УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ РАСХОДОМЕРА ВОЗДУХА Российский патент 2014 года по МПК F02D45/00 G01M15/04 G01F25/00 F02M65/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству для диагностики неисправностей расходомера воздуха, причем это устройство выполнено с возможностью осуществлять диагностику неисправностей расходомера воздуха во всем рабочем диапазоне двигателя внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Когда вследствие повреждения датчика объема всасываемого воздуха определенный объем всасываемого воздуха включает в себя ошибку, выполняется ненадлежащий впрыск топлива. Это приводит к выбросу токсичных веществ в атмосферу.

[0003] Например, патентный документ 1 раскрывает устройство для диагностики неисправностей, выполненное с возможностью определять то, что датчик расхода воздуха имеет неисправность, когда абсолютное значение разности между оцененным расходом всасываемого воздуха, оцененным посредством средства оценки объема всасываемого воздуха, и фактическим расходом всасываемого воздуха, измеряемым посредством датчика расхода воздуха, превышает значение, которое абсолютное значение обычно не может принимать, или предварительно определенное значение G0, определенное на основе частоты вращения двигателя и нагрузки на двигатель.

[0004] Тем не менее, когда открытие дросселя становится положением открытия для низкого объема воздуха, или когда частота вращения двигателя внутреннего сгорания становится низкой (т.е. в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха), даже при неповрежденном расходомере воздуха существует риск того, что фактический объем всасываемого воздуха значительно отклоняется в направлении повышения или снижения значения отклонения от оцененного объема всасываемого воздуха вследствие пульсирующего потока всасываемого воздуха.

[0005] Иными словами, в устройстве для диагностики неисправностей расходомера воздуха, как раскрыто в патентном документе 1, разбросы определенных значений расходомера воздуха в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха не принимаются во внимание. Например, предположим, что предварительно определенное значение G0 задается равным меньшему значению в целях повышения точности диагностики неисправностей. В этом случае в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха легко возникает ошибка при принятии решения (ошибка диагностики). Это приводит к такой проблеме, что диагностика неисправностей расходомера воздуха должна приостанавливаться в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха, чтобы предотвращать такую ошибку при принятии решения.

СПИСОК ССЫЛОК

Патентные документы

[0006] Патентный документ 1. Предварительная публикация патента Японии № 2006-329138(A).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Следовательно, с учетом вышеуказанных недостатков, цель изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство для диагностики неисправностей расходомера воздуха, допускающее определение того, имеет ли расходомер воздуха неисправность, даже в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха.

[0008] Устройство для диагностики неисправностей расходомера воздуха, которое выполнено с возможностью определять то, что расходомер воздуха имеет неисправность, когда значение отклонения оцененного объема всасываемого воздуха относительно фактического объема всасываемого воздуха, полученного посредством расходомера воздуха, превышает опорное значение для определения неисправности, определенное на основе частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, устройство согласно изобретению дополнительно выполнено с возможностью увеличения опорного значения для определения неисправности для определения того, что расходомер воздуха имеет неисправность, по мере снижения частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, тем самым обеспечивая сужение области для определения того, что расходомер воздуха имеет неисправность.

[0009] Согласно изобретению, в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха, в которых, даже при нормальной работе расходомера воздуха, разброс определенных значений расходомера воздуха становится большим, область определения неисправности для определения того, что расходомер воздуха имеет неисправность, задается относительно узкой. Следовательно, диагностика неисправностей расходомера воздуха может быть выполнена во всем диапазоне частот вращения двигателя, т.е. во всем рабочем диапазоне двигателя внутреннего сгорания, при недопущении ошибочной диагностики. Таким образом, можно заранее не допускать ухудшения рабочих характеристик выпуска выхлопных газов, которые могут возникать вследствие повреждения в расходомере воздуха.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Фиг.1 является пояснительным видом, иллюстрирующим конфигурацию системы двигателя внутреннего сгорания, к которому может применяться изобретение.

Фиг.2 является пояснительным видом, иллюстрирующим структуру для определения неисправности расходомера воздуха в устройстве согласно изобретению.

Фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей способ диагностики неисправностей расходомера воздуха.

Фиг.4 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций управления для способа диагностики неисправностей.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0011] Далее подробно описывается вариант осуществления изобретения в отношении чертежей.

[0012] Фиг.1 является пояснительным видом, иллюстрирующим конфигурацию системы двигателя внутреннего сгорания, к которому может применяться изобретение.

[0013] Воздух, который вытягивается из впускного отверстия 3 для всасываемого воздуха, открытого для атмосферы, вводится в камеру 2 сгорания двигателя 1 внутреннего сгорания посредством канала 4 для всасываемого воздуха.

[0014] Воздушный фильтр 5, дроссельный клапан 6 и коллектор 7 располагаются в канале 4 для всасываемого воздуха и размещаются в этом порядке со стороны впуска. Воздух вводится в камеру 2 сгорания через впускной порт 8, предусмотренный для каждого отдельного цилиндра двигателя, размещенного ниже по потоку от коллектора 7.

[0015] Датчик 9 атмосферного давления присоединен к воздушному фильтру 5 для определения атмосферного давления. Расходомер 11 воздуха, имеющий встроенный датчик 10 температуры всасываемого воздуха, к примеру тепловой расходомер с нагреваемым проводным элементом или тепловой расходомер с нагреваемым пленочным элементом, размещается между воздушным фильтром 5 и дроссельным клапаном 6.

[0016] Отдельный клапан 13 впрыска топлива предусмотрен для каждого впускного порта 8 цилиндров двигателя для впрыска и подачи топлива в соответствующий цилиндр двигателя. Впускной клапан 14 предусмотрен на выходном конце впускного порта. Выпускной клапан 16 предусмотрен на входном конце выпускного порта 15, соединенного с камерой 2 сгорания.

[0017] Механизм приведения в действие клапана на стороне впускного клапана, который приводит в действие каждый впускной клапан 14, сконструирован посредством механизма приведения в действие регулируемых клапанов (не показан), допускающего изменение момента открытия или закрытия впускного клапана 14. Механизм приведения в действие регулируемых клапанов также выполнен с возможностью управлять величиной перекрытия клапанов между впускным клапаном 14 и выпускным клапаном 16 посредством изменения (запаздывания по фазе или опережения по фазе) момента открытия клапана и момента закрытия клапана для впускного клапана 14. Фактически, в качестве механизма приведения в действие регулируемых клапанов может быть использован механизм регулируемого управления фазой, выполненный с возможностью задерживать и опережать угловую фазу при пиковом подъеме впускного клапана 14, или механизм управления регулируемым подъемом и рабочим углом (с регулированием по событиям), выполненный с возможностью изменять как подъем клапана, так и рабочий угол впускного клапана 14, или комбинированная система из механизма регулируемого управления фазой и механизма управления регулируемым подъемом и рабочим углом.

[0018] Механизм приведения в действие клапана на стороне выпускного клапана, который приводит в действие каждый выпускной клапан 16, сконструирован посредством типичного оснащенного кулачком прямого действия механизма приведения в действие клапана, в котором подъем клапана, рабочий угол и угловая фаза при пиковом подъеме выпускного клапана являются фиксированными. Между прочим, аналогично стороне впускного клапана, механизм приведения в действие регулируемых клапанов может применяться к механизму приведения в действие клапанов на стороне выпускных клапанов.

[0019] Информационные сигналы данных из датчика 9 атмосферного давления, датчика 10 температуры всасываемого воздуха, расходомера 11 воздуха и датчика 12 давления всасываемого воздуха вводятся в электронный модуль 17 управления двигателем (сокращенно "ECU").

[0020] ECU 17 содержит встроенный микрокомпьютер, допускающий обработку различных управляющих воздействий для двигателя 1 внутреннего сгорания. Фактически, ECU выполнен с возможностью осуществлять, на основе сигналов из различных датчиков, обработку управления. В дополнение к информационным сигналам из поясненного выше датчика 9 атмосферного давления, датчика 10 температуры всасываемого воздуха, расходомера 11 воздуха и датчика 12 давления всасываемого воздуха, информационные сигналы из датчика 12 угла поворота коленчатого вала, выполненного с возможностью определять частоту вращения двигателя, а также угол поворота коленчатого вала, датчика 19 дросселя, выполненного с возможностью определять степень открытия дросселя в дроссельном клапане 6, и датчика 20 скорости транспортного средства, выполненного с возможностью определять скорость транспортного средства и т.п., вводятся в качестве вводов сигналов из различных датчиков двигателя/транспортного средства.

[0021] В ECU 17 процессор предоставляет доступ этих определенных сигналов для управления объемом впрыска и регулированием впрыска клапана 13 впрыска топлива, распределением зажигания отдельной свечи зажигания (не показана), характеристикой подъема клапана, сформированной посредством механизма приведения в действие регулируемых клапанов (не показан), степенью открытия дросселя в дроссельном клапане 6 и т.п. Кроме того, посредством ECU 17 реализуется арифметическая обработка для оценки объема всасываемого воздуха без использования какого-либо определенного значения расходомера 11 воздуха и диагностика неисправностей расходомера 11 воздуха.

[0022] При диагностировании того, имеет ли расходомер 11 воздуха неисправность, значение отклонения оцененного объема всасываемого воздуха, оцененного посредством ECU 17, относительно фактического объема всасываемого воздуха, т.е. определенного значения расходомера 11 воздуха, сравнивается с опорным значением для определения неисправности, предварительно определенным на основе частоты вращения двигателя. Когда значение отклонения превышает опорное значение для определения неисправности, определяется то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность.

[0023] В показанном варианте осуществления коэффициент отклонения, полученный посредством деления фактического объема всасываемого воздуха на оцененный объем всасываемого воздуха, фактически используется в качестве ранее отмеченного значения отклонения. Конкретно, как показано на Фиг.2, когда коэффициент отклонения поддерживается за пределами установленной области, размещенной между верхним предельным критерием диагностики неисправностей (см. характеристическую кривую "A" на Фиг.2) и нижним предельным критерием диагностики неисправностей (см. характеристическую кривую "B" на Фиг.2), причем эти критерии используются в качестве верхнего предельного и нижнего предельного опорных значений для определения неисправности, соответственно, определяется то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность. Иными словами, характеристическая кривая A на Фиг.2 является верхним предельным критерием диагностики неисправностей, соответствующим верхнему предельному опорному значению для определения неисправности, тогда как характеристическая кривая B на Фиг.2 является нижним предельным критерием диагностики неисправностей, соответствующим нижнему предельному опорному значению для определения неисправности.

[0024] Например, даже в случае нормальной работы каждого из расходомеров воздуха, измеренные значения этих расходомеров воздуха зачастую заключают в себе индивидуальные отличия составных частей системы впуска. Следовательно, допустимый запас, соответствующий индивидуальным отличиям составных частей системы впуска, полностью принимается во внимание. Более конкретно, данный положительный допустимый запас добавляется к верхнему пределу (см. характеристическую кривую "a" на Фиг.2), который может принимать коэффициент отклонения, тогда как данный отрицательный допустимый запас добавляется к нижнему пределу (см. характеристическую кривую "b" на Фиг.2), который может принимать коэффициент отклонения.

[0025] В случае низких объемов всасываемого воздуха, даже при неповрежденном расходомере 11 воздуха, существует риск того, что определенный объем всасываемого воздуха (т.е. фактический объем всасываемого воздуха), измеряемый посредством расходомера 11 воздуха, значительно отклоняется от оцененного объема всасываемого воздуха, вычисленного посредством ECU 17, вследствие пульсирующего потока всасываемого воздуха. Таким образом, критерии диагностики неисправностей задаются так, что верхний предельный критерий диагностики неисправностей увеличивается, и что нижний предельный критерий диагностики неисправностей снижается по мере того, как частота вращения двигателя уменьшается.

[0026] В показанном варианте осуществления, когда коэффициент отклонения превышает верхний предельный критерий диагностики неисправностей или когда коэффициент отклонения меньше нижнего предельного критерия диагностики неисправностей, определяется то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность. Когда определено то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность, включается лампа аварийной сигнализации, причем эта лампа устанавливается в положении, которое может быть визуально распознано водителем, например, на приборной панели, тем самым выдавая водителю предупреждение о том, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность (анормальность).

[0027] Дополнительно, в показанном варианте осуществления, когда ранее отмеченный коэффициент отклонения находится в пределах установленной области, меньшей или равной верхнему предельному критерию диагностики неисправностей и большей или равной нижнему предельному критерию диагностики неисправностей, и частота вращения двигателя выше или равна предварительно определенной частоте вращения (например, 3000 оборотов в минуту), определяется нормальная работа расходомера 11 воздуха.

[0028] По мере того, как объем всасываемого воздуха увеличивается, на определенный объем всасываемого воздуха становится трудно воздействовать посредством пульсирующего потока всасываемого воздуха. Таким образом, при неповрежденном расходомере 11 воздуха существует меньший риск того, что объем всасываемого воздуха (т.е. фактический объем всасываемого воздуха), определенный посредством расходомера 11 воздуха, значительно отклоняется от оцененного объема всасываемого воздуха, вычисленного посредством ECU 17. Иными словами, когда частота вращения двигателя выше или равна предварительно определенной частоте вращения, можно точно диагностировать нормальную работу расходомера воздуха. Таким образом, результат диагностики неисправностей может быть изменен на "нормальный" вследствие результата диагностики неисправностей, рассматриваемого как ошибочного, даже если возникает ситуация, диагностированная как повреждение от запуска двигателя до настоящего момента. Следовательно, точность диагностики неисправностей может повышаться, и посредством этого можно исключать ошибочную замену расходомера 11 воздуха вследствие ошибочной диагностики.

[0029] Наоборот, когда частота вращения двигателя меньше предварительно определенной частоты вращения, диагностика неисправностей расходомера воздуха не обязательно должна выполняться точно, и таким образом текущий результат определения диагностики неисправностей сохраняется неизменным. Например, когда возникает ситуация, диагностированная как повреждение от запуска двигателя до настоящего момента, сохраняется неизменным результат диагностики, диагностированный как повреждение. В отличие от этого, когда возникает ситуация, диагностированная как нормальная, сохраняется неизменным результат диагностики, диагностированный как нормальный. Следовательно, в течение периода времени от запуска двигателя до настоящего момента, при условии, что коэффициент отклонения продолжает существовать в установленной области, меньшей или равной верхнему предельному критерию диагностики неисправностей и большей или равной нижнему предельному критерию диагностики неисправностей, и частота вращения двигателя по-прежнему меньше предварительно определенной частоты вращения (например, 3000 оборотов в минуту), состояние, в котором не существует результат диагностики, будет непрерывно сохраняться неизменным.

[0030] Таким образом, определяется, на основе частоты вращения двигателя, нормальная работа расходомера воздуха, или сохранение неизменным текущего результата определения диагностики неисправностей, тем самым повышая точность диагностики неисправностей. Следовательно, можно исключать ошибочную замену расходомера 11 воздуха вследствие ошибочной диагностики независимо от случая того, что расходомер воздуха может быть необязательно поврежден.

[0031] Между прочим, необязательно непременно сообщать водителю о нормальной работе расходомера 11 воздуха. Иными словами, в случае нормальной работы расходомера 11 воздуха, необязательно, чтобы нормально работающий расходомер воздуха воспринимался водителем посредством включения лампы. Тем не менее в случае, если определено то, что расходомер 11 воздуха имеет повреждение, специалист, который заменяет расходомер 11 воздуха, определенный как поврежденный на станции техобслуживания, может подключать указанный инструмент для техобслуживания к ECU 17, и затем он может проверить нормальная ли работа расходомера 11 воздуха, посредством работы двигателя 1 внутреннего сгорания на частотах, превышающих или равных предварительно определенной частоте вращения.

[0032] В показанном варианте осуществления, верхний предельный критерий диагностики отказоустойчивой работы (верхнее предельное опорное значение для определения отказоустойчивой работы) и нижний предельный критерий диагностики отказоустойчивой работы (нижнее предельное опорное значение для определения отказоустойчивой работы) дополнительно задаются за пределами верхнего предельного и нижнего предельного критериев диагностики неисправностей, показанных на Фиг.2. Когда поясненный выше коэффициент отклонения превышает верхний предельный критерий диагностики отказоустойчивой работы (см. характеристическую кривую "C" на Фиг.2) или когда коэффициент отклонения меньше нижнего предельного критерия диагностики отказоустойчивой работы (см. характеристическую кривую "D" на Фиг.2), осуществляется переход от "нормального управления", при котором управляющие переменные, такие как объем впрыска и регулирование впрыска клапана 13 впрыска топлива, распределение зажигания отдельной свечи зажигания (не показана) и т.п., вычисляются на основе определенного объема всасываемого воздуха, измеряемого посредством расходомера 11 воздуха, с тем чтобы управлять на основе вычисленных управляющих переменных двигателем 11 внутреннего сгорания, к "отказоустойчивому управлению", при котором управляющие переменные, идентичные управляющим переменным для "нормального управления", вычисляются с использованием объема всасываемого воздуха, извлекаемого из частоты вращения и степени открытия дросселя двигателя внутреннего сгорания, с тем чтобы управлять на основе вычисленных управляющих переменных двигателем 11 внутреннего сгорания.

[0033] В показанном варианте осуществления, верхний предельный критерий диагностики отказоустойчивой работы является коэффициентом отклонения в 150%, тогда как нижний предельный критерий диагностики отказоустойчивой работы является коэффициентом отклонения в 50%.

Другими словами, система отказоустойчивого управления варианта осуществления выполнена с возможностью инициировать отказоустойчивое управление, когда, касательно коэффициента отклонения, возникает отклонение в 50% или больше определенного фактического объема всасываемого воздуха, измеряемого посредством расходомера 11 воздуха, от оцененного объема всасываемого воздуха, оцененного посредством ECU 17.

[0034] Между прочим, в случае, если существует риск того, что определенный объем всасываемого воздуха (т.е. фактический объем всасываемого воздуха), измеряемый посредством расходомера 11 воздуха, значительно отклоняется от оцененного объема всасываемого воздуха, вычисленного посредством ECU 17, к примеру, в состоянии быстрого ускорения или в конкретном рабочем состоянии, в котором отсутствует крутящий момент, выводимый посредством двигателя 1 внутреннего сгорания (например, в состоянии торможения двигателем или в состоянии движения по инерции транспортного средства), другими словами, когда условие разрешения диагностики (описано позднее) не удовлетворяется, диагностика неисправностей расходомера 11 воздуха деактивируется (запрещается).

[0035] Ссылаясь на Фиг.3, показана блок-схема, иллюстрирующая способ диагностики неисправностей расходомера 11 воздуха.

[0036] На этапе S1, верхний предельный критерий THhigh диагностики неисправностей вычисляется на основе частоты вращения двигателя. На этапе S2, нижний предельный критерий THlow диагностики неисправностей вычисляется на основе частоты вращения двигателя. Верхний предельный и нижний предельный критерии THhigh и THlow диагностики неисправностей вычисляются посредством извлечения из предварительно определенной экспериментальным образом таблицы поиска (не показана).

[0037] На этапе S3, коэффициент ITAFV эффективности сгорания вычисляется на основе как частоты вращения двигателя, так и величины перекрытия клапанов между впускным клапаном 14 и выпускным клапаном 16 посредством извлечения из предварительно определенной экспериментальным образом таблицы поиска (не показана). Между прочим, величина перекрытия клапанов может быть вычислена посредством датчика положения (не показан), присоединенного к механизму приведения в действие регулируемых клапанов, посредством определения момента открытия и момента закрытия клапанов двигателя (впускного клапана 14 или выпускного клапана 16).

[0038] На этапе S4, базовый оцененный объем Qesb всасываемого воздуха вычисляется на основе как частоты вращения двигателя, так и области открытия дросселя посредством извлечения из предварительно определенной экспериментальным образом таблицы поиска (не показана). Область открытия дросселя может быть вычислена с использованием определенного значения сигнала из датчика 19 дросселя.

[0039] На этапе S5, оцененный объем Qest всасываемого воздуха вычисляется посредством умножения коэффициента ITAFV эффективности сгорания, вычисленного на этапе S3, на базовый оцененный объем Qesb всасываемого воздуха, вычисленный на этапе S4. Вместо этого, оцененный объем Qest всасываемого воздуха может быть оценен с использованием давления всасываемого воздуха. Конкретно, может быть использован оцененный объем Qest всасываемого воздуха, оцененный на основе давления всасываемого воздуха, определенного посредством датчика 12 давления всасываемого воздуха.

[0040] На этапе S6, коэффициент AFMDG отклонения, соответствующий значению отклонения оцененного объема всасываемого воздуха относительно фактического объема всасываемого воздуха, вычисляется посредством деления определенного объема всасываемого воздуха (т.е. фактического объема всасываемого воздуха) расходомера 11 воздуха на оцененный объем Qest всасываемого воздуха, вычисленный на этапе S5.

[0041] На этапе S7, диагностируемая нижняя предельная область открытия дросселя вычисляется на основе частоты вращения двигателя посредством извлечения из предварительно определенной экспериментальным образом таблицы поиска (не показана).

[0042] На этапе S8, вычисляется условие разрешения диагностики. Термин "условие разрешения диагностики" означает существенные необходимые предпосылки для определения того, является ли рабочее состояние транспортного средства состоянием выполнения диагностики неисправностей расходомера 11 воздуха. Когда условие разрешения диагностики удовлетворяется, выполняется диагностика неисправностей расходомера 11 воздуха.

[0043] В показанном варианте осуществления, когда область открытия дросселя превышает или равна диагностируемой нижней предельной области открытия дросселя, и изменение в области открытия дросселя превышает или равно предварительно определенному значению, определяется то, что условие разрешения диагностики удовлетворяется.

[0044] Иными словами, когда область открытия дросселя меньше диагностируемой нижней предельной области открытия дросселя, определяется то, что рабочее состояние транспортного средства является конкретным рабочим состоянием, в котором отсутствует крутящий момент, выводимый посредством двигателя 1 внутреннего сгорания. Таким образом, определяется то, что условие разрешения диагностики не удовлетворяется. Кроме того, когда изменение в области открытия дросселя превышает предварительно определенное значение, определяется то, что транспортное средство находится в состоянии быстрого ускорения. Таким образом, определяется то, что условие разрешения диагностики не удовлетворяется.

[0045] На этапе S9, когда условие разрешения диагностики удовлетворяется, и когда коэффициент AFMDG отклонения, вычисленный на этапе S6, превышает верхний предельный критерий THhigh диагностики неисправностей, вычисленный на этапе S1, или коэффициент AFMDG отклонения, вычисленный на этапе S6, меньше нижнего предельного критерия THlow диагностики неисправностей, вычисленного на этапе S2, определяется то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность.

[0046] Когда условие разрешения диагностики удовлетворяется, и когда коэффициент AFMDG отклонения меньше или равен верхнему предельному критерию THhigh диагностики неисправностей и больше или равен нижнему предельному критерию THlow диагностики неисправностей, и когда частота вращения двигателя 1 внутреннего сгорания выше или равна предварительно определенной частоте вращения, определяется нормальная работа расходомера 11 воздуха.

[0047] Ссылаясь на Фиг.4, показана блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций управления для способа диагностики неисправностей расходомера 11 воздуха.

[0048] На этапе S21, осуществляется проверка, чтобы определять то, находится ли транспортное средство в состоянии быстрого ускорения. Когда транспортное средство не находится в состоянии быстрого ускорения, процедура переходит к этапу S22. Наоборот, когда транспортное средство находится в состоянии быстрого ускорения, текущая процедура завершается без выполнения диагностики неисправностей.

[0049] На этапе S22, осуществляется проверка, чтобы определять то, превышает или равна область открытия дросселя предварительно определенному значению. Когда область открытия дроссельного клапана 6 превышает или равна предварительно определенному значению, процедура переходит к этапу S23. Наоборот, когда область открытия дроссельного клапана 6 меньше предварительно определенного значения, текущая процедура завершается. Эти этапы S21 и S22 предоставляются, чтобы определять то, удовлетворяются ли соответствующие необходимые предпосылки условия разрешения диагностики.

[0050] На этапе S23, верхний предельный и нижний предельный критерии THhigh и THlow диагностики неисправностей вычисляются на основе частоты вращения двигателя 1 внутреннего сгорания.

[0051] На этапе S24, осуществляется проверка, чтобы определять то, находится ли коэффициент AFMDG отклонения в пределах установленной области в диапазоне от нижнего предельного критерия THlow диагностики неисправностей до верхнего предельного критерия THhigh диагностики неисправностей, т.е. THlow≤AFMDG≤THhigh. Когда условие, заданное посредством THlow≤AFMDG≤THhigh, удовлетворяется, процедура переходит к этапу S28. Наоборот, когда условие, заданное посредством THlow≤AFMDG≤THhigh, не удовлетворяется, процедура переходит к этапу S25.

[0052] На этапе S25, определяется то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность, и затем процедура переходит к этапу S26. Между прочим, когда этап S25 определяет то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность, лампа аварийной сигнализации включается.

[0053] На этапе S26, осуществляется проверка, чтобы определять то, находится ли коэффициент AFMDG отклонения в пределах установленной области, заданной посредством критериев диагностики отказоустойчивой работы. Иными словами, осуществляется проверка, чтобы определять то, превышает ли коэффициент AFMDG отклонения верхний предельный критерий диагностики отказоустойчивой работы, либо меньше ли коэффициент AFMDG отклонения нижнего предельного критерия диагностики отказоустойчивой работы.

[0054] Когда коэффициент AFMDG отклонения поддерживается за пределами установленной области, размещенной между критериями диагностики отказоустойчивой работы, процедура переходит к этапу S27. Наоборот, когда коэффициент AFMDG отклонения остается в пределах установленной области критериев диагностики отказоустойчивой работы, текущая процедура завершается.

[0055] На этапе S27, осуществляется переход от "нормального управления" на основе определенного объема всасываемого воздуха, измеряемого посредством расходомера 11 воздуха, к "отказоустойчивому управлению" на основе объема всасываемого воздуха, извлекаемого из частоты вращения и степени открытия дросселя двигателя 1 внутреннего сгорания.

[0056] На этапе S28, осуществляется проверка, чтобы определять то, выше или равна частота вращения двигателя 1 внутреннего сгорания предварительно определенной частоте вращения (например, 3000 оборотов в минуту). Когда частота вращения двигателя 1 внутреннего сгорания выше или равна предварительно определенной частоте вращения, процедура переходит к этапу S29, и затем определяется нормальная работа расходомера 11 воздуха. Наоборот, когда частота вращения двигателя 1 внутреннего сгорания меньше предварительно определенной частоты вращения (например, 3000 оборотов в минуту), текущий результат определения диагностики неисправностей сохраняется неизменным, и, следовательно, текущая процедура завершается.

[0057] Между прочим, режим управления двигателя 1 внутреннего сгорания, выполняемый, когда управляющая процедура по Фиг.4 завершается без прохождения этапа S27, переводится в "нормальное управление". Иными словами, управление объемом всасываемого воздуха переходит к "отказоустойчивому управлению", только когда процедура переходит от этапа S26 к этапу S27.

[0058] Как изложено выше, в варианте осуществления, можно удалять рабочий диапазон, в котором расходомер 11 воздуха работает нормально, но существует разброс измеренных значений расходомера воздуха, из области определения неисправности для определения или диагностирования того, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность, посредством сужения области определения неисправности расходомера 11 воздуха даже в диапазоне низких частот вращения двигателя 1 внутреннего сгорания, в которой объем всасываемого воздуха является сравнительно низким. Другими словами, в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха, в котором даже при нормальной работе расходомера 11 воздуха существует риск того, что определенный объем всасываемого воздуха (т.е. фактический объем всасываемого воздуха), измеряемый посредством расходомера 11 воздуха, значительно отклоняется от оцененного объема всасываемого воздуха, вычисленного посредством ECU 17, область определения неисправности для определения того, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность (т.е. область выше верхнего предельного критерия диагностики неисправностей и область ниже нижнего предельного критерия диагностики неисправностей на Фиг.2), задается относительно узкой. Следовательно, диагностика неисправностей расходомера 11 воздуха может быть выполнена во всем диапазоне частот вращения двигателя, т.е. во всем рабочем диапазоне двигателя 1 внутреннего сгорания, при недопущении ошибочной диагностики. Таким образом, можно заранее не допускать ухудшения рабочих характеристик выпуска выхлопных газов, которые могут возникать вследствие повреждения в расходомере 1 воздуха.

[0059] Сразу после того, как определено то, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность, включается лампа аварийной сигнализации, тем самым выдавая пассажирам транспортного средства предупреждение относительно того, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность. Таким образом, от водителя может требоваться быстрая проверка и ремонт транспортного средства. Соответственно, можно не допускать дальнейшего загрязнения воздуха вследствие непрерывной работы двигателя в ухудшенном состоянии относительно рабочих характеристик выпуска выхлопных газов.

[0060] Когда определенный объем всасываемого воздуха (т.е. фактический объем всасываемого воздуха), измеряемый посредством расходомера 11 воздуха, значительно отклоняется от оцененного объема всасываемого воздуха, вычисленного посредством ECU 17, т.е. когда значение отклонения поддерживается за пределами установленной области, размещенной между верхним предельным критерием диагностики отказоустойчивой работы и нижним предельным критерием диагностики отказоустойчивой работы, осуществляется переход от "нормального управления" на основе определенного объема всасываемого воздуха, измеряемого посредством расходомера 11 воздуха, к "отказоустойчивому управлению" на основе объема всасываемого воздуха, извлекаемого из частоты вращения и степени открытия дросселя двигателя 1 внутреннего сгорания. Таким образом, можно не допускать непрерывной работы двигателя в существенно ухудшенном состоянии относительно рабочих характеристик выпуска выхлопных газов.

[0061] Даже при нормальной работе расходомера 11 воздуха поясненное выше значение отклонения может значительно отклоняться от опорного значения (т.е. 100%) вследствие определенной проблемы в системе впуска помимо расходомера 11 воздуха. Например, при наличии утечки воздуха из канала для всасываемого воздуха или при засорении воздушного фильтра 5, значение отклонения между определенным объемом всасываемого воздуха, измеряемым посредством расходомера 11 воздуха и оцененным объемом всасываемого воздуха, стремится становиться большим, даже если определенное значение расходомера 11 воздуха является точным. Напротив, в варианте осуществления, область для определения нормальной работы расходомера 11 воздуха с точки зрения значения отклонения (коэффициента отклонения), причем эта область существует в пределах области, размещенной между характеристической кривой "A" и характеристической кривой "B", и одновременно существует в пределах области, в которой частота вращения двигателя выше или равна предварительно определенной частоте вращения, надлежащим образом задается, как пояснено выше. Следовательно, когда коэффициент отклонения поддерживается за пределами указанной области, размещенной между характеристической кривой "A" и характеристической кривой "B" в рабочем диапазоне на частоте вращения двигателя, превышающей предварительно определенную частоту вращения, после того как расходомер 11 воздуха заменен на новый расходомер воздуха на основе результата определения того, что расходомер 11 воздуха имеет неисправность, можно определять то, что существует проблема в системе впуска помимо нового замененного расходомера воздуха.

[0062] В показанном варианте осуществления, коэффициент отклонения, полученный посредством деления фактического объема всасываемого воздуха на оцененный объем всасываемого воздуха, используется в качестве значения отклонения оцененного объема всасываемого воздуха, оцененного посредством ECU 17, относительно фактического объема всасываемого воздуха, т.е. определенного значения расходомера 11 воздуха. Значение отклонения не ограничивается поясненным выше коэффициентом отклонения. Вместо этого разность между фактическим объемом всасываемого воздуха и оцененным объемом всасываемого воздуха или степень отклонения оцененного объема всасываемого воздуха от фактического объема всасываемого воздуха может быть использована в качестве значения отклонения с тем, чтобы выполнять диагностику неисправностей расходомера 11 воздуха.

[0063] Кроме того, в варианте осуществления, пороговое значение частоты вращения двигателя, требуемое для того, чтобы определять нормальная ли работа расходомера 11 воздуха, задается надлежащим образом в зависимости от реальной машины.

[0064] Кроме того, в варианте осуществления, рабочее состояние, когда транспортное средство не находится в состоянии быстрого ускорения, и рабочее состояние, когда двигатель 1 внутреннего сгорания выводит крутящий момент, используются в качестве существенных необходимых предпосылок условия разрешения диагностики для определения того, является ли рабочее состояние транспортного средства состоянием выполнения диагностики неисправностей расходомера 11 воздуха. В дополнение к поясненному выше условию разрешения диагностики, необходимая предпосылка в том, что 10 секунд истекли после запуска двигателя (другими словами, необходимая предпосылка в том, что активация расходомера 11 воздуха завершена), необходимая предпосылка в том, что температура всасываемого воздуха становится выше или равной 10°C, необходимая предпосылка в том, что атмосферное давление становится выше или равным 50 кПа, и необходимая предпосылка в том, что двигатель не находится в режиме отсечки топлива, могут добавляться к необходимым предпосылкам условия разрешения диагностики. Диагностика неисправностей расходомера 11 воздуха может быть выполнена только тогда, когда эти необходимые предпосылки условия разрешения диагностики удовлетворяются.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройстве для диагностики неисправностей расходомера (11) воздуха в двигателе внутреннего сгорания. Техническим результатом является возможность установления неисправности расходомера воздуха в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха. В устройстве для диагностики неисправности расходомера (11) воздуха расходомер (11) воздуха имеет неисправность, когда коэффициент отклонения, т.е. значение отклонения оцененного объема всасываемого воздуха относительно фактического объема всасываемого воздуха, полученного посредством расходомера (11) воздуха, превышает опорное значение для определения неисправности, определенное на основе частоты вращения двигателя (1) внутреннего сгорания. По мере того как частота вращения двигателя уменьшается, верхний предельный критерий диагностики увеличивается, а нижний предельный критерий диагностики снижается с тем, чтобы сужать область для определения того, что расходомер воздуха имеет неисправность. Следовательно, диагностика неисправностей расходомера (11) воздуха может заранее выполняться во всем диапазоне частот вращения двигателя, т.е. во всем рабочем диапазоне двигателя (1) внутреннего сгорания, тем самым не допуская ухудшения рабочих характеристик выпуска выхлопных газов, которое может возникать вследствие повреждения в расходомере (11) воздуха. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для диагностики неисправностей расходомера воздуха для определения фактического объема всасываемого воздуха, содержащее:
- средство для определения частоты вращения двигателя внутреннего сгорания; и
- средство для оценки объема всасываемого воздуха,
- в котором неисправность расходомера воздуха определяется, когда значение отклонения оцененного объема всасываемого воздуха, вычисленного посредством средства оценки объема всасываемого воздуха, относительно фактического объема всасываемого воздуха, полученного посредством расходомера воздуха, превышает опорное значение для определения неисправности, определенное на основе частоты вращения двигателя внутреннего сгорания,
- оцененный объем всасываемого воздуха вычисляется посредством коррекции базового оцененного объема всасываемого воздуха на основе как частоты вращения, так и степени открытия дросселя двигателя внутреннего сгорания посредством рабочего управляющего параметра двигателя внутреннего сгорания, отличного от частоты вращения и степени открытия дросселя двигателя внутреннего сгорания, и
- опорное значение для определения неисправности для определения того, что расходомер воздуха имеет неисправность, увеличивается по мере того, как частота вращения двигателя внутреннего сгорания уменьшается, тем самым обеспечивая сужение области для определения того, что расходомер воздуха имеет неисправность.

2. Устройство для диагностики неисправностей расходомера воздуха по п.1, в которой:
- рабочим управляющим параметром двигателя внутреннего сгорания, отличным от частоты вращения и степени открытия дросселя двигателя внутреннего сгорания, является величина перекрытия клапанов между впускным клапаном и выпускным клапаном.

3. Устройство для диагностики неисправностей расходомера воздуха по п.1 или 2, в котором:
- нормальная работа расходомера воздуха определяется, когда частота вращения двигателя внутреннего сгорания выше или равна предварительно определенной частоте вращения двигателя при конкретном условии, что значение отклонения оцененного объема всасываемого воздуха относительно фактического объема всасываемого воздуха меньше или равно опорному значению для определения неисправности, и
- текущий результат определения сохраняется неизменным, когда частота вращения двигателя внутреннего сгорания меньше предварительно определенной частоты вращения двигателя при конкретном условии.

4. Устройство для диагностики неисправностей расходомера воздуха по любому из предшествующих пп.1-2, в котором:
- двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью управления с использованием объема всасываемого воздуха, извлекаемого из частоты вращения и степени открытия дросселя двигателя внутреннего сгорания, когда значение отклонения между фактическим объемом всасываемого воздуха и оцененным объемом всасываемого воздуха превышает опорное значение для определения отказоустойчивой работы, заданное так, что оно превышает опорное значение для определения неисправности; и
- двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью управления с использованием фактического объема всасываемого воздуха, когда значение отклонения между фактическим объемом всасываемого воздуха и оцененным объемом всасываемого воздуха поддерживается в пределах опорного значения для определения отказоустойчивой работы.

5. Устройство для диагностики неисправностей расходомера (11) воздуха по п.1, в котором:
- неисправность расходомера (11) воздуха определяется, когда значение (AFMDG) отклонения оцененного объема (Qest) всасываемого воздуха относительно фактического объема всасываемого воздуха находится за пределами установленной области, размещенной между верхним предельным критерием (THhigh) диагностики неисправностей и нижним предельным критерием (THlow) диагностики неисправностей, причем эти критерии (THhigh, THlow) определяются на основе частоты вращения двигателя (1) внутреннего сгорания; и
- верхний предельный критерий (THhigh) диагностики неисправностей увеличивается, а нижний предельный критерий (THlow) диагностики неисправностей уменьшается по мере снижения частоты вращения двигателя (1) внутреннего сгорания, тем самым обеспечивая сужение установленной области для определения того, что расходомер (11) воздуха имеет неисправность.

6. Устройство для диагностики неисправностей расходомера (11) воздуха по п.5, в котором:
нормальная работа расходомера (11) воздуха определяется, когда частота вращения двигателя (1) внутреннего сгорания выше или равна предварительно определенной частоте вращения двигателя (3000 об/мин) при конкретном условии (THlow≤AFMDG≤THhigh), что значение (AFMDG) отклонения оцененного объема (Qest) всасываемого воздуха относительно фактического объема всасываемого воздуха меньше или равно верхнему предельному критерию (THhigh) диагностики неисправностей и больше или равно нижнему предельному критерию (THlow) диагностики неисправностей; и
- текущий результат определения сохраняется неизменным, когда частота вращения двигателя (1) внутреннего сгорания меньше предварительно определенной частоты вращения двигателя (3000 об/мин) при конкретном условии (THlow≤AFMDG≤THhigh).

7. Устройство для диагностики неисправностей расходомера (11) воздуха по п.5, в котором:
- двигатель (1) внутреннего сгорания выполнен с возможностью управления в режиме отказоустойчивого управления с использованием объема всасываемого воздуха, извлекаемого из частоты вращения и степени открытия дросселя двигателя (1) внутреннего сгорания, когда значение (AFMDG) отклонения между фактическим объемом всасываемого воздуха и оцененным объемом (Qest) всасываемого воздуха поддерживается за пределами установленной области, размещенной между верхним предельным критерием диагностики отказоустойчивой работы и нижним предельным критерием диагностики отказоустойчивой работы, заданными за пределами верхнего предельного и нижнего предельного критериев (THhigh, THlow) диагностики неисправностей; и
- двигатель (1) внутреннего сгорания выполнен с возможностью управления в нормальном режиме управления с использованием фактического объема всасываемого воздуха, когда значение (AFMDG) отклонения между фактическим объемом всасываемого воздуха и оцененным объемом (Qest) всасываемого воздуха остается в пределах установленной области, размещенной между верхним предельным и нижним предельным критериями диагностики отказоустойчивой работы.