен в действие или нет инжектор 14 на основе требуемого объема Qfin впрыска, на основе требуемого объема Qfin впрыска, вычисленного в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, и состояния приведения в действие (фактического объема впрыска топлива) инжектора 14. Таким образом, в этом варианте осуществления последовательности операций модуля 20 управления двигателем, ассоциированные с управлением объемом впрыска топлива, разделяются на два набора операций, которые по отдельности отслеживаются. Следовательно, даже если логика вычисления для мониторинга упрощается, уменьшается ошибка в вычислениях, ассоциированная с каждым мониторингом, и точность определения анормальностей ухудшается с меньшей вероятностью либо вообще не ухудшается. Соответственно, устройство мониторинга модуля управления двигателем этого варианта осуществления позволяет определять с высокой точностью то, выполняется или нет управление объемом впрыска топлива нормально, без увеличения вычислительной нагрузки.
В этом варианте осуществления режим защиты от неисправностей выполняется различными способами в зависимости от того, анормальность определяется при первом определении P11 анормальности или анормальность определяется при втором определении P22 анормальности. Следовательно, более надлежащий режим защиты от неисправностей может быть выполнен согласно типу анормальности.
В этом варианте осуществления состояние приведения в действие инжектора 14 определяется из результатов измерений периода приложения тока для тока возбуждения инжектора, и анормальность определяется во второй процедуре определения анормальности. Следовательно, может быть определено присутствие или отсутствие анормальности в функции микрокомпьютера 21 для того, чтобы вычислять период приложения тока, и присутствие или отсутствие анормальности в функции ЭМП 23 для того, чтобы формировать ток возбуждения.
В этом варианте осуществления получение или считывание начальных и конечных времен приложения тока возбуждения инжектора, а также определение анормальности и вычисление для определения выполняются в различные моменты времени. Таким образом, операции отделены или разнесены во времени друг от друга, так что может уменьшаться пиковая нагрузка микрокомпьютера 21.
В этом варианте осуществления анормальность в функции микрокомпьютера 21 для того, чтобы вычислять период приложения тока, определяется с использованием давления (магистрального давления Pcr) топлива, поданного в инжектор 14. Следовательно, может выполняться определение анормальности с учетом изменений периода приложения тока вследствие магистрального давления Pcr, в силу этого гарантируя высокую точность определения анормальности.
В этом варианте осуществления давление (магистральное давление Pcr) топлива, поданного в инжектор 14, получается одновременно с тем, когда получаются начальные и конечные времена приложения тока возбуждения инжектора. Следовательно, можно не допускать увеличения числа или частоты прерываний в обработке для получения данных, и другие операции задерживаются с меньшей вероятностью либо вообще не задерживаются вследствие прерываний.
Второй вариант осуществления изобретения
Далее описывается второй вариант осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 10. В этом варианте осуществления и в третьем варианте осуществления (который описывается ниже) идентичные ссылки с номерами назначаются компонентам или модулям, идентичным либо соответствующим компонентам или модулям первого варианта осуществления, и эти компоненты или модули не описываются подробно.
Существуют индивидуальные различия в характеристиках впрыска инжекторов 14, и объем топлива, впрыскиваемый во время данного периода приложения тока возбуждения, варьируется между инжекторами 14. Следовательно, период приложения тока может быть скорректирован с точки зрения индивидуальных различий инжекторов 14, так что объем впрыска топлива может точно управляться независимо от индивидуальных различий в характеристиках впрыска инжекторов 14.
В этом варианте осуществления период приложения тока корректируется с точки зрения индивидуальных различий следующим образом. Характеристики впрыска соответствующих инжекторов 14 измеряются до того, как инжекторы 14 монтируются в двигателе, и поправочные данные для каждого из инжекторов 14 создаются из результатов измерений. В поправочных данных величина коррекции периода приложения тока, которая требуется для того, чтобы компенсировать индивидуальные различия в характеристиках впрыска, записывается для каждого периода приложения тока и каждого магистрального давления Pcr. Поправочные данные сохраняются в микрокомпьютере 21, когда инжекторы 14 монтируются в двигателе. Поправочные данные в форме матричного двумерного кода и т.п. присоединяются к каждому из инжекторов 14 и считываются с помощью сканера, когда инжектор 14 монтируется в двигателе.
При вычислении P4 периода приложения тока микрокомпьютер 21 вычисляет период приложения тока для каждого впрыска на основе объема впрыска и магистрального давления Pcr каждого впрыска и вычисляет значение коррекции индивидуальных различий для каждого впрыска из периода приложения тока и магистрального давления Pcr каждого впрыска в отношении поправочных данных. Затем микрокомпьютер 21 корректирует период приложения тока для каждого впрыска с использованием вычисленного значения коррекции индивидуальных различий.
В вышеописанном случае результат вычисления периода приложения тока, полученного в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, включает в себя величину коррекции, соответствующую значению коррекции индивидуальных различий. Если микрокомпьютер 21 вычисляет общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска при преобразовании P21 объема впрыска без учета величины коррекции, отклонение, соответствующее величине коррекции индивидуальных различий, возникает между общим отслеживаемым значением ΣQM объема впрыска и требуемым объемом Qfin впрыска, даже если модуль 20 управления двигателем надлежащим образом вычисляет период приложения тока. Таким образом, в этом варианте осуществления микрокомпьютер 21 выполняет определение во второй процедуре R3 мониторинга с учетом значения коррекции индивидуальных различий для компенсации индивидуальных различий в характеристиках впрыска инжекторов 14, в силу этого гарантируя высокую точность определения.
В этом варианте осуществления преобразование P21 объема впрыска выполняется через процедуру вычисления отслеживаемых значений величины инжектора, как показано на фиг. 10. Процедура по фиг. 10 выполняется посредством микрокомпьютера 21 в качестве процедуры прерывания вычисления угла поворота коленчатого вала, после завершения последовательности впрысков топлива из рассматриваемого инжектора 14.
Как показано на фиг. 10, после того как эта процедура начинается, значение TINJMcm коррекции индивидуальных различий для каждого впрыска первоначально вычисляется на этапе S301 на основе отслеживаемого периода INJM приложения тока и давления Pcrinj впрыска для каждого впрыска. На этом этапе значение TINJMcm коррекции индивидуальных различий вычисляется в отношении вышеуказанных поправочных данных.
Затем на этапе S302 отслеживаемый период INJM приложения тока для каждого впрыска корректируется с использованием вычисленного значения TINJMcm коррекции индивидуальных различий для каждого впрыска. Затем на этапе S303 отслеживаемое значение QM объема впрыска для каждого впрыска вычисляется на основе скорректированных отслеживаемого периода INJM приложения тока и давления Pcrinj впрыска для каждого впрыска. Вычисление отслеживаемого значения QM объема впрыска на этом этапе проводится практически таким же образом, как вычисление первого варианта осуществления.
На этапе S304 сумма отслеживаемых значений QM объема впрыска для соответствующих впрысков задается в качестве общего отслеживаемого значения ΣQM объема впрыска. После этого текущий цикл этой процедуры завершается. Далее описывается работа этого варианта осуществления. В этом варианте осуществления величины коррекции индивидуальных различий периодов INJ приложения тока, соразмерных с индивидуальными различиями в характеристиках впрыска инжекторов 14, отражаются при вычислении фактического объема впрыска топлива (общего отслеживаемого значения ΣQM объема впрыска) на основе результатов измерений периодов приложения тока для тока возбуждения инжектора при преобразовании P21 объема впрыска. Следовательно, даже когда величины коррекции индивидуальных различий периодов INJ приложения тока являются большими, фактический объем впрыска топлива может быть надлежащим образом получен, и определение анормальности надлежащим образом выполняется при втором определении P22 анормальности.
Устройство мониторинга модуля управления двигателем согласно варианту осуществления, как описано выше, предоставляет следующее преимущество в дополнение к преимуществам, как описано выше относительно первого варианта осуществления. Во втором варианте осуществления значения коррекции индивидуальных различий для компенсации индивидуальных различий в характеристиках впрыска инжекторов 14 используются при определении анормальности в функции вычисления периодов приложения тока. Более конкретно, коррекция с использованием значения коррекции индивидуальных различий применяется к вычислению фактического объема впрыска топлива (отслеживаемого значения QM объема впрыска) на основе результата измерений периода, в течение которого ток возбуждения прикладывается к рассматриваемому инжектору 14. Следовательно, анормальность может быть определена с высокой точностью независимо от изменений периода приложения тока в зависимости от индивидуальных различий.
Третий вариант осуществления изобретения
Далее описывается третий вариант осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 11. Как описано выше, при вычислении требуемого объема Qfin впрыска проводится коррекция (коррекция температуры охлаждающей жидкости) с точки зрения температуры Thw охлаждающей жидкости двигателя. С другой стороны, когда требуемый объем Qfin впрыска примерно оценивается (т.е. когда отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска вычисляется) в первой процедуре R2 мониторинга в первом варианте осуществления, величина коррекции, ассоциированная с температурой охлаждающей жидкости, не учитывается. Следовательно, даже когда микрокомпьютер 21 надлежащим образом вычисляет требуемый объем Qfin впрыска, отклонение или разность между требуемым объемом Qfin впрыска и отслеживаемым значением Qfinm требуемого объема впрыска становится большей, если величина коррекции, ассоциированная с температурой охлаждающей жидкости, является большой, и определение анормальности не может надлежащим образом выполняться. Таким образом, в этом варианте осуществления микрокомпьютер 21 выполняет определение в первой процедуре R2 мониторинга в отношении температуры Thw охлаждающей жидкости двигателя с тем, чтобы обеспечивать высокую точность определения анормальности.
В этом варианте осуществления вычисление P10 отслеживаемых значений объема впрыска выполняется через процедуру вычисления отслеживаемых значений требуемого объема впрыска, как показано на фиг. 11. Процедура по фиг. 11 выполняется посредством микрокомпьютера 21 каждый раз, когда требуемый объем Qfin впрыска вычисляется в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива.
Как показано на фиг. 11, после того как эта процедура начинается, частота Ne вращения двигателя, рабочая величина Accp нажатия педали акселератора и температура Thw охлаждающей жидкости двигателя считываются на этапе S101. На следующем этапе S102 базовое отслеживаемое значение Qfinmb требуемого объема впрыска вычисляется на основе считывания частоты Ne вращения двигателя и рабочей величины Accp нажатия педали акселератора. Вычисление базового отслеживаемого значения Qfinmb требуемого объема впрыска на этапе S102 проводится практически идентично вычислению отслеживаемого значения Qfinm требуемого объема впрыска на этапе S11 процедуры вычисления требуемого объема впрыска по первому варианту осуществления.
На следующем этапе S103 значение Qthwcm коррекции температуры охлаждающей жидкости вычисляется на основе температуры Thw охлаждающей жидкости двигателя. Значение Qthwcm коррекции температуры охлаждающей жидкости вычисляется в отношении карты вычисления, сохраненной в микрокомпьютере 21. В карте вычисления сохраняется взаимосвязь между частотой Ne вращения двигателя и температурой Thw охлаждающей жидкости двигателя и значением Qthwcm коррекции температуры охлаждающей жидкости, как показано на фиг. 12. Эта карта вычисления является аналогичной карте, используемой для коррекции требуемого объема Qfin впрыска с точки зрения температуры охлаждающей жидкости при вычислении P2 требуемого объема впрыска процедуры R1 управления объемом впрыска топлива. На этапе S104 отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска вычисляется посредством коррекции базового отслеживаемого значения Qfinmb требуемого объема впрыска с помощью значения Qthwcm коррекции температуры охлаждающей жидкости. После этого текущий цикл этой процедуры завершается.
Далее описывается работа этого варианта осуществления. В этом варианте осуществления величина коррекции температуры охлаждающей жидкости требуемого объема Qfin впрыска, соразмерная с температурой Thw охлаждающей жидкости двигателя, отражается при вычислении отслеживаемого значения Qfinm требуемого объема впрыска при вычислении P10 отслеживаемых значений объема впрыска. Следовательно, отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска надлежащим образом получается, даже если величина коррекции температуры охлаждающей жидкости является большой, и определение анормальности надлежащим образом выполняется при первом определении P11 анормальности.
Устройство мониторинга модуля управления двигателем согласно варианту осуществления, как описано выше, предоставляет следующее преимущество в дополнение к преимуществам, как описано выше относительно первого варианта осуществления. В третьем варианте осуществления анормальность в функции вычисления требуемого объема впрыска определяется в отношении температуры Thw охлаждающей жидкости двигателя. Более конкретно, требуемый объем впрыска на основе определенных значений рабочего режима двигателя, используемых для вычисления требуемого объема Qfin впрыска в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, примерно оценивается (т.е. отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска вычисляется) в отношении температуры Thw охлаждающей жидкости двигателя в дополнение к частоте Ne вращения двигателя и рабочей величине Accp нажатия педали акселератора. Следовательно, анормальность может быть определена с высокой точностью независимо от изменений в требуемом объеме Qfin впрыска вследствие варьирований температуры охлаждающей жидкости.
Каждый из проиллюстрированных вариантов осуществления может быть модифицирован следующим образом. В проиллюстрированных вариантах осуществления давление (давление Pcrinj впрыска) топлива, поданного в инжектор 14, получается или считывается одновременно с тем, когда получаются или считываются начальные и конечные времена приложения тока возбуждения к инжектору 14. Тем не менее, давление Pcrinj впрыска может быть получено в момент времени, отличающийся от времени, когда получаются начальные и конечные времена приложения тока.
В проиллюстрированных вариантах осуществления вычисление периода приложения тока при измерении P20 фактического периода приложения тока, вычисление общего отслеживаемого значения ΣQM объема впрыска при преобразовании P21 объема впрыска и определение при втором определении P22 анормальности выполняется в различные моменты времени относительно моментов времени, в которые получаются или считываются начальные и конечные времена приложения тока возбуждения к инжектору 14. А именно, определение анормальности в функции вычисления периода приложения тока и вычисление для выполнения определения выполняется в различные моменты времени относительно моментов времени, в которые получаются начальные и конечные времена периода приложения тока. Если микрокомпьютер 21 имеет достаточно высокие вычислительные возможности, получение начальных и конечных времен, определение анормальности и вычисление для определения могут выполняться параллельно или одновременно.
Хотя анормальность определяется только тогда, когда фактический объем впрыска топлива больше, чем он должен быть, в проиллюстрированных вариантах осуществления анормальность при необходимости также может быть определена, когда фактический объем впрыска топлива меньше, чем он должен быть. Например, такое определение анормальности может выполняться посредством определения, на этапе S21 по фиг. 5, того, равно или превышает либо нет абсолютное значение разности между требуемым объемом Qfin впрыска и отслеживаемым значением Qfinm требуемого объема впрыска предварительно определенное значение α, и определения, на этапе S40 по фиг. 9, того, равно или превышает либо нет абсолютное значение разности между требуемым объемом Qfin впрыска и общим отслеживаемым значением ΣQM объема впрыска указанное значение α.
В проиллюстрированных вариантах осуществления микрокомпьютер 21 примерно оценивает требуемый объем впрыска (вычисляет отслеживаемое значение Qfinm требуемого объема впрыска) на основе определенных значений (частоты Ne вращения двигателя, рабочей величины Accp нажатия педали акселератора и т.д.) рабочего режима двигателя, используемых для вычисления требуемого объема Qfin впрыска в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива. Затем, микрокомпьютер 21 определяет то, нормально вычислен или нет требуемый объем Qfin впрыска, посредством сравнения требуемого объема Qfin впрыска, вычисленного в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, с его примерным оцененным значением (отслеживаемым значением Qfinm требуемого объема впрыска). Аналогичное определение может выполняться посредством обратного вычисления определенных значений рабочего режима двигателя, используемых для вычисления требуемого объема Qfin впрыска, из требуемого объема Qfin впрыска и сравнения их с определенными значениями рабочего режима двигателя, фактически используемыми для вычисления требуемого объема Qfin впрыска в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива. Например, аналогичное определение может выполняться посредством оценки рабочей величины Accp нажатия педали акселератора, используемой для вычисления требуемого объема Qfin впрыска, на основе требуемого объема Qfin впрыска и частоты Ne вращения двигателя, в первой процедуре R2 мониторинга, и определения того, совпадает или нет оцененное значение с рабочей величиной Accp нажатия педали акселератора, фактически используемой.
В проиллюстрированных вариантах осуществления определяется то, нормально приведен в действие или нет инжектор 14, на основе требуемого объема Qfin впрыска посредством получения фактического объема впрыска топлива (общего отслеживаемого значения ΣQM объема впрыска) из результатов измерений (контрольного сигнала впрыска) периодов, в течение которых ток возбуждения прикладывается к инжектору 14, и сравнения фактического объема (ΣQM) впрыска топлива с требуемым объемом Qfin впрыска. Если фактический объем впрыска топлива может быть получен с достаточно высокой точностью, крутящий момент двигателя, сформированный посредством сгорания впрыскиваемого топлива, может быть получен из величины изменения частоты Ne вращения двигателя после впрыска, например, и вышеуказанное определение может выполняться посредством получения фактического объема впрыска топлива из крутящего момента двигателя.
Фактический объем впрыска топлива (общее отслеживаемое значение ΣQM объема впрыска) может быть вычислен из периодов приложения тока, вычисленных посредством микрокомпьютера 21, вместо результатов измерений (контрольного сигнала впрыска) периодов, в течение которых ток возбуждения прикладывается к инжектору 14. В этом случае во второй процедуре R3 мониторинга определяется то, нормально вычислен или нет период приложения тока посредством микрокомпьютера 21, на основе требуемого объема Qfin впрыска.
В проиллюстрированных вариантах осуществления анормальность в функции микрокомпьютера 21 для того, чтобы вычислять период приложения тока, определяется посредством сравнения фактического объема впрыска топлива с требуемым объемом Qfin впрыска. Аналогичное определение анормальности может выполняться посредством оценки периода, в течение которого ток возбуждения прикладывается к инжектору 14, из требуемого объема Qfin впрыска, вычисленного в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива, и сравнения оцененного значения с периодом приложения тока, вычисленным в процедуре R1 управления объемом впрыска топлива.
В проиллюстрированных вариантах осуществления требуемый объем Qfin впрыска фиксируется, в качестве режима защиты от неисправностей, когда обнаруживается анормальность в функции вычисления требуемого объема впрыска, и работа анормального цилиндра прекращается, в качестве режима защиты от неисправностей, когда обнаруживается анормальность в функции вычисления периода приложения тока. Тем не менее, контент режимов защиты от неисправностей может быть изменен. Кроме того, идентичный режим защиты от неисправностей может быть выполнен независимо от того, какая анормальность обнаруживается.
Хотя микрокомпьютер 21 выполняет вычисления, ассоциированные с управлением объемом впрыска топлива, и выполняет операции для мониторинга управления, в проиллюстрированных вариантах осуществления эти вычисления и операции могут отдельно выполняться посредством различных микрокомпьютеров. Первая процедура R2 мониторинга и вторая процедура R3 мониторинга могут выполняться посредством различных микрокомпьютеров.
Хотя устройство мониторинга для мониторинга анормальности при управлении впрыском топлива включается в модуль 20 управления двигателем в проиллюстрированных вариантах осуществления, такое устройство мониторинга может предоставляться за пределами модуля 20 управления двигателем. А именно, первая процедура R2 мониторинга и вторая процедура R3 мониторинга могут выполняться посредством устройства мониторинга, предоставленного за пределами модуля 20 управления двигателем.