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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Sekundärluft-Zuführeinrichtungen für die stromaufwärtige Zufuhr
von Sekundärluft
zur Abgasreinigungseinrichtung eines Verbrennungsmotors, und genauer
eine Fehlerdiagnosevorrichtung für
die Sekundärluft-Zuführeinrichtung,
die in der Lage ist, eine Funktionsstörung eines ihrer Bauteile zu
erfassen.
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Ein
Beispiel für
bekannte Abgassteuersysteme für
einen Verbrennungsmotor ist eine Vorrichtung mit einem Dreiwegekatalysator
im Abgassystem, um CO-, HC- und NOx-Komponenten im Abgas zu verringern und
dadurch die Abgasemissionen zu reinigen. Ein weiteres bekanntes
Verfahren ist das Verbinden eines Sekundärluft-Zuführwegs,
der mit einem Schaltventil versehen ist, mit einem Abgassammelrohr
und das Einführen
von unter Druck gesetzter Luft (Sekundärluft) in das Abgassammelrohr
mittels einer Luftpumpe, um den Sauerstoffgehalt im Abgas zu erhöhen, wodurch
aufgrund einer Förderung
der Oxidation von HC und CO im Abgas eine Reinigung bewirkt wird.
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Wenn
in der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
dieses Typs eine Fehlfunktion eines Bauteils, wie der Luftpumpe
oder des Schaltventils, vorliegt, sinkt die Abgas-Reini gungsleistung,
so daß sich
die Abgaswerte verschlechtern. Daher ist es notwendig, solch eine
Funktionsstörung
umgehend festzustellen. Eine bekannte Technik zum Feststellen einer
derartigen Funktionsstörung
ist die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 9-125945
offenbarte. Bei dieser Technik wird ein Druckfühler in dem Sekundärluft-Zuführweg angeordnet,
und wenn von diesem eine Differenz zwischen einer maximalen und
einer minimalen Druckpulsation erfaßt wird, die kleiner ist als
ein vorgegebener Wert, wird festgestellt, daß die Sekundärluft-Zuführeinrichtung nicht
ordnungsgemäß arbeitet,
da keine normale Abgaspulsation vorliegt.
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Falls
jedoch wie oben beschrieben aufgrund der Tatsache, daß die Differenz
zwischen den maximalen und minimalen Druckwerten größer ist
als der vorgegebene Wert, festgestellt wird, daß eine Abgaspulsation vorliegt,
ergibt sich das folgende Problem. Falls nämlich beispielsweise eine Druckpulsation
vorliegt, die von einer anderen Quelle als der Abgaspulsation herrührt, wie
einem Rauschen auf den von dem Druckfühler erfaßten Werten, und wenn der oben
genannte Wert für
die Erfassung niedrig angesetzt ist, besteht die Gefahr einer fehlerhaften
Bestimmung der Druckpulsation als Abgaspulsation. Auch wenn der
vorgegebene Wert für die
Bestimmung höher
angesetzt wird, um dies zu verhindern, kann trotzdem ein Ruckeln
der Luftpumpe eine Druckpulsation bewirken, die in diesem Fall fälschlicherweise
als Abgaspulsation bestimmt werden könnte.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Fehlerdiagnosevorrichtung
für eine
Sekundärluft-Zuführeinrichtung,
die in der Lage ist, eine Fehlfunktion genau zu bestimmen.
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Bei
der Fehlerdiagnosevorrichtung für
eine Sekundärluft-Zuführeinrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
handelt es sich um eine Vorrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Funktionsstörung eines
Bauteils einer Sekundärluft-Zuführeinrichtung aufgrund
der Druckwerte und der Druckpulsation in einem Sekundärluft-Zuführweg der
Sekundärluft-Zuführeinrichtung
für die
stromaufwärtige
Zufuhr von Sekundärluft
zur Abgasemissions-Reinigungseinrichtung eines Verbrennungsmotors
festzustellen, worin ein Bestimmungsschwellenwert zum Bestimmen
der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation, der verwendet wird,
um eine Funktionsstörung
zu finden, gemäß dem Druck
in der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
variiert wird.
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Die
Druckpulsationen, die von dem Druckfühler in dem Sekundärluft-Zuführsystem
erfaßt
werden, schließen
eine ein, die auf die Abgaspulsation zurückgeht, eine, die von der Sekundärluft-Zuführeinrichtung (der
Luftpumpe usw.) selbst verursacht wird, und eine, die vom Rauschen
des Meßsystems
hervorgerufen wird. Nach dem Wissensstand des Erfinders ist die
Pulsation, die von dem Rauschen des Meßsystems bewirkt wird, geringer
als die beiden anderen Pulsationen, und die beiden anderen Pulsationen
unterscheiden sich in der Höhe
ihrer Druckwerte und können
somit anhand der Höhe
ihrer Druckwerte voneinander unterschieden werden. Wenn somit der
Bestimmungsschwellenwert für
die An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation, der für die Bestimmung
verwendet wird, ob eine Komponente ordnungsgemäß funktioniert oder nicht,
gemäß dem Druck
in der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
variiert wird, kann eine Druckpulsation aufgrund einer Abgaspulsation
von Druckpulsationen unterschieden werden, die von den anderen Faktoren
bewirkt werden. Dies ermöglicht
es der Vorrichtung, eine genaue Fehlerdiagnose zu stellen.
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Hierbei
treten die genannten Druckpulsationen, die von der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
selbst erzeugt werden, bei einem hohen Druck in der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
auf, und somit zeigt die Druckpulsation hohe Werte. Daher wird der
Bestimmungsschwellenwert zum Bestimmen der An- oder Abwesenheit
einer Druckpulsation mit ansteigendem Druck in der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
erhöht.
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Vorzugsweise
wird eine Fehlfunktion in den jeweiligen Bauteilen aufgrund von
Druckverhaltensmustern mit und ohne Sekundärluftzufuhr durch die Sekundärluft-Zu führeinrichtung
bestimmt. Dies ermöglicht
es der Vorrichtung, ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Bauteil
zu unterscheiden und das fehlerhafte Teil zu bestimmen.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Sekundärluft-Zuführeinrichtung
eine Luftpumpe und ein Schaltmittel, das stromabwärts von
der Luftpumpe angeordnet ist. Der Druckfühler erfaßt einen Druckwert im Zuführweg zwischen
dem Schaltmittel und der Luftpumpe. Die Vorrichtung ist so ausgelegt,
daß sie
eine Fehlfunktion aufgrund des Ausgangssignals vom Druckfühler feststellen
kann. Dies ermöglicht
es der Vorrichtung, eine Fehlfunktion sowohl der Luftpumpe als auch
des Schaltmittels aufgrund des Ausgangssignals vom Druckfühler festzustellen.
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Eine
andere Fehlerdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt
einen Sekundärluft-Zuführweg, der
stromaufwärtsseitig
mit dem Abgasweg eines Abgasreinigungskatalysators verbunden ist, der
in dem Abgasweg des Verbrennungsmotors vorgesehen ist; ein Sekundärluft-Zuführmittel
für die
Zufuhr von Luft durch den Sekundärluft-Zuführweg in
den Abgasweg; einen Druckfühler
zum Bestimmen des Drucks im Sekundärluft-Zuführweg und ein Fehlerdiagnosemittel
für die
Diagnose einer Fehlfunktion des Sekundärluft-Zuführmittels aufgrund des vom
Druckfühler
erfaßten
Drucks. Das Fehlerdiagnosemittel bestimmt aufgrund des erfaßten Drucks
und eines vorgegebenen Bestimmungsschwellenwerts, ob eine Druckpulsation
vorliegt oder nicht, und diagnostiziert den Fehler aufgrund der
An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation. Dieser Bestimmungsschwellenwert
wird gemäß dem vom
Druckfühler
erfaßten
Druck variiert.
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Die
An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation ist bedeutsam für die Diagnose
einer Fehlfunktion, und durch Variieren des Schwellenwerts, der
bei der Erfassung der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation verwendet
wird, gemäß dem erfaßten Druck,
ist es für
die Vorrichtung möglich,
die An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation exakt zu bestimmen.
Die exakte Bestimmung der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation resultiert
im Erhalt einer exakten Fehlerdiagnose.
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Vorzugsweise
variiert das Fehlerdiagnosemittel den Bestimmungsschwellenwert gemäß einem
durchschnittlichen oder geglätteten
Wert für
den Druck, der vom Druckfühler
erfaßt
wird. Und das Fehlerdiagnosemittel bestimmt die An- oder Abwesenheit
einer Druckpulsation aufgrund des Bestimmungsschwellenwerts und
der Summe der durchschnittlichen oder geglätteten Werte. Wenn der Bestimmungsschwellenwert
gemäß dem durchschnittlichen
oder geglätteten
Wert variiert wird, kann ein passender Schwellenwert angesetzt werden:
Wenn die An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation mittels des Schwellenwerts
und der Summe bestimmt wird, ist es möglich, die Diagnosegenauigkeit
zu verbessern.
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Eine
weitere mögliche
Auslegung besteht darin, daß die
An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation aufgrund einer Summe bezüglich des
Drucks, der vom Druckfühler
erfaßt
wird, und nicht aufgrund der oben genannten Summe von durchschnittlichen
oder geglätteten
Werten bestimmt wird. Bei der Summe bezüglich des erfaßten Drucks
kann es sich um eine Summe der absoluten Werte der Unterschiede
zwischen dem gemessenen Wert und dem geglätteten Wert des erfaßten Drucks
handeln, um die Summe der Abstände
der Punkte für
den erfaßten
Druck (der Abstände
der Punkte entlang einer Druckkurve auf der Zeit- und der Druck-Koordinatenachse)
usw.
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Vorzugsweise
weist die Vorrichtung eine Pumpe als Sekundärluft-Zuführmittel in dem Sekundärluft-Zuführweg und
ein Schaltventil stromabwärts
von der Pumpe auf, und der Meßfühler erfaßt den Druck
zwischen der Pumpe und dem Schaltventil. Ferner erfaßt der Druckfühler den
Druck vorzugsweise sowohl mit als auch ohne Sekundärluftzufuhr
durch das Sekundärluft-Zuführmittel,
und das Fehlerdiagnosemittel spezifiziert ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes
Teil aufgrund der erfaßten
Drücke
mit und ohne Sekundärluftzufuhr. Die
Vorrichtung hat Vorteile, da sie auch in der Lage ist, das fehlerhafte
Teil zu spezifizieren, und nicht darauf beschränkt ist, lediglich die An- oder Abwesenheit
einer Fehlfunktion zu bestimmen.
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Es
ist hierin auch bevorzugt, daß das
Fehlerdiagnosemittel so ausgelegt ist, daß es nach der Feststellung,
daß eine
Druckpulsation vorliegt, bestimmt, ob die Druckpulsation auf die
Abgaspulsation zurückgeht, und
zwar aufgrund der Höhe
des Drucks, der vom Druckfühler
erfaßt
wird. Wenn bestimmt wird, ob die Druckpulsation auf die Abgaspulsation
zurückgeht
oder auf andere Faktoren, wie oben beschrieben, kann die Genauigkeit
der Fehlerdiagnose weiter verbessert werden.
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Vorzugsweise
erfaßt
der Druckfühler
den Druck sowohl mit als auch ohne Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluft-Zuführmittel,
und das Fehlerdiagnosemittel ordnet die Druckvariationen sowohl
mit als auch ohne Sekundärluftzufuhr
jeweils vorgegebenen Druckverhaltensmustern zu und diagnostiziert
die Fehlfunktion anhand einer Kombination der beiden Druckverhaltensmuster.
Dies ermöglicht
es der Vorrichtung, eine einfache und exakte Fehlerdiagnose anhand
der Kombination der Muster durchzuführen.
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Ferner
umfaßt
die Vorrichtung vorzugsweise ein Schätzmittel für die Sekundärluft-Zufuhrmenge,
um die Menge der zugeführten
Sekundärluft
aufgrund des erfaßten
Drucks zu schätzen.
Dies ermöglicht
es der Vorrichtung, aufgrund der zugeführten Sekundärluftmenge
während
der Sekundärluftzufuhr
auch eine Fehlfunktion der Sekundärluft-Zuführeinrichtung festzustellen.
Dadurch ist die Vorrichtung in der Lage, während der Zufuhr von Sekundärluft auch
eine Fehlfunktion zu diagnostizieren, wegen der beispielsweise die
Menge der zugeführten
Sekundärluft
nicht ausreicht.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen detaillierten
Beschreibung und den begleitenden Figuren besser verstanden, welche
nur zum Zweck der Erläuterung
angegeben sind und nicht als beschränkend für die Erfindung anzusehen sind.
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Der
Bereich der Anwendungsmöglichkeiten
für die
vorliegende Erfindung wird ferner aus der nachstehend angegebenen
detaillierten Beschreibung deutlich. Es sollte jedoch klar sein,
daß die
detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele zwar bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung angeben, aber lediglich dem Zweck der Erläuterung
dienen, da für
einen Fachmann verschiedene Änderungen
und Modifizierungen innerhalb des Gedankens und Bereichs der Erfindung
nahe liegen, die ausgehend von dieser detaillierten Beschreibung
durchgeführt
werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 ist eine schematische
Darstellung des Aufbaus eines Verbrennungsmotors, der mit einer
Sekundärluft-Zuführeinrichtung
ausgestattet ist, welche die erfindungsgemäße Fehlerdiagnosevorrichtung
für eine Sekundärluft-Zuführeinrichtung
einschließt.
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2 ist eine schematische
Darstellung von Druckverhaltensmustern an der Position des Druckfühlers in 1.
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3 ist ein Haupt-Flußdiagramm
einer Fehlererfassungsroutine der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung
für eine
Sekundärluft-Zuführeinrichtung.
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4 ist eine Darstellung der
Methode zum Berechnen eines geglätteten
Druckwerts Psm und einer Druckpulsationssumme ΔPsum, die für das Verfahren in 3 verwendet werden.
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5 ist eine Grafik, die ein
Beispiel für
das Ansetzen des Bestimmungsschwellenwerts β zeigt, der bei der Bestimmung
der Pulsation im Verfahren von 3 verwendet
wird.
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6 ist ein Flußdiagramm,
das einen Verfahrensablauf für
die Druckverhaltensbestimmung mit AI-Steuerung im Verfahren von 3 zeigt.
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7 ist ein Flußdiagramm,
das einen Verfahrensablauf für
die Bestimmung des Druckverhaltens ohne AI-Steuerung im Verfahren
von 3 zeigt.
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8 ist ein Flußdiagramm,
das einen Verfahrensablauf für
die Bestimmungsdurchführung
im Verfahren von 3 zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert mit Bezug
auf die begleitenden Figuren beschrieben. Für ein leichteres Verständnis der
Beschreibung werden gleiche Komponenten in den Figuren durchwegs
mit den gleichen Bezugszeichen versehen, soweit dies möglich ist,
und Beschreibungen werden nicht wiederholt.
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1 ist eine schematische
Darstellung, die den Aufbau eines Verbrennungsmotors zeigt, der
mit der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
ausgestattet ist, die die Fehlerdiagnosevorrichtung der vorliegenden
Erfindung enthält.
Diese Sekundärluft-Zuführeinrichtung 1 ist
an einem Mehrzylinder-Ottomotor 2 (im folgenden einfach als
Motor bezeichnet) angeschlossen, bei dem es sich um einen Verbrennungsmotor
handelt. Eine Ansaugleitung (Sammelrohr) 20 und eine Abgasleitung
(Sammelrohr) 21 sind am Motor 2 angeschlossen,
und eine Drosselklappe 24 ist in der Ansaugleitung 20 angeordnet.
Ein Ansaugluftfilter 25 ist an einem Ende der Ansaugleitung 20 angebracht.
Ein Luftmassenmesser 26 zum Messen der Luftmenge (der Primärluftmenge)
ist zwischen dem Ansaugluftfilter 25 und der Drosselklappe 24 angeordnet.
Auf der anderen Seite ist ein Emissionsreinigungskatalysator (eine
Einrichtung) 22, die aus einem Dreiwegekatalysator besteht,
in der Abgasleitung 21 angeordnet. O2-Fühler 31, 32 zum
Erfassen des Sauerstoffgehalts im Abgas sind sowohl stromaufwärts als
auch stromabwärts
vom Emissionsreinigungskatalysator 22 angeordnet. Die O2-Fühler
können
von A/F-Fühlern oder
linearen O2-Fühlern ersetzt werden.
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Die
Sekundärluft-Zuführeinrichtung 1 ist
mit einem Sekundärluft-Zuführweg 11 ausgestattet,
der eine Stelle der Ansaugleitung 20 zwischen dem Ansaugluftfilter 25 und
der Drosselklappe 24 und eine Stelle der Abgasleitung des
(Sammelrohrs) 21 zwischen dem Motor 2 und dem
stromaufwärtsseitigen
O2-Fühler 31 verbindet.
In diesem Sekundärluft-Zuführweg 11 sind
eine Luftpumpe (AP) 12 der elektromotorisch angetriebenen Art
und ein Luftschaltventil (ASV) 13 sowie ein Zungenventil
(RV) 14, bei dem es sich um ein Rückschlagventil handelt, von
der Seite der Ansaugleitung 20 aus vorgesehen. Ein Druckfühler 15 befindet
sich zwischen AP 12 und ASV 13. An dieses ASV 13 ist
eine Leitung 16 angeschlossen, die von stromabwärts von
der Drosselklappe 24 in der Ansaugleitung 20 verläuft, und
in dieser Leitung 16 ist ein Dreiwegeventil 17 vorgesehen.
Die andere Öffnung
des Dreiwegeventils 17 ist über eine Leitung 18 und
ein Filter 19 mit der Umgebungsluft verbunden. Die Leitung 16 und
das Dreiwegeventil 17 bilden einen Mechanismus zum Öffnen und
Schließen
des ASV 13 unter Zuhilfenahme eines Unterdrucks im Ansaugsammelrohr.
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Eine
Steuerung 10 zum Steuern des Betriebs der Sekundärluft-Zuführeinrichtung 1 besteht
aus einer CPU, einem RAM usw. und ist mit einer Motor-ECU 23 zum
Steuern des Motors verbunden, so daß sie Informationen austauschen
können.
Die Motor-ECU 23 dient auch als Fehlerdiagnosevorrichtung.
Die Steuerung 10 empfängt
Ausgangssignale vom Druckfühler 15 und
von den O2-Fühlern 31, 32 und
steuert das Ansteuern des Motors für die AP 12 und das Öffnen/Schließen des
Dreiwegeventils 17. Die Steuerung 10 kann als
Teil der Motor-ECU 23 angelegt sein. Diese Steuerung 10 schließt die Fehlerdiagnosevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein. Es ist auch möglich,
die Fehlerdiagnosevorrichtung unabhängig von der Steuerung 10 zu
gestalten, und das Fehlerdiagnoseteil kann auch in andere Systeme
eingebaut werden, z.B. in das Fehlerdiagnosesystem eines Fahrzeugs.
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Diese
Sekundärluft-Zuführeinrichtung 1 führt eine
Sekundärluft-Zuführsteuerung
(im folgenden AI- [Air Injection] Steuerung genannt) durch, wenn
eine vorgegebene Bedingung erfüllt
ist. Diese vorgegebene Bedingung kann beispielsweise ein Zustand
sein, in dem der Kraftstoffgehalt einer Luft/Kraftstoff-Mischung
beim Kaltstarten oder dergleichen hoch ist (d.h. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gering
ist), und in dem der Emissionsreinigungskatalysator 22 noch
nicht ausreichend aufgewärmt
ist (d.h. noch nicht seine ganze Funktionsfähigkeit zeigt). Wenn diese
Bedingung erfüllt
ist, steuert die Steuerung 10 das Dreiwegeventil 17,
um das ASV 13 unter Zuhilfenahme eines negativen Drucks
in der Ansaugleitung 20 zu öffnen, und aktiviert AP 12.
Dies führt dazu,
daß ein
Teil der Luft aus dem Luftfilter 25 durch den Sekundärluft-Zuführweg 11 in
die Abgasleitung 21 geführt
wird. Infolgedessen steigt der Sauerstoffgehalt im Abgas (wodurch
A/F steigt), so daß die
sekundäre Verbrennung
von HC und CO im Abgas in der Abgasleitung 21 gefördert und
dadurch eine Abgasreinigung bewirkt wird. Diese sekundäre Verbrennung
erhöht
die Abgastemperatur, wodurch der Temperaturanstieg des Dreiwegekatalysators
im Emissionsreinigungskatalysator 22 gefördert wird,
wodurch die Verschlechterung der Abgaswerte unterdrückt wird.
Statt der Kombination aus ASV 13 mit Dreiwegeventil 17 kann
auch direkt ein elektromagnetisches Ventil in dem ASV 13-Teil verwendet
werden.
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Die
Fehlerdiagnosevorrichtung für
die Sekundärluft-Zuführeinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erfassen einer Funktionsstörung in
den Bauteilen, d.h. AP 12, ASV 13, RV 14 usw.
Genauer führt
die Steuerung 10 eine Erfassung einer Komponenten-Fehlfunktion
auf der Basis des Druckverhaltens durch, das vom Druckfühler 15 erfaßt wird,
der im Sekundärluft-Zuführweg 11 angeordnet
ist.
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Zunächst werden
die Grundlagen dieser Erfassung ausgeführt. 2 ist eine Grafik, die schematisch mögliche Druckverhaltensmuster
am Druckfühlerteil
in 1 zeigt. Es wird
hier davon ausgegangen, daß RV 14 normal
funktioniert. Selbst wenn RV 14 vorhanden ist, tritt, solange
der Abgasdruck an der Hauptkörperseite des
Motors 2 pulsiert, auch eine Druckpulsation am Erfassungsteil
des Druckfühlers 15 auf.
Die nachstehende Tabelle 1 zeigt eine Liste der Druckvariationsmuster
(entsprechend 2) gegen
Kombinationen der Betriebszustände
von AP 12 und ASV 13.
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Wie
aus Tabelle 1 hervorgeht, kann aus dem Druckverhaltensmuster auf
die Betriebsbedingungen von AP 12 und ASV 13 geschlossen
werden.
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Nun
wird die eigentliche Fehlererfassungsroutine mit Bezug auf 3 bis 8 beschrieben. 3 ist ein Haupt-Flußdiagramm dieser Routine. 4 ist eine Darstellung zur
Erläuterung
der Methode zum Berechnen eines geglätteten Druckwerts Psm und einer
Druckpulsationssumme ΔPsum,
die in dieser Fehlererfassungsroutine verwendet werden. 5 ist eine Grafik, die ein
Beispiel für
das Ansetzen des Bestimmungsschwellenwerts β zeigt, der bei der Pulsationsbestimmung
verwendet wird. 6 bis 8 sind Flußdiagramme,
die die Einzelheiten von Subroutinen des Verfahrens von 3 zeigen. Das in 3 gezeigte Verfahren wird
in dem Zeitraum zwischen dem Ein- und Ausschalten des Zündschalters
eines Fahrzeugs, in das der Motor 2 eingebaut ist, zu vorgegebenen
Zeiten regelmäßig von
der Steuerung 10 durchgeführt. Die in 6 bis 8 gezeigten Abläufe werden
jeweils einmal von der Hauptverarbeitung in 3 aufgerufen. Jedes der nachstehend beschriebenen
Flags F11, F12, F13, F14, F21, F22, F23, F24, Xstep1 und Xstep2
wird zu Beginn auf den Ausgangswert 0 gesetzt.
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Zunächst wird
der geglättete
Druckwert Psm abgerufen (Schritt S2). Dieser geglättete Druckwert
Psm wird mit Psm = {(n – 1) × Psm_alt
+ Ps}/n ausgedrückt,
worin Ps ein Druckwert ist, der in einem gegenwärtigen Schritt erfaßt wird,
und Psm alt ein Rechenergebnis für
den geglätteten
Druckwert Psm in einem unmittelbar vorausgegangenen Schritt ist. 4 zeigt die zeitabhängigen Änderungen
von Psm und Ps, die auf diese Weise ermittelt werden. Falls der
Zeitsprung Δt
in Bezug auf den Zeitraum T der Druckvariation ausreichend klein ist
(z.B. 4 × Δt ≤ T), und falls
der Koeffizient n bei der Berechnung des geglätteten Werts in Bezug auf den Zeitraum
T ausreichend groß ist
(z.B. n × Δt ≥ T), sinkt
Psm auf einen Wert, der den durchschnittlichen Druckwerten Ps in
einem Prüfungsintervall
etwa gleich ist (n × Δt). Wenn
die Zahl der Zeitsprünge
nach dem Beginn der Verarbeitung kleiner als n ist, kann statt n
die Zahl der Zeitsprünge
verwendet werden. Die Berechnung, bei der geglättete Wert wie oben beschrieben
verwendet werden, macht das Speichern von Druckwerten vorangegangener
Zeitsprünge überflüssig, senkt
die erforderliche Speicherleistung und ermöglicht eine effiziente Nutzung
der Rechnerressourcen in der Steuerung 10 dank einer vereinfachten
Berechnung.
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Dann
wird die Druckpulsationssumme ΔPsum
abgerufen (Schritt S4). Diese Druckpulsationssumme ΔPsum wird
durch ΔPsum
= (n – 1)/n × ΔPsum_alt
+ |Ps – Psm|
ausgedrückt,
wobei ΔPsum
alt die Druckpulsationssumme im unmittelbar vorangegangenen Zeitsprung
ist. Dies ist eine Summierung von absoluten Werten (genauer eines
geglätteten
Werts davon) für
die Differenzen zwischen dem Druckwert Ps und dem Durchschnittswert
(genauer dem geglätteten
Druckwert Psm) über
n Zeitsprünge.
Um die Summe über
n Zeitsprünge genau
zu bestimmen, ist es erforderlich, die Differenzen in n Zeitsprüngen zu
speichern. Die oben beschriebene Verwendung des geglätteten Werts
macht jedoch das Speichern der Rechenergebnisse der vergangenen n
Zeitsprünge überflüssig und
senkt somit die erforderliche Speicherleistung, genau wie im Fall
der oben aufgeführten
Berechnung des geglätteten
Druckwerts. Sie ermöglicht
außerdem
eine effiziente Nutzung der Rechnerressourcen in der Steuerung 10 aufgrund
einer vereinfachten Berechnung.
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In
Fällen,
wo ein Spielraum der Rechnerressourcen vorhanden ist, ist es auch
möglich,
die Werte von n Zeitsprüngen
zu speichern und den Durchschnittswert und die Summe exakt zu berechnen.
Obwohl die vorliegende Erfindung die Druckpulsationssumme ΔPsum bei
der Bestimmung der Druckpulsation übernimmt, ist es auch möglich, eine
Summe der Abstände
von Punkten (Punktabstände)
Lps in einem vorgegebenen Intervall einer Diagrammlinie in einem
Ps-Diagramm auf den Zeit t-/Druck p-Koordinatenachsen zu übernehmen. (Es
ist in der Praxis auch möglich,
einen geglätteten
Wert bei der Berechnung zu verwenden). Diese Lps wird durch √(Δt² + (Ps – Ps_alt)²) für einen
Zeitsprung ausgedrückt
(wo Ps_alt ein unmittelbar vorangegangener Wert für den Druck
Ps ist). Selbstverständlich
kann die Druckpulsation durch den tatsächlichen Amplitudenwert des
Drucks innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums (den Unterschied zwischen
einem maximalen Druckwert und einem minimalen Druckwert) bestimmt
werden.
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Nun
wird ein Pulsationsbestimmungswert (ein Bestimmungsschwellenwert) β gemäß dem geglätteten Druckwert
Psm gesetzt (Schritt S6). 5 zeigt
ein Beispiel für
die Beziehung zwischen Psm und β.
In dieser Figur steht die dicke durchgezogene Linie für ein Beispiel
für das
Ansetzen von β in
der vorliegenden Erfindung, während
die gestrichelten Linie den herkömmlichen
Schwellenwert (einen Festwert) darstellt. Es kann zu einem Ruckeln
kommen, wenn die Luftpumpe bei geschlossenem ASV 13 mit
dem Pumpen fortfährt,
obwohl die AI-Steuerung unterbrochen wurde. Während des Ruckelns der Pumpe
steigt die Summe ΔPsum
(später
beschrieben) des geglätteten
Druckwerts Psm mit dem Anstieg des geglätteten Druckwerts Psm an, wie von
einer Kurve X in 5 angezeigt.
Unter diesen Umständen
ist es erwünscht,
das Auftreten der Druckpulsation aufgrund einer Abgaspulsation zu
erfassen, wenn die nachstehend beschriebene Summe ΔPsum den Schwellenwert β übersteigt.
Falls jedoch der Schwellenwert für
die Bestimmung der Druckpulsation (der Abgaspulsation) konstant
gehalten wird, wie im Stand der Technik, besteht die Möglichkeit,
daß eine
Druckpulsation aufgrund eines Ruckelns fälschlicherweise als eine aufgrund
einer Abgaspulsation bestimmt wird. In der vorliegenden Erfindung
wird der Bestimmungsschwellenwert β gemäß dem geglätteten Druckwert Psm (bei dem
es sich um den Durchschnittswert handeln kann) variiert, wodurch
verhindert werden kann, daß eine Druckpulsation
aufgrund eines wie oben beschriebenen Ruckelns fälschlicherweise als eine bestimmt
wird, die auf eine Abgaspulsation zurückgeht.
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Nach
dem Setzen von β wird
festgestellt, ob eine Fehlerbestimmung abgeschlossen wurde (Schritt S8).
Dies kann dadurch festgestellt werden, daß der Wert des nachstehend
beschriebenen Fehlerbestimmungs-Flags XAI überprüft wird. Eine bevorzugte Auslegung
ist die, daß beim
Erfassen eines Fehlers jeder Fehlerbestimmungs-Flag auch nach dem
Schließen
des Zündschalters
beibehalten wird und vor einer Wartung und Inspektion nicht zurückgesetzt
werden kann.
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Wenn
die Fehlerbestimmung nicht abgeschlossen ist, geht die Steuerung
zu Schritt S10 über,
um zu bestimmen, ob vorgegebene Bedingungen für eine AI-Durchführung erfüllt sind.
Die Durchführungsbedingungen
werden anhand der Temperatur des Motorkühlwassers, der Ansaugtemperatur,
der Zeit, die seit dem Start vergangen ist, der Batteriespannung
und der Lastbedingung usw., die von der Motor-ECU 23 ausgegeben
werden, bestimmt. Wenn während
der Durchführung
einer AI-Steuerung die Bedingungen für ein Steuerungsende erfüllt sind,
wird ebenfalls festgestellt, daß die
Durchführungsbedingungen
nicht erfüllt
sind.
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Wenn
die Bedingungen für
die AI-Durchführung
erfüllt
sind, geht die Steuerung zu Schritt S12 über. Falls die AI-Steuerung
am Laufen ist, wird die AI-Steuerung fortgesetzt. Wenn die AI-Steuerung
nicht am Laufen ist, wird die AI-Steuerung initiiert. Genauer wird
das Dreiwegeventil 17 so gesteuert, daß es ASV 13 öffnet, und
zwar anhand eines negativen Drucks in der Ansaugleitung 20,
und AP 12 wird angetrieben. Solange diese Vorrichtungen
normal funktionieren, bewirkt diese Steuerung, daß ein Teil
der Luft aus dem Luftfilter 25 durch den Sekundärluft-Zuführweg 11 in
die Abgasleitung 21 geführt
wird.
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Im
nachfolgenden Schritt S14 wird überprüft, ob die
Druckverhaltensbestimmung mit einer AI-Steuerung abgeschlossen wurde.
Dies kann durch Überprüfen des
Werts des nachstehend beschriebenen Flags Xstep1 festgestellt werden.
Wenn die Bestimmung abgeschlossen ist, überspringt die Steuerung die
folgenden Verfahrensschritte bis zum Ende.
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Wenn
die Druckverhaltensbestimmung mit einer AI-Steuerung nicht abgeschlossen
ist, geht die Steuerung zu Schritt S16 über, um eine Druckverhaltensbestimmung
mit einer AI-Steuerung durchzuführen. 6 zeigt einen Verfahrensablauf
der Druckverhaltensbestimmung mit einer AI-Steuerung.
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Zunächst wird überprüft, ob die
Bestimmungsbedingungen erfüllt
sind (Schritt S102). Die Bestimmungsbedingungen sind Bedingungen,
welche einen Zustand anzeigen, in dem das Druckverhalten stabil
bestimmt werden kann. Beispielsweise ist eine vorgegebene Zeit seit
dem Start der AI-Steuerung vergangen, um den Betrieb von AP 12 zu
stabilisieren, und der Motor läuft
im Leerlauf (der Leerlauf wird anhand der Motor drehzahl, der Last
des Motors 2 und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit usw.
bestimmt). Wenn die Bestimmungsbedingungen nicht erfüllt sind, überspringt
die Steuerung die nachfolgenden Bestimmungsverfahrensschritte, um
das Verfahren zu beenden.
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Wenn
die Bestimmungsbedingungen erfüllt
sind, wird die Druckpulsationssumme ΔPsum mit dem Bestimmungsschwellenwert β verglichen
(Schritt S104). Wenn ΔPsum
nicht unter β liegt,
wird festgestellt, daß eine
Druckpulsation aufgrund einer Abgaspulsation vorliegt, und daß es sich
bei dem Pulsationsmuster um eines der Muster 1, 2 mit
einer großen
Pulsation handelt, wie in 2 dargestellt,
und die Steuerung geht zu Schritt S106 über. In diesem Schritt S106
wird der geglättete
Druckwert Psm mit einem Schwellenwert P0 verglichen (siehe 2). Wenn Psm nicht kleiner
ist als P0, wird festgestellt, daß es sich bei dem Druckverhaltensmuster
um Muster 1 handelt, und daß die Sekundärluftzufuhr
am Laufen ist (daß die
Pumpe 12 arbeitet), und die Steuerung geht zu Schritt S108 über, um
die Menge der zugeführten
Luftmasse Q zu bestimmen.
-
Die
von AP 12 zugeführte
Luftmenge nimmt mit einem Anstieg des Ausgangsdrucks zu. Dann kann die
zugeführte
Sekundärluftmenge
anhand des Ausgangsdrucks geschätzt
werden (in der Praxis anhand des geglätteten Druckwerts Psm, der
aus dem Ausgangssignal vom Druckfühler 15 bestimmt wird).
Falls die zugeführte
Sekundärluftmenge
kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert Qx, bleibt der Kraftstoffgehalt
im Abgas hoch, was zu einer Verschlechterung der Abgaswerte führen könnte. Deshalb
wird überprüft, ob die
geschätzte
Luftzufuhrmenge über
Qx liegt (Schritt S110). Es ist auch möglich, den geglätteten Druckwert
Psm mit einem Druckschwellenwert Px zu vergleichen, der einem Ausgangsdruck äquivalent
ist, der Qx entspricht. In diesem Fall können die Prozesse in den Schritten
S108 und S110 mit einer einzigen Transaktion durchgeführt werden.
-
Wenn
in Schritt S110 festgestellt wird, daß die zugeführte Sekundärluftmenge geringer ist, geht
die Steuerung zu Schritt S112 über,
um einen Flag Xfaildown, der eine Strömungsbedingung anzeigt, auf
1 zu setzen, was einen Druckabfall anzeigt. Dann geht die Steuerung
zu Schritt S120 über.
Wenn die zugeführte
Luftmenge ausreicht, geht die Steuerung direkt zu Schritt S120 über. In
Schritt S120 setzt die Steuerung einen Flag F11 auf 1, was anzeigt,
daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster während der Zufuhr um Muster 1 handelt.
Danach geht die Steuerung zu Schritt S130 über, um den Flag Xstep1, der
eine Bestimmung des Druckverhaltensmusters mit einer AI-Steuerung
anzeigt, auf 1 zu setzen, was den Abschluß der Bestimmung anzeigt, und
beendet dann diese Subroutine.
-
Wenn
in Schritt S106 Psm unter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sich
bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 2 handelt, und
die Steuerung geht zu Schritt S140 über, um den Flag F12 auf 1
zu setzen, was anzeigt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster während der Zufuhr um Muster 2 handelt.
Danach wird der Prozeß von
Schritt S130 durchgeführt,
und dann wird diese Subroutine beendet.
-
Wenn
in Schritt S104 ΔPsum
unter β liegt,
wird festgestellt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster um eines der Muster 3, 4 ohne
Pulsation handelt, wie in 2 gezeigt,
und die Steuerung geht zu Schritt S150 über. In Schritt S150 wird dann
der geglättete
Druckwert Psm mit dem Schwellenwert P0 vergleichen, wie in Schritt
S106. Wenn Psm nicht unter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sich
bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 3 handelt, und
die Steuerung geht zu Schritt S160 über, um den Flag F13 auf 1
zu setzen, was anzeigt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster während der Zufuhr um Muster 3 handeln.
Danach wird der Prozeß in
Schritt S130 durchgeführt,
und diese Subroutine wird beendet.
-
Wenn
andererseits in Schritt S150 Psm kleiner als P0 ist, wird festgestellt,
daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 4 handelt,
und die Steuerung geht zu Schritt S170 über, um einen Flag F14 auf 1
zu setzen, was anzeigt, daß es
sich bei dem Zufuhr-Druckverhaltensmuster um Muster 4 handelt.
Danach wird der Prozeß in
Schritt S130 durchgeführt,
und diese Subroutine wird beendet.
-
Nach
Abschluß der
Subroutine in 6 wird
das Verfahren beendet, und falls der Zündschalter auf Ein steht, kehrt
die Steuerung zu Schritt S2 zurück.
-
Wenn
in Schritt S10 festgestellt wird, daß die AI-Durchführungsbedingungen
nicht erfüllt
sind, geht die Steuerung zu Schritt S18 über, um festzustellen, ob das
System im AI-Steuerungs-Bereitschaftsmodus ist, d.h. in einem Zustand,
in dem nach dem Motorstart die AI-Durchführungsbedingungen nicht erfüllt sind,
oder ob bereits eine AI-Steuerung läuft. In der Praxis kann dies
durch Prüfen,
ob der Wert von Xstep1 auf 1 gesetzt ist, was einen Abschluß der Bestimmung
anzeigt, festgestellt werden. Wenn der Wert von Xstep1 auf den Anfangswert
0 gesetzt ist, was anzeigt, daß die
Bestimmung noch nicht abgeschlossen ist, wird festgestellt, daß das System
im Bereitschaftsmodus ist, und die Steuerung überspringt die anschließenden Verfahrensschritte, um
das Verfahren zu beenden. Wenn andererseits der Flag auf 1 gesetzt
ist, was einen Abschluß der
Bestimmung anzeigt, geht die Steuerung auf Schritt S20 über, um
zu bestimmen, ob die AI-Steuerung gerade am Laufen ist. Wenn die
AI-Steuerung gerade am Laufen ist, wird ein Verfahren zur Beendigung
der AI-Steuerung durchgeführt
(Schritt S22). Genauer wird das Dreiwegeventil 17 so gesteuert,
daß die
Umgebungsluft durch das Filter 19 zum ASV 13 geleitet
werden kann, um ASV 13 zu schließen, und die AP 12 wird
angehalten, wodurch die AI-Steuerung beendet wird.
-
Nach
Beendigung der AI-Steuerung führt
die Steuerung eine Bestimmung des Druckverhaltens ohne AI-Steuerung
durch (Schritt S24). 7 zeigt
den Verfahrensablauf der Druckverhaltensbestimmung ohne AI-Steuerung.
-
Zunächst wird überprüft, ob die
Bestimmungsbedingungen erfüllt
sind (Schritt S202). Bei den Bestimmungsbedingungen handelt es sich
um Bedingungen, die einen Zustand anzeigen, in dem das Druckverhalten stabil
bestimmt werden kann. Beispielsweise ist eine vorgegebene Zeit vergangen,
seit die AI-Steuerung beendet wurde (ein Zeitraum, der notwendig
ist, um eine normal funktionierende AP 12 anzuhalten, ist
vergangen), und der Motor läuft
im Leerlauf (ein Leerlauf wird anhand der Motordrehzahl, der Last
des Motors 2 und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit usw.
erfaßt).
Wenn die Bestimmungsbedingungen nicht erfüllt sind, überspringt die Steuerung die
nachfolgenden Bestimmungsschritte, um das Verfahren anschließend zu
beenden.
-
Wenn
die Bestimmungsbedingungen erfüllt
sind, wird die Druckpulsationssumme ΔPsum mit dem Bestimmungsschwellenwert β verglichen
(Schritt S204). Wenn ΔPsum
nicht unter β liegt,
wird festgestellt, daß eine
Druckpulsation aufgrund einer Abgaspulsation vorliegt, und daß es sich
bei dem Druckpulsationsmuster um eines der Muster 1, 2 mit
großer
Pulsation handelt, wie in 2 angezeigt,
und die Steuerung geht zu Schritt S206 über. In diesem Schritt S206
wird der geglättete
Druckwert Psm mit dem Schwellenwert P0 verglichen. Wenn Psm nicht
unter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sich bei dem Druckverhaltensmuster
um Muster 1 handelt, und die Steuerung geht zu Schritt
S220 über,
um einen Flag F21 auf 1 zu setzen, was anzeigt, daß es sich
bei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 1 handelt.
-
Wenn
in Schritt S206 Psm unter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sich
bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 2 handelt, und
die Steuerung geht zu Schritt S240 über, um einen Flag F22 auf
1 zu setzen, was anzeigt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 2 handelt.
-
Wenn
in Schritt S5204 ΔPsum
unter β liegt,
wird festgestellt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster um eines der Muster 3, 4 ohne
Pulsation handelt, wie in 2 dargestellt,
und die Steuerung geht zu Schritt S250 über. In Schritt S250 wird dann
Psm mit P0 verglichen, wie in Schritt S206. Wenn Psm nicht unter P0
liegt, wird festgestellt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 3 handelt,
und die Steuerung geht zu Schritt S260 über, um einen Flag 23 auf
1 zu setzen, was anzeigt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 3 handelt.
-
Wenn
andererseits in Schritt S250 Psm unter P0 liegt, wird festgestellt,
daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 4 handelt,
und die Steuerung geht zu Schritt S270 über, um einen Flag F24 auf
1 zu setzen, was anzeigt, daß es
sich bei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 4 handelt.
-
In
jedem Fall geht nach dem Setzen der Flags F21–F24 die Steuerung zu Schritt 5230 über, um
einen Flag Xstep2, der die Bestimmung des Druckverhaltensmusters
ohne AI-Steuerung anzeigt, auf 1 zu setzen, was einen Abschluß der Bestimmung
anzeigt, und beendet dann die Subroutine.
-
Nach
Abschluß der
Subroutine von 7 geht
die Steuerung zu Schritt S26 im in 3 angezeigten Hauptablauf über. In
Schritt S26 wird der Wert des Flags Xstep2 überprüft, um zu überprüfen, ob die Druckverhaltensbestimmung
im angehaltenen Zustand fertig ist. Wenn Xstep2 einen anderen Wert
als 1 zeigt, ist die Bestimmung des Druckverhaltensmusters ohne
AI-Steuerung noch nicht abgeschlossen, und die Steuerung überspringt
die anschließenden
Verfahrensschritte, um das Verfahren zu beenden. Wenn andererseits
Xstep2 auf 1 gesetzt ist, ist die Bestimmung des Druckverhaltensmusters
ohne AI-Steuerung ebenfalls abgeschlossen, und dann geht die Steuerung
zum nächsten
Verfahrensschritt S28 weiter.
-
In
Schritt S28 wird ein Fehlfunktionsmodus der Bauteile aufgrund der
Bestimmungsergebnisse der Druckverhaltensmuster in den Schritten
S16 und S24 festgestellt. Tabelle 2 zeigt eine Liste der Kombinationen von
Druckverhaltensmustern mit AI-Steuerung
und ohne AI-Steuerung gegen Kombinationen von normalen und unnormalen
Modi sowohl für
AP 12 und ASV 13.
-
-
In
der obigen Tabelle bedeutet 0 normal, und X zeigt eine Fehlfunktion
der Ausrüstung
an.
-
Die
Bestimmung im Schritt S28 wird aufgrund dieser Tabelle 2 durchgeführt. 8 zeigt den Verfahrensablauf
dieser Bestimmungsroutine. Zunächst
wird überprüft, ob der
Flag F11 auf 1 gesetzt ist (Schritt S300). Wenn der Flag auf 1 gesetzt
ist, zeigt dies an, daß das
Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 1 ist, und
dann geht die Steuerung zu Schritt S302 über, um zu prüfen, ob
der Flag F24 auf 1 gesetzt ist. Wenn der Flag F24 auf 1 gesetzt
ist, zeigt dies an, daß das
Druckverhaltensmuster ohne AI-Steuerung
Muster 4 ist, und, wie aus Tabelle 2 hervorgeht, ist diese
Kombination Modus 1 in Tabelle 2, was anzeigt, daß AP 12 und ASV 13 beide
normal funktionieren. Dann geht die Steuerung zu Schritt S304 über, um
den Wert des Flags Xfaildown zu überprüfen, der
den Strömungszustand
anzeigt, um zu prüfen,
ob ein Strömungsabfall
vorliegt. Wenn Xfaildown nicht auf 1 gesetzt ist, liegt kein Strömungsabfall
vor, und die Vorrichtungen funktionieren beide normal. Daher geht
die Steuerung zu Schritt S306 über,
um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf 1 zu setzen, was normal anzeigt,
und beendet dann diese Subroutine. Wenn andererseits Xfaildown auf
1 gesetzt ist, liegt ein Strömungsabfall
vor, und somit besteht die Möglichkeit
eines Funktionsfehlers von AP 12. Daher geht die Steuerung
zu Schritt S318 über,
um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, was eine Fehlfunktion
anzeigt, und beendet dann die Subroutine.
-
Wenn
in Schritt S302 F24 nicht auf 1 gesetzt ist, handelt es sich bei
dem Druckverhaltensmuster um einen der Modi 2, 4 und 5 in
Tabelle 2, und somit geht die Steuerung auf Schritt S310 über. In
diesem Schritt S310 wird zuerst überprüft, ob der
Flag F22 auf 1 gesetzt ist. Wenn F22 nicht auf 1 gesetzt ist, d.h.
im Fall der Modi 4, 5, wo das Druckverhaltensmuster
ohne AI-Steuerung nicht Muster 2 ist, sondern eines der
Muster 3, 1, funktioniert AP fehlerhaft, da sie
immer aktiv ist, und somit geht die Steuerung zu Schritt S312 über, um
einen Luftpumpen-Fehlerdiagnoseflag XFAP auf 1 zu setzen, was die
fehlerhafte Daueraktivität
anzeigt. Dann geht die Steuerung zu Schritt S314 über. Wenn
andererseits F22 auf 1 gesetzt ist, d.h. im Fall, wo das Druckverhaltensmuster
ohne AI-Steuerung Muster 2 ist, d.h. im Fall des Modus 2,
funktioniert AP normal, und somit überspringt die Steuerung den
Schritt S312 und geht zu Schritt S314 über.
-
Im
nachfolgenden Schritt S314 wird überprüft, ob das
Flag F23 auf 1 gesetzt ist. Wenn F23 nicht auf 1 gesetzt ist, d.h.
im Fall der Modi 2, 5, wo das Druckverhaltensmuster
ohne AI-Steuerung nicht Muster 3 ist, sondern eines der
Muster 2, 1, ist ASV 13 offen und schließt nicht
mehr, so daß es
dauernd offen ist, und somit geht die Steuerung zu Schritt S316 über. In
Schritt S316 setzt die Steuerung ein Fehlerdiagnoseflag XFASV des
ASV auf 1, was ein andauerndes Offensein anzeigt, geht danach zu
Schritt XAI über
und beendet dann die Subroutine. Wenn andererseits F23 auf 1 gesetzt
ist, d.h. im Fall, wo das Druckverhaltensmuster ohne AI-Steuerung
Muster 3 ist, d.h. im Fall des Modus 4, funktioniert
ASV normal, und somit überspringt
die Steuerung Schritt S316, um zu Schritt S318 überzugehen und das Fehlerdiagnoseflag
XAI auf –1
zu setzen, und beendet dann die Subroutine.
-
Wenn
andererseits in Schritt S300 festgestellt wird, daß F11 nicht
auf 1 gesetzt ist, zeigt dies an, daß es sich bei dem Modus um
einen der Modi 3 und 6–9 handelt. In diesem
Fall geht die Steuerung zu Schritt S320 über, um zu prüfen, ob
das Flag F12 auf 1 gesetzt ist. Wenn F12 auf 1 gesetzt ist, d.h.
im Fall, wo das Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 2 ist,
handelt es sich bei dem Modus um einen der Modi 7, 8. In
jedem Fall funktioniert AP 12 nicht, und somit setzt die
Steuerung den Luftpumpen-Diagnoseflag
XFAP auf –1,
was den Ausfall der Funktion anzeigt, und geht dann auf Schritt
S324 über.
In diesem Schritt S324 wird dann überprüft, ob der Flag F22 auf 1 gesetzt
ist. Wenn F22 auf 1 gesetzt ist, d.h. in dem Fall, wo das Druckverhaltensmuster
ohne AI-Steuerung Muster 2 ist, handelt es sich bei dem
Modus um Modus 8, und ASV 13 ist offen und schließt nicht
mehr, so daß es
dauernd offen ist. Daher geht die Steuerung zu Schritt S326 über. In
Schritt S326 setzt die Steuerung das ASV-Fehlerdiagnoseflag XFASV
auf 1, was das andauernde Offensein anzeigt, geht danach zu Schritt
S318 über,
um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, und beendet die Subroutine.
Wenn andererseits F22 nicht auf 1 gesetzt ist, handelt es sich bei
dem Modus um Modus 7, in dem ASV 13 normal funktioniert,
und somit überspringt
die Steuerung den Schritt S326, um zu Schritt S318 überzugehen,
um das Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, und beendet dann
die Subroutine.
-
Wenn
andererseits in Schritt S320 festgestellt wird, daß F12 nicht
auf 1 gesetzt ist, handelt es sich bei dem Modus um einen der Modi 3, 6 und 9.
In jedem Fall ist ASV geschlossen und öffnet sich nicht mehr, so daß es immer
geschlossen ist, und somit geht die Steuerung zu Schritt S330 über, um
den ASV-Fehlerdiagnoseflag XFASV auf –1 zu setzen, was anzeigt,
daß ASV
geschlossen ist und sich nicht mehr öffnet. Im nachfolgenden Schritt
S332 wird überprüft, ob der
Flag F13 auf 1 gesetzt ist. Wenn F13 auf 1 gesetzt ist, handelt
es sich bei dem Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung um Muster 3,
was anzeigt, daß der
Modus einer der Modi 3, 6 ist. In diesem Fall
geht die Steuerung zu Schritt S334 über, um zu überprüfen, ob der Flag F23 auf 1
gesetzt ist. Wenn der Flag F23 auf 1 gesetzt ist, handelt es sich
bei dem Druckverhaltensmuster ohne AI-Steuerung ebenfalls um Muster 3,
und bei dem Modus somit um Modus 6, in dem AP 12 nicht
ordnungsgemäß funktioniert,
da sie ständig
an ist. Dann geht die Steuerung zu Schritt S336 über, um den Luftpumpen-Diagnoseflag
XFAP auf 1 zu setzen, was die Fehlfunktion des ständigen Angeschaltetseins
anzeigt. Danach geht die Steuerung zu Schritt S318 über, um
den Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1
zu setzen, und beendet dann die Subroutine. Wenn andererseits F23
nicht auf 1 gesetzt ist, handelt es sich bei dem Modus um Modus 3,
in dem AP 12 normal funktioniert. Daher überspringt
die Steuerung Schritt S336, um zu Schritt S318 überzugehen, um das Fehlerdiagnoseflag
XAI auf –1
zu setzen, und beendet dann die Subroutine.
-
Wenn
in Schritt S332 festgestellt wird, daß F13 nicht auf 1 gesetzt ist,
zeigt dies an, daß es
sich bei dem Modus um Modus 9 handelt, in dem AP 12 einen
Funktionsausfall zeigt. Dann geht die Steuerung zu Schritt S338 über, um
den Luftpumpen-Fehlerdiagnoseflag
auf –1
zu setzen, was den Funktionsausfall anzeigt, geht danach zu Schritt
S318 über,
um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, und beendet dann
die Subroutine. Nach Abschluß der
Subroutine von 8 beendet
die Steuerung außerdem
das Verfahren der Hauptroutine und, falls der Zündschalter immer noch an ist,
führt die
Steuerung erneut das Verfahren ab Schritt S2 durch.
-
Falls
die Bestimmung zum Abschluß gebracht
wurde (einschließlich
des Falls, wo bereits eine Fehlfunktion festgestellt wurde, aber
noch nicht durch eine Wartung und Inspektion behoben wurde), resultiert
der genannte Schritt S8 in der Erkenntnis, daß ein anderer Wert als der
Ursprungswert 0 im Fehlerdiagnoseflag XAI gesetzt ist, und somit
geht die Steuerung zu Schritt S30 über. In Schritt S30 überprüft die Steuerung
außerdem,
ob der Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 gesetzt ist, was eine Fehlfunktion
anzeigt, wodurch die An- oder Abwesenheit einer Fehlfunktion festgestellt
wird. Wenn der Wert 1 ist, was anzeigt, daß das System normal funktioniert,
geht die Steuerung zu Schritt S32 über, um das Verfahren zu beenden.
Wenn andererseits der Wert –1
beträgt,
was eine Fehlfunktion des Systems anzeigt, geht die Steuerung zu
Schritt S32 über,
um eine Warnung durchzuführen,
damit der Fahrer durch eine Anzeigetafel oder einen Alarm, die nicht
dargestellt sind, darüber
in Kenntnis gesetzt wird, daß die
Sekundärluft-Zuführeinrichtung
einer Fehlfunktion oder Regelabweichung unterliegt, und beendet
dann das Verfahren.
-
Durch
diese Regelabweichungs-Erfassungsroutine gemäß der vorliegenden Erfindung
wird es möglich,
genau zu erfassen, welcher Art von Fehlfunktion entweder die Luftpumpe
oder das ASV unterliegt. Genauer wird der Schwellenwert (β im oben
beschriebenen Ablauf) zur Bestimmung, ob die Druckpulsation auf die
Abgaspulsation zurückgeht,
gemäß dem Druckwert
(dem geglätteten
Druckwert Psm im oben beschriebenen Ablauf) variiert, wodurch die
Vorrichtung in die Lage versetzt wird, eine exakte Druckverhaltensbestimmung
durchzuführen.
Insbesondere dann, wenn AP 12 fehlerhaft funktioniert,
weil sie dauerhaft aktiv ist, kann eine Druckpulsation durch ein
Ruckeln aufgrund eines Luftausstoßes aus der AP 12 ohne
AI-Steuerung vorkommen. Falls eine An- oder Abwesenheit der Abgaspulsation
lediglich aufgrund der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation
festgestellt würde,
wie im Stand der Technik, könnte
die Steuerung feststellen, daß das Druckverhaltensmuster
in diesem Fall nicht Muster 3, sondern Muster 1 ist,
und daß ein Öffnungsfehler
vorliegt, obwohl ASV 13 normal funktioniert. Im Gegensatz
dazu ermöglicht
es die vorliegende Erfindung der Steuerung, exakt festzustellen,
daß das
Druckverhaltensmuster in diesem Fall Muster 3 ist, ohne
die falsche Feststellung zu treffen, daß ASV 13 eine Fehlfunktion
zeigt. In dem Fall, wo das Ausgangssignal vom Druckfühler 14 ein
Rauschen aufweist, kann die Steuerung ebenfalls exakt das Druckverhaltensmuster
bestimmen, ohne die falsche Feststellung zu treffen, daß es sich
bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 1 oder Muster 2 statt
um Muster 4 oder Muster 3 handelt, wodurch die
Steuerung in der Lage ist, eine Funktionsstörung der Bauteile genau festzustellen.
-
Im
Vorausgehenden wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der Schwellenwert
gemäß dem geglätteten Druckwert
(dem Durchschnittswert) variiert wurde, aber der Schwellenwert kann
auch gemäß dem Peak-Wert
(dem maximalen Wert oder dem minimalen Wert) der dergleichen variiert
werden.
-
Im
Vorausgehenden wurde ein Beispiel beschrieben, in dem nach Abschluß der AI-Steuerung
eine Druckverhaltensbestimmung ohne AI-Steuerung durchgeführt wurde,
und in dem die Bestimmung eine Funktionsstörung danach durchgeführt wurde,
aber ein anderes mögliches
Beispiel ist, daß während der
AI-Steuerung die Zufuhr zwangsweise und vorübergehend unterbrochen wird,
und die Druckverhaltensbestimmung ohne AI-Steuerung durchgeführt wird, um zu entscheiden,
ob eine Funktionsstörung
vorliegt. Dadurch wird die Steuerung in die Lage versetzt, die Fehlerdiagnose
während
der AI-Steuerung
durchzuführen.
-
Wie
aus Tabelle 2 ersichtlich ist, sollte, wenn die Vorrichtung normal
funktioniert, das Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 1 sein.
Dies ermöglicht
es uns, eine Auslegung zu übernehmen,
in der, wenn es sich bei dem Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung
nicht um Muster 1 handelt, die Steuereinrichtung sofort
die AI-Steuerung
beendet und zu der Druckverhaltensmuster-Bestimmung im angehaltenen
Zustand übergeht.
Insbesondere dann, wenn das Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 4 ist,
ist es offensichtlich, daß es
sich bei der Fehlfunktionssituation um Modus 9 handelt,
der in Tabelle 2 dargestellt ist. Daher ist es auch möglich, die
Druckverhaltensmuster-Bestimmung im angehaltenen Zustand zu beenden.
-
Bei
dem Druckfühler 15 kann
es sich um einen Relativdruckfühler
handeln, der einen Differentialdruck zum Atmosphärendruck ausgibt, oder um einen
Absolutdruckfühler.
In diesem Fall muß das
System so konfiguriert werden, daß es in der Lage ist, den Atmosphärendruck
in der inaktiven Sekundärluft-Zuführeinrichtung zu
erfassen. In einer normalen AP 12 ist deren Gehäuse nicht
paßgenau
mit einem Pumpenrotor verbunden, und wenn die AP 12 inaktiv
ist, stehen Abschnitte davor und dahinter miteinander in Verbindung.
Im Fall einer AP dieses Typs ist es daher möglich, den Atmosphärendruck
zu erfassen. Bei dieser Konfiguration kann ein Ausgabewert vor dem
Motorstart als Atmosphärendruck
verwendet werden, und ein Relativdruck kann als Differenz zu diesem
berechnet werden. Dies ermöglicht
es, den Druckfühler 15 während Zeiten,
in denen keine Funktionsstörung
des Sekundärluft-Zuführsystems
erfaßt
wird, und während
die Sekundärluftzufuhr
andauert, als Atmosphärendruckfühler zu
verwenden. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß der Atmosphärendruck durch
die Höhe
des Abgabedrucks bei einer nicht ordnungsgemäß arbeitenden, weil immer aktiven
AP 12 hoch eingeschätzt
wird. In diesem Fall kann durch Überprüfen der
Betriebsleistung, der Spannung, des Stroms oder dergleichen der
AP 12 eine Korrektur durchgeführt werden. Wenn ASV 13 offen
ist und sich nicht mehr schließt,
besteht ebenfalls die Möglichkeit,
der Übertragung
der Abgaspulsation des Motors 2. Da der durchschnittliche
Druck in diesem Fall dem Atmosphärendruck
nahe kommt, kann der Atmosphärendruck
anhand einer Durchschnittsbildung erfaßt werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird, wie oben beschrieben, der Bestimmungsschwellenwert β für die Bestimmung
der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation (Abgaspulsation) gemäß dem Druckwert
(z.B. dem geglätteten
Wert oder dem Durchschnittswert der gemessenen Druckwerte oder dem
Peak-Wert) variiert, wodurch die Vorrichtung in der Lage ist, die
An- oder Abwesenheit einer Abgaspulsation exakt zu bestimmen, während die
Druckpulsationen, abgesehen von der, die auf eine Abgaspulsation
zurückgeht
(z.B. eine Pulsation aufgrund des Rauschens des Druckfühlers und
die Druckpulsation, die von dem Ruckeln der Luftpumpe erzeugt wird),
eliminiert werden. Infolgedessen ist die Vorrichtung in der Lage,
das Druckverhalten exakt zu bestimmen, was die Genauigkeit der Fehlerdiagnose
der Sekundärluft-Zuführeinrichtung
aufgrund des Druckverhaltens erhöht.
-
Aus
der so beschriebenen Erfindung geht hervor, daß die Erfindung auf verschiedene
Weise variiert werden kann. Diese Variationen sind nicht als Abweichungen
vom Gedanken und Bereich der Erfindung anzusehen, und alle diese
Modifizierungen, die für
einen Fachmann nahe liegen, sollen im Bereich der folgenden Ansprüche eingeschlossen
sein.