DE10223554C1 - Verfahren zur Diagnose einer Lambdasonde - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Diagnose einer Breitband-Lambdasonde (14), die im Abgastrakt (12) einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist und ein Ausgangssignal (LAM) abgibt, wobei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, mit dem die Brennkraftmaschine (10) betrieben wird, ausgehend von einem Sollwert, eine periodische Veränderung mit einer bestimmten Zwangsanregungs-Frequenz (F) überlagert wird und währenddessen das Ausgangssignal (LAM) erfasst und daraus ein den Zustand der Lambdasonde (14) anzeigender Diagnosewert (D) erzeugt, wird die vorgegebene Zwangsanregungs-Frequenz (F), ausgehend von einem Startwert (S), erniedrigt, bis das Ausgangssignal (LAM) einen vorbestimmten Schwellwert (SW) erreicht und aus dem dann vorliegenden Frequenz-Wert (F0) der Zwangsanregungs-Frequenz (F) der Diganosewert (D) erzeugt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Diagnose ei­ ner Lambdasonde, die in einem Abgastrakt einer Brennkraftma­ schine angeordnet ist und zumindest in einem Bereich des Sau­ erstoffgehaltes des Abgases, der bei einer stöchiometrischen Verbrennung anfällt, ein monoton vom Sauerstoffgehalt des Ab­ gases der Brennkraftmaschine abhängendes Ausgangssignal (LAM) abgibt, wobei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, mit dem die Brennkraftmaschine betrieben wird, ausgehend von einem Soll­ wert eine periodische Veränderung mit einer bestimmten Zwang­ sanregungs-Frequenz überlagert wird und währenddessen das Ausgangssignal erfasst und daraus ein den Zustand der Lambda­ sonde anzeigender Diagnosewert erzeugt wird.

Zur Gemischregelung bei Brennkraftmaschinen ist es bekannt, im Abgasstrom einen Katalysator anzuordnen, wobei zur Rege­ lung auf optimale Katalysator-Wirkung ein Sauerstoffsensor stromauf des Katalysators im Abgastrakt verwendet wird, um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des Gemisches, mit dem die Brennkraftmaschine betrieben wird, entsprechend regeln zu können.

Als Sauerstoffsensoren, die üblicherweise als Lambdasonde be­ zeichnet werden, sind neben Sprungsonden (auch binäre Sonden genannt), deren Ausgangssignal sich in einem Bereich um Lamb­ da = 1 sprunghaft ändert, auch Sonden bekannt, die in einem Bereich um Lambda = 1 eine stetige Charakteristik aufweisen, d. h. in diesem Bereich ein monotones vom Sauerstoffgehalt des Abgases der Brennkraftmaschine abhängendes Ausgangssignal ab­ geben. Solche Sauerstoffsonden, die auch als stetige Lambda­ sonden oder Breitband-Lambdasonden bezeichnet werden, ermög­ lichen eine lineare Regelung im Gegensatz zu Sprungsonden, bei denen nur eine Zwei-Punkt-Regelung durchgeführt werden kann.

Mit zunehmender Absenkung gesetzgeberisch vorgeschriebener Grenzwerte wird zugleich gefordert, dass alle für die Einhal­ tung der Abgasgrenzwerte relevanten Komponenten einer ent­ sprechenden automatischen Diagnose unterzogen werden müssen (On-Board-Diagnose). Dies gilt natürlich auch für die Funkti­ onsfähigkeit der Sauerstoffsensoren und insbesondere für de­ ren dynamisches Verhalten.

Zur Überprüfung des dynamischen Verhaltens einer Breitband- Lambdasonde ist es aus der EP 0 616 119 A1 bekannt, die Schaltzeiten zu messen, innerhalb derer das Ausgangssignal einer Sprungfunktion des Luft-Kraftstoff-Verhältnis folgt. Einen ähnlichen Ansatz beschreibt die EP 0 652 358 A2, die vorschlägt, Verweilzeiten zu messen, innerhalb derer das Lambdasonden-Signal einer Breitband-Lambdasonde ein fettes bzw. ein mageres Gemisch anzeigt.

Schließlich ist aus der DE 198 44 994 C2 das eingangs genann­ te Verfahren bekannt, in dem eine periodisch erzwungene Schwankung des Kraftstoff-Luft-Verhältnis, im Rahmen einer sogenannten Zwangsanregung erzeugt und die Amplitude des Aus­ gangssignals einer Breitband-Lambdasonde innerhalb einer Pe­ riode dieser Zwangsanregung mit einem Modellsignal verglichen wird. Dem Modell liegen dabei Annahmen zugrunde, die von ei­ ner voll funktionsfähigen Breitband-Lambdasonde ausgehen. Aus diesem Amplitudenvergleich zwischen gemessenem und modellier­ tem Verhalten wird ein Diagnosewert abgeleitet, der eine Aus­ sage über ein verschlechtertes Zeitverhalten der Breitband- Lambdasonde liefert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfah­ ren dahingehend fortzubilden, dass eine unterscheidungskräf­ tigere Diagnose erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren da­ durch gelöst, dass die vorgegebene Zwangsanregungs-Frequenz ausgehend von einem Startwert erniedrigt wird, bis das Aus­ gangssignal oder dessen Amplitudenhub einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, und aus dem dann vorliegenden Fre­ quenz-Wert der Zwangsanregungs-Frequenz der Diagnosewert er­ zeugt wird.

In Abkehr vom Stand der Technik wird nun erfindungsgemäß die Zwangsanregungs-Frequenz verändert und dabei so lange abge­ senkt, bis das Ausgangssignal der Breitband-Lambdasonde einen Schwellenwert überschreitet. Dadurch wird sichergestellt, dass unabhängig vom Zeitverhalten der Breitband-Lambdasonde immer das maximale Auflösungsvermögen erreicht wird; die Di­ agnose ist unempfindlicher gegen z. B. rauschüberlagernden Störungen im Ausgangssignal.

Bei der erfindungsgemäßen Schwellenwertüberprüfung kann in einer vereinfachten Ausführungsform lediglich darauf geachtet werden, ob das Ausgangssignal einen oberen oder unteren Schwellenwert erreicht. Alternativ kann aber auch der Ampli­ tudenhub (im folgenden auch vereinfacht als Amplitude be­ zeichnet) des Ausgangssignals berechnet und mit einem Schwel­ lenwert verglichen werden. Dies hat den Vorteil, dass die ge­ samte Schwankung des Ausgangssignals der Breitband- Lambdasonde zur Diagnose herangezogen wird. Da durch wird das tatsächliche Zeitverhalten der Breitband-Lambdasonde exakter beschrieben.

Da das erfindungsgemäße Konzept keinen Bezug zu einem model­ lierten Verhalten einer Lambdasonde mit normalen Betriebsver­ halten Rückgriff erforderlich macht, spielen eventuelle Abweichungen zwischen modelliertem und tatsächlichem Verhalten keine Rolle mehr. Damit muss nicht mehr darauf geachtet werden, ein Mo­ dell möglichst exakt an das tatsächliche Verhalten einer neu­ wertigen Sonde durch Applikation von Parametern anzupassen; dabei normalerweise unvermeidliche Applikationsungenauigkei­ ten können keinen Einfluss auf das Diagnoseergebnis nehmen.

Der erfindungsgemäß ermittelte Frequenz-Wert, gibt eine di­ rekte Aussage über die Zeitkonstante der diagnostizierten Lambdasonde. Diese Zeitkonstante kann dann vorteilhafterweise bei einer Lambdaregelung direkt verwendet werden.

Geht man bei der Erfindung von einem Zeitverhalten einer Breitband-Lambdasonde aus, das dem eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung (PT1-Glied) entspricht, so ist die Zeitkon­ stante als Verhältnis aus Amplitude des Ausgangssignals zur Amplitude der Zwangsanregung geteilt durch die Frequenz der Zwangsanregung gegeben. Da das Amplitudenverhältnis beim Ende der Erniedrigung der Zwangsanregungs-Frequenz einen festen Wert einnimmt, ist der dann vorliegende Frequenz-Wert invers zur Zeitkonstante.

Unter Zwangsanregung wir dabei hier diejenige Anregung ver­ standen, die zu Diagnosezwecken verändert wird. Es kann dazu eine ohnehin im Betrieb vorgesehene Steuerung des Lambda- Wertes verändert oder parallel beibehalten werden. Zweckmäßi­ gerweise wird man jedoch für die Diagnose eine Sonder­ betriebssphase der Brennkraftmaschine einsetzen, in der die Zwangsanregung durchgeführt wird.

Es ist deshalb als Weiterbildung bevorzugt, dass bei der Er­ zeugung des Diagnosewertes der Kehrwert des Frequenz-Wertes gebildet wird (Anspruch 2). Dazu sollte die Amplitude der Zwangsanregung konstant gewählt werden. Um als Diagnosewert die Zeitkonstan­ te selbst zu erhalten, kann man diesen Kehrwert mit einem Faktor multiplizieren, der die vom vorbestimmten Schwellen­ wert abhängige Amplitude des Ausgangssignals dividiert durch die Amplitude der Zwangsanregung wiedergibt. Dabei kann er­ forderlichenfalls noch die Schwingungsform der periodischen Veränderungen während der Zwangsanregung berücksichtigt wer­ den.

Da das Zeitverhalten des Ausgangssignals der Breitband- Lambdasonde auch von der Absolutmenge der im Abgastrakt strö­ menden Sauerstoffmasse abhängt, ist es zu bevorzugen, dieje­ nigen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, die sich auf die Sauerstoffmasse, welche durch den Abgastrakt strömt, bei der Bildung des Diagnosewertes zu berücksichtigen. In erster Linie sind dies die Drehzahl und/oder die Last der Brenn­ kraftmaschine, jedoch können auch andere Parameter, bei­ spielsweise eine eine Abgasrückführung beschreibende Größe o. ä. zusätzlich oder alternativ verwendet werden. Es ist des­ halb eine Weiterbildung bevorzugt, bei der ein vom Betriebs­ parameter der Brennkraftmaschine abhängiger Wichtungsfaktor bei der Erzeugung des Diagnosewertes verwendet wird (Anspruch 3).

Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen kann der Sauerstoffge­ halt des Abgases Schwankungen unterworfen sein, die durch un­ gleiche Verbrennungen in den einzelnen Zylindern bedingt sind. Solche Verbrennungsabweichungen werden allgemein als Zylinder-Ungleichstellung bezeichnet und führen zu einer Schwankung des Ausgangssignals der Lambdasonde, die mitunter bei der Diagnose störend, weil amplitudenerhöhend wirkt. Da für die Diagnose aber lediglich diejenigen periodischen Ver­ änderung relevant sind, die durch die Zwangsanregung verur­ sacht sind, haben Signalanteile mit Frequenzen, die über der Zwangsanregungs-Frequenz liegen, für die Zwecke der Diagnose keine Aussage und sollten deshalb unterdrückt werden.

Es ist deshalb zu bevorzugen, dass während der Überlagerung höherfrequente Anteile des Ausgangssignals ermittelt werden, die Frequenzen aufweisen, welche größer als die Zwangsanre­ gungs-Frequenz sind, und ein Amplitudenwert dieser höherfre­ quenten Anteile bestimmt und bei der Bestimmung des Diagnose­ wertes berücksichtigt wird (Anspruch 4). Üblicherweise wird man in den Frequenzbereich, in dem die Anteile ermittelt werden, deut­ lich oberhalb der Zwangsanregungsfrequenz anordnen, bei­ spielsweise bei einem Doppelten, Fünf- oder Zehnfachen der Zwangsanregungs-Frequenz. Die Berücksichtigung kann dann da­ durch erfolgen, dass der Amplitudenwert bei der Ermittlung, ob das Ausgangssignal einen vorbestimmten Schwellenwert er­ reicht, entsprechend um den Amplitudenwert vermindert wird.

Der Amplitudenwert macht eine Aussage über den Beitrag der höherfrequenten Anteile zum Ausgangssignal. Zweckmäßigerweise wird es der Amplitudenhub der höherfrequenten Anteile sein.

Der Amplitudenwert kann auf verschiedenste Art und Weise er­ mittelt werden. Denkbar ist beispielsweise eine Fourier- Analyse des Ausgangssignals oder eine geeignete Hochpassfil­ terung. Besonders einfach auszuführen ist ein Verfahren, bei dem in einem Zeitfenster, das kürzer als die Periode der Ver­ änderung ist, Extremwerte des Ausgangssignals bestimmt werden und deren Differenz als Amplitudenwert verwendet wird (Anspruch 5). Das Zeitfenster ist dabei so zu wählen, dass die durch die Zwangsanregung verursachte Veränderung des Ausgangssignals innerhalb dieses Zeitfensters klein gegen die Veränderungen durch die höherfrequenten Anteile bleibt, d. h., dass sich der Mittelwert des Ausgangssignals weniger ändert als der zu be­ stimmende Amplitudenwert.

Ein die höherfrequenten Anteile noch genauer beschreibender Amplitudenwert kann dann in einer Weiterbildung bestimmt wer­ den, in der mehrere Differenzen oder Amplitudenwerte in meh­ reren Zeitfenstern bestimmt und einer Mittelwertbildung un­ terzogen werden (Anspruch 6). Es wird also eine größere Stichprobe genom­ men, um statistische Schwankungen der Amplitudenwerte zu un­ terdrücken.

Bei einer Brennkraftmaschine, bei der eine zylinderselektive Lambdaregelung erfolgt, ist es natürlich zu bevorzugen, die höherfrequenten Anteile vor der Ermittlung durch geeignete Steuerung des Betriebs der Brennkraftmaschine soweit wie mög­ lich zu reduzieren. Es ist dazu zweckmäßig, vor der Durchfüh­ rung des Verfahrens zu prüfen, ob ein Abgleich des Luft- Kraftstoff-Verhältnis der einzelnen Zylinder erfolgt ist (Anspruch 7). Ge­ gebenenfalls wird dann ein solcher Abgleich eingeleitet, bzw. das Verfahren wird nicht zur Ausführung gebracht, wenn kein Abgleich erfolgte oder erfolgen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit elektrischer Steuereinrichtung zur Lambdaregelung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Verfahrens zur Diagnose einer Breitband-Lambdasonde und

Fig. 3 optional im Verfahren der Fig. 2 vor dem Schritt S2 ausführbare Verfahrensschritte.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10, die mit einem An­ saugtrakt 11 und einem Abgastrakt 12 verbunden ist. Im An­ saugtrakt 11 strömt in Richtung des Pfeiles Ansaugluft zur Brennkraftmaschine 10. Im Abgastrakt 12 ist ein zur Konver­ tierung schädlicher Abgasbestandteile dienender Katalysator 13 angeordnet, beispielsweise ein Dreiwegekatalysator. Die Richtung des Abgasstromes im Abgastrakt 12 ist ebenfalls mit einem Pfeilsymbol eingezeichnet.

Stromauf des Katalysators 13 liegt eine erste Lambdasonde 14, stromab des Katalysators 13 befindet sich eine zweite Lambda­ sonde 15.

Als erste Lambdasonde 14 wird eine Breitband-Lambdasonde ver­ wendet, deren Kennlinie für das Ausgangssignal im Bereich stöchiometrischer Verbrennung, d. h. wenn die Brennkraftma­ schine 10 mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch mit Lambda = 1 ver­ sorgt wird, eine stetige, vorzugsweise lineare Abhängigkeit vom Lambdawert zeigt. Sie gibt ein Ausgangssignal LAM an ei­ nen Lambdaregler 16 ab, der in der Ausführungsform der Fig. 1 in ein elektronisches Steuergerät 17 der Brennkraftmaschine 10 integriert ist.

Die das aus dem Katalysator 13 ausströmende Abgas abfühlende zweite Lambdasonde 15 dient zur Überprüfung des Katalysator- Wirkungsgrades und ist eine Sprungsonde, deren Ausgangssignal sich sprunghaft im Bereich von Lambda = 1 ändert. Optional kann auch eine Breitband-Lambdasonde verwendet werden.

Das Ausgangssignal der zweiten Lambdasonde 15 wird einem Trimmregler 18 zugeführt, der mit dem Lambdaregler 16 in Ver­ bindung steht und durch einen Vergleich der Signale der ers­ ten Lambdasonde 14 und der zweiten Lambdasonde 15 eine Diag­ nose des Katalysators 13 erlaubt. Durch Vergleich und Auswer­ ten der beiden Signale kann dabei nicht nur auf die Konver­ tierungsfähigkeit des Katalysators 13, sondern auch in gewis­ sen Grenzen auf die Mittelwertlage des Ausgangssignals LAM der ersten Lambdasonde 14 geschlossen werden.

Das elektronische Steuergerät 17 übernimmt neben der Zün­ dungsregelung für die Brennkraftmaschine 10, im Beispiel han­ delt es sich um eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, auch eine Vielzahl weiterer Aufgaben bei der Steuerung und Rege­ lung der Brennkraftmaschine, insbesondere die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung. Hierzu ist ein Speicher 19 vorgese­ hen, der u. a. ein Kennfeld KF enthält, in dem eine Basisein­ spritzzeit TIB abhängig von einem Lastparameter und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 abgelegt ist.

Die zum weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine notwendigen Eingangs- und Ausgangssignale für das Steuergerät 17 sind in Fig. 1 allgemein mit ES und AS bezeichnet.

Bei der Steuerung der Brennkraftmaschine liest der Lambdareg­ ler 16 einen vorgegebenen Lambda-Sollwert aus einem weiteren Kennfeld im Speicher 19 aus und steuert die Gemischbildung der Brennkraftmaschine 10 so, dass das Ausgangssignal LAM der ersten Lambdasonde 14 ein vorbestimmtes Verhalten zeigt.

Weiter übernimmt das Steuergerät 17 die Funktion einer soge­ nannten On-Board-Diagnose, in der fortlaufend die Funktions­ fähigkeit aller für die Abgasnachbehandlung der Brennkraftma­ schine 10 relevanten Bauteile überprüft wird. Dies ist erfor­ derlich, um die Einhaltung entsprechender Abgasgrenzwerte si­ cherstellen zu können.

Zur Überprüfung des Zeitverhaltens der ersten Lambdasonde 14 führt das Steuergerät 17 dabei das in Fig. 2 dargestellte Verfahren durch, in dem das Zeitverhalten der ersten Lambda­ sonde 14 in einen Diagnosewert umgesetzt wird, der eine Aus­ sage darüber erlaubt, ob die erste Lambdasonde 14 gewissen Anforderungen entspricht oder nicht.

Das in Fig. 2 schematisch dargestellte Verfahren wird in ei­ nem Schritt S0 gestartet. Anschließend wird einem Schritt S1 eine Zwangsanregungs-Frequenz F auf einen Startwert S ge­ setzt.

In der Zwangsanregung wird das Gemisch abwechselnd über die normale Lambda-Regelung des Lambdareglers 16 hinaus angefet­ tet und abgemagert, d. h. der Brennkraftmaschine 10 wird ab­ wechselnd zu viel und zu wenig Kraftstoff zugeführt.

Mit der Zwangsanreguns-Frequenz F bewirkt das Steuergerät 17 eine periodische Veränderung des Kraftstoff-Luft- Verhältnisses. Diese periodische Veränderung erfolgt dabei um den vorerwähnten Lambda-Sollwert herum. Besonders einfach ist die Diagnose dann, wenn dieser Lambda-Sollwert für die Dauer der Durchführung des in Fig. 2 schematisch dargestellten Di­ agnoseverfahrens konstant ist.

Während der Zwangsanregung mit der Zwangsanregungs-Frequenz F wird einem Schritt S2 die Amplitude Amp des Ausgangssignals LAM der ersten Lambdasonde 14 erfasst. Unter der Amplitude wird dabei die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwert verstanden.

Anschließend wird einem Schritt S3 überprüft, ob die Amplitu­ de Amp einen Schwellenwert SW überschreitet. Ist dies nicht der Fall, d. h. folgt das Ausgangssignal LAM der ersten Lamb­ dasonde 14 der Zwangsanregung nur mit geringer Amplitude N- Verzweigung, wird vor Schritt S2 zurückgesprungen.

Vor der erneuten Ausführung des Schrittes S2 wird allerdings in einem Schritt S4 die Zwangsanregungs-Frequenz F vermin­ dert, d. h. die Veränderung, die dem Luft-Kraftstoff- Verhältnis des Gemisches, mit dem die Brennkraftmaschine 10 versorgt wird, aufgeprägt ist, erfolgt mit nun verminderter Frequenz. Anschließend wird wiederum in Schritt S2 die Ampli­ tude Amp ermittelt.

Ergibt, ggf. nach mehrfachen Durchläufen durch die Schritte S2, S3 und S4, die Abfrage in Schritt S3, dass die Amplitude den Schwellenwert erreicht oder überschreitet (J- Verzweigung), so wird in einem Schritt S5 die zu diesem Zeit­ punkt verwendete Zwangsanregungs-Frequenz F0 abgespeichert. Zugleich wird die Zwangsanregung beendet, und das Gemisch, mit dem die Brennkraftmaschine 10 versorgt wird, wird nicht mehr periodisch mit einer Zwangsanregungs-Frequenz verändert.

Der Endwert F0 der Zwangsanregungs-Frequenz F stellt ein Maß für die Zeitkonstante der ersten Lambdasonde 14 dar. Da je­ doch das dynamische Verhalten der Lambdasonde 14 insgesamt von der durch den Abgastrakt 12 strömenden Sauerstoffmasse abhängt - bei einem hohen Massenfluss kann die den Sauer­ stoffgehalt erfassende Lambdasonde schnellere agieren - , wird in einem Schritt S6 ein Wichtungsfaktor W aus einem wei­ teren Kennfeld im Speicher 19 ausgelesen, der die Einflüsse der durch den Abgastrakt 12 strömenden Sauerstoffmasse wie­ dergibt. Der Wichtungsfaktor W wird deshalb einem Kennfeld entnommen, das über Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 aufgespannt ist.

Danach wird in einem Schritt S7 ein Diagnosewert D berechnet, der sich durch Division des Wichtungsfaktors durch den End­ wert F0 der Zwangsanregungs-Frequenz F ergibt, wobei das Er­ gebnis zusätzlich noch mit einem Korrekturfaktor K multipli­ ziert wird, der vom Schwellenwert SW, der Amplitude der Zwangsanregung sowie der periodischen Funktion, mit der die Zwangsanregung erfolgte, abhängt.

Der so gewonnene Diagnosewert D gibt eine Aussage über die Zeitkonstante der Lambdasonde 14. In Schritt S8 ist das Ver­ fahren dann beendet.

Die Zeitkonstante der Lambdasonde 14 ist durch das Amplitu­ denverhältnis zwischen der Amplitude des Ausgangssignals LAM über eine Periode der Zwangsanregung sowie der Amplitude der Zwangsanregung dividiert durch die Frequenz der Zwangsanre­ gung gegeben. Das Produkt aus Zeitkonstante und Zwangsanre­ gungs-Frequenz ist damit eine Konstante, soweit die Zwangsan­ regungs-Frequenz soweit abgesenkt ist, dass sich ein vorgege­ benes konstantes Amplitudenverhältnis einstellt.

Zur Unterdrückung systematischer, durch eine Zylinde­ rungleichstellung hervorgerufener Störungen kann direkt vor oder nach der Amplitudenbestimmung in Schritt S2 die in Fig. 3 dargestellte Schrittfolge ausgeführt werden.

Dabei wird in einem Schritt S9 zuerst ein Zähler für eine Zeit T auf Null gesetzt. Anschließend wird in einem Schritt S10 das nächste Maximum MAX des Ausgangssignals LAM ermittelt und als Extremwert M gespeichert. Ebenso wird in einem Schritt S11 das nächste Minimum MIN des Ausgangssignals LAM erfasst und als Extremwert m gespeichert. Anschließend wird in einem Schritt S12 der Zähler für die Zeit T erhöht. Dies wird durchgeführt, solange der Zähler für die Zeit T einen Schwellenwert SW nicht überschreitet.

Der Schwellenwert SW definiert somit ein Zeitfenster, in dem die Extremwerte M, m ermittelt werden. Solange das Zeitfens­ ter nicht verlassen wurde (N-Verzweigung), werden die Schrit­ te S10-S12 wiederholt durchgeführt. Nach Ende des Zeitfens­ ters (J-Verzweigung) enthalten die Extremwerte M, m den maxi­ malen und minimalen Wert, den das Ausgangssignal LAM inner­ halb des Zeitfensters einnahm.

Der Schwellenwert SW und damit das Zeitfenster ist so ge­ wählt, dass während der Bestimmung der Extremwerte M, m der Mittelwert des Ausgangssignals LAM sich nicht wesentlich ver­ ändert, insbesondere sich geringer verändert als die Diffe­ renz zwischen den Extremwerten M - m.

In einem Schritt S14 wird dann abschließend eine Amplitude AmpHF berechnet, indem vom Extremwert M, der das Maximum wie­ dergibt, der Extremwert m, der das Minimum wiedergibt, abge­ zogen wird. Die Amplitude AmpHF gibt dann die Amplitude hö­ herfrequenter Signalanteile wieder, die zwar während der Zwangsanregung auftreten, aber nicht durch die Zwangsanregung verursacht wurden.

Zur Berechnung der für die Diagnose herangezogenen Amplitude Amp, die als Nutzamplitude aufgefasst werden kann, wird dann von der als Differenz der Minimal- und Maximalwerte über eine Periode der Zwangsanregung bestimmte Amplitude Amp die durch höherfrequente Anteile verursachte Amplitude AmpHF abgezogen. Dies erfolgt vor der Schwellenwertüberprüfung im Schritt S3.

Alternativ kann der Wert aus Schritt S14 auch bestimmt und ausgewertet werden, um zu entscheiden, ob ein ausreichender Zylinderabgleich bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 vorliegt. Überschreitet die Amplitude AmpHF einen Schwellen­ wert, wird das Verfahren nicht ausgeführt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Diagnose einer Lambdasonde (14), die in ei­ nem Abgastrakt (12) einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist und zumindest in einem Bereich des Sauerstoffgehaltes des Abgases, der bei einer stöchiometrischen Verbrennung anfällt, ein monoton vom Sauerstoffgehalt des Abgases der Brennkraft­ maschine (10) abhängendes Ausgangssignal (LAM) abgibt, wobei

• a) einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, mit dem die Brennkraft­ maschine (10) betrieben wird, ausgehend von einem Sollwert eine periodische Veränderung mit einer bestimmten Zwangsanre­ gungs-Frequenz (F) überlagert wird und
• b) währenddessen das Ausgangssignal (LAM) erfasst und daraus ein den Zustand der Lambdasonde (14) anzeigender Diagnosewert (D) erzeugt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

• a) die vorgegebene Zwangsanregungs-Frequenz (F) ausgehend von einem Startwert (S) erniedrigt wird, bis das Ausgangssignal (LAM) oder dessen Amplitudenhub einen vorbestimmten Schwel­ lenwert (SW) erreicht und
• b) aus dem dann vorliegenden Frequenz-Wert (F0) der Zwangsan­ regungs-Frequenz (F) der Diagnosewert (D) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung des Diagnosewertes (D) der Kehrwert des Frequenz-Wertes (F0) gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein von Betriebsparametern (N, L) der Brenn kraftmaschine (10) abhängiger Wichtungsfaktor (W) bei der Erzeugung des Di­ agnosewertes (D) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass während der Überlagerung höherfrequente Antei­ le des Ausgangssignals ermittelt werden, die Frequenzen auf­ weisen, welche größer als die Zwangsanregungs-Frequenz (F) sind, und ein Amplitudenwert (AmpHF) dieser höherfrequenten Anteile bestimmt und in Schritt c) berücksichtigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zeitfenster, das kürzer als die Periode der Veränderung in Schritt a) ist, Extremwerte des Ausgangssignals bestimmt werden und deren Differenz als Amplitudenwert (AmpHF) verwen­ det wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Amplitudenwerte (AmpHF) in mehreren Zeitfenstern be­ stimmt und einer Mittelwertbildung unterzogen werden.

7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine (10) mit zylinderselektiver Lambdaregelung vor der Durchführung des Schrittes a) geprüft wird, ob ein Abgleich des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses der Zylinder erfolgt ist.