DE102019213787A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Sekundärluftventils in einem Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Sekundärluftventils in einem Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Sekundärluftsystems in einem Motorsystem (1) mit einem Verbrennungsmotor (2), wobei das Sekundärluftsystem ein Luftzuführungssystem (4) mit einem Abgasabführungssystem (5) stromaufwärts einer Lambdasonde (16) über ein Sekundärluftventil (12) verbindet, um in einem Sekundärluftbetrieb Frischluft in das Abgasabführungssystem (5) einzubringen, wobei in einem Diagnosebetrieb folgende Schritte durchgeführt werden:- Ändern (S2, S5) der Stellung des Sekundärluftventils (12);- Detektieren (S3, S6) einer Änderung des Verlaufs eines Lambdasignals der Lambdasonde (16) abhängig von der Änderung der Stellung des Sekundärluftventils (12);- Signalisieren (S4, S7) eines Fehlers im Sekundärluftsystem (10), wenn keine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals detektiert wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, insbesondere Verbrennungsmotoren für Motoren, die ein sogenanntes Sekundärluftventil aufweisen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Diagnose eines solchen Sekundärluftventils.
  • Technischer Hintergrund
  • Eine üblicherweise bei motorisierten Zweirädern eingesetzte Komponente zur Verbesserung der Emissionsqualität stellt das Sekundärluftventil dar. Das Sekundärluftventil ermöglicht für bestimmte Betriebsbedingungen ein Zuführen von Frischluft aus dem Luftzuführungssystem in das Abgasabführungssystem, so dass der Abgasnachbehandlungseinrichtung zusätzlicher Sauerstoff zugeführt wird. Dies ermöglicht eine emissionstechnisch günstigere Verbrennung.
  • Ein Fehler des Sekundärluftsystems führt zu einer Störung der gezielt gesteuerten emissionsmindernden Frischluftzufuhr in das Abgasabführungssystem, und es kommt zum Überschreiten der Emissionsgrenzwerte. Mögliche Fehler des Sekundärluftsystems umfassen ein offen oder geschlossen oder in einer Zwischenposition klemmendes Sekundärluftventil oder eine Unterbrechung der Zufuhr zwischen Sekundärluftventil und Einleitung in das Abgasabführungssystem.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zur Diagnose eines Sekundärluftsystems in einem Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Diagnose eines Sekundärluftsystems in einem Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen, wobei das Sekundärluftsystem eine Luftzuführungsabschnitt mit einem Abgasabführungsabschnitt stromaufwärts einer Lambdasonde über ein Sekundärluftventil verbindet, um in einem Sekundärluftbetrieb Frischluft in das Abgasabführungsabschnitt einzubringen, wobei in einem Diagnosebetrieb folgende Schritte durchgeführt werden:
    • - Ändern der Stellung des Sekundärluftventils;
    • - Detektieren einer Änderung des Verlaufs eines Lambdasignals der Lambdasonde abhängig von der Änderung der Stellung des Sekundärluftventils;
    • - Signalisieren eines Fehlers im Sekundärluftsystem, wenn keine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals detektiert wird.
  • Das obige Verfahren sieht eine Diagnosemöglichkeit für ein Sekundärluftsystem vor, das im Verbrennungsmotor insbesondere für Zweiräder zum Einsatz kommen kann. Insbesondere ist das Diagnoseverfahren geeignet für Motorsysteme mit Zweipunkt-Lambdasonden, wie sie in Zweiradsystemen üblicherweise verwendet werden.
  • Der Kern des obigen Verfahrens besteht in der Auswertung des Lambdasignals einer vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordneten Lambdasonde als Reaktion auf eine gezielte Veränderung der Stellung des Sekundärluftventils. Insbesondere wird die Zeitdauer bis zur Reaktion des Lambdasignals auf eine gezielte Veränderung der Stellung des Sekundärluftventils ausgewertet. Zur Diagnose wird bei stationären Betriebsbedingungen das Sekundärluftventil aus dem Geschlossen-Zustand geöffnet bzw. aus dem Offenzustand geschlossen und die darauf erfolgende Reaktion des Lambdasignals der Lambdasonde ausgewertet.
  • Sofern das Sekundärluftventil ordnungsgemäß öffnet oder schließt, zeigt sich ein Sauerstoffüberschuss oder Kohlenwasserstoffüberschuss an der Lambdasonde. Falls nach der Veränderung der Stellung des Sekundärluftventils eine vorzeitige Reaktion des Lambdasignals auftritt, kann eine Funktionsstörung des Sekundärluftsystems festgestellt werden.
  • Bei einer fehlerfreien Funktion des Motorsystems wird bei einer Regelung mit einer Zweipunkt-Lambdasonde das Lambdasignal mit definierten Zeitdauern eine Fettphase, d. h. eine Verbrennung mit Kraftstoffüberschuss, oder eine Magerphase, d. h. eine Verbrennung mit Sauerstoffüberschuss, anzeigen, wenn das Sekundärluftventil nicht defekt ist. Wird nach einer Diagnoseverstellung des Sekundärluftventils vorzeitig ein Zustandswechsel von einer Magerphase zu einer Fettphase oder umgekehrt erkannt, so ist dies ein Indikator für eine Funktionsstörung im Sekundärluftsystem, insbesondere des Sekundärluftventils.
  • Die Idee des obigen Verfahrens besteht in der Auswertung der Zeitdauer bis eine Änderung des Lambdasignals im Vergleich zu einem ordnungsgemäß funktionierendem System auftritt. Beim ordnungsgemäß funktionierendem System tritt bei einer Verstellung eine Verzögerung eines Pegelwechsels des Lambdasignals auf. Bei einem fehlerhaften System ist der Pegelwechsel des Lambdasignals nicht verzögert.
  • Wird das Sekundärluftventil im Rahmen der Diagnose geschlossen, wird ein Fehler erkannt, wenn das Signal der Lambdasonde frühzeitig eine Magerphase anzeigt.
  • Ein Vorteil des obigen Diagnoseverfahrens liegt darin, dass durch die gezielte Änderung der Stellung des Sekundärluftventils und Beobachtung der Auswirkung auf das Lambdasignal der Lambdasonde die größtmögliche Robustheit gegen Fehlererkennungen von Systemfehlern gewährleistet wird. Durch Öffnen des Sekundärluftventils im geeigneten Betriebspunkt wird eine deutliche Erhöhung des Sauerstoffanteils im Verbrennungsabgas bewirkt, der durch die erhöhte Zeitdauer bis zur Änderung des Pegels des Lambdasignals sofort durch die Lambdasonde detektierbar ist.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Diagnosebetrieb nur dann durchgeführt wird, wenn festgestellt wird, dass eine oder mehrere der folgenden Einschaltbedingungen erfüllt sind:
    • - die Lambdasonde ist aktiv,
    • - die Lambdaregelung ist aktiv,
    • - eine Motortemperatur liegt über einem vorgegebenen Schwellenwert,
    • - ein stationärer Betriebspunkt liegt vor;
    • - ein Regelfaktor der Regelung ist stabil, und es liegt ein stationärer Regelungsbetriebspunkt vor;
    • - eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung liegt über einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert;
    • - eine Tankentlüftung ist nicht aktiv oder ist seit einer Mindestdauer aktiv;
    • - es liegen keine elektrischen Fehler der Lambdasonde oder des Sekundärluftventils vor.
  • Weiterhin kann das Sekundärluftventil geöffnet werden, wobei die Änderung des Verlaufs des Lambdasignals der Lambdasonde detektiert wird, indem bei einer Zweipunktregelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches durch eine Lambdaregelung eine zeitliche Verlängerung einer Magerphase aufgrund des Öffnens des Sekundärluftventil festgestellt wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Sekundärluftventil geschlossen wird, wobei die Änderung des Verlaufs des Lambdasignals der Lambdasonde detektiert wird, indem bei einer Zweipunktregelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches durch eine Lambdaregelung eine zeitliche Verlängerung einer Fettphase aufgrund des Öffnens des Sekundärluftventil festgestellt wird;
  • Insbesondere kann im Diagnosebetrieb beim Öffnen oder Schließen des Sekundärluftventils keine Vorsteuerung einer zusätzlichen Kraftstoffmenge zur Kompensation der über das Sekundärluftsystem zugeführten Frischluft erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der Zeitpunkt des Öffnens bzw. der Zeitpunkt des Schließens des Sekundärluftventils jeweils mit den Zeitpunkten des Beginns der Mager- bzw. Fettphasen übereinstimmen.
  • Es kann ein Fehler des Sekundärluftsystems festgestellt werden, wenn mehrfach eine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals der Lambdasonde, insbesondere eine verringerte oder zu geringe Zeitdauer bis zur Änderung des Pegels des Lambdasignals, abhängig von der Änderung der Stellung des Sekundärluftventils festgestellt wird.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals über eine Abweichung von einem vor Einnehmen des Diagnosebetriebs vorliegenden Regelfaktor der Lambdaregelung, der über die Kraftstoffzumessung das Verhältnis zwischen den Zeitdauern der Fettphasen und Magerphasen beeinflusst, bestimmt werden. Der Regelfaktor definiert die Korrektur einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge bezüglich einer durch eine Vorsteuerung vorgegebene einzuspritzende Kraftstoffmenge für das Einstellen eines Lambdawerts von 1. Stabilität des Regelfaktors liegt vor, wenn die zeitliche Änderung dieses Faktors begrenzt ist.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals über eine Abweichung von einem vor Einnehmen des Diagnosebetriebs vorliegenden Lambdawert bestimmt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zur Diagnose eines Sekundärluftsystems in einem Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen, wobei das Sekundärluftsystem eine Luftzuführungsabschnitt mit einem Abgasabführungsabschnitt stromaufwärts einer Lambdasonde über ein Sekundärluftventil verbindet, um in einem Sekundärluftbetrieb Frischluft in das Abgasabführungsabschnitt einzubringen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um in einem Diagnosebetrieb folgende Schritte durchzuführen:
    • - Ändern der Stellung des Sekundärluftventils;
    • - Detektieren einer Änderung des Verlaufs eines Lambdasignals der Lambdasonde abhängig von der Änderung der Stellung des Sekundärluftventils;
    • - Signalisieren eines Fehlers im Sekundärluftsystem, wenn keine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals detektiert wird.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Sekundärl uftsystem;
    • 2 ein Diagramm zum zeitlichen Verlauf von Magerphasen und Fettphasen bei einer Lambdaregelung mit einer Sprunglambdasonde; und
    • 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Diagnose eines Sekundärluftsystems für ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor 2, der Zylinder 3 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Zylinder) aufweist. Dem Verbrennungsmotor 2 wird Luft über ein Luftzuführungssystem 4 zugeführt und Verbrennungsabgas über ein Abgasabführungssystem 5 abgeführt.
  • Im Luftzuführungssystem 4 ist für jeden der Zylinder 3 eine Drosselklappe 6 vorgesehen, um die Luftzufuhr in die Zylinder 3 des Verbrennungsmotors 2 zu steuern. Alternativ kann auch nur eine gemeinsame Drosselklappe für die Zylinder 3 vorgesehen sein.
  • Ferner sind den Zylindern 3 zugeordnete Einspritzventile 7 (Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung) vorgesehen, um in den Zylindern 3 ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bewirken.
  • Ein Volumen des Luftzuführungssystems 4 ist mit einem Sekundärluftsystem 10 versehen. Das Sekundärluftsystem 10 weist eine Sekundärluftleitung 11 auf, die das Volumen des Luftzuführungssystems 4 über Einleitungsstellen 14 mit dem Abgasabführungssystem 5 stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 verbindet. Die Einleitungsstellen 14 der Sekundärluftleitung 11 in das Abgasabführungssystem 5 sind weiterhin mit Rückstauventilen 18 versehen.
  • In der Sekundärluftleitung 11 ist ein Sekundärluftventil 12 vorgesehen, um eine Gasströmung durch die Sekundärluftleitung 11 von dem Luftzuführungssystem 4 in das Abgasabführungssystem 5 zu steuern. Ferner ist eine Lambdasonde 16 stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 und stromabwärts der Einleitungsstellen 14 der Sekundärluftleitung 11 in das Abgasabführungssystem 5 vorgesehen. Die Lambdasonde 16 kann als kontinuierlich messende Lambdasonde Breitband-Lambdasonde oder LSU) oder Zweipunkt-Lambdasonde bzw. Sprungsonde (LSF) vorgesehen sein.
  • Es ist eine Steuereinheit 20 vorgesehen, die den Verbrennungsmotor 3 steuert. Dazu wird eine Lambdaregelung vorgesehen, die bei einem als mager erkannten Verbrennungsabgas im Abgasabführungssystem 5 (als Resultat einer Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches mit Luftüberschuss bezüglich eines stöchiometrischen Gleichgewichts) die eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht und bei einer als zu fett erkannten Verbrennungsabgas (Kohlenwasserstoffanteil im Verbrennungsabgas) (als Resultat einer Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches mit Kraftstoffüberschuss bezüglich eines stöchiometrischen Gleichgewichts) die eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert. Die Erhöhung und Reduzierung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge erfolgt in herkömmlicher Weise über Beaufschlagung einer zum Bereitstellen eines vorbestimmten Sollmoments bereitzustellenden Einspritzmenge.
  • Beim herkömmlichen statischen Betrieb des Motorsystems wird sich bei Verwendung einer Sprung-Lambdasonde ein Verlauf des Lambdasignals L einstellen, wie es in 2 gezeigt ist. Das Lambdasignal wechselt zwischen Signalpegeln, die eine Magerphase und eine Fettphase anzeigen, in zeitlich im wesentlichen konstanten Phasendauern.
  • Unter bestimmten Betriebsbedingungen steuert die Steuereinheit 20 das Sekundärluftventil 12 in einem Sekundärluftbetrieb an, um bei einem zeitweiligen Unterdruck im Abgasabführungssystem 5 die Frischluft aus dem Luftzuführungssystem 4 in das Abgasabführungssystem 5 zu saugen. Die Rückstauventile 14 verhindern das Rückfließen von Verbrennungsabgas aus dem Abgasabführungssystem 5. Durch die Öffnung des Sekundärluftventils 12 wird dem Abgasabführungssystem 5 zusätzlicher Sauerstoff zugeführt, der eine emissionsärmere Verbrennung ermöglicht.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Diagnose des Sekundärluftsystems 10 vorgeschlagen. Das Verfahren zur Diagnose kann als Algorithmus in Software oder in Hardware in der Steuereinheit 20 implementiert sein.
  • Das Verfahren geht aus von einem betriebenen Verbrennungsmotor mit aktiver Lambdaregelung. Beispielhaft wird das Motorsystem 1 mit einer Zweipunkt-Lambdasonde als die Lambdasonde 16 vorgesehen.
  • In Schritt S1 wird zunächst überprüft, ob ein für die Diagnose geeigneter Betriebspunkt des Motorsystems 1 vorliegt. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S2 fortgesetzt, anderenfalls wird zu Schritt S1 zurückgesprungen. Zur Durchführung des Diagnoseverfahrens erforderliche Einschaltbedingungen können eine oder mehrere der folgenden Kriterien umfassen, die gemeinsam/zeitgleich erfüllt sein müssen:
    • - die Lambdasonde muss aktiv sein,
    • - die Lambdaregelung muss aktiv sein,
    • - eine Motortemperatur liegt über einem vorgegebenen Schwellenwert, um das Durchführen des Diagnoseverfahrens im Kaltlauf auszuschließen,
    • - ein stationärer Betriebspunkt liegt vor, wie beispielsweise ein Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors 2, und
    • - ein Regelfaktor der Regelung ist stabil, und es liegt ein stationärer Regelungsbetriebspunkt vor; und
    • - eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 liegt über einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert, so dass sichergestellt werden kann, dass die Diagnose nur bei funktionsfähiger Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 ausgeführt werden kann;
    • - eine funktionale Ansteuerung des Sekundärluftsystems 10 des Sekundärluftbetriebs zur Emissionsverhinderung liegt nicht vor;
    • - eine Tankentlüftung ist nicht aktiv oder ist seit einer Mindestdauer aktiv, so dass eine Ausregelung des Einflusses der aus einem Tanksystem zugeführten Gase erfolgt ist;
    • - es liegen keine elektrischen Fehler der Lambdasonde 16 oder des Sekundärluftventils 12 vor.
  • Im Schritt S2 wird zur Diagnose das Sekundärluftventil 12 geöffnet. Dabei strömt Frischluft aus dem Luftzuführungssystem 4 in das Abgasabführungssystem 5, so dass dort der Sauerstoffanteil ansteigt. Vor dem Öffnen des Sekundärluftventils 12 erfolgt eine Zweipunktregelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, so dass sich der Zustand gleichmäßig mit definierter Zeitdauer zwischen Fett- und Magerphasen ändert. Dieser Vorgang wird durch das Öffnen des Sekundärluftventils 12 gestört, so dass es zu einer verlängerten Magerphase kommt, sofern kein Fehler im Sekundärluftsystem 10 vorliegt bzw. das Sekundärluftventil 12 nicht defekt ist.
  • Beim Öffnen des Sekundärluftventils erfolgt abweichend vom funktionalen Betrieb der Sekundärluftzufuhr während der Diagnose keine Vorsteuerung einer zusätzlichen Kraftstoffmenge zur Kompensation der über das Sekundärluftsystem 10 zugeführten Frischluft.
  • Somit wird im Schritt S3 überprüft, ob die Dauer der Magerphase eine Solldauer für die Magerphase überschreitet. Die Solldauer kann einer Dauer der Magerphase entsprechen oder davon abhängen, wie sie sich unmittelbar vor dem Öffnen des Sekundärluftventils durch die Lambdaregelung eingestellt hat. Die Überwachung der Zeitdauer der Magerphase erfolgt durch Messen der Zeitdauer zwischen einem Wechsel zu einer Magerphase bis zum Wechsel in die Fettphase der Lambdaregelung.
  • Überschreitet die Dauer der Magerphase die Solldauer für die Magerphase (Alternative: Ja), so wird kein Fehler erkannt und das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird ein Fehler erkannt und das Verfahren mit Schritt S4 fortgesetzt
  • In Schritt S4 wird ein erster Fehlerzähler für ein fehlerhaftes Öffnen des Sekundärluftsystem inkrementiert und das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt.
  • In Schritt S5 wurde eine ordnungsgemäße Funktion beim Öffnen des Sekundärluftsystems 10 festgestellt. In Folge wird das Sekundärluftventil 12 geschlossen.
  • Im Schritt S6 wird nach dem Schließen des Sekundärluftventils 12 überprüft, ob das Lambdasignal frühzeitig eine Magerphase anzeigt, d. h. die Fettphase muss für eine Mindestdauer bestehen, da durch das Schließen des Sekundärluftventils 12 die zusätzliche Frischluftzufuhr über das Sekundärluftsystem 10 unterbrochen wird. Wird in Schritt S6 festgestellt, dass das Lambdasignal frühzeitig eine Magerphase anzeigt (Alternative: Ja), wird das Verfahren mit Schritt S7 fortgesetzt. Anderenfalls (Alternative: Nein) wird das Verfahren mit Schritt S8 fortgesetzt.
  • In Schritt S7 wird ein zweiter Fehlerzähler für ein fehlerhaftes Öffnen des Sekundärluftsystem 10 inkrementiert und das Verfahren mit Schritt S8 fortgesetzt.
  • In Schritt S8 wird überprüft, ob eine Anzahl von Diagnoseschleifen ausgeführt worden ist. Wird festgestellt, dass eine Abbruchbedingung erfüllt ist (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S9 beendet und ein Fehler signalisiert, wenn einer der Fehlerzähler einen vorbestimmten Wert überschreitet. Andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen und überprüft, ob die Betriebsbedingungen für die Durchführung der Diagnose noch vorliegen.
  • Gemäß dem obigen Verfahren fordert die Sekundärluftsystemdiagnose mehrfach die Öffnung und Schließung des Sekundärluftventils 12 an. Insbesondere kann das Diagnoseverfahren ausgeführt werden, sobald eine Betriebsphase mit aktivem Sekundärluftsystem beendet wurde, d. h. nach Abschluss der Betriebsphase, während der funktional im Sinne der Emissionsverbesserung aktiv Sekundärluft in das Abgasabführungssystem 5 zugeführt wurde.
  • Die erwarteten Solldauern der Magerphasen und der Fettphasen wird aus der mittleren beobachteten Dauer der Mager- und Fettphasen möglichst unmittelbar vor Beginn des Diagnoseverfahrens ermittelt. Dazu kann die Steuereinheit 20 einen entsprechenden Zeitmesser aufweisen.
  • Zur Steigerung der Robustheit können die jeweiligen Dauern der Fettphasen und der Magerphasen um eine Toleranz vergrößert werden, beispielsweise durch Beaufschlagen mit einem Faktor größer 1. Insbesondere sollte der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Sekundärluftventils 12 jeweils mit den Zeitpunkten des Beginns der Mager- bzw. Fettphasen übereinstimmen.
  • Die Anforderung zum Öffnen des Sekundärluftventils 12 wird also mit dem Flankenwechsel des Lambdasignals von der Fettphase zu der Magerphase getriggert, so dass mit Aufprägen der zusätzlichen Sekundärluft ein definierter Systemzustand gewährleistet ist. Die Anforderung zum Schließen des Sekundärluftventils 12 wird entsprechend dem Zeitpunkt des Flankenwechsels des Lambdasignals von einer Magerphase zu einer Fettphase oder nach Ablauf der Minimaldauer nach dem Flankenwechsel des Lambdasignals von der Fettphase zu der Magerphase getriggert.
  • Das Schließen des Sekundärluftventils 12 nach dem Öffnen des Sekundärluftventils 12 für die Durchführung der Diagnose erfolgt vorzeitig, wenn die Magerphase vorzeitig beendet wird bzw. die Fettphase zu früh eingenommen wird, so dass dadurch ein Fehler erkannt wird.
  • Alternativ zu dem obigen Verfahren kann anstelle der Auswertung der Zeitdauern der Mager- und Fettphasen auch der Regelfaktor ausgewertet werden. Der Regelfaktor gibt ein Verhältnis zwischen den Zeitdauern der Fettphasen und Magerphasen an. Der erste Fehlerzähler wird inkrementiert, wenn nach Öffnen des Sekundärluftventils der Regelfaktor eine Erhöhung um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert erfährt und dadurch eine Anfettung des Luft-Kraftstoff-Gemischs als Reaktion auf die zusätzliche Luftzufuhr zur Lambdasonde darstellt. Der zweite Fehlerzähler wird inkrementiert, wenn nach Schließen des Sekundärluftventils der Regelfaktor sich um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert verringert, was eine Reaktion der Lambdaregelung auf den Entfall der zusätzlichen Luftzufuhr durch Abmagerung des Luft-Kraftstoff-Gemischs ist.
  • Bei Verwendung einer kontinuierlich messenden Lambdasonde kann ebenfalls das Lambdasignal zum Erkennen eines Fehlers ausgewertet werden. Anstelle der Überwachung der Zeitdauer der Magerphasen und Fettphasen kann ein erster Fehlerzähler inkrementiert werden, wenn das Lambdasignal nach Öffnen des Sekundärluftventils im Mittel eine Erhöhung über einen vorgegebenen Schwellenwert erfährt (Abmagerung). Der zweite Fehlerzähler kann entsprechend inkrementiert werden, wenn das Lambdasignal nach Schließen des Sekundärluftventils 12 im Durchschnitt eine Absenkung unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts erfährt.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Diagnose eines Sekundärluftsystems in einem Motorsystem (1) mit einem Verbrennungsmotor (2), wobei das Sekundärluftsystem ein Luftzuführungssystem (4) mit einem Abgasabführungssystem (5) stromaufwärts einer Lambdasonde (16) über ein Sekundärluftventil (12) verbindet, um in einem Sekundärluftbetrieb Frischluft in das Abgasabführungssystem (5) einzubringen, wobei in einem Diagnosebetrieb folgende Schritte durchgeführt werden: - Ändern (S2, S5) der Stellung des Sekundärluftventils (12); - Detektieren (S3, S6) einer Änderung des Verlaufs eines Lambdasignals der Lambdasonde (16) abhängig von der Änderung der Stellung des Sekundärluftventils (12); - Signalisieren (S4, S7) eines Fehlers im Sekundärluftsystem (10), wenn keine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals detektiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Diagnosebetrieb durchgeführt wird, wenn festgestellt wird, dass eine oder mehrere der folgenden Einschaltbedingungen erfüllt sind: - die Lambdasonde (16) ist aktiv, - die Lambdaregelung ist aktiv, - eine Motortemperatur liegt über einem vorgegebenen Schwellenwert, - ein stationärer Betriebspunkt liegt vor; - ein Regelfaktor der Regelung ist stabil, und es liegt ein stationärer Regelungsbetriebspunkt vor; - eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung liegt über einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert; - eine Tankentlüftung ist nicht aktiv oder ist seit einer Mindestdauer aktiv; - es liegen keine elektrischen Fehler der Lambdasonde oder des Sekundärluftventils vor.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Sekundärluftventil (12) geöffnet wird, wobei die Änderung des Verlaufs des Lambdasignals der Lambdasonde (16) detektiert wird, - indem bei einer Zweipunktregelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches durch eine Lambdaregelung eine zeitliche Verlängerung einer Magerphase aufgrund des Öffnens des Sekundärluftventil (12) festgestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Sekundärluftventil (12) geschlossen wird, wobei die Änderung des Verlaufs des Lambdasignals der Lambdasonde (16) detektiert wird, indem bei einer Zweipunktregelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches durch eine Lambdaregelung eine zeitliche Verlängerung einer Fettphase aufgrund des Öffnens des Sekundärluftventil (12) festgestellt wird;
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei im Diagnosebetrieb beim Öffnen oder Schließen des Sekundärluftventils (12) keine Vorsteuerung einer zusätzlichen Kraftstoffmenge zur Kompensation der über das Sekundärluftsystem (10) zugeführten Frischluft erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Zeitpunkt des Öffnens bzw. der Zeitpunkt des Schließens des Sekundärluftventils (12) jeweils mit den Zeitpunkten des Beginns der Mager- bzw. Fettphasen übereinstimmt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Fehler des Sekundärluftsystems (10) festgestellt wird, wenn mehrfach eine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals der Lambdasonde (16), insbesondere mehrfach eine verringerte oder zu geringe Zeitdauer bis zur Änderung des Pegels des Lambdasignals, abhängig von der Änderung der Stellung des Sekundärluftventils (12) festgestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals über eine Abweichung von einem vor Einnehmen des Diagnosebetriebs vorliegenden Regelfaktor der Lambdaregelung, der über die Kraftstoffzumessung das Verhältnis zwischen den Zeitdauern der Fettphasen und Magerphasen beeinflusst, bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals über eine Abweichung von einem vor Einnehmen des Diagnosebetriebs vorliegenden Lambdawert bestimmt wird.
  10. Vorrichtung, insbesondere eine Steuereinheit (20), zur Diagnose eines Sekundärluftsystems (10) in einem Motorsystem (1) mit einem Verbrennungsmotor (2), wobei das Sekundärluftsystem (10) ein Luftzuführungssystem (4) mit einem Abgasabführungssystem (5) stromaufwärts einer Lambdasonde (16) über ein Sekundärluftventil (12) verbindet, um in einem Sekundärluftbetrieb Frischluft in das Abgasabführungssystem (5) einzubringen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um in einem Diagnosebetrieb folgende Schritte durchzuführen: - Ändern der Stellung des Sekundärluftventils (12); - Detektieren einer Änderung des Verlaufs eines Lambdasignals der Lambdasonde (16) abhängig von der Änderung der Stellung des Sekundärluftventils (12); - Signalisieren eines Fehlers im Sekundärluftsystem (10), wenn keine Änderung des Verlaufs des Lambdasignals detektiert wird.
  11. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
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