DE10251873B4 - Verfahren und System zum Diagnostizieren eines Fehlers eines hinteren Sauerstoff-Sensors ausgangs eines Katalysators eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose an einem ausgangs eines Katalysators eines Fahrzeugs angeordneten hinteren Sauerstoff-Sensor (21), wobei nach Erfüllung der Bedingungen, daß ein vorbestimmter Überwachungszustand des Fahrzeugs vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, die Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) bewertet wird und
– wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein erster vorbestimmter Differenzwert ist – ein Fehlerdiagnose-Signal (S52) erzeugt wird, und
– wenn die Differenz der Ausgabewerte des hinteren Sauerstoffsensors zwischen dem ersten vorbestimmten Differenzwert und einem zweiten vorbestimmten Differenzwert liegt, der größer als der erste vorbestimmte Differenzwert ist – durch Einspritzen von Kraftstoff (S70) für eine vorbestimmte Zeitdauer ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, das fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und nach Erfassen (S80) der Ausgabewerte eines eingangs des Katalysators angeordneten vorderen Sauerstoff-Sensors (20) und des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) ein...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hinteren, am Ausgang eines Katalysators angeordneten Sauerstoff-Sensor eines Fahrzeugs und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Diagnostizieren eines Fehlers (stuck fault) eines hinteren Sauerstoff-Sensors.
  • Die On Board-Diagnose (OBD)-II, die ein aktualisierter On Board-Diagnose-Standard ist, der in Autos verwendet wird, die in den Vereinigten Staaten nach 1996 verkauft worden sind, erfordert eine Vorrichtung zum Diagnostizieren des Ausfalls von Emissions-Behandlungssystemen, die in Zusammenhang mit Emissionen von Auspuffrohren und mit Verdampfungs-Emissionen stehen, und erfordert ferner eine Vorrichtung zum Diagnostizieren einer Fehlfunktion solch einer Diagnose-Vorrichtung.
  • Ein Auto mit einem OBD-IT-System ist im Allgemeinen mit zwei Sauerstoff-Sensoren (einem Dual-Sauerstoff-Sensor-System) versehen, um den Sauerstoff-Anteil im Abgas zu erfassen. Das Dual-Sauerstoff-Sensor-System weist einen vorderen Sauerstoff-Sensor, der zwischen dem Motor und dem Katalysator positioniert ist, d. h. eingangs des Katalysators, und einen hinteren Sauerstoff-Sensor auf, der ausgangs des Katalysators angeordnet ist.
  • Arbeitet ein Sauerstoff-Sensor nicht normal, kann eine genaue Regelung des Luft/Benzin-Verhältnisses nicht durchgeführt werden, sodass sich die Menge giftiger Emissionen erhöht, und deshalb ist es notwendig, einen Ausfall des Sauerstoff-Sensors zu diagnostizieren, um die Emissions-Bestimmungen erfüllen zu können.
  • Insbesondere ermittelt eine elektronische Motorsteuerung, ob der Katalysator normal arbeitet oder nicht, basierend auf Signalen des hinteren Sauerstoff-Sensors, weshalb das Diagnostizieren eines Ausfalls des hinteren Sauerstoff-Sensors wichtig ist für die Reduktion der Abgas-Emissionen.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines Ausfalls eines hinteren Sauerstoff-Sensors gemäß dem Stand der Technik.
  • Zunächst empfängt eine Motor-Steuereinheit (weiterhin bezeichnet mit ECU) verschiedene Überwachungssignale. D. h., die ECU empfängt in Schritt S100 ein Motordrehzahl (RPM)-Signal von einem Motordrehzahl-Sensor, ein Signal des volumetrischen Wirkungsgrades von einem Luft-Durchfluss-Sensor, ein Fahrzeugs-Geschwindigkeitssignal von einem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor und ein Drossel-Positionssignal von einem Drossel-Positions-Sensor.
  • Die ECU ermittelt dann in Schritt S110, ob ein vorbestimmter Zustand zum Überwachen eines Sauerstoff-Sensor-Signals vorliegt. Ist die Kraftstoffzufuhr mittels einer vollständig geschlossenen Drossel oder mittels einer vorbestimmten Abbildungstabelle gemäß der Motorbelastung für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 2 s) dauerhaft unterbrochen, nachdem sich ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 10 s) in einem Zustand befand, in dem die Motordrehzahl höher als 1500 Umdrehungen pro Minute war, ein volumetrischer Wirkungsgrad höher als 40% war und eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als 30 km/h war, dann wird ermittelt, dass der vorbestimmter Zustand vorliegt.
  • Liegt der vorbestimmte Überwachungszustand nicht vor, endet die Prozedur. Liegt der vorbestimmte Überwachungszustand vor, ermittelt die ECU in Schritt S120, ob ein Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal, das von dem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor eingeben worden ist, 0 ist, und, wenn dies so ist, erlangt die ECU in Schritt S130 einen maximalen Ausgabewert Vmax und einen minimalen Ausgabewert Vmin des hinteren Sauerstoff-Sensors.
  • Die ECU ermittelt dann in Schritt S140, ob eine Differenz von Vmax und Vmin kleiner als 0,078 V ist, und, wenn dies der Fall ist, kann dies so betrachtet werden, dass der hintere Sauerstoff-Sensor einen Fehler aufweist, und deshalb erzeugt die ECU ein entsprechendes Fehlersignal, ansonsten wird ermittelt, dass der hintere Sauerstoff-Sensor normal arbeitet.
  • Eine Minimal-Amplitude (Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes) des hinteren Sauerstoff-Sensors für eine Diagnose der Leistungsfähigkeit des Katalysators beträgt 0,3 V. Daher kann, wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des Sauerstoff-Sensor zwischen 0,078 V und 0,3 V liegt, ein Fehler des hinteren Sauerstoff-Sensors nicht diagnostiziert werden.
  • D. h., wenn die Ausgabe-Spannung des hinteren Sauerstoff-Sensors größer als 0,15 V und kleiner als 0,45 V (die maximale Differenz ist kleiner als 0,3 V) ist, obwohl die Differenz der maximalen Ausgabe-Spannung und der minimalen Ausgabe-Spannung des hinteren Sauerstoff-Sensors größer als 0,078 V ist, dann kann mittels des Diagnoseverfahrens gemäß dem Stand der Technik der Fehler des hinteren Sauerstoff-Sensors nicht diagnostiziert werden.
  • Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose an einem ausgangs eines Katalysators eines Fahrzeugs angeordneten hinteren Sauerstoff-Sensor nach Erfüllung der Bedingungen, dass ein vorbestimmter Überwachungszustand des Fahrzeugs vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, die Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors bewertet. Wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors kleiner als ein erster vorbestimmter Differenzwert ist, wird ein Fehlerdiagnose-Signal erzeugt;- Wenn die Differenz der Ausgabewerte des hinteren Sauerstoffsensors zwischen dem ersten vorbestimmten Differenzwert und einem zweiten vorbestimmten Differenzwert liegt, der größer als der erste vorbestimmte Differenzwert ist, wird durch Einspritzen von Kraftstoff für eine vorbestimmte Zeitdauer ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und nach Erfassen der Ausgabewerte eines eingangs des Katalysators angeordneten vorderen Sauerstoff-Sensors und des hinteren Sauerstoff-Sensors wird ein Fehlerdiagnose-Signal erzeugt, wenn während der vorbestimmten Zeitdauer der Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert und der Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensor kleiner ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert.
  • Bevorzugt beträgt der erste vorbestimmte Differenzwert 0,078 V.
  • Es ist bevorzugt, dass für eine Diagnose eines Katalysators der zweite vorbestimmte Differenzwert eine minimale Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors für eine Diagnose des Katalysators ist, und dass die minimale Differenz bevorzugt 0,3 V beträgt.
  • Es ist bevorzugt, dass das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 0,85 von Lambda, der erste Schwellenwert 0,5 V und der zweite Schwellenwert 0,45 V beträgt.
  • Ist die Kraftstoffzufuhr durch eine vollständig geschlossene Drossel oder entsprechend einer vorbestimmten Abbildungstabelle der Motorbelastung für eine vorbestimmte Zeitdauer dauerhaft unterbrochen, nachdem das Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Zustand gehalten wurde, in dem die Motordrehzahl höher war als eine vorbestimmte Drehzahl, der volumetrische Zylinder-Wirkungsgrad höher als ein vorbestimmter Wert war und die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit war, dann wird bevorzugt ermittelt, dass der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das System zur Durchführung einer Fehlerdiagnose an einem ausgangs eines Katalysators eines Fahrzeugs angeordneten hinteren Sauerstoff-Sensor: einen Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor, einen Motordrehzahl-Sensor, einen Luft-Durchfluss-Sensor, einen Drossel-Positions-Sensor, einen vorderen Sauerstoff-Sensor, einen hinteren Sauerstoff-Sensor, eine Steuereinheit und einen Kraftstoff-Injektor. Der Fahrzeugs-Geschwindigkeits-Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit; der Motordrehzahl-Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf die Motordrehzahl; der Luft-Durchfluss-Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf die Luft-Durchfluss-Rate; der Drossel-Positions-Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf die Drossel-Position; der vordere Sauerstoff-Sensor und ein hinterer Sauerstoff-Sensor erzeugen Signale als Antwort auf den Sauerstoffgehalt in der Abgas-Emission, wobei der vordere und der hintere Sauerstoff-Sensor entsprechend eingangs bzw. ausgangs des Katalysators angeordnet sind; die Steuereinheit zur Durchführung einer Fehlerdiagnose an dem hinteren Sauerstoff-Sensor; und den Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff gemäß einem Einspritz-Befehlssignal der Steuereinheit. Die Steuereinheit ist programmiert, ein Diagnoseverfahren auszuführen, das aufweist: Ermitteln, ob ein vorbestimmter Überwachungszustand des Fahrzeugs vorliegt; Ermitteln, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist; Ermitteln, ob die Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors kleiner als ein vorbestimmter Differenzwert ist, wenn der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist; Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals, wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors kleiner als der erste vorbestimmte Differenzwert ist; Ermitteln, wenn die Differenz nicht kleiner als der erste vorbestimmte Differenzwert ist, ob die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Differenzwert und einem zweiten vorbestimmten Differenzwert liegt, der größer als der erste vorbestimmte Differenzwert ist; Einspritzen von Kraftstoff für eine vorbestimmte Zeitdauer derart, dass das Luft/Kraftstoff- Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, das fetter ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Differenzwert und dem zweiten vorbestimmten Differenzwert liegt; Erfassen eines Ausgabewertes des vorderen Sauerstoff-Sensors und eines Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors nach dem Einspritzen des Kraftstoffs für die vorbestimmte Zeitdauer; Ermitteln, ob der erfasste Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors größer als ein erster Schwellenwert ist, wobei bestimmt ist, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors größer als ein erster Schwellenwert ist, und ob der erfasste Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei bestimmt ist, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors größer als der zweite Schwellenwert ist; und Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals (S92), wenn der erfasste Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors (20) größer als der erste Schwellenwert ist und der erfasste Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
  • Die beigefügten Figuren, die einbezogen sind und einen Teil der Beschreibung bilden, stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern, wobei
  • 1 ein System zum Behandeln von Abgas-Emissionen zeigt, auf das ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Ausfalls (stuck fail) eines hinteren Sauerstoff-Sensors anwendbar ist;
  • 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines Ausfalls des hinteren Sauerstoff-Sensors gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; und
  • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines Ausfalls des hinteren Sauerstoff-Sensors gemäß dem Stand der Technik ist.
  • An dieser Stelle wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, weist ein Diagnosesystem für einen hinteren Sauerstoff-Sensor eine Motor-Steuereinheit (weiterhin bezeichnet mit ECU) 30 auf. Die ECU 30 empfängt verschiedene Signale von verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise ein Fahrzeug-Geschwindigkeits-Signal von einem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor 11, ein Motordrehzahl (RPM)-Signal von einem Motordrehzahl-Sensor 12, ein Luft-Durchfluss-Raten-Signal von einem Luft-Durchfluss-Sensor 13, ein Drossel-Positions-Signal von einem Drossel-Positions-Sensor 14 und Signale von einem vorderen Sauerstoff-Sensor 20 und einem hinteren Sauerstoff-Sensor 21.
  • Mittels eines Kraftstoff-Injektors 40 wird Kraftstoff gemäß einem Einspritz-Befehlssignal eingespritzt, das von der ECU 30 eingegeben worden ist.
  • Die ECU 30 kann eine Überwachungszeit unter Verwendung eines Timers 31 erfassen und einen Mikroprozessor, einen Speicher und andere notwendige Hardware- und Software-Komponenten aufweisen, wie es Fachleuten bekannt ist, um es der ECU 30 zu ermöglichen, mit Sensoren zu kommunizieren und ein Diagnoseverfahren auszuführen, wie an dieser Stelle beschrieben.
  • Ein Katalysator 3 ist in einem Auspuffrohr 1 angeordnet, und der vordere Sauerstoff-Sensor 20 und der hintere Sauerstoff-Sensor 21 sind entsprechend eingangs und ausgangs des Katalysators 3 angeordnet. Der vordere und der hintere Sauerstoff-Sensor 20 und 21 erzeugen ein Spannungssignal als Antwort im Verhältnis zu einem Unterschied des Sauerstoffgehalts des Abgases zu dem der Umgebungsluft.
  • Wie in 2 gezeigt, empfängt die ECU 30 in Schritt S10 Überwachungssignale, um zu ermitteln, ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt.
  • Die Überwachungssignale weisen ein Motordrehzahl-Signal des Motordrehzahl-Sensors 12, ein Luft-Durchfluss-Signal des Luft-Durchfluss-Sensors 13, ein Fahrzeugs-Geschwindigkeits-Signal des Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensors 11 und ein Drossel-Positions-Signal des Drossel-Positions-Sensors 14 auf.
  • Die ECU 30 ermittelt dann in Schritt S20 basierend auf den Überwachungssignalen, ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt.
  • Ist die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, was aus einem vollständig geschlossenen Drosselventil oder einer nicht vorhandenen Motorbelastung, die mittels einer Abbildungstabelle ermittelt werden kann, resultiert, für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 2 s) beibehalten worden, nachdem sich ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 10 s), in einem Zustand befand, in dem die Motordrehzahl höher als 1500 Umdrehungen pro Minute, ein volumetrischer Wirkungsgrad höher als 40% und eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als 30 km/h war, dann wird ermittelt, dass der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt.
  • Der volumetrische Wirkungsgrad ist ein Verhältnis einer Menge an Einlassluft zum Volumen eines Zylinders, und er kann mittels einer vorbestimmten Suchtabelle ermittelt oder mittels einer vorbestimmten Gleichung berechnet werden. Es ist bevorzugt, dass der volumetrische Wirkungsgrad basierend auf einer Menge der Einlassluft und der Motordrehzahl ermittelt wird.
  • Wird in Schritt S20 ermittelt, dass der vorbestimmte Überwachungszustand nicht vorliegt, endet die Prozedur, ansonsten ermittelt die ECU 30 in Schritt S30, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, basierend auf dem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Signal, das von dem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor 11 eingeben worden ist.
  • Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit 0, erlangt die ECU 30 in Schritt S40 einen maximalen Ausgabewert Vmax und einen minimalen Ausgabewert Vmin des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 mittels Lesens der Überwachungssignale des hinteren Sauerstoff-Sensors 21.
  • Die ECU 30 ermittelt dann in Schritt S50, ob die Differenz des maximalen Ausgabewertes Vmax und des minimalen Ausgabewertes Vmin kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist.
  • Der erste vorbestimmte Wert kann für jeden Sauerstoff-Sensor eindeutig ermittelt werden und kann beispielsweise auf 0,078 V gesetzt sein.
  • Ist die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 kleiner als 0,078 V, ermittelt die ECU in Schritt S52 einen Fehler des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 und erzeugt ein entsprechendes Fehlersignal.
  • Ist in Schritt S50 die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes nicht kleiner als 0,078 V, ermittelt die ECU in Schritt S60, ob die Differenz zwischen 0,078 V und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt.
  • Es ist bevorzugt, dass der zweite vorbestimmte Wert eine minimale Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 zum Diagnostizieren ist, ob der Katalysator 3 normal arbeitet oder nicht, und der zweite vorbestimmte Wert kann beispielsweise auf 0,3 V gesetzt sein. Ist die Differenz des maximalen und des minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors größer als diese minimale Differenz von 0,3 V, kann eine Diagnose der Operation des Katalysators basierend auf den Signalen des hinteren Sauerstoff-Sensors durchgeführt werden.
  • Ist in Schritt S60 die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes größer als 0,3 V, ermittelt die ECU 30, dass der hintere Sauerstoff-Sensor normal arbeitet, und erzeugt ein entsprechendes Diagnose-Signal.
  • Liegt in Schritt S60 die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes zwischen 0,078 V und 0,3 V, steuert die ECU 30 in Schritt S70 die Menge des eingespritzten Kraftstoffes derart, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis für eine vorbestimmte Zeitdauer wird.
  • Zu dieser Zeit ist das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Lambda-Wert = 1), und das vorbestimmte Luft/ Kraftstoff-Verhältnis kann beispielsweise auf 0,85 von Lambda gesetzt sein. Das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist die Masse von 14,7 kg Luft auf 1 kg Kraftstoff, welches Verhältnis für eine vollständige Verbrennung theoretisch notwendig ist. Der Luftüberschuss-Faktor oder das Luftverhältnis (Lambda) kennzeichnet die Abweichung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem theoretisch erforderlichen Verhältnis. D. h., der Lambda-Wert ist ein Verhältnis der tatsächlich eingefüllten Luftmassen zu der theoretisch erforderlichen Luft.
  • Gleichzeitig erfasst die ECU 30 in Schritt S80 einen Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors 20 und einen Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 in vorbestimmten Intervallen.
  • Dann ermittelt die ECU 30 in Schritt S90 für eine Fetthaltigkeits-Ermittlung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, ob der Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors 20 größer als ein erster Schwellenwert ist, und für eine Fetthaltigkeits-Ermittlung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, ob der Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 kleiner als ein Schwellenwert ist.
  • Ist ein Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors größer als der erste Schwellenwert, ermittelt die ECU 30, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist. Auf die gleiche Weise ermittelt die ECU 30, wenn ein Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors größer ist als der zweite Schwellenwert, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist.
  • Der erste Schwellenwert kann bevorzugt auf 0,5 V gesetzt sein, und der zweite Schwellenwert kann bevorzugt auf 0,45 V gesetzt sein.
  • Ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, d. h. ist Lambda kleiner als 1, ist eine Ausgabe-Spannung des vorderen Sauerstoff-Sensors 20 größer als 0,5 V und eine Ausgabe-Spannung des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 größer als 0,45 V, wenn der vordere und der hintere Sauerstoff-Sensor 20 und 21 normal arbeiten.
  • Folglich sollten, wenn das Luft/Kraftstoff-Gemisch für die vorbestimmte Zeitdauer derart geregelt wird, dass es fett ist, der Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors größer als 0,5 V und der Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors größer als 0,45 V sein.
  • Daher wird, wenn in Schritt S90 ermittelt worden ist, dass dauerhaft für eine vorbestimmte Zeitdauer die Ausgabe-Spannung des vorderen Sauerstoff-Sensors 20 größer als 0,5 V und die Ausgabe-Spannung des hinteren Sauerstoff-Sensors 21 kleiner als 0,45 V geblieben ist, ermittelt, dass der hintere Sauerstoff-Sensor 21 einen Fehler aufweist, sodass die ECU 30 in Schritt S92 ermittelt, dass der hintere Sauerstoff-Sensor 21 einen Fehler aufweist, und erzeugt ein entsprechendes Fehlersignal, und, wenn nicht, ermittelt die ECU 30 in Schritt S94, dass der hintere Sauerstoff-Sensor 21 normal arbeitet, und erzeugt ein entsprechendes Diagnose-Signal.
  • Bei dem Diagnoseverfahren für den hinteren Sauerstoff-Sensor 21 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes zwischen 0,078 V und 0,3 V liegt, die Fehlerdiagnose mittels Steuerns des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses derart, dass es fetter als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und mittels Ermittelns, ob der hintere Sauerstoff-Sensor normal arbeitet, unter Verwenden der Ausgabe-Spannung des vorderen Sauerstoff-Sensors und des hinteren Sauerstoff-Sensors durchgeführt. Daher kann die Fehlerdiagnose des hinteren Sauerstoff-Sensors durchgeführt werden, selbst wenn die Differenz des Maximalwertes und des Minimalwertes des hinteren Sauerstoff-Sensors zwischen 0,078 V und 0,3 V liegt.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose an einem ausgangs eines Katalysators eines Fahrzeugs angeordneten hinteren Sauerstoff-Sensor (21), wobei nach Erfüllung der Bedingungen, daß ein vorbestimmter Überwachungszustand des Fahrzeugs vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, die Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) bewertet wird und – wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein erster vorbestimmter Differenzwert ist – ein Fehlerdiagnose-Signal (S52) erzeugt wird, und – wenn die Differenz der Ausgabewerte des hinteren Sauerstoffsensors zwischen dem ersten vorbestimmten Differenzwert und einem zweiten vorbestimmten Differenzwert liegt, der größer als der erste vorbestimmte Differenzwert ist – durch Einspritzen von Kraftstoff (S70) für eine vorbestimmte Zeitdauer ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, das fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und nach Erfassen (S80) der Ausgabewerte eines eingangs des Katalysators angeordneten vorderen Sauerstoff-Sensors (20) und des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) ein Fehlerdiagnose-Signal erzeugt wird, wenn während der vorbestimmten Zeitdauer der Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors (20) größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert und der Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der erste vorbestimmte Differenzwert 0,078 V beträgt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der zweite vorbestimmte Differenzwert eine minimale Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) für eine Diagnose des Katalysators (3) ist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die minimale Differenz 0,3 V beträgt.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 0,85 von Lambda beträgt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der erste Schwellenwert 0,5 V beträgt.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Schwellenwert 0,45 V beträgt.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ermittelt wird, dass der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt, wenn die Kraftstoffzufuhr durch eine vollständig geschlossene Drossel oder entsprechend einer vorbestimmten Abbildungstabelle der Motorbelastung für eine vorbestimmte Zeitdauer dauerhaft unterbrochen worden ist, nachdem das Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Zustand lief, in dem die Motordrehzahl höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit war, der volumetrischer Zylinder-Wirkungsgrad höher als ein vorbestimmter Wert war und die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit war.
  9. System zur Durchführung einer Fehlerdiagnose an einem ausgangs eines Katalysators eines Fahrzeugs angeordneten hinteren Sauerstoff-Sensor (21), aufweisend: einen Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor (11) der ein Signal als Antwort auf eine Fahrzeug-Geschwindigkeit erzeugt; einen Motordrehzahl-Sensor (12), der ein Signal als Antwort auf die Motordrehzahl erzeugt; einen Luft-Durchfluss-Sensor (13), der ein Signal als Antwort auf die Luft-Durchfluss-Rate erzeugt; einen Drossel-Positions-Sensor (14), der ein Signal als Antwort auf die Drossel-Position erzeugt; einen vorderen Sauerstoff-Sensor (20) und einen hinteren Sauerstoff-Sensor (21), die ein Signal als Antwort auf den Sauerstoff-Gehalt in der Abgas-Emission erzeugen, wobei der vordere und der hintere Sauerstoff-Sensor entsprechend eingangs bzw. ausgangs eines Katalysators (3) angeordnet sind; eine Steuereinheit zur Durchführung einer Fehlerdiagnose an dem hinteren Sauerstoff-Sensor (21); und einen Kraftstoff-Injektor (40) zum Einspritzen von Kraftstoff gemäß einem Einspritz-Befehlssignal der Steuereinheit; wobei die Steuereinheit programmiert ist, ein Diagnoseverfahren auszuführen, das aufweist: Ermitteln (S20), ob ein vorbestimmter Überwachungszustand des Fahrzeugs vorliegt; Ermitteln (S30), ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist; Ermitteln (S50), ob die Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein vorbestimmter Differenzwert ist, wenn der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist; Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals (S52), wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als der erste vorbestimmte Differenzwert ist; Ermitteln (S60), wenn die Differenz nicht kleiner als der erste vorbestimmte Differenzwert ist, ob die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Differenzwert und einem zweiten vorbestimmten Differenzwert liegt, der größer als der erste vorbestimmte Differenzwert ist; Einspritzen von Kraftstoff (S70) für eine vorbestimmte Zeitdauer derart, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, das fetter ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Differenzwert und dem zweiten vorbestimmten Differenzwert liegt; Erfassen (S80) eines Ausgabewertes des vorderen Sauerstoff-Sensors (20) und eines Ausgabewertes des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) nach dem Einspritzen des Kraftstoffes für die vorbestimmte Zeitdauer; Ermitteln (S90), ob der erfasste Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors (20) größer als ein erster Schwellenwert ist, wobei bestimmt ist, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors (20) größer als ein erster Schwellenwert ist, und ob der erfasste Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei bestimmt ist, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) größer als der zweite Schwellenwert ist; und Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals (S92), wenn der erfasste Ausgabewert des vorderen Sauerstoff-Sensors (20) größer als der erste Schwellenwert ist und der erfasste Ausgabewert des hinteren Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
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