DE102004053955A1

DE102004053955A1 - Sekundärluftdiagnose einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004053955A1
Application number: DE102004053955A
Authority: DE
Inventors: Marko Dipl.-Ing. Körner; Burkhard Dipl.-Ing. Splithöfer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-18
Also published as: WO2006050844A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Sekundärluftsystems in Verbindung mit einem Abgassystem mit einer Abgasflut eines Kraftfahrzeugs. DOLLAR A Aufgabe ist es, eine kostengünstige Überwachung eines Sekundärluftsystems einer Brennkraftmaschine darzustellen. DOLLAR A Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem der Sekundärluftzuleitung nachgeordneten Bereich der Abgasflut ein Startwert (21, 27) der Abgastemperatur erfasst wird, dass zu einem Zeitpunkt nach dem Start ein Istwert (20, 26) der Abgastemperatur erfasst wird, dass aus dem Startwert (21, 27) und dem Istwert (20, 26) der Abgastemperatur ein Heizwert (22, 28) errechnet wird, dass der Heizwert (22, 28) mit einem Heiz-Sollwert (23, 29) verglichen wird und bei einer Unterschreitung des Heiz-Sollwerts (23, 29) durch den Heizwert (22, 28) ein Fehler im Sekundärluftsystem erkannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Sekundärluftsystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 102 05 966 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines eine Sekundärluftpumpe umfassenden Sekundärluftsystems einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein den Sekundärluftstrom charakterisierendes Signal bestimmt wird. Dazu wird, während der Bestimmung des den Sekundärluftstroms charakterisierenden Signals, mindestens ein Signal wenigstens einer Betriebskenngröße der Sekundärluftpumpe bestimmt und auf einen Fehler im Sekundärluftsystem geschlossen, wenn das Signal der wenigstens einen Betriebskenngröße außerhalb eines vorgebbaren Intervalls liegt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige Überwachung eines Sekundärluftsystems einer Brennkraftmaschine darzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird dabei in dem einer Sekundärluftzuleitung nachgeordneten Bereich der Abgasflut ein Startwert der Abgastemperatur erfasst. Es wird zu einem Zeitpunkt nach dem Start ein Istwert der Abgastemperatur erfasst. Es wird aus dem Startwert und dem Istwert der Abgastemperatur ein Temperaturanstieg berechnet, der im Folgenden als Heizwert bezeichnet wird. Der Heizwert wird mit einem Heiz-Sollwert verglichen. Bei einer Unterschreitung des Heiz-Sollwerts durch den Heizwert wird ein Fehler im Sekundärluftsystem erkannt.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass die Änderung der Abgastemperatur Auskunft über den Betriebszustand des Sekundärluftsystems gibt. Das Zuführen von Sekundärluft hat Einfluss auf die Abgastemperatur. Eine Oxidation des Abgases unter Sekundärluftzufuhr führt zu einer Erhöhung der Abgastemperatur. Wird zu wenig oder keine Sekundärluft zugeführt, so steigt die Abgastemperatur weniger stark an. Führt die Sekundärluftzufuhr nicht zu der gewünschten Oxidation des Abgases, so sinkt die Abgastemperatur durch die Sekundärluftzufuhr, anstatt zu steigen. Auf diese Weise lässt sich mit einfachen Mitteln eine Überwachung des Sekundärluftsystems darstellen. Dabei wird ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Sekundärluftsystems unterstellt, wenn die Auswirkungen auf die Abgastemperatur feststellbar sind, die ein ordnungsgemäß arbeitendes Sekundärluftsystem im Abgassystem erzeugt.

Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die schnelle Überprüfung des Zustandes des Sekundärluftsystems. Zwischen der Erfassung von Startwert und Istwert ist ein Zeitintervall von einigen Sekunden ausreichend. Das Sekundärluftsystem arbeitet in der Regel nur in den ersten 25 bis 40 Sekunden nach dem Start der Brennkraftmaschine (Motorstart). Daher ist es von großer Bedeutung, dass das Überwachungssystem möglichst sofort nach Motorstart betriebsbereit ist und seine Arbeit aufnimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren erfüllt diese Anforderungen.

Ein weiterer Vorteil dieses Überwachungssystem liegt darin, dass es mit den bereits serienmäßig vorhandenen Vorrichtungen dargestellt werden kann. Es entstehen keine zusätzlichen Kosten. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass der ordnungsgemäßen Betrieb des Sekundärluftsystems dadurch überprüft wird, indem das Eintreten der gewünschten Wirkung des Sekundärluftsystems (Temperaturanstieg der dem Vor-Katalysator zugeführten Abgase) überprüft wird.

Der Heiz-Sollwert wird von einem Soll-Kennfeld bereitgestellt dass in einer Ausführungsform eine Funktion einer aktuellen Temperatur einer Brennkraftmaschine und eines Wertes für eine akkumulierte Luftmasse und/oder eines Zündungszählers ist. Dabei versteht man unter akkumulierter Luftmasse die Summe der durch die Brennkraftmaschine bis zum Messzeitpunkt durchgesetzten Luftmasse.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt in den wenigen zu betrachtenden Parameter. Damit kann die Zuordnung des Heizwertes mit geringem rechnerischem Aufwand und hoher Zuverlässigkeit erfolgen. Außerdem lassen sich die gewählten Parameter ohne zusätzliche Sensoren nur mit den üblicherweise serienmäßig im Kraftfahrzeug vorhandenen Bauteilen erfassen und verarbeiten.

In einer Ausführungsform wird im Fehlerfall ein Fehlersignal und im Nicht-Fehler-Fall ein OK-Signal erzeugt. Damit lässt sich feststellen, ob eine Überprüfung des Sekundärluftsystems durchgeführt wurde (nur dann wird ein OK-Signal oder ein Fehlersignal erzeugt) und ob die Überprüfung ein fehlerfreies Arbeiten des Sekundärluftsystems erkannt hat (Ausgabe eines OK-Signals).

Diese Signale können ausgelesen werden. Damit kann die ordnungsgemäße Funktion des Sekundärluftsystems im Rahmen einer Wartung oder einer technischen Überwachung überprüft werden.

In einer Ausführungsform werden weitere Parameter erfasst und ein Fehlersignal erzeugt, wenn ein Parameter nicht im gewünschten Bereich liegt. Derartige Parameter können beispielsweise Zündaussetzer der Brennkraftmaschine, ein Signal eines Bauteils des Sekundärluftsystems oder ein Signal eines Abgastemperaturfühlers sein. Fehler, die Einfluss auf das Messergebnis haben können, lösen ein eigenes Fehlersignal aus. Damit wird verhindert, dass eine Messung unter fehlerhaften Bedingungen als fehlerfrei anerkannt wird.

Damit wird die Sicherheit des Überwachungssystems erhöht.

In einer alternativen Ausführungsform wird ein Sperrsignal erzeugt, wenn einer der weiteren Parameter oder ein bestimmter weiterer Parameter nicht im gewünschten Bereich liegt. Dann wird die Diagnose abgebrochen und weder ein Fehlersignal noch ein OK-Signal erzeugt. Auf diese Weise führen Fehler, deren Ursache nicht im Sekundärluftsystem liegt oder Fehler die anderweitig erfasst werden, nicht zu einer Fehlermeldung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sondern zum Abbruch des Verfahrens.

In einer Ausführungsform wird die Überwachung des Sekundärluftsystems nur dann durchgeführt, wenn die Starttemperatur der Brennkraftmaschine in einem Bereich liegt, bei dem das Sekundärluftsystem arbeiten soll. Dieser Bereich für die Starttemperatur der Brennkraftmaschine liegt beispielsweise zwischen –10°C und +35°C oder zwischen +5°C und +35°C. Liegt die Starttemperatur der Brennkraftmaschine außerhalb dieses Temperaturbereichs, so bleibt das Sekundärluftsystem abgeschaltet. Eine Überwachung des Sekundärluftsystems ist in diesem Fall unnötig und auch nicht sinnvoll.

In einer Ausführungsform wird bei einem Abgassystem mit zwei Abgasfluten die Überwachung jeder Abgasflut separat durchgeführt. Dabei wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Überwachung für eine der Abgasfluten einen Fehler erkennt. So wird auch ein Fehler erkannt, der nur auf eine Abgasflut wirkt.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen und Messkurven. Im Folgenden wird anhand der Zeichnung und Messkurven die Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Brennkraftmaschine mit Sekundärluftsystem,
2a Messergebnisse eines Kaltstart-Tests einer Brennkraftmaschine mit Sekundärluftsystem und zwei Abgasfluten, wobei die Sekundärluftversorgung einer Abgasflut unterbrochen ist,
2b den Kaltstart-Test aus 2a mit einem schwächerem Sekundärluftsystem,
3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens als Logikschaltplan.
1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1. Im vorliegenden Fall ist die Brennkraftmaschine 1 als V-Motor mit zwei unabhängigen Abgasfluten 2, 3 dargestellt. Als Abgasflut 2, 3 wird im Folgenden eine zusammenhängende Abfolge von Abgaskrümmer, Katalysatoren, Abgasrohren und Schalldämpfern verstanden, durch die hindurch die Abgase der Brennkraftmaschine 1 an die Umgebung abgeführt werden. An die rechte Seite der Brennkraftmaschine 1 schließt sich eine Abgasflut 2 an. An die linke Seite der Brennkraftmaschine 1 schließt sich eine Abgasflut 3 an.
Eine Sekundärluftpumpe 4 ist über ein Sekundärluftventil 5 und einen Sekundärluftschlauch 7 mit der rechten Abgasflut 2 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Über den Sekundärluftschlauch 7 wird den Abgasen, die aus der Brennkraftmaschine 1 in die Abgasflut 2 einströmen, Sekundärluft zugeführt.
Die Sekundärluftpumpe 4 ist über ein Sekundärluftventil 6 und einen Sekundärluftschlauch 8 mit der linken Abgasflut 3 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Über den Sekundärluftschlauch 7 wird den Abgasen, die aus der Brennkraftmaschine 1 in die Abgasflut 3 einströmen, Sekundärluft zugeführt.
In der rechten Abgasflut 2 ist ein Abgastemperatursensor 11 vorgesehen. Der Abgastemperatursensor 11 erfasst die Abgastemperatur vor dem Vor-Katalysator 13. Üblicherweise verfügt eine Abgasflut 2 auch über einen Lambda-Sensor 9 zur Erfassung der Sättigung des Abgasgemisches.
In der linken Abgasflut 3 ein Abgastemperatursensor 12 vorgesehen. Der Abgastemperatursensor 12 erfasst die Abgastemperatur vor dem Vor-Katalysator 14. Üblicherweise ist auch in Abgasflut 3 ein Lambda-Sensor 10 zur Erfassung der Sättigung des Abgasgemisches vorhanden.
Die Brennkraftmaschine 1, die Sekundärluftpumpe 4, die Sekundärluftventile 5 und 6, die Lambda-Sensoren 9 und 10 sowie die Abgastemperatursensoren 11 und 12 sind mit einer Steuereinheit 15 elektrisch verbunden. Die Steuereinheit 15 steuert die Brennkraftmaschine 1, die Sekundärluftpumpe 4, die Sekundärluftventile 5 und 6, die Lambda-Sensoren 9 und 10 und die Abgastemperatursensoren 11 und 12 und erfasst die Daten, die diese an die Steuereinheit 15 senden.
Der Abgastemperatursensor 11, 12 erfasst die Starttemperatur 21, 27 und die aktuelle Ist-Temperatur 20, 26 in der Abgasflut 2, 3 und gibt diese an die Steuereinheit 15 weiter.
In einer Ausführungsform der Erfindung arbeitet das Verfahren nur, wenn die Starttemperatur der Brennkraftmaschine 1 innerhalb des eines vorgegebenen Intervalls liegt. Dieses Intervall entspricht dem Bereich der Starttemperatur der Brennkraftmaschine 1, bei dem das Sekundärluftsystem arbeiten soll.
Durch die Zufuhr von Sekundärluft und die dadurch ausgelöste Oxidation der Abgase steigt die Abgastemperatur. Aus der Temperaturveränderung kann auf eine funktionierende oder fehlerhafte Sekundärluftzufuhr geschlossen werden. Die Abgastemperatur wird von dem Abgastemperatursensor 11, 12 erfasst und die Daten werden in der Steuereinheit 15 ausgewertet. Unterschreitet die als Heizwert 22, 28 erfasste Abgastemperaturerhöhung zwischen Startwert 21, 27 und Istwert 20, 26 am Messzeitpunkt einen unteren Heiz-Sollwert 23, 29 (oder weicht sie über einen Toleranzbereich hinaus von den erwarteten Werten ab), so meldet die Steuereinheit 15 einen Fehler des Sekundärluftsystems.
2a und 2b stellen die Ergebnisse aus zwei unterschiedlichen Tests an einer Brennkraftmaschine 1 mit zwei Abgasfluten 2, 3 dar. Sie zeigen den zeitlichen Verlauf von Abgastemperatur und Abgassättigung beim Kaltstart einer Brennkraftmaschine 1 mit Sekundärluftsystem und zwei Abgasfluten 2, 3.
Dargestellt werden die zeitliche Veränderung der Abgastemperaturen für Abgasflut 2 und 3 an den, vor den Vor-Katalysatoren 13 und 14 angeordneten, Abgastemperatursensoren 11 und 12, der Zeitliche Verlauf der Abgastemperatur in den Vor-Katalysatoren 13 und 14 selbst sowie die zeitliche Veränderung der Abgassättigung an den Lambdasonden 9 und 10 und die Temperatur der Brennkraftmaschine 1.
In 2a sind die Messergebnisse eines Tests dargestellt, bei dem die Sekundärluftversorgung von Abgasflut 3 ordnungsgemäß arbeitet, wohingegen in Abgasflut 2 die Sekundärluftzufuhr durch Schließen des Sekundärluftventils 5 unterbrochen ist.
Der gesamte Test umfasst eine Messzeit von 50 Sekunden. Kurve J zeigt die Temperatur der Brennkraftmaschine 1. Sie ist während des Tests annähernd konstant. Alle weiteren erfassten Messkurven können in eine erste Phase des Einschaltens der Brennkraftmaschine von ca. 8–12 Sekunden und eine nachfolgende Kaltstartphase unterschieden werden. Der Verlauf der Messkurven in der ersten Phase ist hauptsächlich von Einschalteffekten beeinflusst und daher wenig informativ. Erst nach der Einschaltphase bieten die Messkurven den für einen Kaltstart charakteristischen Verlauf. In den nachfolgenden Erläuterungen wird daher nur dieser Bereich nach der Einschaltphase betrachtet.
Kurve A stellt das Signal des Abgastemperatursensors 11 für die Abgasflut 2 dar. Nach der ersten Phase des Einschaltens der Brennkraftmaschine 1 steigt die Kurve A schnell an.
Kurve B stellt das Signal des Abgastemperatursensors 12 der Abgasflut 3 dar. Diese Kurve ist deutlich steiler als die vergleichbare Kurve A der Abgasflut 2. Bei ordnungsgemäß arbeitendem Sekundärluftsystem steigt die Abgastemperatur also deutlich schneller an, als bei einer Abgasflut mit fehlerhaftem Sekundärluftsystem (Abgasflut 2).
Kurve F stellt das Signal der Lambdasonde 9 der Abgasflut 2 dar. Es stellt die Sättigung der Abgase am Messort dar. Dieses Signal ist nach der Einschaltphase über die gesamte Messzeit annähernd konstant.
Kurve E stellt das Signal der Lambdasonde 10 der Abgasflut 3 dar. Es liegt nach der Einschaltphase (ca. 12 sec nach Testbeginn) oberhalb des Signals der Lambdasonde 9 der Abgasflut 2. Durch das Zuschalten der Sekundärluftzufuhr wird das Signal angehoben. Für den Zeitraum, in dem das Sekundärluftsystem aktiv ist, ist das Abgasgemisch der Abgasflut 3 (mit funktionierendem Sekundärluftsystem) im vorliegenden Test (2a) also magerer, als das Abgasgemisch der Abgasflut 2 (mit fehlerhafter Sekundärluftzufuhr). Kurve E der Lambdasonde 10 der Abgasflut 3 fällt 46 Sekunden nach Testbeginn (also nach Abschaltung des Sekundärluftsystems) auf das Niveau der Kurve F der Lambdasonde 9 (Abgasflut 2) ab.
Kurve C stellt die Temperaturentwicklung im Vor-Katalysator 13 dar. Kurve C steigt etwas später und deutlich langsamer an als Kurve A.
Kurve D stellt die Temperaturentwicklung im Vor-Katalysator 14 der Abgasflut 3 dar. Kurve D steigt über lange Zeit annähernd gleich an wie Kurve C des Vor-Katalysators 13 der Abgasflut 2 an. Erst ca. 20 Sekunden nach Ende der Einschaltphase trennen sich die beiden Kurven D und C. Danach steigt die Kurve D der Abgasflut 3 mit ordnungsgemäß arbeitendem Sekundärluftsystem steiler an als die Kurve C der Abgasflut 2 mit fehlerhaftem Sekundärluftsystem. Damit ist der Vor-Katalysator 13, 14 als Messpunkt zur Sekundärluftdiagnose wenig geeignet. Hier ist ein fehlerhaftes Sekundärluftsystem erst sehr spät anhand des Temperaturverhaltens zu erkennen.
Messkurve H stellt die Differenz der Messkurven C und D (Abgastemperaturen im Vor-Katalysator 13, 14) grafisch dar (H = D – C). Messkurve H ist über weite Bereiche annähernd Null und steigt erst in der zweiten Hälfte der Kaltstartphase an. Das heißt, dass an diesem Messort erst sehr spät in der Kaltstarphase ein Fehler des Sekundärluftsystems erkannt werden kann.
Messkurve I stellt die Differenz der Messkurven A und B (Abgastemperaturen vor dem Vor-Katalysator am Ort der Abgastemperatursensoren 11, 12) dar. Die Messkurve steigt fast sofort nach Ende der Einschaltphase an. Das heißt, dass an diesem Messort bereits sehr früh in der Kaltstarphase ein Fehler des Sekundärluftsystems erkannt werden kann.
Aus dem Vergleich zwischen Messkurve H und Messkurve I lässt sich erkennen, dass ein Fehler in der Sekundärluftzufuhr durch den Abgastemperatursensor 11, 12 vor dem Vor-Katalysator 13, 14 früher und sicherer erkannt wird als durch eine Abgastemperaturerfassung im Vor-Katalysator 13, 14.
Messkurve G stellt den Unterschied in der Abgassättigung zwischen den Messkurven E (Abgassättigung unter Sekundärluftzufuhr) und F (Abgassättigung ohne Sekundärluftzufuhr) grafisch dar. Bei Beginn der Sekundärluftzufuhr steigt Messkurve G auf einen annähernd konstanten Wert an und fällt nach Abschalten der Sekundärluftzufuhr wieder auf 0 ab. Die Sekundärluftzufuhr erhöht also die Sättigung des Abgases um einen annähernd konstanten Wert. Diese von dem Sekundärluft system verursachte Signalanhebung beginnt ungefähr bei t = 10 sec und endet bei t = 46 sec. Dies ist das Zeitintervall in dem das Sekundärluftsystem aktiv ist. Die Überwachung des Sekundärluftsystems muss innerhalb dieses Zeitintervalls stattfinden.
In 2a sind zwei Messzeitpunkte als senkrechte Linien festgehalten. Dabei ist t(0) der Zeitpunkt an dem der Startwert 21, 27 der Messung erfasst wird. Die zweite Linie entspricht dem Messzeitpunkt t(x), an dem der Istwert 20, 26 der Messung erfasst wird.
Die erste Linie für den Startzeitpunkt t(0) der Sekundärluftdiagnose liegt bei t = 14 Sekunden. Dieser Zeitpunkt t(0) wird so gewählt, dass der Einschaltvorgang schon sicher abgeschlossen ist. Gleichzeitig liegt der Zeitpunkt t(0) für den Start der Messung und die Erfassung des Startwerts 21, 27 möglichst zeitnah am Beginn der Sekundärluftzufuhr (hier ungefähr 5 Sekunden nach Beginn der Sekundärluftzufuhr).
Die zweite Linie liegt bei t = 19 Sekunden und legt den Zeitpunkt t(x) für die Erfassung des Istwerts 20, 26 fest.
Die nachfolgende Tabelle stellt für 2a die Werte der dargestellten Kurven A–J zu den beiden Messzeitpunkten dar:
In 2b sind ebenfalls Messergebnisse eines Tests dargestellt, bei dem die Sekundärluftversorgung von Abgasflut 3 ordnungsgemäß arbeitete, wohingegen bei Abgasflut 2 das Sekundärluftventil 5 geschlossen war. Gegenüber 2a ist dabei in 2b die Luftzufuhr des ordnungsgemäß arbeitenden Sekundärluftsystems verringert. Dazu wurde der Querschnitt des luftzuführenden Schlauchs in 2b auf weniger als die Hälfte gegenüber 2a reduziert. Mit dieser Messung soll festgestellt werden, ob auch bei einem Sekundärluftsystem mit niedrigerer Luftzuführung anhand der Abgastemperaturentwicklung ein ordnungsmäß arbeitendes Sekundärluftsystem von einem defekten Sekundärluftsystem unterschieden werden kann.
In 2b sind die zwei Messpunkte als t(o) und t(x) ebenfalls als senkrechte Linien festgehalten. Die Linie für den Zeitpunkt t(0) der Startwerterfassung liegt bei t = 15 Sekunden. Die zweite Linie für den Messzeitpunkt t(x) der Istwerterfassung liegt bei t = 20 Sekunden.
Die nachfolgende Tabelle stellt für 2b die Werte der dargestellten Kurven A–J zu den beiden Messzeitpunkten dar:
Es zeigt sich, dass die Abgastemperatur sehr stark von dem Vorhandensein einer Sekundärluftzufuhr abhängt. Im Vergleich zwischen 2a und 2b ist erkennbar, dass eine Abgastemperaturmessung durch einen, vor dem Vor-Katalysator 13, 14 angeordneten, Abgastemperatursensor 11, 12 auch bei niedriger Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluftsystem eine gute Unterscheidung zwischen funktionierendem und defekten Sekundärluftsystem ermöglicht.
Dabei führten weitere Tests mit Variationen in der zugeführten Sekundärluftmenge typischerweise zu Abgassättigungswerten von 1,28 bis 1,06 und zu Heizwerten von 180–160 °C. Der Ausfall des Sekundärluftsystems führte hingegen zu Abgassättigungswerten von 0,89–0,87 und Heizwerten von 105–100 °C. Ein Ausfall der Sekundärluft kann also, ohne Informationen über die Sättigung der Abgase, allein aus dem veränderten Heizwert erkannt werden.
Dabei ist der Vor-Katalysator 13, 14 als Messpunkt weniger geeignet (siehe Messkurven C und D), da sich die Unterschiede in der Temperaturentwicklung hier erst sehr spät und dann im Vergleich zum Messpunkt Abgastemperatursensor 11, 12 weniger stark zeigen.
3 zeigt eine Prinzipdarstellung des Verfahrens zur Sekundärluftdiagnose am Beispiel einer Brennkraftmaschine 1 mit zwei Abgasfluten 2, 3. Dabei wird für die erste Abgasflut 2 ein Startwert 21 für die Abgastemperatur erfasst. Zusammen mit einem nach dem Startwert 21 gemessenen Istwert 20 der Abgastemperatur wird daraus ein Heizwert 22 ermittelt, um den der Istwert 20 der Abgastemperatur gegenüber dem Startwert 21 angestiegen ist. Dieser Heizwert 22 wird mit einem aus einem Kennfeld zugeordneten Heiz-Sollwert 23 verglichen.
Im Kennfeld sind Heiz-Sollwerte 23 hinterlegt. Abhängig von den konkret vorliegenden Bedingungen wird einem Heizwert 22 ein Heiz-Sollwert 23 zugeordnet.
Diese Bedingungen sind beispielsweise die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 beim Start sowie die Daten eines Zündungszählers oder eine akkumulierte Luftmasse.
Unterschreitet der Heizwert 22 den Heiz-Sollwert 23 oder weicht der Heizwert 22 um mehr als ein vorgebbares Intervall vom Heiz-Sollwert 23 ab, so wird eine Fehlermeldung 24 erzeugt.
Da im Ausführungsbeispiel der 3 zwei Abgasfluten 2 und 3 vorgesehen sind, wird analog zur ersten Abgasflut 2 für die zweite Abgasflut 3 ein Startwert 27 für die Abgastemperatur ermittelt. Zusammen mit einem danach gemessenen Istwert 26 für die Abgastemperatur wird daraus ein Heizwert 28 ermittelt, um den der Istwert 26 gegenüber dem Startwert 27 angestiegen ist. Dieser Heizwert 28 wird mit einem aus einem Kennfeld zugeordneten Heiz-Sollwert 29 verglichen. Unterschreitet der Heizwert 28 den Heiz-Sollwert 29 oder weicht der Heizwert 28 um mehr als ein vorgebbares Intervall vom Heiz-Sollwert 29 ab, so wird eine Fehlermeldung 30 erzeugt.
In der, in 3 dargestellten, Ausführungsform der Erfindung, ist die Auswertung der Abgastemperatur verknüpft mit dem Ergebnis einer Verknüpfung 36. Die Verknüpfung 36 gibt nur dann ein Freigabesignal weiter, wenn alle mit der Verknüpfung 36 verbundenen Ausgänge der logischen Einheiten 33, 34 und 35 ein OK-Signal an Verknüpfung 36 senden.
In der einfachsten Ausführungsform ist die Verknüpfung 36 nur mit einer Zeiterfassung 34 verknüpft.
In der logischen Einheit 34 des in 3 dargestellten Schaltplans wird die Zeit erfasst, die seit der Erfassung des Startwerts 21, 27 vergangen ist. Dieser Wert für die seit dem Startwert 21, 27 vergangene Zeit wird mit einer Sollzeit verglichen. Ist die Sollzeit erreicht, so gibt die Einheit 34 ein Freigabesignal an die Verknüpfung 36 aus.
In 3 wird in der logischen Einheit 33 des Schaltplans überprüft, ob die Rahmenbedingungen für den Einsatz des Sekundärluftsystems erfüllt sind, bei denen das Sekundärluftsystem arbeiten soll. Beispielsweise wird geprüft, ob eine Temperatur der Brennkraftmaschine 1 innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt. Dabei wird geprüft, ob die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 unterhalb einer Obergrenze liegt. Diese Obergrenze liegt typischerweise bei 35 °C. Es wird geprüft, ob die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 oberhalb einer Untergrenze liegt. Diese liegt typischerweise bei +5°C. Ebenso kann erfasst werden, ob das Kraftfahrzeug in extremer Höhe eingesetzt wird. Dazu kann eine Drosselklappenhöhenadaption überwacht werden. Entspricht die Drosselklappeneinstellung einer Höhenadaption, die einer Höhe oberhalb 2500 m.ü.M. entspricht oder liegt die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 nicht im gewünschten Bereich, so wird an die Verknüpfung 36 ein Fehlersignal weitergegeben.
In der logischen Einheit 35 des Schaltplans können weitere Parameter, wie Parameter zur Funktionsüberwachung der Abgastemperatursensoren 11, 12 oder Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 überwacht werden. Typische Beispiele für derartige Betriebsparameter sind die Betriebsspannung einer Versorgungsbatterie, eine Einstellung einer Drosselklappenverstelleinheit, eine Kraftstoffversorgung sowie mögliche Zündaussetzer der Brennkraftmaschine 1. Ebenso kann überprüft werden, ob ein Signal für einen Steuergerätenachlauf gleich Null ist.
Nur wenn alle überwachten Parameter der logischen Einheiten 33, 34, 35 im erlaubten Bereich liegen wird in der Verknüpfung 36 ein Freigabesignal erzeugt. Liegt das Freigabesignal vor und bleiben in beiden Abgasfluten 2, 3 die gemessenen Heizwerte 22, 28 innerhalb des erlaubten Bereichs, so arbeitet das Sekundärluftsystem ordnungsgemäß. In diesem Fall wird ein OK-Signal 32 erzeugt. Dieses OK-Signal 32 kann extern auslesbar sein.
Jede andere Konstellation führt zu einem Fehlersignal 24 und/oder einem Fehlersignal 30 und damit zu einer Fehlermeldung 25. Diese Fehlermeldung 25 ist extern auslesbar. Ebenso können auch das Fehlersignal 24 und das Fehlersignal 30 extern auslesbar sein.
Damit ist eine sichere Überwachung des Sekundärluftsystems möglich, die nur mit den bereits serienmäßig vorhandenen Sensoren auskommt.
In einer alternativen Ausführungsform wird, wenn in der logischen Einheit 33 ein Sperrsignal erzeugt wird, die Überwachung des Sekundärluftsystems deaktiviert. Dabei wird weder ein Fehlersignal 25 noch ein OK-Signal 32 erzeugt.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann, wie in 3 dargestellt, ein Zyklenzähler 31 vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform kann damit festgestellt werden, wie oft die Sekundärluftüberwachung einen Fehler des Sekundärluftsystems erkannt und ein Fehlersignal 25 erzeugt hat. Ebenso kann die Anzahl der fehlerfreien Zyklen, die Information über den Fehlerort (z.B. linke oder rechte Abgasflut, Zündaussetzer etc.) und dergleichen auslesbar in einem Datenspeicher abgelegt werden.

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Sekundärluftsystems in Verbindung mit einem Abgassystem mit einer Abgasflut (2, 3) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, – dass in dem einer Sekundärluftzuleitung (7, 8) nachgeordneten Bereich der Abgasflut (2, 3) ein Startwert der Abgastemperatur (21, 27) erfasst wird, – dass zu einem Zeitpunkt nach dem Start ein Istwert (20, 26) der Abgastemperatur erfasst wird, – dass aus dem Startwert (21, 27) und dem Istwert (20, 26) der Abgastemperatur ein Heizwert (22, 28) errechnet wird, – dass der Heizwert (22, 28) mit einem Heiz-Sollwert (23, 29) verglichen wird und – dass bei einer Unterschreitung des Heiz-Sollwerts (23, 29) durch den Heizwert (22, 28) ein Fehler im Sekundärluftsystem erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heiz-Sollwert (23, 29) von einem Soll-Kennfeld bereitgestellt wird, wobei das Soll-Kennfeld eine Funktion einer aktuellen Temperatur der Brennkraftmaschine (1) und eines Wertes für eine akkumulierte Luftmasse oder eines Zündungszählers ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fehlerfall ein Fehlersignal (25) und im Nicht-Fehler-Fall ein OK-Signal (32) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fehlersignal (25) bzw. OK-Signal (32) extern auslesbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Parameter erfasst werden und ein Fehlersignal (25) erzeugt wird, wenn ein Parameter nicht im gewünschten Bereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parameter ein Betriebsparameter eines Abgastemperaturfühlers (11, 12) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parameter ein Betriebsparameter des Sekundärluftsystems ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parameter ein Zündsignal der Brennkraftmaschine (1) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt (33) der Startwert der Temperatur der Brennkraftmaschine (1) mit einem Startwert-Sollintervall verglichen wird und ein Fehlersignal oder ein Abbruchsignal erzeugt wird, wenn der Startwert der Temperatur der Brennkraftmaschine (1) außerhalb des Startwert-Sollintervalls liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Abgassystem mit zwei Abgasfluten (2, 3) die Überwachung jeder Abgasflut (2, 3) separat durchgeführt wird.