DE10256169B4

DE10256169B4 - Hilfsluft-Zufuhrsystem sowie Steuerungsverfahren und Fehlfunktions-Diagnoseverfahren dazu

Info

Publication number: DE10256169B4
Application number: DE10256169A
Authority: DE
Inventors: Shigemasa Toyota Hirooka; Mamoru Toyota Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2022-12-03
Also published as: US20030101716A1; DE10256169A1; US6945035B2

Abstract

Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) zum Zuführen von Hilfsluft stromaufwärts eines Katalysators in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors (2) unter einer vorgegebenen Bedingung, umfassend: einen Fehlfunktions-Diagnoseabschnitt, der so aufgebaut ist, dass eine Diagnose auf Fehlfunktionen beim Kaltstart durchgeführt wird und, wenn das Ergebnis der Diagnose eine Anomalie wegen Gefrierens vorhersagt, ferner eine Neubewertung nach einem Aufwärmen vorgenommen wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hilfsluft-Zufuhrsystem zum Zuführen von Hilfsluft stromaufwärts einer Abgasausstoßsteuerungseinrichtung in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungsverfahren und Fehlfunktions-Diagnoseverfahren dazu.

Relevanter Stand der Technik

Als Abgasausstoß-Steuerungseinrichtung eines Verbrennungsmotors kennt man ein System, bei dem ein Katalysator in dem Abgassystem bereitgestellt ist, um CO-, HC-, NOx-Komponenten und andere Bestandteile in dem Abgas zu reduzieren. Ferner gibt es die bekannte Technologie, wonach man Hilfsluft durch eine Hilfsluft-Einlaßleitung in die Abgasleitung einleitet, die mit einem Steuerungsventil versehen ist, das mit einer Abgasleitung verbunden ist, um den Sauerstoffgehalt zu erhöhen, so daß eine sekundäre Verbrennung von HC und CO in dem Abgas ausgelöst wird, wodurch die Säuberung des Abgases erleichtert wird.

In so einem Hilfsluft-Zufuhrsystem, falls etwas Ungewöhnliches in einem Bestandteil wie etwa einer Luftpumpe oder dem Steuerungsventil auftritt, nimmt die Ausstoßsteuerungseffizienz ab, wodurch der Ausstoß schlimmer wird. Darum muß man die ungewöhnlichen Bedingungen in einem frühen Stadium auswerten. Die bekannten Techniken zum Erfassen solcher ungewöhnlichen Bedingungen umfassen die Technologien, die in JP 09-021 312 A und JP 09-125 945 A offenbart sind.

Erstere beschreibt die Technologie, wonach man einen Drucksensor zwischen der Luftpumpe und dem Steuerungsventil auf der Hilfsluft-Einlaßleitung anordnet und die Anomalie des Hilfsluft-Zufuhrsystems anhand der erfaßten Druckwerte feststellt. Letztere beschreibt die Technologie, wonach man einen Drucksensor auf der Hilfsluft-Einlaßleitung anordnet und die Anomalie des Hilfsluft-Zufuhrsystems anhand der erfaßten Druckpulsweite oder der Differenz zwischen maximalen und minimalen Werten davon feststellt.

JP 06-017 645 A offenbart die Technologie, wonach man zwischen der Zufuhr von Hilfsluft an den Abgasanschluß und der Zufuhr von Hilfsluft stromaufwärts der Ausstoßsteuerungseinrichtung umschaltet und vorübergehend den Abgasanschluß mit der Hilfsluft-Einlaßleitung stromaufwärts der Ausstoßsteuerungseinrichtung zu der Zeit verbindet, bei der der Motor gestoppt ist, um kondensiertes Wasser in dem Kanal abzulassen, wodurch verhindert wird, daß die Hilfsluft-Einlaßleitung aufgrund Gefrierens blockiert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorgenannten zwei Technologien erlauben zwar das Feststellen der Anomalie des Hilfsluft-Zufuhrsystems selbst, aber es ist schwierig genau festzustellen, welcher Bestandteil welche Anomalie aufweisen. Ferner ist es unmöglich, eine Anomalie im Falle einer solchen Fehlfunktionen festzustellen, bei der Druckwerte und Druckpulsweiten Normalwerte zeigen, obwohl ein Bestandteil nicht normal funktioniert. Insbesondere sind sie insofern problematisch, als die vorübergehende Anomalie wegen Gefrierens nicht genau unterschieden werden kann.

Die letztgenannte Technologie ist wirksam, um ein Gefrierversagen zu verhindern, aber sie erfordert eine Betätigung eines Übertragungsventils, um eine Abgabe von Wasser mittels Gravitation einzuleiten. Darum muß die Leitung des Hilfsluft-Systems selbst so angeordnet sein, daß eine natürliche Abgabe von Wasser ermöglicht wird, so daß es unmöglich ist, kondensiertes Wasser aus einem komplizierten Bauteil wie einem Ventil oder einer Pumpe abzulassen. Wenn das System während einer Stillstandsdauer des Motors bei niedrigen Temperaturen stehen gelassen wird, gefriert das verbliebene kondensierte Wasser, so daß sich die Möglichkeit erhöht, daß die Zufuhr von Hilfsluft beim Neustart unmöglich ist.

Eine Aufgabe der vorliegende Erfindung besteht darum darin, ein Hilfsluft-Zufuhrsystem zu schaffen, das eine genaue Bestimmung der vorübergehenden Anomalie aufgrund Gefrierens in dem Hilfsluft-Zufuhrsystem oder ein sicheres Ablassen kondensierten Wassers erlaubt, und Steuerungsverfahren sowie Fehlfunktions-Diagnoseverfahren des Hilfsluft-Zufuhrsystems zu schaffen.

Um die vorgenannten Aufgabe zu lösen, werden ein Hilfsluft-Zufuhrsystem sowie ein Steuerungsverfahren dazu gemäß der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, daß, falls die Möglichkeit eines Gefrierens besteht, eine Hilfsluft-Einlaßleitung, die auch als Hilfsluft-Zufuhrkanal bezeichnet wird, nach einem vollständigen Aufwärmen geöffnet wird, um die Luft davon zu säubern.

Wenn die Hilfsluft-Einlaßleitung nach dem Aufwärmen auf diese Weise geöffnet wird, ist es möglich, das in dieser Leitung noch vorhandene Wasser sicher abzulassen, so daß kein Wasser in der Hilfsluft-Zufuhreinrichtung zum Zeitpunkt eines Stillstands des Motors verbleibt, wodurch ein Einfrieren während des Stops des Motors sicher verhindert wird.

Wenn die Luft in diesem Zustand erzwungenermaßen durch die Luftpumpe zugeführt wird, ist es möglich, das verbliebene kondensierte Wasser abzulassen, insbesondere in der Luftpumpe und stromaufwärts davon, was bevorzugt ist. Ferner kann das System auch so aufgebaut werden, daß man die Stelle, an der sich kondensiertes Wasser befindet, schätzt und entsprechend der vermuteten Stelle zwischen Aktivierung und Deaktivierung der Luftpumpe umschaltet oder die Zeitdauer der Säuberung anpaßt.

Ein anderes Hilfsluft-Zufuhrsystem und ein Fehlfunktions-Diagnoseverfahren dazu sind gemäß der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, daß eine Diagnose auf Fehlfunktionen bei einem Kaltstart durchgeführt wird und, wenn das Ergebnis der Diagnose eine Anomalie aufgrund Gefrierens vorhersagt, eine Neubewertung nach einem Aufwärmen durchgeführt wird.

Im Falle einer vorübergehenden Anomalie wegen Gefrierens kondensierten Wassers oder dergleichen, wird das Gerät, nachdem ein Aufwärmen das gefrorene kondensierte Wasser oder dergleichen geschmolzen hat, normal arbeiten. Indem die neue Bewertung nach dem Aufwärmen durchgeführt wird, besteht somit die Möglichkeit, festzustellen, ob es sich bei der Anomalie um eine vorübergehende Anomalie aufgrund Gefrierens oder eine anhaltende Anomalie aus anderen Gründen handelt.

Bevorzugt reinigt man die Hilfsluft-Einlaßleitung entsprechend dem Ergebnis der Fehlfunktionsdiagnose. Indem die Fehlfunktionsdiagnose durchgeführt wird und dann die Hilfsluft-Einlaßleitung entsprechend dem Ergebnis dieser Diagnose gereinigt wird, kann man verschwenderische Reinigungen, das heißt eine übermäßige Hilfsluft-Zufuhr, vermeiden, wodurch eine Verschlechterung von Emissionen vermieden wird. Andererseits, wenn kondensiertes Wasser verbleibt, kann es sicher mittels der Reinigungen abgelassen werden, so daß ein Gefrieren desselben während des Stillstands des Motors verhindert werden kann.

Alternativ kann das System auch in einem Aufbau angeordnet sein, bei dem eine Diagnose auf Fehlfunktionen während eines Kaltstarten durchgeführt wird, wobei, falls das Ergebnis der Diagnose eine Anomalie aufgrund Gefrierens vorhersagt, eine Reinigung der Hilfsluft-Einlaßleitung nach einem Aufwärmen durchgeführt wird, und wobei anschließend eine Neubewertung durchgeführt wird. Dieser Aufbau erlaubt eine weitere Verbesserung der Genauigkeit der Unterscheidung zwischen Gefrierversagen und anderen Fehlfunktionen.

Die vorliegende Erfindung wird vollständiger anhand der nachfolgend aufgeführten detaillierten Beschreibung und anhand der anliegenden Zeichnungen verstanden, die nur zur Darstellung dienen und somit nicht als Beschränkung der vorliegenden Erfindung aufgefaßt werden dürfen.

Weiter wird der Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung offenbar. Es versteht sich jedoch, daß die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, jedoch nur zur Veranschaulichung angegebenen werden, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und des Umfangs der Erfindung Fachleuten in diesem technischen Bereich aus dieser detaillierten Beschreibung offenbar werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Wiedergabe eines Verbrennungsmotors, der ein Hilfsluft-Zufuhrsystem gemäß der vorliegenden Erfindung einschließt;
2 ist ein Flußdiagramm eines Hauptverfahrens eines Fehlfunktions-Diagnoseverfahrens in dem Gerät der 1; und
3 ist ein Flußdiagramm, das die Einzelheiten eines Fehlfunktions-Feststellungsverfahrens beim Starten von Hilfsluft-Zufuhr zeigt;
4 ist eine Graphik, die Variationsmuster des Drucks in dem Abgasrohr zeigt;
5 zeigt Graphiken von Strom- und Temperaturänderungen eines Motors zum Antrieb von AP 12, gegenüber Zuständen des Hilfsluft-Zufuhrsystems;
6 ist ein Flußdiagramm, das die Einzelheiten eines Neubewertungsverfahrens 1 in 2 zeigt;
7 ein Flußdiagramm, das die Einzelheiten eines Fehlfunktions-Feststellungsverfahrens am Ende einer Hilfsluft-Zufuhr in 2 zeigt; und
8 ist ein Flußdiagramm, das die Einzelheiten eines Neubewertungsverfahrens 2 in 2 zeigt;
9 ist ein Haupt-Flußdiagramm eines ersten Steuerungsverfahrens zum Steuern des Ablassens von kondensiertem Wasser in dem Gerät in 1, und
10 ist ein Flußdiagramm, das ein Setz-Verfahren eines dabei verwendeten Niedrigtemperatur-Signals FlagTC zeigt;
11 ist ein Haupt-Flußdiagramm eines zweiten Steuerungsverfahrens zum Steuern des Ablassens von kondensiertem Wasser in dem Gerät in 1;
12 ist ein Haupt-Flußdiagramm eines dritten Steuerungsverfahrens zum Steuern des Ablassens von kondensiertem Wasser in dem Gerät in 1;
13 ist ein Haupt-Flußdiagramm eines vierten Steuerungsverfahrens zum Steuern des Ablassens von kondensiertem Wasser in dem Gerät in 1;
14 ist ein Haupt-Flußdiagramm einer ersten Ausführungsform einer kombinierten Steuerung in dem System in 1; und
15 ist ein Flußdiagramm, das ein Setz-Verfahren eines dabei verwendeten Gefrierversagen-Signals FlagFS zeigt;
16 ist ein Haupt-Flußdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer kombinierten Steuerung in dem Gerät der 1;
17 ist ein Graphik, die ein Setz-Beispiel der Schwellen t_th, t_th2 für eine Fortsetzungsdauer der Steuerung des Ablassens von kondensiertem Wasser gegenüber der Außenlufttemperatur Td zeigt; und
18 ist eine Graphik, die ein anderes Setz-Beispiel der Schwellen t_th, t_th2 für die Fortsetzungsdauer der Steuerung des Ablassens von kondensiertem Wasser gegenüber der Außenlufttemperatur Td zeigt;
19 ist ein Flußdiagramm, das eine Vorhersage-Routine für die Außenlufttemperatur Td zeigt;
20 ist ein Flußdiagramm eines Steuerungsteils zum Ablassen von kondensiertem Wasser nach einem Stopp bei einer dritten Ausführungsform der kombinierten Steuerung in dem Gerät in 1;
21 ist ein Haupt-Flußdiagramm einer vierten Ausführungsform einer kombinierten Steuerung in dem Gerät der 1; und
22 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Setz-Routine eines dabei verwendeten Signals XAP; und
23 ist ein Haupt-Flußdiagramm einer fünften Ausführungsform einer kombinierten Steuerung in dem Gerät der 1.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Um das Verständnis der Erklärung zu erleichtern, werden für die Bezeichnung derselben Teile in allen Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, wo es möglich ist, und die Erläuterung wird nicht wiederholt.
1 ist eine schematische Darstellung, die einen Aufbau eines Hilfsluft-Zufuhr Systems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Hilfsluft-Zufuhrsystem 1 wird verwendet, während es auf einem Mehrzylinder-Benzinmotor (nachfolgend einfach als Motor bezeichnet) 2, der einen eingebauten Verbrennungsmotor bildet, installiert ist. Hier ist der Motor 2 mit einem Aufnahmerohr 20 und einem Abgasrohr 21 versehen, ein Drosselventil 24 ist in dem Aufnahmerohr 20 angeordnet, und das Aufnahmerohr 20 ist mit einem Luftfilter 25 gekoppelt. Ein Luftstrommeter 26 zum Messen der Menge aufgenommener Luft (Menge primärer Aufnahmeluft) und ein Aufnahmeluft-Temperatursensor 27 zum Messen der Temperatur von Aufnahmeluft THA sind zwischen dem Luftfilter 25 und der Drossel 24 angeordnet. Der Motor 2 ist ferner mit einem Kühlwasser-Temperatursensor 28 zum Messen der Temperatur von Motorkühlwasser THW und einem Motor-Drehzahlmesser 29 zum Messen der Motordrehzahl NA ausgerüstet. Eine Motor-ECU 23 zum Steuern des Motors empfängt Ausgaben von diesem Luftstrommeter 26, Aufnahmeluft-Temperatursensor 27, Kühlwasser-Temperatursensor 28 und Motor-Drehzahlsensor 29, und nimmt ferner zugeführte weitere Informationen einschließlich einer Öffnung der Drossel 24 und dergleichen auf.
Andererseits ist ein Dreiwege-Katalysator (TWC) 22 an einer Stelle stromabwärts in dem Abgasrohr 21 angeordnet, und O₂-Sensoren 31, 32 zum Erfassen eines Sauerstoffgehalts in dem Abgas sind sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des TWC 22 angeordnet. Es sind ferner ein Temperatursensor 33 zum Erfassen der Abgastemperatur stromaufwärts des TWC 22 und ein Temperatursensor 34 zum Erfassen der Katalysator-Temperatur des TWC 22 bereitgestellt. Die O₂-Sensoren können durch A/F-Sensoren oder lineare O₂-Sensoren ersetzt werden. Der Temperatursensor 33 kann irgendwo stromabwärts einer Luft-Einlaßleitung 11 auf dem Abgasrohr 21 positioniert sein.
Das Hilfsluft-Zufuhrsystem 1 ist mit der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 versehen, die eine Stelle zwischen dem Luftfilter 25 und der Drossel 24 auf dem Aufnahmerohr 20 mit einer Stelle zwischen dem Motor 2 und dem stromaufwärts auf dem Abgasrohr 21 angeordneten O₂-Sensor 31 verbindet, und es gibt eine Luftpumpe (AP) 12, die von der mit einem elektrischen Motor betriebenen Art ist, ein Luft umschaltendes Ventil (ASV) 13, und ein Klappenventil (RV) 14 als Kontrollventil, die in der Reihenfolge ihrer Nennung von der Seite des Aufnahmerohrs 20 aus auf der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 angeordnet sind. Ein Drucksensor 15 ist zwischen der AP 12 und dem ASV 13 angeordnet. Ein Rohr 16, das sich von dem Aufnahmerohr 20 stromabwärts der Drossel 24 erstreckt, ist an das ASV 13 angeschlossen und ein spulenbetriebenes Ventil (SOV) 17 ist ebenfalls auf diesem Rohr 16 angeordnet.
Eine Steuereinheit 10 zum Steuern des Betriebs des Hilfsluft-Zufuhrsystems 1 ist an die Motor-ECU 23 mittels einer Signalleitung so angeschlossen, daß die Möglichkeit besteht, Informationen miteinander auszutauschen; sie nimmt zugeführte Ausgabesignale von dem Drucksensor 15 und den O₂-Sensoren 31, 32 an und steuert auch den Betrieb eines Motors für die AP 12 und das Öffnen/Schließen des SOV 17. Die Steuereinheit 10 kann einen Teil der Motor-ECU 23 bilden.
Dieses Hilfsluft-Zufuhrsystems 1 ist wie folgt aufgebaut: In einem Zustand, in dem der Brennstoff-Anteil groß ist, hauptsächlich beim Kaltstart oder dergleichen und das Luft/Brennstoff-Verhältnis (A/F) damit niedrig ist, und die TWC 22 noch nicht gut auf eine Temperatur aufgewärmt ist, die genügend hoch ist, um ihre Funktion voll darzustellen, öffnet die Kontrolleinheit 10 das SOV 17, um den negativen Druck in dem Aufnahmerohr 20 zu dem ASV 13 zu leiten, um den KSV 13 zu öffnen, und betätigt den AP 12, wodurch ein Teil der Luft, die durch das Luftfilter 25 geströmt ist, durch die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 in das Abgasrohr 21 geleitet wird, um den Sauerstoffgehalt in dem Abgas zu erhöhen und das Verhältnis A/F desselben zu erhöhen, so daß eine sekundäre Verbrennung von HC und CO in dem Gas in dem Abgasrohr 21 befördert wird und somit der Abgasausstoß gereinigt wird, wodurch sich die Abgastemperatur erhöht, um den Temperaturanstieg des TWC 22 zu beschleunigen, wodurch eine Verschlechterung der Emission unterdrückt wird. Nachfolgend wird diese Hilfsluft-Zufuhrsteuerung AT-Steuerung (Hilfsluft-Einstrom-Steuerung) genannt. Man beachte, daß ein Spulen-be triebenes Ventil auch direkt an dem Teil des KSV 13 verwendet werden kann anstelle der Kombination des ASV 13 mit dem SOV 17.
Weil das Hilfsluft-Zufuhrsystem auf diese Weise oftmals zu Zeiten niedriger Temperatur aktiviert wird, kann kondensiertes Wasser, wenn es in der Einlaßleitung 11 verbleibt, gefrieren und so die Leitung 11 blockieren, und möglicherweise Fehlfunktionen von AP 12, ASV 13 und RV 14 verursachen. Wenn die Hilfsluft-Zufuhr während eines solchen Gefrierversagens durchgeführt werden soll, kann dies zu einer Beschädigung der Bauteile führen. Andererseits besteht auch ein Erfordernis, ein Fehlurteil zu vermeiden, wonach eine vorübergehende Fehlfunktion wegen Gefrierens für ein gewöhnliches Versagen gehalten wird. Das Hilfsluft-Zufuhrsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß es das zu erfassende vorübergehende Versagen wegen Gefrierens von anderen Fehlfunktionen der Bauteile unterscheidet und ferner erlaubt, kondensiertes Wasser sicher während des Betriebs abzulassen, so daß während der Dauer eines Stillstands ein Gefrieren vermieden wird. Spezielle Fehlfunktions-Diagnoseverfahren und Steuerungsverfahren werden nachfolgend beschrieben. Ein Fehlfunktions-Diagnoseverfahren und ein Steuerungsverfahren zum Ablassen kondensierten Wassers werden zuerst jeweils einzeln beschrieben und dann wird eine kombinierte Steuerung derselben beschrieben.
2 ist ein Haupt-Flußdiagramm eines Fehlfunktions-Diagnoseverfahrens in der vorliegenden Ausführungsform und 3 und 6 sind Flußdiagramme, die einen Teil des in 2 gezeigten Verfahrens im einzelnen darstellen. Diese Steuerung wird mittels der Steuerungseinheit 1 in Zusammenarbeit mit der Motor-ECU 23 durchgeführt, und die Steuerung wird beim Starten des Motors 2 gestartet, um nur einmal parallel zu den anderen Verfahren durchgeführt zu werden.
Zunächst ist Schritt S1, eine Fehlfunktionsbestimmung beim Starten von AI, durchzuführen. Die Einzelheiten dieses Verfahrens sind in 3 dargestellt. Beim Schritt S101 prüft die Steuerungseinheit zunächst, ob AI-Bedingungen erfüllt sind. Die AI-Ausführungsbedingungen werden anhand der Temperatur des Motorkühlwassers, der Tempe ratur der Aufnahmeluft, der seit dem Starten verflossenen Zeit, der Batteriespannung, des Belastungszustands etc., die von der Motor-ECU 23 zugeführt werden, festgestellt. Wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, wonach schließlich festgestellt wird, daß es nicht erforderlich ist, die AI-Steuerung durchzuführen, beschließt die Steuerungseinheit das Verfahren. Wenn die AI-Ausführungsbedingungen nicht beendet sind, wartet die Steuerungseinheit, bis die Ausführungsbedingungen erfüllt sind. Wenn die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, schreitet die Steuerungseinheit zu Schritt S102 fort.
Beim Schritt 102 wird das AI-System betätigt. Das heißt konkret, daß das spulenbetriebene Ventil 17 geöffnet wird, um den Unterdruck in dem Aufnahmerohr 20 an das ASV 13 zu leiten, um das ASV 13 zu öffnen, und AP 12 wird betätigt, um einen Teil der Luft, die durch das Luftfilter 25 geströmt ist, durch die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 in das Abgasrohr 21 zu leiten.
Schritt S103 ist dazu vorgesehen, festzustellen, ob eine Dauer t1 seit dem Starten des AI-Systems verflossen ist. Wenn diese Dauer noch nicht abgelaufen ist, kehrt das Verfahren direkt zu Schritt S102 zurück, um einen Schlaufenprozeß zu durchlaufen, wodurch eine Bereitschaft zur Ausführung der AI-Steuerung besteht. Nach dem Ablauf der Dauer T1 nimmt das Verfahren den Schritt S104 vor, um einen Druckwert P und einen Wert einer Druckänderung ΔP zu lesen. Schritt S105 ist dazu vorgesehen, festzustellen, ob eine Blockade der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 (einschließlich einer Untätigkeit von AP 12 sowie einer Verschlußverriegelung von ASV 13 und RV 14) auftritt, auf der Grundlage des Druckwertes P und des Wertes ΔP der Druckänderung, die abgelesen sind. Insbesondere nimmt man in einem normalen Zustand ohne Blockade an, daß der Druck P größer als der atmosphärische Druck sein sollte und einer Druckänderung entsprechend der stromabwärts verlaufenden Druckänderung unterliegen sollte, wie dies mittels des Musters 1 in 4 angedeutet ist. Im Unterschied dazu nimmt man in einer Situation, in der eine Blockade des Kanals auftritt, einschließlich der Verschlußverriegelung von ASV 13 oder RV 14, während der Betrieb von AP 12 normal verläuft, der Druck P bei einem gewissen hohen Druck erhalten bleibt, wie es mittels des Musters 3 angedeutet ist. Bei einem inaktiven Zustand von AP 12 variiert der Druck, wie mittels des Musters 2 angedeutet, zwar ohne Blockade des Kanals, aber der Druck wird bei dem atmosphärischen Druck aufrechterhalten, wie bei Muster 4 mit der Blockade des Kanals. Dementsprechend kann eine Blockade-Anomalie in den Fällen der Muster mit Ausnahme des Musters 1 festgestellt werden.
Ohne die Blockade-Anomalie (einschließlich einer offenen Verriegelungs-Anomalie von ASV 13 und RV 14 und einer Dauer-Anomalie von AP 12) nimmt das Verfahren den Schritt S106 vor, um den Wert einer Anomaliedauer Δt_an auf 0 zurückzusetzen. Dann nimmt das Verfahren den Schritt S107 vor, um festzustellen, ob eine AI-Endbedingung erfüllt ist. Wenn die AI-Endbedingung nicht erfüllt ist, durchläuft die Steuerungseinheit 10 ein Schlaufenverfahren, in dem sie wiederum Schritt S102 vornimmt, wodurch die AI-Steuerung fortgesetzt wird, bis die Blockade-Anomalie erfaßt ist. Wenn die Endbedingung erfüllt ist, nimmt das Verfahren den Schritt S108 vor, um das AI-System zu stoppen und den Prozeß zu beenden. Insbesondere wird das SOV 17 geschlossen, um ASV 13 zu schließen, und der Antrieb von AP 12 wird ausgeschaltet.
Wenn beim Schritt S105 eine Blockade festgestellt wird, nimmt der Prozeß den Schritt S110 vor, um den Wert der Anomalie-Fortsetzungsdauer Δt_an zu ermitteln. Wenn Δt_an gleich 0 ist, wird die momentane Zeit t als t-Start festgesetzt. In einer Situation, in der die Anomalie fortgesetzt festgestellt wird und Δt_an nicht gleich 0 ist, nimmt das Verfahren den Schritt S112 vor, während der Wert von t-Start beibehalten wird. Schritt S112 dient dazu festzustellen, ob eine Gefrierbedingung erfüllt ist. Beispielsweise wird eine Bedingung, wonach entweder die minimale Temperatur der Aufnahmeluft THAmin seit dem Starten oder die Temperatur des Motorkühlwassers TWAS beim Starten weniger als 5 °C beträgt, als Gefrierbedingung für ein mögliches Gefrieren festgesetzt. Solange die Gefrierbedingung nicht erfüllt ist, wird unterstellt, daß es sich bei der Fehlfunktion nicht um ein Gefrierversagen, sondern um eine Fehlfunktion des Geräts handelt, und somit nimmt das Verfahren den Schritt S113 vor, um ein Signal XAI, das das Ergebnis der Feststellung anzeigt, auf 1 zu setzen und ein Signal XFAI, das eine Fehlfunktion des Geräts anzeigt, auf 1 zu setzen, und nimmt dann Schritt S108 vor, um das AI-System zu stoppen und das Verfahren zu beenden, um eine sekundäre Fehlfunktion zu verhindern.
Wenn bei Schritt S112 festgestellt wird, daß die Gefrierbedingung erfüllt ist, nimmt das Verfahren den Schritt S114 vor, um festzustellen, ob es sich um eine AP-Anomalie handelt. Wenn die zeitliche Änderung des Druckwerts P durch das Muster 3 der 4 dargestellt wird, wird festgestellt, daß keine Anomalie vorliegt. Wenn die zeitliche Änderung des Druckwerts P durch das Muster 2 oder 4 dargestellt wird, wird eine Anomalie festgestellt. Im Falle der Anomalie nimmt das Verfahren den Schritt S115 vor, um Δta als eine Feststellungs-Schwelle Δt_th für die Anomalie-Fortsetzungsdauer Δt_an festzusetzen. Liegt keine Anomalie vor, nimmt das Verfahren den Schritt S116 vor, um Δtb als eine Feststellungs-Schwelle Δt_th für die Anomalie-Fortsetzungsdauer Δt_an festzusetzen. Hier ist Δta < Δtb.
Beim nachfolgenden Schritt S117 wird eine Differenz zwischen t-Start und dem momentanen Zeitwert t errechnet, um die Anomalie-Fortsetzungsdauer Δt_an zu erhalten. Im Anschluß an die Berechnung nimmt das Verfahren den Schritt S118 vor, um die Anomalie-Fortsetzungsdauer Δt_an mit der festgesetzten Feststellungs-Schwelle Δt_th zu vergleichen. Wenn Δt_an nicht größer als Δt_th ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S102 zurück, um die Verarbeitung fortzusetzen. Wenn jedoch Δt_an größer als Δt_th ist, nimmt das Verfahren Schritt S119 vor, um ein Gefrier-Verschlußsignal XFCL auf 1 zu setzen, und nimmt anschließend den Schritt S108 vor, um das AI-System zu stoppen.
In dem Fall, in dem eine Möglichkeit eines Gefrierversagens besteht und AP 12 aktiv ist, wird der Betrieb von AP 12 für eine relativ lange Zeit in der oben beschriebenen Weise fortgesetzt, um ein Schmelzen von Eis für den Fall des vorübergehenden Versagens wegen Gefrierens zu fördern und eine sichere Fehlfunktions-Feststellung durchzuführen. In dem Fall jedoch, in dem eine Möglichkeit besteht, daß AP 12 wegen Gefrierens inaktiv ist, wird die Feststellungs-Schwelle der Anomalie-Fortsetzungsdauer bei der kurzen Dauer festgesetzt und AP 12 wird dazu gezwungen zu stoppen, wodurch sekundäre Schäden an AP 12 verhindert werden. 5 ist eine Graphik, die Strom- und Temperaturveränderungen des Motors zum Antrieb von AP 12 gegenüber Zuständen des AI-Systems darstellt. Während der Frostdauer von AP 12 kann der Motor zum Antrieb von AP 12 möglicherweise seine Temperatur auf die Temperaturtoleranz schneller erhöhen, als während der anderen Leitungsgefrierdauer und somit beschädigt werden. Darum werden Δta und Δtb bei ihren jeweiligen Zeiten kürzer gesetzt als solche bei der Temperaturtoleranz, wodurch eine sichere Feststellung erlaubt ist, während die Beschädigung von AP 12 unterdrückt wird.
Nach Abschluß des Prozesses gemäß 3 kehrt das Verfahren zu dem Prozeß gemäß 2 zurück und geht zu dem nächsten Schritt S2, um den Wert des Feststellungsergebnisses XAI zu kontrollieren. Wenn XAI gleich 1 ist, stellt die Steuerungseinheit 10 fest, daß ein Versagen eines Bauteils vorliegt, und übergeht den nachfolgenden Prozeß, um den Prozeß zu beenden. Wenn XAI gleich 0 ist, stellt die Steuerungseinheit 10 fest, daß die Feststellung nicht beendet ist, und das Verfahren nimmt den Schritt S3 vor. Der Schritt S3 dient dazu, den Wert des Gefrierverschlußsignals XFCL zu prüfen. Weil ein XFCL mit dem Wert 1 anzeigt, daß bei Schritt S1 festgestellt wurde, daß die Möglichkeit einer vorübergehenden Blockade wegen Gefrierens vorliegt, nimmt das Verfahren in diesem Fall den Schritt S4 vor, um das Neubewertungsverfahren 1 durchzuführen. Die Einzelheiten des Verfahrens sind in 6 dargestellt.
Der erste Schritt S201 dient einem Schlaufenverfahren, um das Ende des Aufwärmens abzuwarten, bevor der nächste Schritt durchgeführt wird. Die Feststellung des Endes des Aufwärmens kann anhand der Motorkühlwassertemperatur TWA und der Temperatur des Abgases mittels des Temperatursensors 33 erfaßt werden. Wenn festgestellt wird, daß das Aufwärmen beendet ist, fährt das Verfahren mit dem Schritt S202 fort, um ein Schlaufenverfahren durchzuführen, um abzuwarten, ob eine Brennstoffunterbrechung (F/C) oder Niedriglast-Bedingung erfüllt ist, bevor der nächste Schritt vorgenommen wird. Wenn die Bedingung erfüllt ist, nimmt das Verfahren den Schritt S203 vor, um das AI-System zu betätigen. Schritt S204 dient dazu festzustellen, ob die Dauer t2 seit dem Start der Betätigung des AI-Systems abgelaufen ist. Wenn die Dauer t2 noch nicht abgelaufen ist, durchläuft die Steuerungseinheit 10 ein Schlaufenverfahren, mit einer Rückkehr nach Schritt S203. Nach dem Ablauf der Dauer t2 nimmt das Verfahren den Schritt S205 vor.
Schritt S205 dient dazu, den Druckwert P und den Wert seiner Änderung ΔP abzulesen. Der Schritt S206 dient wiederum dazu festzustellen, ob die Blockade der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 (einschließlich der Inaktivität von AP 12 und der Verschlußverriegelung von ASV 13 und RV 14) vorliegt – wie bei Schritt S105. Im Falle einer zeitweiligen Fehlfunktion wegen Gefrierens schmilzt der Aufwärmvorgang das kondensierte Wasser, um dem Gerät die Möglichkeit zu geben, normal zu funktionieren. Somit wird die Möglichkeit geschaffen, festzustellen, ob die Fehlfunktion eine vorübergehende Fehlfunktion wegen Gefrierens oder irgendeine andere Fehlfunktion ist, indem die Neubewertung nach einem Ablauf einer hinreichenden Dauer seit dem Start des Aufwärmens vorgenommen wird.
Bei der Feststellung einer Blockade nimmt das Verfahren den Schritt S207 vor, um das Signal XAI, das das Ergebnis der Feststellung anzeigt, auf 1 zu setzen und das Signal XFAI, das das Geräteversagen anzeigt, auf 1 zu setzen, und nimmt dann den Schritt S208 vor, um das AI-System zu stoppen und den Prozeß zu beenden, um die sekundäre Fehlfunktion zu verhindern. Wird keine Blockade festgestellt, springt das Verfahren direkt von Schritt S206 zu Schritt S208, um das AI-System zu stoppen und den Prozeß zu beenden. In diesem Fall bleibt der Wert von XAI der Anfangswert 0.
Nach Beendigung des Prozesses gemäß 6 kehrt das Verfahren zu dem Prozeß der 2 zurück und nimmt den nächsten Schritt S5 vor. Wenn jedoch bei Schritt S3 das Gefrierverschlußsignal XFCL gleich 0 ist, springt das Verfahren direkt zu Schritt S5. Dieser Schritt S5 dient dazu, ein Fehlfunktions-Feststellungsverfahren des AI-Zufuhrsystems auf der Grundlage des Druckverhaltens am Ende von AI durchzuführen. Die Einzelheiten dieses Verfahrens sind in 7 dargestellt.
Schritt S301 dient dazu, festzustellen, ob eine Dauer t3 Sekunden oder mehr seit dem Stop des AI-Systems verflossen ist. Wenn die Dauer t3 noch nicht abgelaufen ist, durchläuft die Steuerungseinheit 10 ein Schlaufenverfahren und kehrt zu Schritt S301 zurück. Nachdem die Dauer t3 abgelaufen ist, nimmt das Verfahren den Schritt S302 vor. Der Schritt S302 dient dazu, den Druckwert P und den Wert ΔP seiner Änderung auszulesen. Der nachfolgende Schritt S303 dient dazu, festzustellen, ob AP 12 in Betrieb ist. Diese Feststellung kann anhand der Antwort auf die Frage vorgenommen werden, ob der Druckwert erhöht ist. Im Betrieb von AP 12 muß AP 12 eine konstante Betriebsanomalie aufweisen und das Verfahren nimmt somit den Schritt S306 vor, um das Signal XAI, das das Ergebnis der Feststellung anzeigt, auf 1 zu setzen und auch das Signal XFAI, das eine Fehlfunktion des Geräts anzeigt, auf 1 zu setzen, und beendet dann den Prozeß.
Wenn AP 12 angehalten ist, nimmt das Verfahren den Schritt S304 vor, um festzustellen, ob ASV 13 oder RV 14 sich in einem Zustand eines Öffnungsversagens befinden. Wenn festgestellt wird, daß ASV 13 oder RV 14 sich nicht im Zustand des Öffnungsversagens befinden, überspringt das Verfahren den nachfolgenden Prozeß und beendet den Prozeß. Im Falle der Feststellung des Zustandes des Öffnungsversagens nimmt das Verfahren den Schritt S305 vor, um festzustellen, ob die Gefrierbedingung erfüllt ist. Die Gefrierbedingung kann dieselbe sein, wie die Gefrierbedingung bei Schritt S112. Wenn die Gefrierbedingung nicht erfüllt ist, wird unterstellt, daß es sich bei dem Problem nicht um das Gefrierversagen, sondern die Fehlfunktion des Geräts handelt, und somit nimmt das Verfahren den Schritt S306 vor, um in dem Signal XAI, das das Ergebnis der Feststellung anzeigt, auf 1 zu setzen und das Signal XFAI, das die Fehlfunktion des Geräts anzeigt, auf 1 zu setzen, und beendet dann den Prozeß. Wenn jedoch die Gefrierbedingung erfüllt ist, besteht die Möglichkeit einer vorübergehenden Fehlfunktion wegen Gefrierens, und somit nimmt das Verfahren den Schritt S307 vor, um ein Gefrier-Öffnungssignal XFOP auf 1 zu setzen, und beendet dann den Prozeß.
Nach dem Abschluß des Prozesses gemäß 7 kehrt das Verfahren zum Prozeß in 2 zurück und vollzieht den nächsten Schritt S6, um den Wert des Gefrier-Öffnungssignals XFOP zu überprüfen. Weil XFOP mit dem Wert 1 anzeigt, daß bei Schritt S5 (genauer gesagt bei Schritt 307 in 7) festgestellt wurde, daß die Möglichkeit einer vorübergehenden Öffnungs-Fehlfunktion wegen Gefrierens besteht, vollzieht das Verfahren in diesem Fall den Schritt S7, um das Neubewertungsverfahren 2 durchzuführen. Die Einzelheiten dieses Verfahrens sind in 8 dargestellt.
Zunächst dient der Schritt S401 zum Durchführen eines Schlaufenverfahrens, um den Ablauf einer Dauer t4 seit dem Stoppen von AI abzuwarten, bevor der nächste Schritt durchgeführt wird. Vorliegend ist t4 > t3 und somit wird die Zeit t4 als eine genügend lange Dauer angesetzt, um das gefrorene kondensierte Wasser in dem AI-System mittels des Abgases bei hoher Temperatur zu schmelzen. Nach dem Ablauf der Dauer t4 seit dem Stop AI rückt das Verfahren vor zu Schritt S402, um den Druckwert P sowie den diesbezüglichen Änderungswert ΔP auszulesen.
Der Schritt S403 dient dazu, zu prüfen, ob ASV 13 sich in einem geschlossenen Zustand befindet. Weil das AI-System zu diesem Zeitpunkt angehalten ist, muß ein Überprüfungszustand von ASV 13 mittels des SOV 17 als ein geschlossener Zustand gesetzt werden. Wenn der Schritt S403 damit endet, daß ASV 13 als geöffnet festgestellt wird, besteht eine Möglichkeit eines Öffnungs-Verriegelungsversagens aus einem anderen Grund als dem Gefrieren und somit führt das Verfahren den Schritt S408 durch (Einzelheiten des Prozesses danach werden später beschrieben). Wenn dagegen ASV 13 in den Verschlußzustand gesetzt ist, wie es für einen Prüfzustand erwartet wird, rückt das Verfahren nach Schritt S404 vor. Der Schritt S404 dient zum Öffnen von ASV 13, indem das spulenbetriebene Ventil 17 aktiviert wird, während AP 12 angehalten bleibt. Der Schritt S405 dient dazu, einen Schlaufenprozeß durchzuführen, um einen Ablauf einer Dauer t5 seit der Öffnungssteuerung abzuwarten, bevor der nächste Schritt durchgeführt wird. Nachdem die Dauer t5 seit der Öffnungssteuerung abgelaufen ist, führt das Verfahren den Schritt S406 durch, um wiederum den Druckwert P und den Druckänderungswert ΔP auszulesen. Der Schritt S407 dient dazu, festzustellen, ob RV 14 normal oder anormal ist. Wenn die Druckänderung entsprechend dem Muster 2 in 4 verläuft, stellt die Steuerungseinheit fest, daß RV 14 sich in einem offenen Verriegelungszustand befindet; dann vollzieht das Verfahren den Schritt S408, um das Signal XAI, das das Ergebnis der Feststellung anzeigt, auf 1 zu setzen und ferner das Signal XFAI, das das Versagen des Geräts anzeigt, ebenfalls auf 1 zu setzen, und anschließend wird der Schritt S409 durchgeführt. Wenn RV 14 normal ist, rückt die Verarbeitungseinheit direkt nach Schritt S409 vor, um ASV 13 zu schließen.
Nach dem Abschluß des Prozesses in 8 kehrt das Verfahren zu dem Prozeß in 2 zurück und vollzieht dann den nächsten Schritt S8. Wenn dagegen XFOP bei Schritt S6 gleich 0 ist, rückt das Verfahren direkt nach Schritt S8 vor. Dieser Schritt S8 dient dazu, noch einmal den Wert des Feststellungsergebnisses XAI zu überprüfen. Wenn XAI gleich 1 ist, bestimmt die Steuerungseinheit, daß ein Versagen eines Bauteils vorliegt und dann überspringt das Verfahren die nachfolgenden Prozeßschritte, um den Prozeß zu beenden. Weil XAI gleich 0 anzeigt, daß eine andere Situation vorliegt, als der Fall, in dem XAI auf der Grundlage der Feststellung einer Fehlfunktion der Bauteile gleich 1 gesetzt wurde, stellt die Steuerungseinheit somit fest, daß die Bauteile normal arbeiten; dann rückt das Verfahren nach dem Schritt S9 vor, um XAI auf 1 zu setzen und anzuzeigen, daß die Feststellung beendet ist, und das Signal XNAI auf 1 zu setzen und anzuzeigen, daß die Bauteile sich normal verhalten, und beendet dann den Prozeß.
Man beachte, daß der Verarbeitungsfluß, wie er oben beschrieben wurde, nur ein Beispiel bildet, und daß eine Vielzahl von Änderungen und Modifikationen darin vorgenommen werden können. Beispielsweise besteht auch die Möglichkeit, gleichzeitig die Feststellung am Ende von AI (Schritt S5) und das Neubewertungsverfahren 2 (Schritt S7) durchzuführen.
Nachfolgend werden einige Steuerungsverfahren zum Ablassen kondensierten Wassers speziell beschrieben.
9 zeigt ein Haupt-Flußdiagramm eines ersten Steuerungsverfahrens zum Ablassen und 10 ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Setzen eines Niedrigtemperatur-Signals FlagTC zeigt, das in diesem Steuerungsverfahren verwendet wird. Das Steuerungsverfahren wird im wesentlichen mittels der Steuerungseinheit 10 gemeinsam mit der Motor-ECU 23 durchgeführt und wird vom Anlassen bis zum Anhalten des Motors 2 wiederholt zu bestimmten Zeitpunkten ausgeführt.
Der erste Schritt S501 dient dazu, festzustellen, ob ein vollständiges Aufwärmen abgeschlossen ist, dies auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur THW, die anhand des Kühlwassertemperatursensors 28 ermittelt wurde. Solange eine vorgegebene Dauer oder ein längerer Zeitraum nicht abgelaufen ist seit dem vollständigen Aufwärmen, das heißt, seit THW über eine vorgegebene Temperatur hinaus erwärmt wurde, rückt das Verfahren nach Schritt S508 vor, um festzustellen, ob die Steuerung der Hilfsluft-Einführung (AI) beim Kaltstart abgeschlossen ist. Sofern sie nicht abgeschlossen ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S510, um die AI-Steuerung beim Kaltstart auszuführen. Wenn sie dagegen abgeschlossen ist, rückt das Verfahren nach dem Schritt S509 vor, um das Hilfsluft-Zufuhrsystem auszuschalten. Insbesondere hält die Steuerungseinheit 10 AP 12 an und schließt ASV 13. Dann wird das Luft-Brennstoffverhältnis (A/F) mittels normaler Rückkopplungssteuerung (F/B) gesteuert.
Wenn bei Schritt S501 festgestellt wird, daß der vollständige Aufwärmvorgang beendet ist, geht das Verfahren nach Schritt S502, um den Wert des Niedrigtemperatur-Signals FlagTC zu prüfen. Dieses FlagTC wird mittels einer in 10 gezeigten Routine gesetzt. Der Schritt S515 dient nämlich dazu festzustellen, ob die Bedingung, daß entweder die Temperatur THW des Motorkühlwassers oder die minimale Temperatur THAmin der Einlaßluft niedriger als 5 °C sind, erfüllt ist. Wenn die Bedingung erfüllt ist, rückt das Verfahren nach Schritt S516 vor, um den Wert von FlagTC auf 1 zu setzen. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, setzt die Steuerungseinheit 10 den Wert von FlagTC auf 0.
Wenn der Wert von FlagTC somit auf 0 gesetzt ist, stellt die Steuerungseinheit fest, daß keine Möglichkeit des Gefrierens besteht, und dann nimmt das Verfahren den Schritt S509 vor, ohne die Steuerung des Ablassens kondensierten Wassers auszuführen. Wenn der Wert von FlagTC dagegen gleich 1 ist, stellt die Steuerungseinheit fest, daß die Möglichkeit eines Gefrierens besteht, und dann nimmt das Verfahren den Schritt S503 vor. Der Schritt S503 dient zum Prüfen des Wertes von FlagRW, das ein Beenden der Steuerung des Ablassens kondensierten Wassers anzeigt. Wenn FlagRW gleich 1 ist, stellt die Steuerungseinheit fest, daß das Ablassen kondensierten Wassers abgeschlossen ist, und dann nimmt das Verfahren den Schritt S509 vor, ohne die Steuerung des Ablassens auszuführen. Wenn FlagRW gleich 0 ist, bestimmt die Steuerungseinheit, daß das Ablassen kondensierten Wassers durchgeführt werden muß, und dann führt das Verfahren den Schritt S504 durch.
Der Schritt S504 dient einer Überprüfung des Betriebszustands des Motors 2. Wenn der Motor 2 in einem Zustand einer Brennstoffunterbrechung oder einem Niedriglastzustand betrieben wird, stellt die Steuerungseinheit fest, daß die Bedingung zur Ausführung der Steuerung des Ablassens kondensierten Wassers erfüllt ist, und dann vollzieht das Verfahren den Schritt S505. In anderen Fällen als dem vorgenannten Fall, wenn die nachfolgend beschriebene Hilfsluft-Zufuhr für die Steuerung des Ablassens kondensierten Wassers durchgeführt wird, nimmt die Wirksamkeit des TWC ab und die Möglichkeit der Verschlechterung von Emissionen erhöht sich. Darum vollzieht das Verfahren den Schritt S509, ohne die Steuerung des Ablassens auszuführen.
Der Schritt S505 dient einem Vergleich einer Fortsetzungsdauer t_rw der später beschriebenen Steuerung des Ablassens kondensierten Wassers mit einem Schwellenwert t_th. Wenn t_rw kleiner als t_th ist, geht das Verfahren nach Schritt S507, um das Hilfsluft-Zufuhrsystem anzuschalten und die F/B-Steuerung von A/F zu annullieren. Insbesondere wird ASV 13 – falls geschlossen – geöffnet und AP 12 – falls angehalten – wird aktiviert, um Luft durch die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 zu lassen, um ein Spülen zu bewirken, wodurch das verbliebene kondensierte Wasser zur Seite des Abgasrohres 21 abgelassen wird.
Wenn bei dem Schritt S505 festgestellt wird, daß t_rw nicht kleiner als t_th ist, was eine genügende Dauer ist, um das Ablassen kondensierten Wassers abzuschließen, vollzieht das Verfahren den Schritt S506, um das FlagRW auf 1 zu setzen und damit den Abschluß des Ablassens anzuzeigen, und rückt dann nach Schritt S509 vor, um AP 12 zu stoppen und ASV 13 zu schließen, wodurch das Hilfsluft-Zufuhrsystem ausgeschaltet wird.
Wie oben beschrieben, wird in dem Fall, in dem die Möglichkeit eines Gefrierens in dem Hilfsluft-Zufuhrsystem 1 besteht, die erzwungene Spülung des Inneren der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 nach dem vollständigen Aufwärmen des Motors 2 durchgeführt, um zu verhindern, daß Wasser in der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 wegen eines Rückstromes von dem Abgas oder dergleichen zurückbleibt, wodurch eine Gefrierfehlfunktion, die wegen eines Gefrierens kondensierten Wassers in dem Hilfsluft-Zufuhrsystem 1 während des Anhaltens des Motors 2 verursacht werden könnte, unterdrückt wird.
11 ist ein Haupt-Flußdiagramm eines zweiten Steuerungsverfahrens zum Ablassen kondensierten Wassers. Dieses Steuerungsverfahren wird hauptsächlich mittels der Steuerungseinheit 10 im Zusammenwirken mit der Motor-ECU 23 – wie auch das erste Steuerungsverfahren zum Ablassen – durchgeführt, aber es unterscheidet sich von dem ersten Steuerungsverfahren zum Ablassen dadurch, daß die Steuerung wiederholt zu vorgegebenen Zeitpunkten nach dem Stoppen des Motors 2 und vor dem Setzen des FlagEC auf 1 ausgeführt wird.
Der erste Schritt S521 dient dazu, zu prüfen, ob eine vorgegebene Dauer seit einem Stop des Motors 2 abgelaufen ist. Wenn die vorgegebene Dauer seit dem Stop des Motors noch nicht abgelaufen ist, stellt die Steuerungseinheit fest, daß eine Möglichkeit besteht, daß Abgas in dem Abgasrohr 21 zurückbleibt, und beendet somit den Prozeß, ohne den Prozeß auszuführen (in der Praxis wird dieser Prozeß bis zum stand-by-Zustand vor dem Ablauf der vorgegebenen Zeit wiederholt). Nachdem die vorgegebene Zeit seit dem Stop des Motors abgelaufen ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S522, um zu prüfen, ob der Motor 2 nach einem Aufwärmen angehalten wurde. Wenn der Stop nicht nach dem Aufwärmen durchgeführt wurde, vollzieht das Verfahren den Schritt S523, um FlagEC auf 1 zu setzen, und beendet dann den Prozeß. In diesem Fall wird die Steuerung des Ablassens kondensierten Wassers nicht ausgeführt.
Der Prozeß von Schritt S502 bis zu den Schritten S524, S525 ist im wesentlichen derselbe wie in dem ersten Steuerungsverfahren zum Ablassen, das in 9 gezeigt ist.
Weil das vorliegende Steuerungsverfahren nach dem Stop des Motors 2 durchgeführt wird, ist es unmöglich, die Verbrennungssteuerung des Motors 2 bei den Schritten S507, S509 in dem ersten Abgassteuerungsverfahren durchzuführen, und somit werden die Schritte S524, S525 an deren Stelle durchgeführt. Ferner ist der Schritt S504 zum Überprüfen des Betriebszustandes des Motors ausgeschlossen. Wenn die Möglichkeit eines Gefrierens besteht, vollzieht das Verfahren den Schritt S524, um das AI-System anzuschalten, um eine erzwungene Spülung zu bewirken. Nach einem Ablauf einer genügend langen Zeit seit dem Start der Spülung vollzieht das Verfahren den Schritt S525, um das AI-System auszuschalten, um die Spülung zu beenden.
Weil das vorliegende Steuerungsverfahren zum Ablassen aufgebaut ist, um die erzwungene Spülung des Inneren der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 nach dem Anhalten des Motors 2 durchzuführen, kann man das Wasser, das aus dem Abgas oder dergleichen herauskommt und in der Leitung 11 verbleibt, sicher ablassen. Dementsprechend kann man die Möglichkeit eines Auftretens eines Gefrierversagens beim nächsten Start erniedrigen. Weil die Spülung nicht unmittelbar nach dem Anhalten des Motors durchgeführt wird, sondern nach dem Ablauf der vorgegebenen Dauer durchgeführt wird, kann man das in dem Rohr befindliche kondensierte Wasser sicher ablassen, weil die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 abkühlt. Weil ferner das Steuerungsverfahren zum Ablassen im Zustand des gestoppten Motors durchgeführt wird, führt der Betrieb des Hilfsluft-Zufuhrsystems niemals zu einer Verschlechterung der Emissionen.
12 ist ein Flußdiagramm eines dritten Steuerungsverfahrens zum Ablassen. Das vorliegende Ablaß-Steuerungsverfahren ist ähnlich dem ersten Ablaß-Steuerungsverfahren, aber es unterscheidet sich von dem ersten Ablaß-Steuerungsverfahren, das dazu aufgebaut war, das AI-System erzwungenermaßen anzutreiben, um die Spülung der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 zu bewirken, während das vorliegende Ablaß-Steuerungsverfahren aufgebaut ist, um nur ASV 13 zu öffnen, um die Spülung zu bewirken, ohne AP 12 zu betätigen.
Genauer gesagt wird, wie in 12 gezeigt, der Prozeß der Schritte S567, S569 anstelle der Schritte S507, S509 in dem in 9 gezeigten Flußdiagramm durchgeführt, und der Prozeß des Schrittes S564 wird zwischen den Schritt S504 und den Schritt S505 eingeschoben.
Der Schritt S567 dient nämlich dazu, ASV 13 zu öffnen und die FB-Steuerung von A/F zu annullieren, während AP 12 im Unterschied zum Antrieb des AI-Systems bei Schritt S507 im Stillstand gehalten wird. Dadurch wird die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 geöffnet, was dazu beiträgt, daß ein Teil der Luft durch das Luftfilter 25 durch die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 in das Abgasrohr 21 mittels eines Ansaugens von Luft eingeführt wird, so daß die Spülung des Inneren der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 bewirkt wird, wodurch das verbliebene kondensierte Wasser in das Abgasrohr 21 abgelassen wird.
Der andere Schritt S569 ist im wesentlichen dem Schritt S509 ähnlich und dient dazu, ASV 13 zu schließen, um die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 zu unterbrechen, während AP 12 bei einem Stillstand gehalten wird und um die F/B-Steuerung von A/F auszuführen.
Der Schritt S564 dient dazu, festzustellen, ob eine Beschränkungssteuerung der Katalysatorverschlechterung abläuft. Wenn das Abgas, das durch den TWC 22 hindurchströmt, ein mageres Luft-/Brennstoff-Verhältnis aufweist, das heißt, sich im Zustand überschüssigen Sauerstoffs befindet, werden eine Speicherung von NOx und eine Oxidation von CO und HC beschleunigt. Wenn dieses geschieht, während TWC 22 sich in einem heißen Zustand befindet, wird der Katalysator dazu neigen, sich aufgrund von Überhitzung zu verschlechtern. Darum wird die Steuerung zur Beschränkung der Katalysatorverschlechterung durchgeführt, um zu verhindern, daß die Brennstoff Unterbrechung verhindert, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Abgases zu mager wird (das heißt, um zu verhindern, daß der Sauerstoffanteil zu groß wird). Wenn während dieser Kontrolle die Spülung des Hilfsluft-Zufuhrsystems durchgeführt wird, macht die im Wege der Spülung zugeführte Hilfsluft das Luft-/Brennstoff-Verhältnis des Abgases magerer, um den Sauerstoffgehalt zu erhöhen, so daß die Steuerung zur Beschränkung der Katalysatorverschlechterung im Grunde gleich 0 wird. Darum ist es erforderlich, die Spülung während dieser Steuerung zu verbieten. Während diese Steuerung abläuft, rückt das Verfahren somit nach dem Schritt S569 vor, um keine Spülung durchzuführen. Nur wenn die Steuerung nicht abläuft, schreitet das Verfahren vor und vollzieht die Schritte S505 bis S567, um eine Spülung zu erlauben.
Das erste Steuerungsverfahren zum Ablassen weist einerseits eine große Wasserentfernungswirksamkeit auf, aber andererseits erhöht es die Betriebsdauer von AP 12, was das Erfordernis einer Verbesserung seiner Haltbarkeit mit sich bringt. Weil ein großes Volumen von Hilfsluft zugeführt wird, neigt das Luft-/Brennstoff-Verhältnis des Abgases dazu, übermager zu werden, und somit neigt die Menge emittierten NOx dazu, schlimmer zu werden. Weil das vorliegende Ablaß-Steuerungsverfahren aufgebaut ist, um keine erzwungene Spülung durchzuführen, wird keine übermäßige Hilfsluft zugeführt, um so das übermagere A/F sowie die Zunahme der Betriebsdauer von AP 12 zu verhindern. Darum kann das vorliegende Ablaß-Steuerungsverfahren mittels der gegenwärtig erhältlichen Haltbarkeit von AP realisiert werden.
Bei dem ersten Ablaß-Steuerungsverfahren ist vorzuziehen, die Spülung während der Steuerung zur Beschränkung des Katalysatorabbaus zu verbieten, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Menge der zugeführten Hilfsluft neigt dazu, übermäßig zu werden, falls die Spülung mittels der Betätigung von AP 12 durchgeführt wird, und deshalb ist das Verbot der Spülung in diesem Fall besonders wirksam.
13 ist ein Flußdiagramm eines vierten Ablaß-Steuerungsverfahrens. Das vorliegende Ablaß-Steuerungsverfahren ist eine Modifikation des dritten Ablaß-Steuerungsverfahrens, aber, um die Beschreibung zu vereinfachen, ist die Steuerung, die das Ablassen während der Steuerung zur Beschränkung des Katalysatorabbaus verbietet, ausgeschlossen. Natürlich wird bevorzugt, das vorliegende Steuerungsverfahren mit der Steuerung zum Verhindern des Ablassens während der Steuerung zur Beschränkung der Katalysatorverschlechterung bereitzustellen. Ferner unterscheidet sich das vorliegende Ablaß-Steuerungsverfahren von dem dritten Ablaß-Steuerungsverfahren darin, daß die Schritte S571, S572 zwischen dem Schritt S503 und dem Schritt S569 angeordnet sind, und der Schritt S573 WIRD anstelle des Schrittes S506 bereitgestellt.
Bei dem vorliegenden Steuerungsverfahren, wenn bei Schritt S573 das Abschlußsignal FlagRW für die Steuerung zum Ablassen kondensierten Wassers auf 1 gesetzt ist, wird eine Zeit t des Moments des Setzens in einer Variablen t_end gespeichert. Der Schritt S571 dient dazu, eine Differenz (t-t_end) zwischen t_end, das so gesetzt ist, und der momentanen Zeit t, das heißt, einer seit dem Ende der Spülung verflossenen Zeit, mit einem Schwellenwert t_th3, zu vergleichen. Wenn das Vergleichsergebnis „NEIN" ist, das heißt, wenn nicht genügend Zeit seit der vorangegangenen Reinigung verflossen ist, geht die Steuerungseinheit zum Schritt S569, um ASV 13 zu schließen, um die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 in dem unterbrochenen Zustand zu belassen und die normale F/B-Steuerung von A/F durchzuführen.
Ist dagegen genügend Zeit seit der vorangegangenen Spülung abgelaufen, setzt die Steuerungseinheit FlagRW auf 0 zurück (Schritt S572), wonach sie zu Schritt S504 zurückkehrt und geht dann zu Schritt S567, um wieder eine Spülung der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 durchzuführen.
Dies führt dazu, daß die Spülungen der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 in Abständen der vorgegebenen Dauer durchgeführt werden, so daß die Möglichkeit besteht, das kondensierte Wasser, das in der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 nach dem Aufwärmen noch verblieben ist, wirksam zu entfernen. Im Ergebnis verbessert dies die Wirkung, die Blockade der Hilfsluft-Zufuhrleitung aufgrund eines Gefrierens kondensierten Wassers, das in der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 verblieben ist, beim Neustarten zu beschränken.
Die Verarbeitungsroutinen in den jeweiligen Ablaß-Steuerungsverfahren, die oben beschrieben sind, sind nur Beispiele und eine Vielzahl von Modifikationen kann darin vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Sequenz der Feststellungen verändert werden, so lange das Ergebnis des Prozesses dasselbe bleibt. Es muß auch nicht erläutert werden, daß Modifikationen, die dadurch erreicht werden, daß man die oben be schriebenen Ablaß-Steuerungsverfahren teilweise miteinander kombiniert, ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.
Nachfolgend wird eine kombinierte Steuerung der vorgenannten Fehlfunktionsdiagnose mit der Steuerung zum Ablassen kondensierten Wassers beschrieben. 14 ist ein Flußdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer solchen kombinierten Steuerung zeigt, und 15 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren eines Setzens eines Gefrierversagens-Signals FlagFS zeigt, das bei diesem Steuerungsverfahren verwendet wird. Die vorliegende Steuerung wird hauptsächlich mittels der Steuerungseinheit 10 im Zusammenwirken mit der Motor-ECU 23 durchgeführt, wie jedes der oben beschriebenen Steuerungsverfahren, und nur einmal nach dem Starten des Motors 2 ausgeführt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform dient der erste Schritt S601 dazu, ein Fehlfunktionsdiagnoseverfahren auszuführen. Dieses Fehlfunktionsdiagnoseverfahren ist dasselbe wie das vorgenannte Fehlfunktionsdiagnoseverfahren und, genauer gesagt, wird es auf der Grundlage des in 2 gezeigten Flußdiagramms ausgeführt. Der nachfolgende Schritt S602 dient zum Prüfen des Wertes des Gefrierfehlfunktions-Signals FlagFS. Dieses FlagFS wird mittels der in 15 gezeigten Routine gesetzt. Genauer gesagt dient der Schritt S611 dazu, das Gefrier-Öffnungsanomalie-Signal XFOP oder das Gefrier-Verschlußanomalie-Signal XFCL, die von der Gefrierfehlfunktions-Bestimmung beim Starten (Schritt S601) gesetzt sind, zu prüfen und zu bestimmen, ob die Bedingung erfüllt ist, wonach beide Signale auf 1 gesetzt sind. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S612, um den Wert von FlagFS auf 1 zu setzen. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S613, um den Wert des FlagFS auf 0 zu setzen.
Wenn der Wert von FlagFS gleich 0 ist, bestimmt die Steuerungseinheit, daß beim Starten keine Gefrierfehlfunktion vorlag und in diesem Fall überspringt das Verfahren die nachfolgenden Prozesse und beendet den Prozeß. Weil der Wert von FlagFS gleich 1 anzeigt, daß festgestellt wurde, daß eine Fehlfunktion wegen Gefrierens vorlag, voll zieht das Verfahren in diesem Fall den Schritt S603, um das kondensierte Wasser sicher abzulassen.
Schritt S603 dient zum Prüfen des Betriebszustands des Motors 2. Wenn der Motor 2 in dem Zustand einer Brennstoffunterbrechung oder dem Niedriglast-Zustand betrieben wird, stellt die Steuereinheit fest, daß die Bedingung zur Ausführung der Steuerung des Ablassens kondensierten Wassers erfüllt ist, und vollzieht dann den Schritt S604. In den anderen Fällen, wenn die Hilfsluft-Zufuhr, die nachfolgend beschrieben ist, für die Steuerung des Ablassens von kondensiertem Wasser durchgeführt wird, wird die Leistung des Katalysators abnehmen, so daß die Möglichkeit aller Emissionsverschlechterung steigt, und somit vollzieht das Verfahren den unten beschriebenen Schritt S607, ohne die Steuerung des Ablassens von kondensiertem Wasser vorzunehmen.
Schritt S604 dient zum Vergleich der Fortsetzungsdauer t_rw der Steuerung zum Ablassen kondensierten Wassers mit dem Schwellenwert t_th. Wenn t_rw niedriger als t_th ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S605, um das Hilfsluft-Zufuhrsystem anzuschalten und die FB-Steuerung von A/F zu annullieren. Genauer gesagt öffnet die Steuerungseinheit ASV 13, falls diese geschlossen ist, und betätigt AP 12, falls eine Stillstandssituation vorliegt, um Luft durch die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 zu leiten, um eine Spülung zu bewirken, wodurch das verbliebene Kondenswasser zur Seite des Abgasrohres 21 abgelassen wird.
Wenn bei dem Schritt S604 festgestellt wird, daß t_rw nicht weniger als t_th ist und die Dauer zum Abschluß des Ablassens von Kondenswasser genügt, vollzieht das Verfahren den Schritt S606, um das Ablaßsteuerungs-Abschlußsignal FlagRW auf 1 zu setzen und den Abschluß des Ablassens anzuzeigen, und vollzieht dann den Schritt S607, um AP 12 zu stoppen und ASV 13 zu schließen, um das Hilfsluft-Zufuhrsystem abzuschalten.
Nach dem Abschluß von Schritt S605 oder S607 vollzieht das Verfahren den Schritt S608, um den Wert des Ablaßsteuerungs-Abschlußsignals FlagRW zu ermitteln. Wenn der Wert gleich 1 ist, das heißt, wenn die Ablaßkontrolle abgeschlossen ist, beendet die Steuereinheit 10 den Prozeß. Wenn der Wert 0 ist, das heißt, wenn die Ablaßsteuerung nicht beendet ist, kehrt das Verfahren zurück zum Schritt S603. Dies ermöglicht, das Kondenswasser sicher abzulassen, wenn eine Gefrieranomalie vorliegt.
Oben wurde das Beispiel beschrieben, bei dem die erzwungene Spülung mittels Betätigung von AP 12 vorgenommen wurde, aber es ist auch möglich, eine nur natürliche Reinigung mittels der Öffnungssteuerung von ASV 13 wie in dem dritten Ablaß-Steuerungsverfahren (vergleiche 12) durchzuführen. Es ist auch vorzuziehen, die Spülungssteuerung während der Steuerung der Beschränkung des Katalysatorabbaus wie bei dem dritten Ablaß-Steuerungsverfahren (vergleiche 12) zu verhindern.
Das Ablaß-Steuerungsverfahren kann entsprechend den Gefrierzuständen modifiziert werden. 16 ist ein Haupt-Flußdiagramm, das eine zweite Ausführungsform einer kombinierten Steuerung zeigt. Dieses Steuerungsverfahren wird ebenfalls hauptsächlich mittels der Steuerungseinheit 10 im Zusammenwirken mit der Motor-ECU 23 durchgeführt, wie das erste Ausführungsbeispiel, und es wird nur einmal nach dem Starten des Motors 2 ausgeführt.
Weil das Verfahren des ersten Schrittes S601 dasselbe wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wird die eingehende Beschreibung desselben hier weggelassen. Nach dem Abschluß des Fehlfunktions-Diagnoseverfahrens beim Schritt S601 vollzieht das Verfahren direkt den Schritt S603, der sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Wenn beim Schritt S603 festgestellt wird, daß sich der Motor 2 nicht in dem F/C- oder Niedriglast-Zustand befindet, vollzieht das Verfahren den Schritt S607, wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels.
Wenn dagegen beim Schritt S603 festgestellt wird, daß der Motor 2 sich in dem F/C- oder Niedriglast-Zustand befindet, vollzieht das Verfahren den Schritt S621, um den Wert von FlagFS zu ermitteln. Wenn der Wert von FlagFS gleich 0 ist, das heißt, wenn beim Starten keine Gefrieranomalie aufgetreten ist, vollzieht das Verfahren den Schritt F622, um den Wert des Niedrigtemperatursignals FlagTC zu prüfen. Dieses Verfahren entspricht dem Verfahren des Schrittes S502 bei dem ersten Ablaß-Steuerungsverfahren (vergleiche 9 und 10). Wenn der Wert von FlagTC gleich 0 ist, bestimmt die Steuerungseinheit 10, daß kein Risiko eines Gefrierens besteht, und dann vollzieht das Verfahren den Schritt S606, der nachfolgend beschrieben ist, um den Prozeß zu beenden, ohne die Steuerung des Ablassens von Kondenswasser auszuführen.
Wenn der Wert von FlagTC dagegen gleich 1 ist, bestimmt die Steuerungseinheit 10, daß ein Risiko eines Gefrierens besteht, und das Verfahren vollzieht den Schritt S604. Der Schritt S604 dient dazu, die Fortsetzungsdauer t_rw der Steuerung zum Ablassen von Kondenswasser mit dem Schwellenwert t_th zu vergleichen. Wenn t_rw kleiner als t_th ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S605, um das Hilfsluft-Zufuhrsystem anzuschalten und die FB-Steuerung von A/F zu annullieren. Genauer gesagt, öffnet die Steuerungseinheit 10 ASV 13, falls geschlossen, und betätigt AP 12, falls bei einem Stillstand, so daß Luft durch die Hilfsluft-Einlaßleitung 11 hindurchtreten kann, um eine Spülung zu bewirken, wodurch das verbliebene Kondenswasser nach der Seite des Abgasrohres 21 abgelassen wird.
Wenn bei dem Schritt S604 festgestellt wird, daß t_rw nicht kleiner als t_th ist, und eine genügend lange Dauer vorhanden ist, um das Ablassen von Kondenswasser abzuschließen, vollzieht das Verfahren den Schritt S606, um das FlagRW auf 1 zu setzen und den Abschluß des Ablassens anzuzeigen, und geht dann zum Schritt S607, um AP 12 anzuhalten und ASV 13 zu schließen, um das Hilfsluft-Zufuhrsystem auszuschalten.
Wenn dagegen beim Schritt S621 der Wert von FlagFS gleich 1 ist, das heißt, eine Gefrieranomalie beim Starten auftritt, geht das Verfahren zum Schritt S624, um die Fortsetzungsdauer t_rw der Steuerung des Ablassens von Kondenswasser mit dem Schwellenwert t_th2 zu vergleichen. Hier ist der Schwellenwert gesetzt, um die Gleichung t_th < t_th2 zu erfüllen. Wenn t_rw kleiner als t_th2 ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S605. Wenn t_rw nicht kleiner als t_th2 ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S606. Das Verfahren fuhrt dazu, daß eine verstärkte Spülung des Inneren der Hilfsluft- Einlaßleitung 11 während einer längeren Dauer durchgeführt wird als in dem Fall, in dem FlagFS gleich 0 und FlagTC gleich 1 gesetzt sind. Bei dieser Steuerung wird die erzwungene Reinigung in dem Fall, in dem schon eine vorübergehende Fehlfunktion wegen Gefrierens festgestellt ist, für eine längere Dauer durchgeführt, als in den anderen Fällen, wodurch das Kondenswasser sicher abgelassen wird, um somit ein Auftreten einer Fehlfunktion bei dem nächsten Start zu unterdrücken.
Nach dem Abschluß von entweder dem Schritt S605 oder dem Schritt S607 geht das Verfahren zum Schritt S608, um den Wert von FlagRW zu ermitteln. Wenn der Wert auf 1 gesetzt ist und den Abschluß der Ablaßsteuerung anzeigt, beendet die Steuerungseinheit 10 den Prozeß. Wenn der Wert auf 0 gesetzt ist und eine Unvollständigkeit anzeigt, kehrt das Verfahren zum Schritt S603 zurück, um so eine sichere Spülung zu erlauben, wobei der Motor 2 im F/C- oder Niedriglast-Zustand ist.
Die Schwellenwerte t_th, t_th2 für die Fortsetzungsdauer der Steuerung zum Ablassen von Kondenswasser können konstante Werte sein, aber man bevorzugt, die Schwellenwerte zu erhöhen, wenn die Außenlufttemperatur Td abnimmt, wie es in der 17 gezeigt ist, um somit die Dauer der Spülung zu verlängern. Ferner ist es, wie in 18 gezeigt, bevorzugt, den Schwellenwert t_th2 bei einer Feststellung einer vorübergehenden Fehlfunktion wegen Gefrierens von AP 12 größer zu setzen als bei einer Feststellung einer vorübergehenden Fehlfunktion wegen Gefrierens anderer ASV 13 oder RV 14, um somit die Dauer der Spülung zu verlängern. Dies liegt daran, daß AP 12 stromaufwärts von ASV 13 und RV 14 auf der Einlaßleitung 11 angeordnet ist und man unterstellt, daß strukturbedingt eine längere Dauer zum vollständigen Ablassen von Kondenswasser als bei den Ventilen erforderlich ist.
Die Außenlufttemperatur Td kann direkt mittels eines nicht dargestellten Temperatursensors oder dergleichen gemessen werden, oder die Temperatur THA der Aufnahmeluft kann statt dessen verwendet werden. Um das Verhindern von Gefrieren sicherzustellen, bevorzugt man den Gebrauch der Außenlufttemperatur Td, die mittels einer Routine, die in 19 dargestellt ist, geschätzt wird. Genauer gesagt, dient der Schritt S641 dazu, die Temperatur THWS des Motorkühlwassers und die Temperatur THAS der Aufnahmeluft beim Starten zu lesen, und der Schritt S642 dient dazu, die beim vorangegangenen Zeitschritt geschätzte Außenlufttemperatur Td in einer Variablen Tdold zu speichern. Der Schritt S643 dient dazu, die Temperatur THA der gegenwärtigen Aufnahmeluft zu lesen. Die Schritt S644, S645 dienen dazu, THA mit THAS zu vergleichen und THA mit THAS zu ersetzen, falls THAS kleiner ist. Die Schritte S646 bis S648 dienen dazu, den gesetzte THA mit THWS zu vergleichen und Td auf den kleineren Wert zu setzen. Die Schritte S649, S650 dienen dazu, Td mit Tdold zu vergleichen und Td durch Tdold zu ersetzen, falls Tdold kleiner ist. Das führt dazu, daß Td als die niedrigere Temperatur entsprechend der minimalen Temperatur von der Aufnahmeluft-Temperatur THA vom Start bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt und der Motoren-Kühlwassertemperatur beim Starten THWS zu setzen, wodurch die Fortsetzungsdauer der Steuerung zum Ablassen von Kondenswasser selbst dann in der erforderlichen Weise sichergestellt werden kann, wenn bei der Außenlufttemperatur nach dem Starten Änderungen auftreten oder selbst, wenn sich das Fahrzeug bewegt.
Das obige beschrieb die Beispiele, bei denen das Ablaßverfahren unmittelbar nach der Feststellung der Fehlfunktion ausgeführt wurde, aber es ist auch möglich, eine Anordnung zum Ausführen des Ablaßverfahrens nach einem Ablauf einer gegebenen Zeit für eine Bereitschaft seit der Feststellung der Fehlfunktion zu verwenden, oder eine Anordnung zum Durchführen der Feststellung der Fehlfunktion beim Starten, bei der der Motor gestoppt wird, wenn eine Gefrieranomalie festgestellt wird, und danach die in 11 gezeigte Steuerung zum Ablassen von Kondenswasser ausgeführt wird. Bei diesen Anordnungen bevorzugt man, die Dauer zur Spülung entsprechend dem Ergebnis der Fehlfunktions-Feststellung anzupassen. 20 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Anpassen der Dauer zum Spülen nach dem Stop des Motors entsprechend dem Ergebnis der Fehlfunktionsfeststellung in der in 11 gezeigten Steuerung zum Ablassen von Kondenswasser. (Dies entspricht dem Verarbeitungsteil zur Ablaßsteuerung in dem dritten Ausführungsbeispiel der kombinierten Steuerung).
Der Prozeß der Schritte S521 bis S523 ist derselbe wie bei der in 11 gezeigten Steuerung zum Ablassen von Kondenswasser. Das Verfahren geht vom Schritt S522 direkt zum Schritt S503, um den Wert des Abschlußsignals FlagRW der Steuerung zum Ablassen von Kondenswasser zu prüfen. Wenn der Wert von FlagRW gleich 1 ist, geht das Verfahren zum Schritt S523, um das FlagEC auf 1 zu setzen, und beendet darin den Prozeß. Wenn der Wert von FlagRW gleich 0 ist, vollzieht das Verfahren den Schritt S531.
Der Prozeß von Schritt S531 bis zu den Schritten S524, S525 ist ähnlich dem Prozeß der Schritte S621 bis S605, S607 bei dem zweiten in 16 gezeigten Ausführungsbeispiel einer kombinierten Steuerung. Weil die vorliegende Steuerung nach dem Stop des Motors 2 durchgeführt wird, unterscheidet sie sich darin, daß sie die Steuerung der Verbrennung des Motors 2 bei den Schritten S605, S607 im zweiten Ausführungsbeispiel einer Kombinationssteuerung ausschließt.
Bei dem vorliegenden Verfahren ist die Dauer zur Spülung, zusätzlich zu der in 11 gezeigten Steuerung zum Ablassen, im Falle einer Gefrieranomalie länger gesetzt als ohne sie, wodurch ein sicheres Ablassen von Kondenswasser durchgeführt werden kann.
Ferner besteht auch die Möglichkeit, zwischen den Techniken zur Steuerung des Ablassens hin- und herzuschalten, das heißt, zwischen erzwungener Spülung und natürlicher Spülung entsprechend wahrscheinlich gefrorener Stellen. 21 ist ein Flußdiagramm einer vierten Ausführungsform einer kombinierten Steuerung. Das vorliegende Verfahren zur Ablaßsteuerung ist ähnlich dem in der zweiten Ausführungsform (vergleiche 16), aber es unterscheidet sich darin, daß die zweite Ausführungsform angeordnet war, um den erzwungenen Antrieb des AI-Systems durchzuführen, um die Spülung der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 zu bewirken, während das vorliegende Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, um zwischen einem erzwungenen Antrieb des AI-Systems (um AP 12 zu aktivieren und ASV 13 zu öffnen) und einer Steuerung, um AP 12 zu deaktivieren und ASV 13 zu öffnen, entsprechend der wahrscheinlich gefrorenen Stellen, hin- und herzuschalten.
Genauer gesagt, weist das vorliegende Verfahren zusätzlich zu dem Schritt S653, wonach die erzwungene Spülung in derselben Weise ausgeführt wird, wie im Schritt S605 in 16, zusätzlich den Schritt S652 auf, wonach die natürliche Spülung ausgeführt wird, und den Schritt S651, wonach ein Fehlfunktionszustand von AP 12 geprüft wird. Ferner ist der Pfad von dem Schritt S604 nach S605 durch einen Pfad von Schritt S604 über S652 bis S608 ersetzt. Der Schritt S651 dient dazu festzustellen, ob der Wert des Gefriersignals XAP von AP 12 gleich 1 ist und eine Gefrieranomalie anzeigt.
22 ist ein Flußdiagramm, das dazu dient, eine Setz-Routine dieses XAP darzustellen. Der Schritt S701 dient zum Überprüfen des Wertes des Gefriersignals FlagFS. Wenn das Ergebnis der Feststellung "JA" ist, stellt die Steuerungseinheit anschließend fest, ob es sich bei der Fehlfunktion um eine Gefrierfehlfunktion von AP 12 handelt (Schritt S702). Wenn festgestellt wird, daß es sich bei der Fehlfunktion um ein Gefrierversagen von AP 12 handelt (einschließlich eines Gefrierversagens des Drucksensors 15), geht das Verfahren zum Schritt S703, um den Wert von XAP auf 1 zu setzen. In den anderen Fällen setzt die Steuerungseinheit den Wert von XAP beim Schritt S704 auf 0.
Wenn beim Schritt S651 festgestellt wird, daß XAP gleich 1 ist, wird angenommen, daß eine Fehlfunktion wegen Gefrierens stromaufwärts von ASV 13 vorliegt, und somit vollzieht das Verfahren den Schritt S653, um das AI-System anzustellen, um die erzwungene Spülung anzuwenden, wodurch das Innere der Hilfsluft-Einlaßleitung 11 innerhalb einer kurzen Zeit sicher gespült wird. Wenn dagegen festgestellt wird, daß XAP gleich 0 ist, wird angenommen, daß eine Fehlfunktion wegen Gefrierens stromabwärts von ASV 13 auftritt, und somit vollzieht das Verfahren den Schritt S652, um ASV 13 zu öffnen, um eine Spülung mittels eines Ansaugens von Luft zu bewirken, wodurch das Ablassen von Kondenswasser bewirkt wird. Dies unterdrückt eine übermäßige Hilfsluft-Zufuhr, die zum Ablassen von Kondenswasser nicht erforderlich ist, und vermeidet somit die Verschlechterung des Ausstoßes.
Es ist auch möglich, das Feststellungsverfahren nach dem Ausführen des Ablassens von Kondenswasser durchzuführen. Man beachte jedoch, daß, falls das Kondenswasser gefroren ist, das Verfahren zum Ablassen von Kondenswasser unmittelbar nach dem Starten des Motors nicht zum Ablassen des Kondenswassers führen wird, und somit ist es zu bevorzugen, das Kondenswasser nach einem Aufwärmen abzulassen. 23 ist ein Flußdiagramm, das eine fünfte Ausführungsform einer kombinierten Steuerung zeigt. Die vorliegende Ausführungsform ist angeordnet, um das Verfahren zum Ablassen von Kondenswasser zwischen dem Schritt S2 und dem Schritt S3 in dem Ablauf des Fehlfunktionsdiagnoseverfahrens, das in 2 gezeigt ist, durchzuführen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Aufwärmen des Motors 2 abgeschlossen, so daß das gefrorene Kondenswasser mit einer hohen Wahrscheinlichkeit geschmolzen sein sollte. An diesem Punkt wird ASV 13 geöffnet und die natürliche Spülung wird ausgeführt, wobei AP 12 angehalten ist oder AP 12 ebenfalls betätigt wird, um die erzwungene Spülung zu bewirken, wodurch das Kondenswasser abgelassen wird. Danach wird das neue Bewertungsverfahren oder das Feststellungsverfahren am Ende von AI ausgeführt, wobei eine genaue Entscheidung in einem Zustand ohne Kondenswasser gefällt werden kann.
Ausgehend von der so beschriebenen Erfindung wird deutlich, daß die Ausführungsformen der Erfindung auf viele Arten und Weisen variiert werden können. Solche Variationen sollen nicht als eine Abweichung von Geist und Umfang der Erfindung angesehen werden und all solche Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich wären, sollen im Umfang der nachfolgenden Ansprüche eingeschlossen sein.

Claims

Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) zum Zuführen von Hilfsluft stromaufwärts eines Katalysators in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors (2) unter einer vorgegebenen Bedingung, umfassend: einen Fehlfunktions-Diagnoseabschnitt, der so aufgebaut ist, dass eine Diagnose auf Fehlfunktionen beim Kaltstart durchgeführt wird und, wenn das Ergebnis der Diagnose eine Anomalie wegen Gefrierens vorhersagt, ferner eine Neubewertung nach einem Aufwärmen vorgenommen wird.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach Anspruch 1, wobei eine Spülung eines Hilfsluft-Zufuhrkanals (11) entsprechend dem Ergebnis der Neubewertung durchgeführt wird.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach Anspruch 1, wobei eine Spülung eines Hilfsluft-Zufuhrkanals (11) durchgeführt wird und anschließend der Fehlfunktions-Diagnoseabschnitt eine Neubewertung vornimmt.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Neubewertung nach dem Aufwärmen nur während der Dauer einer Treibstoffunterbrechung oder während der Dauer einer Niedriglast durchgeführt wird.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, falls das Ergebnis der Diagnose auf Fehlfunktionen beim Kaltstart eine Verschluss-Anomalie wegen Gefrierens vorhersagt, die Zufuhr von Hilfsluft gestoppt wird.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach Anspruch 5, wobei, falls das Ergebnis der Diagnose auf Fehlfunktionen beim Kaltstart ein Versagen einer Luftpumpe (12) wegen Gefrierens vorhersagt, die Luftzufuhr zügiger gestoppt wird als in den Fällen, in denen andere Anomalien des Hilfsluft-Zufuhrgeräts festgestellt werden.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, falls das Ergebnis der Diagnose auf Fehlfunktionen beim Kaltstart eine Öffnungsanomalie wegen Gefrierens vorhersagt, die Zufuhr von Hilfsluft fortgesetzt wird.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, umfassend eine Luftpumpe (12) für die Zufuhr von Hilfsluft, wobei die Luftpumpe (12) während der Spülung aktiviert ist.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach Anspruch 8, ferner umfassend Schätzmittel zum Schätzen einer Stelle, an der sich Kondenswasser befindet, wobei die Luftpumpe (12) zwischen Aktivierung und Deaktivierung während der Spülung entsprechend der Stelle mit Kondenswasser umgeschaltet wird.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach Anspruch 2, 3, 8 oder 9, wobei, falls eine vorübergehende Fehlfunktionen wegen Gefrierens festgestellt ist, die Spülung für eine längere Zeit durchgeführt wird als wenn keine Fehlfunktion festgestellt ist.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach einem der Ansprüche 2, 3, und 8 bis 10, wobei die Dauer der Spülung entsprechend der Außenlufttemperatur angepasst wird.
Hilfsluft-Zufuhrsystem (1) nach einem der Ansprüche 2, 3 und 8 bis 11, wobei die Dauer der Spülung entsprechend einer ermittelten Stelle mit Gefrieren angepasst wird.
Verfahren zum Steuern des Hilfsluft-Zufuhrsystems (1) nach einem der Ansprüche 2, 3 und 8 bis 12, wobei die Spülung nach einem Stop des Verbrennungsmotors (2) durchgeführt wird.
Verfahren zum Steuern des Hilfsluft-Zufuhrsystems (1) nach einem der Ansprüche 2, 3 und 8 bis 12, wobei die Spülung während der Steuerung zur Begrenzung der Katalysatorverschlechterung unterbunden wird.
Fehlfunktions-Diagnoseverfahren eines Hilfsluft-Zufuhrsystems (1) zur Diagnose einer Fehlfunktion eines Hilfsluft-Zufuhrgeräts zum Zuführen von Hilfsluft stromaufwärts eines Katalysators (22) in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors (2) unter einer vorgegebenen Bedingung, wobei, falls das Ergebnis einer Diagnose auf Fehlfunktionen, die während einer Kaltdauer vorgenommenen wird, eine Anomalie wegen Gefrierens des Hilfsluft-Zufuhrgerätes vorhersagt, eine Neubewertung nach einem Aufwärmen vorgenommenen wird.
Fehlfunktions-Diagnoseverfahren nach Anspruch 15, wobei die Neubewertung nach dem Aufwärmen nur während der Dauer einer Treibstoffunterbrechung oder während der Dauer einer geringen Belastung durchgeführt wird.
Fehlfunktions-Diagnoseverfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei, falls das Ergebnis der Diagnose auf Fehlfunktionen während der Kaltdauer eine Öffnungsanomalie wegen Gefrierens des Hilfsluft-Zufuhrgerätes vorhersagt, die Zufuhr von Hilfsluft gestoppt wird.
Fehlfunktions-Diagnoseverfahren nach Anspruch 17, wobei, falls das Ergebnis der Diagnose auf Fehlfunktionen während der Kaltdauer ein Versagen einer Luftpumpe wegen Gefrierens vorhersagt, die Luftpumpe zügiger gestoppt wird als im Falle des Feststellens anderer Anomalien.
Fehlfunktions-Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche des 15 bis 18, wobei dann, wenn das Ergebnis der Diagnose auf Fehlfunktionen während der Kaltdauer eine Öffnungsanomalie wegen Gefrierens vorhersagt, die Zufuhr von Hilfsluft fortgesetzt wird.
Fehlfunktions-Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei nach einem Aufwärmen ein Hilfsluft-Zufuhrkanal vorübergehend geöffnet wird, um Kondenswasser abzulassen, und anschließend die Neubewertung durchgeführt wird.
Fehlfunktions-Diagnoseverfahren nach Anspruch 20, wobei eine Luftpumpe (12) dazu gezwungen wird, während des Ablassens von Kondenswasser zu arbeiten.
Ablaß-Steuerungsverfahren bei dem Verfahren nach Anspruch 21, wobei eine Stelle, an der sich Kondenswasser befindet, geschätzt wird und die Luftpumpe (12) zwischen Aktivierung und Deaktivierung während der Abgabe von Kondenswasser entsprechend der Stelle mit Kondenswasser umgeschaltet wird.
Ablaß-Steuerungsverfahren bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei eine Dauer des Ablassens entsprechend der Temperatur der Außenluft angepasst wird.
Ablaß-Steuerungsverfahren bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei eine Dauer des Ablassens entsprechend einer festgestellten Stelle mit Gefrieren angepasst wird.
Ablaß-Steuerungsverfahren bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei die Steuerung des Ablassens während der Steuerung zur Begrenzung der Katalysatorverschlechterung unterbunden wird.