DE19630985A1

DE19630985A1 - Luftfilterinstandhaltungsanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE19630985A1
Application number: DE19630985A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Michael Polidan; Dennis Patrick Stenson; Jacqueline Ann Jolliffe
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1997-03-06
Also published as: US5606311A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuginstandhaltungs anzeige und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren und Anzeigen beschränkter Luftfilter in Kraftfahrzeugen.

Hintergrund der Erfindung

Die Wartung bestimmter Kraftfahrzeugkomponenten, wie Filter komponenten, wird typischerweise auf Basis einer offenen Schleife unter Verwendung der Kilometerleistung oder der Benutzungszeit, um den Komponentenverschleiß und die Notwen digkeit für den Austausch von Komponenten abzuschätzen, fest gelegt. Die Verschleißabschätzung mit offener Schleife als eine Funktion der Kilometerleistung oder der Benutzungszeit ist typischerweise übermäßig einschließend, worin ein Ver schleißmuster des schlechtesten Falls angenommen wird, um die Kraftfahrzeugleistung unter einer Mehrzahl von Fällen zu erhalten, die Fälle einschließen, die dem Komponentenver schleiß im schlechtesten Fall entsprechen. Übermäßig ein schließende Wartungsfestlegung ist darin verschwenderisch, daß bei einer beträchtlichen Anzahl von Fahrzeugen festge legt wird, Komponenten auszutauschen, bevor die Komponenten tatsächlich zu dem Punkt verschlissen sind, wo sich dies auf die Fahrzeugleistung auswirken kann.

Die Wartungsfestlegung mit geschlossener Schleife hat dazu geführt, daß für viele Komponenten von Kraftfahrzeugen bestimmte Motorbetriebsbedingungen, die sich auf den Kompo nentenverschleiß auswirken, aufgezeichnet werden, und der Komponentenverschleiß als eine Funktion davon abgeschätzt wird. Es sind beispielsweise Luftfilterüberwachungssysteme vorgeschlagen worden, in denen die Zunahme der Beschränkung von Luftfiltern zur Filterung der Motoreinlaßluft abge schätzt wird. Wenn die Beschränkung einen Pegel erreicht, der die Motor- oder Fahrzeugleistung beeinflussen kann, wird dem Fahrzeugbediener eine Luftfilterwartungsanforderung geliefert, um ein manuelles Reinigen oder Austauschen des Luftfilters einzuleiten.

Die vorgeschlagenen Luftfilterüberwachungssysteme erfordern, daß der Motor bei einem Pegel arbeitet, der im wesentlichen einem maximalen Einlaßluftstrom entspricht. Nur unter derart extremen Bedingungen sind die Überwachungssysteme in der Lage, den Zustand des Luftfilters zu diagnostizieren. Derar tige Betriebspegel treten bei Kraftfahrzeugen selten auf. Es kann daher eine bedeutende Zeitdauer oder eine bedeutende Kilometerleistung benötigen, bevor die vorgeschlagenen Über wachungssysteme selbst ein stark beschränktes Einlaßluftfil ter diagnostizieren können. Die vorgeschlagenen Überwachungs systeme können daher das Problem der übermäßig einschließen den Wartungsfestlegung mit offener Schleife lösen, aber mit unannehmbaren Kosten, indem ein Fahrzeugbetrieb mit stark beschränkten Einlaßluftfiltern erlaubt wird, der sich auf die Fahrzeugleistung wesentlich auswirken kann.

Es wäre daher erwünscht, eine Beschränkung in Kraftfahrzeug einlaßluftfiltern auf zeitliche Weise genau zu diagnostizie ren, wie kurz nachdem das Filter beschränkt wird, wie durch Überwachen des Beschränkungspegels während Motorbetriebs zuständen, die mit vernünftiger Häufigkeit auftreten.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung schafft ein erwünscht es Kraftfahrzeugeinlaß filterüberwachungssystem, das Materialbeschränkung schnell, nachdem eine derartige Beschränkung auftritt, diagnosti ziert. Die Diagnose spricht auf Fahrzeugbetriebszustände an, die häufig unter normalen Fahrzuständen vorhanden sind.

Genauer ist ein verschlechterter Zustand für ein Luftfilter in Übereinstimmung mit einer minimalen Beschränkung der Mo toreinlaßluft gekennzeichnet, die nicht toleriert wird. Eine Festlegung, die einen oder mehrere Druckabfallwerte umfaßt, die mit einem oder mehreren entsprechenden Luftstromwerten gepaart sind, ist für ein Filter, das den verschlechterten Zustand aufweist, definiert. Die Druckabfallwerte der Fest legung entsprechen dem minimalen Druckabfall über einem ver schlechterten Luftfilter hinweg, wenn der entsprechende Luft strom durch das Luftfilter geleitet wird. Der tatsächliche Druckabfall wird umgeformt, und wenn festgestellt wird, daß ein minimaler Druckabfall vorhanden ist, wird der Luftstrom durch das Luftfilter wahrgenommen. Auf den Druckabfall aus der Festlegung wird als eine Funktion des wahrgenommenen Luftstromes Bezug genommen, und er wird mit dem umgeformten tatsächlichen Druckabfall verglichen. Es wird angenommen, daß ein Beschränkungs- oder Verstopfungszustand des Luftfil ters vorhanden ist, wenn der umgeformte tatsächliche Druck abfall den Referenzdruckabfall überschreitet.

In einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird eine Zählung von Beschränkungszuständen über eine Testperiode, wie über einen Fahrzeugzündzyklus aufrechterhalten. Ein verschlech tertes Luftfilter wird festgestellt und angezeigt, wenn der Zählwert eine Zählwertschwelle überschreitet. In noch einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird der Vertrauensgrad in die Genauigkeit irgendeines festgestellten Beschränkungszu standes abgeschätzt und die Einstellungsgröße des Zählwertes wird dynamisch als eine Funktion des Vertrauensgrades vari iert. In einem noch weiteren Aspekt dieser Erfindung wird der Vertrauensgrad für irgendeinen festgestellten Beschrän kungszustand als eine Funktion des Luftstromes durch das Luftfilter zum Zeitpunkt der Beschränkungsfeststellung vari iert. In noch einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird ein Motorbetriebszustand mit stetigem Status, in dem die Motoreinlaßluftrate im wesentlichen stabil ist, festge stellt, und die Luftfilterdiagnose wird ausgeführt, wenn eine derartiger Zustand mit stetigem Status vorhanden ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Verbrennungsmotor und Luftfilter diagnosebauteile der bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Luftfilterdruckschalterdiaphragmaaufbau der bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 3 einen elektrischen Kontaktteil von Fig. 2,

Fig. 4 ein Computerflußdiagramm, das den Fluß von Vorgängen der Diagnosebauteile von Fig. 1 darstellt, und

Fig. 5 eine graphische Beschreibung der Druckänderung über einer Vielzahl von Einlaßluftfiltern hinweg mit variierenden Beschränkungsstatus als eine Funktion des Einlaßluftstromes.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Mit Bezug auf Fig. 1 wird Verbrennungsmotoreinlaßluft zu einer Luftreinigungsvorrichtung 18, in welcher ein herkömm liches Luftfilter 14 angeordnet ist, über einen Einlaßdurch gang 14 geführt. Das Luftfilter 12 kann wahlweise irgendeine herkömmliche Konstruktion zum Entfernen von Verunreinigungen aus der Einlaßluft aufweisen. An der Luftreinigungsvorrich tung 18 ist ein Schalteraufbau 22 angebracht, in dem ein fle xibles Diaphragma 20 angeordnet ist, das auf einer Meßseite des Diaphragmas dem Luftdruck an der unteren Seite (stromab wärtige Seite) auf dem Luftfilter ausgesetzt ist, und auf einer Referenzdruckseite des Diaphragmas 20, wie der Meß seite des Diaphragmas entgegengesetzt ist, Umgebungsluft druck ausgesetzt ist. Die Druckdifferenz zwischen Umgebungs druck und dem Druck an einer unteren (stromabwärtigen) Seite des Luftfilters 12 in der Luftreinigungsvorrichtung 18 übt eine Kraft auf das Diaphragma aus, die das Diaphragma aus einer Ruheposition weg verschiebt. Der Schalteraufbau umfaßt Druckschalter (nicht gezeigt), die positioniert sind, ihren Status zu ändern, wenn der Druckabfall über dem Diaphragma 20 hinweg wenigstens eine vorbestimmte Druckschwelle über schreitet. In dieser Ausführungsform sind zwei Druckschalter auf dem Diaphragma enthalten, wobei der erste eingestellt ist, seinen Status bei einem vorbestimmten hohen Druck über dem Diaphragma hinweg zu ändern, und der zweite eingestellt ist, seinen Status bei einem vorbestimmten niedrigen Druck über dem Diaphragma hinweg zu ändern. Das Ausgangssignal des ersten Schalters wird auf einem elektrisch leitenden An schluß 24 als Signal VS1 geliefert, und das Ausgangssignal des zweiten Schalters wird auf einem elektrisch leitenden Anschluß 28 als Signal VS2 geliefert. Ein Massereferenzsi gnal Vgnd wird auf einem dritten leitenden Anschluß 26 geliefert.

Die Einlaßluft, die durch die Luftreinigungsvorrichtung 18 tritt, wird in einer Einlaßluftleitung 30 aufgenommen und durch ein Massenluftstrommeßgerät 16 zum Umformen der Motor einlaßluftmasse in ein repräsentatives Ausgangssignal MAF geleitet. Das Luftstrommeßgerät 16 kann irgendein herkömm liches Luftstrommeßgerät sein, wie ein herkömmliches Luft meßgerät vom Heißdraht- oder Dickfilmtyp, das allgemein in der Technik erhältlich ist. Die Einlaßluft, die über das Massenluftstrommeßgerät 16 tritt, wird zu einem Motoreinlaß luftverteiler 34 durch eine manuelle oder elektronische Posi tionierung eines Einlaßluftfilters 32, wie eines herkömmli chen Drosselklappen- oder Drehventils dosiert, wobei dessen Drehposition von einem herkömmlichen Positionssensor 38, wie einem Drehpotentiometer mit einem Ausgangssignal TP umge formt wird. Die in dem Einlaßverteiler 34 aufgenommene Luft wird auf die Motorzylinder (nicht gezeigt) zur Verbrennung darin verteilt. Die Verbrennungsgase verlassen die Zylinder und werden aus dem Motor über eine Abgasleitung 36 wegge führt.

Eine herkömmliche Steuerungsvorrichtung ist zur Aufnahme und Verarbeitung von Eingangssignalinformation, wie von Signa len, die MAF, VS1, VS2, TP einschließen, und durch Ausfüh rung eines Satzes von Steuerungs-, Diagnose- und Wartungs vorgängen vorgesehen und erzeugt und gibt Steuerungs-, Dia gnose- und Wartungssignale aus, wie um für Motorkraftstoff-, Luft- und Zündsteuerung und -diagnose zu sorgen. Derartige Signale umfassen ein Signal Vind, das in dieser Ausführungs form durch die Steuerungsvorrichtung 40 an die Anzeigevor richtung 54, wie eine Niederspannungslampe, eine lichtemit tierende Diode oder eine andere herkömmliche visuelle Dar stellungsvorrichtung, die bekanntlich im allgemeinen auf dem Automobilgebiet zur Darstellung von Diagnoseinformation auf Kraftfahrzeuginstrumententafeln verwendet werden, ausgegeben wird. Alternativ kann die visuelle Darstellung durch eine Ton- oder andere hörbare Alarmeinrichtung verstärkt oder unterstützt werden. In jedem Fall werden die visuelle oder hörbare Anzeigevorrichtung oder beide durch Ausgeben eines Ansteuerungssignals Vind an die Anzeigevorrichtung 54 mit Energie beaufschlagt. Die Steuerungsvorrichtung gibt ein Energiebeaufschlagungssignal Vind aus, wenn durch Ausführen einer Reihe von Diagnosevorgängen festgestellt wird, daß das Einlaßluftfilter 12 ausreichend durch einen Aufbau von Verun reinigungen darin beschränkt ist, um sich negativ auf die Motorleistung auszuwirken, wie beschrieben wird.

Die Steuerungsvorrichtung 40 umfaßt derartige herkömmliche Elemente, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU 48 mit einer arithmetrischen Logikschaltung ALU 50 zum Durchführen mathematischer und logischer Operationen mit Daten in Über einstimmung mit gespeicherten Programmanweisungen, und eine Steuerungsschaltung zum Anweisen verschiedener Steuerungsvor richtungselemente, geeignete Funktionen gemäß einem Zeitab lauf durchzuführen, der in den Programmanweisungen oder in Bauteilen spezifiziert ist. Die Steuerungsvorrichtung 40 um faßt weiter Direktzugriffspeichereinrichtungen RAM 46, die sowohl flüchtige als auch nichtflüchtige Einrichtungen für Datenspeicherfunktionen umfassen, um schnelle Datenspeiche rungs- und Zugriffsoperationen von der CPU 48 zu unterstüt zen, wie sie durch die Steuerungsschaltung davon angewiesen werden, und Nur-Lese-Speichereinrichtungen ROM 44 für Lang zeit-, nichtflüchtige Datenspeicherfunktionen, um eine Spei cherung von Steuerungsvorrichtungsanweisungssätzen, kriti schen Datenwerten, die über Fahrzeugbetriebszyklen hinaus erforderlich sind, in denen sie festgestellt worden sind, etc., zu unterstützen. Weiter umfaßt die Steuerungsvorrich tung Eingangs/Ausgangs-Einrichtungen I/O 52 zum Ausführen von Datenübertragungs- und Empfangsvorgängen, wie durch die Steuerungsschaltung der CPU 48 angewiesen, einschließlich der Abtastung von Eingangssignalen, die der Steuerungs vorrichtung geliefert werden, die Signale TP, VS1, VS2 und MAF einschließen, und zum Ausgeben verschiedener Ausgangs ansteuerungssignale, die das Signal Vind einschließen, das an die Anzeigevorrichtung 54 angelegt wird, bei von der CPU 48 spezifizierten Zeitpunkten. Eingangssignalwerte können in digitale Äquivalente über eine Analog/Digital-Schaltung A/D 42 übersetzt werden, um die Signalinformation in einer Form zu liefern, die von der Steuerungsvorrichtung 40 ver wendbar ist. Die Steuerungsvorrichtungselemente können über ein Standarddaten- und Adreßbusnetzwerk 56 kommunizieren, wie es allgemein in der Technik bekannt ist.

Wie weiter in Fig. 2 detailliert dargelegt, ist der Schal teraufbau 22 auf der Luftreinigungsvorrichtung 18 über eine Tülle 78 befestigt, die eine Öffnung 92 zum Übersetzen von Luftdruck innerhalb des Filters 12 zur Meßseite des Diaphrag mas 20 aufweist, welches innerhalb des Schalteraufbaus 22 durch eine Feder 96, die durch einen Sitz 94 gehalten ist, nach oben gedrängt wird. Der Aufbau des Schalteraufbaus, der die Tülle 78, die Feder 96, den Sitz 94 und das Diaphragma 20 einschließt, kann irgendeine herkömmliche Konstruktion zum Übersetzen einer Druckdifferenz über dem Luftfilter 12 hinweg in eine Translationsverschiebung des Diaphragmas 20 gegen die Rückstellkraft der Feder 96 sein. Auf dem Diaphrag ma 20 sind eine Vielzahl von elektrisch leitenden Kontakten, die durch Kontakt 70 dargestellt sind, und gegebenenfalls ein elektrisch redundanter Kontakt 80 angeordnet, die beide auf dem Diaphragma 20 oder einer Struktur (nicht gezeigt), die sich mit dem Diaphragma bewegt, durch irgendein geeigne tes Rückhaltemittel 72 bzw. 82, wie einen Niet, einen Bol zen, eine Schraube oder einen Stift gehalten sind. Die Kon takte erstrecken sich längs der Verschiebungsrichtung des Diaphragmas 20 im wesentlichen senkrecht, und sind positio niert, um eine entsprechende Vielzahl von Kontakten, die den Kontakt 86b einschließen, am Kontaktpunkt 74 des Kontaktes 70 (und am Kontaktpunkt 84 der redundanten Kontaktvorrich tung 80) zu kontaktieren. Die Kontakte 70 und 80 sind dem Schalteraufbau 22 fest zugeordnet, wie durch Befestigung an einem Gehäuse 76 des Schalteraufbaus 22, so daß, wenn das Diaphragma 20 im Verhältnis zu dem Druckabfall über dem Luft filter 12 verschoben wird, der Kontakt 70 (und 80) ebenso verschoben wird, aber der Kontakt, wie der Kontakt 86b fest in Position relativ zu dem Aufbau 22 verbleibt, so daß der Kontakt 70 (und 80) längs des Kontaktes 86b verschoben wird.

Fig. 3 führt weiter detailliert die Kontaktstruktur des Druckschalters von Fig. 2, genommen längs Ansicht 3-3 von Fig. 2, aus. Die Kontakte 86a, 86b und 86c sind elektrisch leitende, glatte Kontakte, die voneinander elektrisch iso liert sind und Leiter 24, 36 bzw. 38 aufweisen, die elek trisch daran angebracht sind. Die Kontakte, die durch Ele ment 70 von Fig. 2 dargestellt sind, sind vollständiger in der Ansicht von Fig. 3 als zwei elektrisch leitende glatte Finger 90a und 90b dargestellt, die voneinander elektrisch isoliert sind. Die Finger 90a-90b werden gleitend längs der Kontakte 86a-86c verschoben, wenn das Diaphragma 20 verschoben wird. Der Finger 90a befindet sich in elektri schem Kontakt mit dem Kontakt 86a und mit Kontakt 86b, um eine elektrische Brücke über die Kontakte 86a und 86b zu bilden, so daß ein elektrischer Stromflußweg von dem Kontakt 86a über Finger 90a zu Kontakt 86b vorgesehen wird. Ebenso befindet sich Finger 90b in elektrischem Kontakt mit Kontakt 86b und mit Kontakt 86c, um eine elektrische Brücke über die Kontakte 86b und 86c zu bilden, so daß ein elektrischer Stromflußweg von Kontakt 86c über Finger 90b zu Kontakt 86b vorgesehen werden kann. In dieser Ausführungsform wird eine Massereferenz Vgnd an den Kontakt 86b über einen elektri schen Leiter 26 angelegt. Für einen minimalen Druckabfall über dem Einlaßfilter 18 hinweg wird das Diaphragma 20 dieser Ausführungsform so positioniert, daß die Oberseite der Finger 90a-90b sich im wesentlichen in der Position 58 von Fig. 3 befinden. In einer derartigen Position wird die Massereferenz von Kontakt 86b zu Kontakten 86a und 86c und längs der jeweiligen Leiter 24 und 28 übersetzt. Die Steuer ungsvorrichtung 40 von Fig. 1 ist eingestellt, die Masse referenz an den Leitern 24 und 28 so zu interpretieren, daß sie anzeigt, daß sich die entsprechenden Schalter in einem geschlossenen Status befinden.

Wenn sich der Druckabfall über dem Luftfiter 12 hinweg über den minimalen Druck vergrößert, bewegen sich die Finger 90a-90b aus der Position 58 weg in Richtung der Position 60 von Fig. 3. Die Position 60 entspricht einem kalibrierten Druckabfall über dem Diaphragma 20 hinweg, wie ungefähr ein kPa in dieser Ausführungsform. Wenn die Oberseite der Finger 90a-90b unter Position 60 abfällt, wie wenn der Druckab fall über dem Luftfilter 12 hinweg über ein kPa zunimmt, wer den die Finger 90b den Kontakt 86c nicht länger elektrisch kontaktieren, aufgrund des weggeschnittenen Teils 88b des Kontaktes 86c im wesentlichen längs der Referenzposition 60. Wenn die Oberseite des Fingers 90b sich über die Position 60 hinweg bewegt, wird der Finger 90b den weggeschnittenen Teil 88b des Kontaktes 86c queren, und das Signal auf Leiter 28 wird seinen Status aus einem Status, der einem geschlossenen Schalter entspricht, in einen Status ändern, der einem offe nen Schalter entspricht. Der offene Schalterstatus wird, anders als durch eine erscheinende Massereferenz, an dem Signal VS2 angezeigt, wie durch die Steuerungsvorrichtung 40 überwacht. Entsprechend ist eine Detektion eines Druckabfall übergangs über einen kalibrierten Druckabfall hinweg detek tierbar, indem eine Statusänderung wahrgenommen wird, die an dem Leiter 28 angezeigt wird. Der Finger 90a wird in elektri schem Kontakt mit Kontakten 86a und 86b bleiben, wenn die Oberseite der Finger 90a-90b Position 60 quert, wenn der Kontakt 86a keinen weggeschnittenen Teil längs Position 60 aufweist. Vielmehr weist der Kontakt 86a einen weggeschnitte nen Teil auf, der ein Kontaktende im wesentlichen längs Position 62 von Fig. 3 definiert. Position 62 entspricht einer Verschiebung des Diaphragmas und der Finger 90a-90b, die durch einen Druckabfall über dem Luftfilter 12 hinweg geliefert wird, wie einem Abfall, der auf ungefähr 2,5 kPa in dieser Ausführungsform kalibriert ist.

Wenn der Druckabfall über dem Luftfilter 12 hinweg über den, der der Position 60 entspricht, auf den hin zunimmt, der der Position 62 von Fig. 3 entspricht, bewegen sich die Finger 90a-90b aus der Position 60 weg in Richtung der Position 62. Wenn die Oberseite der Finger 90a-90b unter Position 62 fällt, wie wenn der Druckabfall über dem Luftfilter über 2,5 kPa zunimmt, wird der Finger 90a den Kontakt 86a nicht länger elektrisch leiten, aufgrund des weggeschnittenen Teils 88a des Kontaktes 86a im wesentlichen längs der Refe renzposition 62. Wenn die Oberseite des Fingers 90a sich über die Position 62 hinweg bewegt, wird daher der Finger 90a den weggeschnittenen Teil 88a des Kontaktes 86a queren, und das Signal auf Leiter 24 wird seinen Status von einem Status, der einem geschlossenen Schalter entspricht, zu einem Status ändern, der einem offenen Schalter entspricht. Entsprechend ist eine Detektion eines Druckabfallübergangs über einen kalibrierten hohen Druckabfall hinweg durch Wahrnehmen einer Statusänderung detektierbar, die auf Leiter 24 angezeigt wird. In dieser Ausführungsform wird die Steuer ungsvorrichtung 40 den Druckabfall detektieren, wenn das Signal VS1, das daran angelegt wird, von einem Massereferenz status zu einem Nichtmassereferenzstatus schaltet.

Während der Schalteraufbau 22 von Fig. 3 in dieser Ausfüh rungsform zum Wahrnehmen eines Druckabfallübergangs über jede von zwei Druckabfallschwellen hinweg vorgesehen ist, wird erkannt, daß jeder herkömmliche Druckschalter oder Druckübertrager verwendet werden kann, um die Druckänderung über dem Luftfilter 12 festzustellen und somit die Beschrän kung des Luftfilters gemäß dieser Erfindung abzuschätzen oder zu messen. Beispielsweise kann Luftfilterbeschränkungs information durch Umformen des Druckabfalls über dem Filter 12 hinweg unter Verwendung eines herkömmlichen analogen Druckumformers (nicht gezeigt) vorgesehen werden, der ein im wesentlichen kontinuierliches Druckmeßsignal liefert, das durch die Steuerungsvorrichtung 40 empfangen und übersetzt werden kann, wie durch einen Analog/Digital-Wandlereingang davon. Wenn das Signal anzeigt, daß ein Druckabfall bestimm te kalibrierte Schwellen überschreitet, kann eine Handlung vorgenommen werden, um den Luftfilterzustand zu verifizie ren.

Die in dieser Ausführungsform von der Steuerungsvorrichtung 40 von Fig. 1 vorgenommene Handlung in Antwort auf Informa tion, die über den Druckabfall über dem Luftfilter 12 hinweg empfangen wird, entweder über den Schalteraufbau 22 von Fig. 2 oder durch einen anderen Druckschalter oder Umformer einrichtungen, wie bemerkt wird, daß sie in den Bereich dieser Erfindung fallen, ist durch den Fluß von Steuervor richtungsvorgängen von Fig. 4 dargestellt. Derartige Vorgän ge können periodisch ausgeführt werden, während die Steue rungsvorrichtung arbeitet, wie während Zündungsenergie manuell an die Steuerungsvorrichtung durch einen Bediener des Kraftfahrzeuges angelegt wird, in dem die Bauteile von Fig. 1 angeordnet sind.

In dieser Ausführungsform ist die Steuerungsvorrichtung 40 von Fig. 1 eingestellt, die Vorgänge von Fig. 4 periodisch auszuführen. Beispielsweise können derartige Vorgänge alle 12,5 Millisekunden in Antwort auf das Auftreten einer zeit basierten Steuerungsvorrichtungsunterbrechung ausgeführt wer den. Andere Steuerungsvorrichtungsvorgänge, wie das Sorgen für herkömmliche Motorsteuerungs-, Diagnose- und Wartungs funktionen (nicht gezeigt), können ebenso bei Auftreten der Unterbrechung ausgeführt werden.

Den spezifischen Diagnosevorgängen der vorliegenden Ausfüh rungsform zugewandt, werden derartige Vorgänge bei einem Schritt 98 mit einer vorbestimmten Frequenz, wie einmal ungefähr alle 12,5 Millisekunden ausgelöst, wie beschrieben. Ein nächster Schritt 100 wird dann ausgeführt, um den Status einer Testfreigabemarke festzustellen. Die Testfreigabemarke wird automatisch durch die Steuerungsvorrichtung 40 (Fig. 1) am Start jedes Motorzündzyklus eingestellt, um für eine Luftfilteranalyse während der Vorgänge der Routine von Fig. 4 zu sorgen. Die Freigabemarke wird beim Abschluß bestimmter Diagnoseaktivitäten gelöscht. Wenn die Marke nicht gesetzt ist, werden weitere Luftfiltertestvorgänge vermieden, indem zu einem Schritt 178 bewegt wird, bei dem die Steuerungsvor richtung 40 angewiesen wird, zu irgendwelchen Steuerungsvor richtungsvorgängen zurückzukehren, die ausgesetzt waren, um für eine Ausführung der Routine von Fig. 4 zu sorgen. Wenn die Testfreigabemarke gesetzt ist, schreitet der Test fort, indem der gegenwärtige Wert des TP-Signals abgetastet wird, das den gegenwärtigen Einlaßluftventilwinkel anzeigt, bei einem nächsten Schritt 102. Eine Änderung des Drosselposi tionswertes ΔTP wird als nächstes bei einem Schritt 104 fest gestellt, wie durch Differentieren des TP-Signals über eine vorbestimmte Anzahl von Signalabtastungen oder durch Erzeu gen einer Änderungsrate der Ventilposition über eine vorbe stimmte Zeitdauer, wie einer Änderungsrate über die 12,5 Mil lisekunden Ausführungsperiode der Routine von Fig. 4.

Wenn ΔTP kleiner als ein kalibrierter Wert bei einem näch sten Schritt 106 ist, wird dann der Luftfilterdiagnosetest fortgesetzt, wenn die Einlaßventilpositionszustände derart sind, daß die Beschränkung des Luftfilters 18 verläßlich abgeschätzt werden kann. Der kalibrierte Wert wird in dieser Ausführungsform auf einen Wert zwischen fünf und sieben Winkelgrade Drosselposition pro 12,5 Millisekunden einge stellt. Schnelle Änderungen der Einlaßluftventilposition, wie Änderungen, die den kalibrierten Wert überschreiten, werden typischerweise durch eine "Verteilerfüllerscheinung" begleitet, in welcher die Luftmenge, die in die Reinigungs vorrichtung 18 hereingenommen wird, sich bedeutend vergrö ßert, bis die Luftreinigungsvorrichtung sich im wesentlichen bei maximaler Kapazität befindet. Beim Erreichen der maxima len Kapazität nimmt die Einlaßluftrate in die Reinigungsvor richtung 18 plötzlich ab, was zu einem wesentlichen Druckab fall über der Reinigungsvorrichtung 18 hinweg führt. Ein der artiger Druckabfall kann durch eine Statusänderung von einem oder beiden Schaltern von Fig. 3 angezeigt werden, was zu einer falschen Diagnose einer Luftfilterbeschränkung führt. Um vor einer derartigen Fehldiagnose zu schützen, erlaubt der Schritt 106 nur dann ein fortgesetztes Testen, wenn das Ventil 32 im wesentlichen positionsmäßig stabil ist, d. h. sich nicht mit einer schnellen Zeitrate ändert.

Wenn das ΔTP zwanzig bei dem Schritt 106 überschreitet, wird das Testen nicht fortgesetzt und frühere Testdaten abgelegt, indem zu einem nächsten Schritt 170 fortgeschritten wird, um die Testwerte C1, C2, C3 und C4 zu löschen, deren Werte zum Aufrechterhalten eines Zählwertes von potentiellen Beschrän kungszuständen eines Luftfilters 12, wie beschrieben wird, verwendet werden. Nach dem Löschen derartiger Werte wird der beschriebene Schritt 178 ausgeführt, um die Vorgänge von Fig. 4 für die gegenwärtige 12,5 Millisekunden Unterbrechung zu beenden.

Zu Schritt 106 zurückgekehrt, wenn ΔTP kleiner als der kali brierte Wert ist, der ein positionsmäßig stabiles Einlaßluft ventil 32 anzeigt, wird der Test fortgesetzt, indem der Sta tus des Druckschalters, der einen hohen Druckabfallschalt punkt aufweist, gelesen wird, worin ein derartiger Status durch den Pegel des Signals VS1 von Fig. 1 angezeigt wird. Wenn VS1 einen offenen Druckschalter anzeigt, ist dann der Druckabfall über dem Luftfilter 12 von Fig. 1 gegenwärtig größer als die obere Druckabfallschwelle, die in dieser Ausführungsform bei ungefähr 2,5 kPa kalibriert ist, wie beschrieben. Wenn VS1 keinen offenen Druckschalter anzeigt, werden dann die Zähler C1 und C2 zum Zählen einer Anzahl von aufeinanderfolgenden potentiellen Beschränkungszuständen auf Basis eines offenen Druckschalters, wie beschrieben wird, bei einem nächsten Schritt 172 gelöscht, und der Status des Druckschalters, der den unteren Druckabfallschaltpunkt auf weist, wird bei einem Schritt 138 gelesen. Ein derartiger Schalterstatus wird als Schalteraufbauausgangssignal VS2 angezeigt, wie beschrieben. Wenn VS2 keinen offenen Schalter zustand anzeigt, ist dann der Druckabfall über dem Luftfil ter 12 von Fig. 1 hinweg kleiner als selbst die untere Druckschwelle von ungefähr einem kPa, was keine wesentliche gegenwärtige Luftfilterbeschränkung anzeigt. Die Zähler C3 und C4 zum Zählen aufeinanderfolgender potentieller Beschrän kungszustände auf Basis eines geringen Druckabfalls des Fil ters, wie beschrieben wird, wird daher bei einem nächsten Schritt 174 gelöscht, und die Routine wird dann durch Fort schreiten zu dem beschriebenen Schritt 178 abgeschlossen.

Zu dem Schritt 138 zurückgekehrt, wenn Signal VS2 einen offe nen Schalter anzeigt, wird wahrgenommen, daß der Druckabfall über dem Luftfilter 12 gegenwärtig größer als ein kPa ist. Um die Beziehung eines derartigen Druckabfalls mit der Luft filterbeschränkung geeignet zu interpretieren, muß die Luft stromrate durch die Luftreinigungsvorrichtung 18 gekennzeich net werden. Der Druckabfall über ein Luftfilter mit einem festen Beschränkungspegel kann wesentlich als eine Funktion der Luftstromrate durch das Filter 12 variieren. Wenn ein wesentlicher Druckabfall für eine niedrige Luftstromrate vorhanden ist, kann angenommen werden, daß das Filter wesent lich beschränkt ist, während der gleiche Druckabfall für eine hohe Luftstromrate anzeigen kann, daß das Luftfilter im wesentlichen nicht beschränkt ist.

Fig. 5 stellt eine Beziehung zwischen der Luftstromrate (MAF) und dem Druckabfall ΔP über ein Luftfilter hinweg dar. Die Kurvenschar 200-210 stellt dar, wie diese Beziehung mit variierender Luftfilterbeschränkung variieren kann. Für ein Filter mit minimaler Beschränkung stellt Kurve 210 dar, daß selbst ein wesentlicher Druckabfall bei hohen Luftstrom raten, wie Raten über 100 Gramm pro Sekunde, auftreten kann. Kurve 200 stellt die Beziehung für ein Filter mit einem extremen Ausmaß an Beschränkung dar. Kurve 202 weist eine geringfügig geringere Beschränkung auf, als die, die durch Kurve 200 dargestellt ist, während Kurve 204 eine noch gerin gere als die von 202 aufweist, etc. Die hohen und niedrigen Druckabfallschwellen ΔPhi und ΔPlo von 2,5 bzw. einem kPa sind in Fig. 5 enthalten, um darzustellen, daß ein Queren derartiger Schwellen aufgrund des Einflusses der Luftstrom rate auf ΔP nicht notwendigerweise ein wesentliches Ausmaß von Luftfilterbeschränkung anzeigt. Wenn die Luftstromrate zunimmt, kann eine genauere Einschätzung der Luftfilterbe schränkung geliefert werden, wie durch die Trennung der Kurven 200-210 bei höheren Luftstromraten gezeigt. Es ist weniger wahrscheinlich, daß ein Zustand geringer Beschrän kung diagnostiziert wird, als ein Zustand stärkerer Beschrän kung, beispielsweise, wenn ein größerer Druckabfall zwischen den gleichen zwei Beschränkungszuständen bei höheren Luft stromraten vorhanden ist. Bei Luftstromraten, wie Raten klei ner als M1, ist es wahrscheinlicher, daß die Beziehung zwi schen einem gemessenen Druckabfall und einer entsprechenden Luftfilterbeschränkung nicht richtig gekennzeichnet wird, als bei den hohen Luftstromraten, wenn die Differenz des Druckabfalls zwischen selbst wesentlich unterschiedlichen Beschränkungszuständen relativ klein ist, wie durch die dichte Größenbeziehung zwischen der Kurvenschar 200-210 bei niedrigen Luftstromraten dargestellt. Nichtsdestotrotz wird, so daß eine Luftfilterbeschränkung selbst bei niedri gen Luftstromraten gemäß einem wichtigen Aspekt dieser Erfin dung diagnostiziert werden kann, eine Analyse des Druckab falls über dem Filter 12 von Fig. 1 hinweg unter Verwendung der Schwelle ΔPlo vorgesehen. Um die Vorteile, die der Druck abfallanalyse bei höheren Luftstromraten zugeordnet sind, zu halten, ist außerdem die zusätzliche Druckabfallschwelle ΔPhi in der zu beschreibenden Analyse enthalten.

Es sind weiter Luftstromratengrenzen M1-M5 vorgesehen, um eine Anzahl von Luftstrombereichen zu definieren, die verwen det werden, um jeglichen detektierten Druckabfall über dem Luftfilter 12 hinweg zu kennzeichnen. Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß der Druckabfall zwischen ΔPlo und ΔPhi liegt und die gegenwärtige Luftstromrate in dem Bereich über der Rate M2 liegt, ist das Luftfilter dadurch gekenn zeichnet, daß es eine geringe Beschränkung aufweist. Für den gleichen Druckabfall ist das Luftfilter jedoch als stark be schränkt gekennzeichnet, wenn der Massenluftstrom kleiner als M1 ist. In dieser Ausführungsform sind M1-M5 wie folgt kalibriert:

Grenze
Massenluftstromrate
M1
74,8
M2	79
M3	95,8
M4	120,3
M5	125,6

Es ist zu erkennen, daß in alternativen Ausführungsformen dieser Erfindung zusätzliche Grenzen oder weniger Grenzen verwendet werden können, um den Druckabfall als eine Funk tion des Massenluftstromes zu kennzeichnen, und es ist tat sächlich zu erkennen, daß eine Funktion definiert werden kann, die für eine kontinuierliche Kennzeichnung der Beschränkung des Luftfilters als eine Funktion sowohl der Massenluftstromrate als auch des Druckabfalls beispielsweise unter Verwendung von Fuzzy-Logik-Techniken sorgen kann. Bei spielsweise kann eine Membership-Funktion definiert werden, worin der Membership-Grad der Massenluftstromrate ent spricht, und worin eine Gewichtsfunktion zur Gewichtung des gemessenen Druckabfalls aus der Membership-Funktion gelie fert wird, um einen kontinuierlichen Wert mit einer Größe zu erzielen, die dem Beschränkungsgrad des Luftfilters 12 ent spricht. Der kontinuierliche Wert kann geliefert werden, um die sich entwickelnde Beschränkung des Luftfilters anzuzei gen, oder eine Anzeige, daß ein Beschränkungszustand vorhan den ist, kann geliefert werden, wenn festgestellt wird, daß der kontinuierliche Wert einen kalibrierten oder adaptiven Schwellenwert überschritten hat.

Zu Fig. 4 zurückgekehrt, wenn bei Schritt 138 festgestellt wird, daß VS2 offen ist, wird die gegenwärtige Massenluft stromrate, die durch Signal MAF angezeigt wird, bei einem nächsten Schritt 140 festgestellt. Wenn MAF kleiner als M1 ist, wie bei einem nächsten Schritt 142 festgestellt, wird dann aufgrund der geringen Massenluftstromrate angenommen, daß ein beschränktes Luftfilter 12 vorhanden ist. Um die Geschichte eines derartigen Zustandes zu erhalten, wird ein Zähler C3, der in RAM 46 von Fig. 1 gespeichert ist, inkre mentiert, um die detektierte Beschränkung bei einem nächsten Schritt 158 aufzuzeichnen. Wenn C3 gleich einem kalibrierten Schwellenwert K3 ist oder diesen überschreitet, wie bei einem nächsten Schritt 160 festgestellt, worin K3 auf einen Wert von vier in dieser Ausführungsform kalibriert ist, war dann der Beschränkungszustand für vier aufeinanderfolgende Iterationen der Routine von Fig. 4 vorhanden, so daß ange nommen werden kann, daß die detektierte Beschränkung wegen eines Sensors oder eines Signaltransientenzustandes erfolgt, der eine Luftfilterbeschränkung wahr anzeigte. Ein Zähler FLTRCNT, der die Anzahl von angenommenen gültigen Beschrän kungszuständen anzeigt, wird als nächstes gemäß einem Kali brierungswert LORATE vergrößert, der auf ungefähr eins in dieser Ausführungsform eingestellt ist. FLTRCNT kann in einem nichtflüchtigen Teil von RAM 46 gespeichert werden, um von Motorzündzyklus zu Motorzündzyklus bewahrt zu werden. Der Zähler C3 und die Testfreigabemarke werden als nächstes bei einem Schritt 164 gelöscht. Der Zähler C3 wird gelöscht, um nachfolgende Diagnosevorgänge vorzubereiten. Die Testfrei gabemarke wird gelöscht, um mehr als eine Einstellung des FLTRCNT-Wertes auf Basis eines Übergangs des Niederdruck schalters für jeden Zündzyklus zu verhindern, um das Poten tial für ungenaue Anzeigen von Filterbeschränkungszuständen aufgrund der relativ geringen Beschränkungsdetektionsgenauig keit bei niedrigeren Luftstromraten zu reduzieren. Als näch stes oder wenn C3 kleiner als K3 ist, wie bei Schritt 160 festgestellt, wird dann FLTRCNT mit einer kalibrierten Schwelle THRESH bei einem Schritt 166 verglichen. Wenn FLTRCNT THRESH überschreitet, ist die Anzahl von detektier ten gültigen Beschränkungszuständen groß genug, daß angenom men wird, daß ein wesentlich beschränktes Filter vorhanden ist, das, um hohen Motorleistungsstandards für einen zufrie denstellenden Motorbetrieb zu folgen, ausgetauscht werden muß. Eine Anzeige der Beschränkung wird daher bei einem nächsten Schritt 168 durchgeführt, wie durch Setzen des Aus gangssignals Vind auf einen Pegel, der einer Energiebeauf schlagung der Anzeigevorrichtung 54 von Fig. 1 entspricht. Die Testfreigabemarke wird als nächstes bei einem Schritt 176 gelöscht, um ein Ausführen der Vorgänge von Fig. 4 bis zu dem nächsten Fahrzeugzündzyklus zu verhindern. Beispiels weise wird die Testfreigabemarke jedes Mal automatisch ge setzt, sobald ein Fahrzeugbetrieb manuell Zündenergie an die Steuerungsvorrichtung anlegt. Sobald eine Beschränkungsdia gnose durchgeführt wird, oder einer Einstellung von FLTRCNT in Antwort auf einen Übergang des Niederdruckschalters fol gend, wird die Marke gelöscht, um die Steuerungsvorrichtung 40 freizugeben, wirksam für andere Vorgänge zu sorgen, wie für das Ausführen herkömmlicher Fahrzeugsteuerungs-, Diagno se- und Wartungsfunktionen. Nach dem Löschen der Marke bei Schritt 176 wird der beschriebene Schritt 178 ausgeführt.

Zu Schritt 142 zurückgekehrt, wenn MAF nicht kleiner als M1 ist, wird C3 bei einem nächsten Schritt 144 gelöscht, und MAF wird mit der Grenze M2 bei einem nächsten Schritt 146 verglichen. M2 ist als eine Luftstromratengrenze kalibriert, worin für Luftstromraten bei M2 oder die M2 überschreiten, ein Druckabfall über dem Luftfilter 12 (Fig. 1) von zwi schen einem und 2,5 kPa einem im wesentlichen nicht be schränkten Luftfilter zugeordnet ist. Wenn entsprechend MAF gleich M2 ist oder überschreitet, wie bei dem Schritt 146 beschrieben, wird ein Zähler C4 bei einem nächsten Schritt 150 inkrementiert, um den gering beschränkten Zustand mitzu schreiben. Wenn ein derartiger Zustand geringer Beschränkung für K4 aufeinanderfolgende Iterationen der Vorgänge von Fig. 4 detektiert wird, wie bei einem nächsten Schritt 152 festgestellt, wird dann der Zähler FLTRCNT zum Halten eines Zählwertes lebensfähiger Luftfilterbeschränkungszustände bei einem nächsten Schritt 154 um das Ausmaß LORATE reduziert, das in dieser Ausführungsform einer Einheit entspricht. Der Wert K4 ist in dieser Ausführungsform auf vier eingestellt, um die Empfindlichkeit der Diagnose auf Druck- oder Luft stromtransienten zu reduzieren. Mit anderen Worten werden nur Druckabfall- oder Luftstromzustände, die über vier auf einanderfolgende Iterationen der Diagnosevorgänge von Fig. 4 andauern, sich auf den Filterbeschränkungszähler FLTRCNT auswirken. Nach dem Vergrößern von FLTRCNT werden der Zähler C4 und die Testfreigabemarke bei einem nächsten Schritt 156 gelöscht. Der Zähler C4 wird gelöscht, um nachfolgende Test iterationen vorzubereiten. Die Testfreigabemarke wird gelöscht, um mehr als eine Einstellung von FLTRCNT auf Basis eines Niederdruckschalterübergangs für jeden Zündzyklus in dieser Ausführungsform zu verhindern und somit das Potential für eine ungenaue Anzeige eines Filterbeschränkungszustandes zu reduzieren. Als nächstes, oder wenn C4 nicht größer oder gleich K4 bei dem Schritt 152 war, wird der beschriebene Schritt 166 ausgeführt.

Zu Schritt 146 zurückgekehrt, wenn festgestellt wird, daß MAF kleiner als M2 ist, so daß MAF gegenwärtig zwischen M1 und M2 liegt, ist die Kombination des gegenwärtigen Druck abfalls über dem Luftfilter und der Luftstrom MAF für Luft filterbeschränkungsdiagnosen unbestimmt. Entsprechend wird der Zähler C4 bei einem nächsten Schritt 148 gelöscht, um nachfolgende diagnostische Analysen vorzubereiten, und der beschriebene Schritt 178 wird als nächstes ausgeführt.

Wieder mit Bezug auf Schritt 110, wenn VS1 anzeigt, daß der Hochdruckabfallschalter sich in einem offenen Status befin det, der einen Druckabfall über dem Luftfilter 12 anzeigt, der größer als 2,5 kPa in dieser Ausführungsform ist, wird dann der Druckabfall durch Analysieren der Massenluftstrom rate durch das Filter 12 entsprechend dem Druckabfall über setzt. Wenn die Luftstromrate hoch genug ist, daß ein im wesentlichen unbeschränktes Filter einen derartigen Druckab fall aufweisen kann, ist kein Beschränkungszustand vorhan den. Wenn die Luftstromrate nicht hoch ist, ist wahrschein lich, daß eine Beschränkung vorhanden ist.

Genauer, wenn VS1 einen offenen Schalterzustand bei Schritt 110 anzeigt, wird das MAF-Signal bei einem nächsten Schritt 112 ausgelesen und mit einer kalibrierten Luftstromgrenze M4 bei einem nächsten Schritt 122 verglichen. M4 ist für die vorliegende Ausführungsform so kalibriert, daß es ungefähr 120 Gramm pro Sekunde beträgt, wie beschrieben. Die Kalibrie rung von M4 bezieht unter Einführung der Bauteile von Fig. 1 die obere Grenze eines Luftstromratenbereiches mit ein, für welche ein stark beschränktes Luftfilter einen Druckab fall darüber von wenigstens 2,5 kPa aufweisen wird.

Wenn MAF kleiner oder gleich M4 bei dem Schritt 122 ist, wird daher ein Luftstrombeschränkungszustand detektiert, und ein Zähler C1 wird bei einem nächsten Schritt 114 inkremen tiert, um den Beschränkungszustand aufzuzeichnen. Wenn K1 von derartigen Zuständen aufeinanderfolgend aufgezeichnet werden, wie bei einem nächsten Schritt 116 festgestellt, wird angenommen, daß ein lebensfähiger Filterbeschränkungs zustand vorhanden ist, aufgrund des Bestehens des Zustandes, worin Kl in dieser Ausführungsform auf vier kalibriert ist, und der Luftfilterbeschränkungszähler FLTRCNT wird um einen kalibrierten Wert HIRATE bei einem nächsten Schritt 118 vergrößert. HIRATE ist in dieser Ausführungsform auf fünf eingestellt, aufgrund der verläßlichen Luftfilterbeschrän kungsinformation, die bei höheren Luftstromraten erhältlich ist. Der Wert LORATE, der so beschrieben war, daß er in die ser Ausführungsform auf eins eingestellt ist, und der auf FLTRCNT für Beschränkungszustände angewendet wird, die so bestimmt sind, daß sie bei relativ niedrigen Luftstromraten vorhanden oder abwesend sind, reflektiert die geringe Verläß lichkeit der Beschränkungsdiagnose bei derart geringen Luft stromraten, wie beschrieben. Nach dem Aktualisieren von FLTRCNT bei Schritt 118 wird der Zähler C1 bei einem näch sten Schritt 120 gelöscht, und der beschriebene Schritt 166 wird als nächstes ausgeführt, um festzustellen, ob FLTRCNT eine ausreichende Größe aufweist, daß eine Anzeige eines Filterbeschränkungszustandes erforderlich ist. Alternativ, wenn C1 kleiner K1 bei Schritt 116 ist, ist mehr Luftstrom- und Druckabfallinformation aus nachfolgenden Iterationen der gegenwärtigen Diagnosevorgänge erforderlich, um den Beschrän kungszustand zu bestätigen, und die Routine wird durch Fort schreiten zu dem beschriebenen Schritt 178 abgeschlossen.

Zu Schritt 122 zurückgekehrt, wenn MAF größer als M4 ist, wird der Zähler C1 bei einem nächsten Schritt 124 gelöscht, um die nächste Iteration der Routine von Fig. 4 vorzuberei ten, und MAF wird als nächstes mit M5 bei einem Schritt 126 verglichen. M5 ist eine kalibrierte Luftstromratengrenze, die durch einen Kalibrierungsprozeß herbeigeführt wird, um einen Bereich von Luftstromraten bei und über M5 zu definie ren, der einer erwarteten Luftstromrate durch ein im wesent lichen nicht beschränktes Luftfilter entspricht, über dem ein Druckabfall gleich 2,5 kPa ist oder überschreitet. Wenn MAF kleiner oder gleich M5 bei Schritt 126 ist, liegt dann MAF zwischen M4 und M5, welches ein Luftstrombereich ist, in dem der Druckabfall von wenigstens 2,5 kPa für Luftfilterbe schränkungsdiagnosen unbestimmt ist. Entsprechend werden Diagnosevorgänge ausgesetzt, indem fortgeschritten wird, den Zähler C2 bei einem nächsten Schritt 136 zu löschen, um nachfolgende Diagnosevorgänge vorzubereiten, und dann zu dem beschriebenen Schritt 178 fortgeschritten wird. Alternativ, wenn MAF größer als M5 bei Schritt 126 ist, gibt es keine detektierte Luftfilterbeschränkung, und ein Zähler C2 wird als nächstes inkrementiert, um den Nichtbeschränkungszustand bei einem Schritt 128 aufzuzeichnen. Wenn C2 gleich einer kalibrierten Zählschwelle K2 bei einem nächsten Schritt 130 ist, oder diese überschreitet, hat dann kein Beschränkungs zustand für eine ausreichende Zeitdauer bestanden, so daß angenommen wird, daß der Zustand mehr als bloß einem hohen Druckabfalltransienten oder einem hohen Luftstromtransienten zugeordnet ist. Ein nächster Schritt 132 wird daher ausge führt, wenn C2 gleich K2 ist oder überschreitet, bei Schritt 130, um FLTRCNT um das Ausmaß HIRATE zu verringern. HIRATE ist in dieser Ausführungsform auf fünf eingestellt, was der vergrößerten Diagnoseverläßlichkeit entspricht, die Filter diagnosen bei hohen Luftstromraten zugeordnet ist, wie be schrieben. Der Zähler C2 wird als nächstes bei einem Schritt 134 gelöscht, um nachfolgende Diagnosevorgänge vorzuberei ten, und dann wird der beschriebene Schritt 166 ausgeführt. Zu Schritt 130 zurückgekehrt, wenn C2 kleiner als K2 ist, ist der nicht beschränkte Zustand noch nicht bestätigt. Es sind weitere Druck- und Luftstromanalysen daher in einer nachfolgenden Iteration der Vorgänge von Fig. 4 erforder lich. Entsprechend wird der beschriebene Schritt 178 ausge führt, um die gegenwärtige Iteration der Vorgänge von Fig. 4 abzuschließen.

Die bevorzugte Ausführungsform für den Zweck der Erläuterung dieser Erfindung soll nicht als diese Erfindung beschränkend oder begrenzend genommen werden, weil viele Modifikationen durch Ausüben gewöhnlicher Fachkenntnis durchgeführt werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen.

Zusammengefaßt wird eine wesentliche Beschränkung in einem Kraftfahrzeugverbrennungsmotoreinlaßluftfilter über einen weiten Bereich von Motorbetriebszuständen, die Zustände geringer Einlaßluftstromraten einschließen, durch Bewerten eines umgeformten Druckabfalls über dem Luftfilter hinweg unter Verwendung der Luftstromrate durch das Filter diagno stiziert. Ein Diagnosezählwert wird in Übereinstimmung mit detektierten wesentlichen Beschränkungszuständen erhalten und aktualisiert. Einstellungswerte, die auf den Diagnose zählwert angewendet werden, variieren gemäß dem Vertrauens grad, der jedem detektierten wesentlichen Beschränkungszu stand zugeordnet ist, wie durch variierende Motoreinlaßluft stromzustände angezeigt.

Claims

1. Verfahren zum Diagnostizieren einer Verschlechterung eines Verbrennungsmotoreinlaßluftfilters, wobei die Ver schlechterung durch eine wesentliche Luftstrombeschrän kung über dem Einlaßluftfilter hinweg gekennzeichnet ist, mit den Schritten, daß
ein minimaler Luftstrombeschränkungsgrad über dem Einlaß luftfilter hinweg definiert wird, der einem verschlech terten Einlaßluftfilter entspricht,
eine Festlegung von Druckabfallwerten über ein Proben luftfilter hinweg, das den herbeigeführten minimalen Luftstrombeschränkungsgrad aufweist, als eine Funktion des Luftstromes durch das Probenluftfilter erzeugt wird,
der Druckabfall über dem Einlaßluftfilter hinweg wahr genommen wird,
der Luftstrom durch das Einlaßluftfilter wahrgenommen wird,
auf den Druckabfallwert, der dem wahrgenommenen Luft strom entspricht, aus der Festlegung von Druckabfallwer ten Bezug genommen wird,
der Referenzdruckabfallwert mit dem wahrgenommenen Druckabfall verglichen wird, und
ein verschlechtertes Einlaßluftfilter diagnostiziert wird, wenn der wahrgenommene Druckabfall den Referenz druckabfallwert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter die Schritte umfaßt, daß
ein gegenwärtiger Wert von wenigstens einem Motorbe triebsparameter, der einen Motorbetriebszustand anzeigt, wahrgenommen wird, und
festgestellt wird, ob der Motorbetriebszustand, der durch den wahrgenommenen gegenwärtigen Wert angezeigt wird, ein vorbestimmter Motorbetriebszustand mit steti gem Status ist, und
worin der Diagnoseschritt ein verschlechtertes Einlaß luftfilter diagnostiziert, wenn der wahrgenommene Druck abfall den Referenzdruckabfallwert überschreitet, während der Motorbetriebszustand der vorbestimmte Motor betriebszustand mit stetigem Status ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter die Schritte umfaßt, daß
ein Zähler um ein vorbestimmtes Zunahmeausmaß erhöht wird, wenn der wahrgenommene Druckabfall den Referenz druckabfallwert überschreitet,
der Zähler um ein vorbestimmtes Abnahmeausmaß verringert wird, wenn der wahrgenommene Druckabfall den Referenz druckabfallwert nicht überschreitet, und
der Zähler mit einer vorbestimmten Zählerschwelle ver glichen wird, und worin der Diagnoseschritt ein ver schlechtertes Einlaßluftfilter diagnostiziert, wenn der Zähler eine vorbestimmte Zählerschwelle überschreitet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, welches weiter die Schritte umfaßt, daß
das vorbestimmte Zunahmeausmaß als eine vorbestimmte Funktion des wahrgenommenen Luftstromes variiert wird, und
das vorbestimmte Abnahmeausmaß als eine vorbestimmte Funktion des wahrgenommenen Luftstromes variiert wird.

5. Vorrichtung zum Diagnostizieren eines verschlechterten Kraftfahrzeugverbrennungsmotoreinlaßluftfilters um fassend
eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Festlegung von minimalen Druckabfallwerten über ein verschlechter tes Luftfilter hinweg als eine Funktion einer entspre chenden Luftstromrate durch das Luftfilter, worin die minimalen Druckabfallwerte der Festlegung im wesentli chen der minimale Druckabfall über dem verschlechterten Luftfilter hinweg sind, durch welches die Motoreinlaß luft mit der entsprechenden Luftstromrate tritt,
einen Drucksensor zum Wahrnehmen eines Einlaßluftdruck abfalls über dem Luftfilter hinweg,
einen Luftstromsensor zum Wahrnehmen der Luftstromrate durch das Luftfilter, wenn der Einlaßluftdruckabfall wahrgenommen wird,
Referenzmittel zum Bezugnehmen auf einen Druckabfallwert als eine Funktion der wahrgenommenen Luftstromrate,
Vergleichsmittel zum Vergleichen des wahrgenommenen Einlaßluftdruckabfalls mit dem Referenzdruckabfallwert, und
Feststellungsmittel zum Feststellen, daß sich das Luft filter verschlechtert hat, wenn der wahrgenommene Einlaß luftdruckabfall den Referenzdruckabfallwert überschrei tet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, welche weiter
eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Zählerwer tes,
Mittel zum Erhöhen des Zählerwertes um ein vorbestimmtes Zunahmeausmaß, wenn der wahrgenommene Einlaßluftdruck abfall den Referenzdruckabfallwert überschreitet,
Mittel zum Verringern des Zählerwertes um ein vorbestimm tes Abnahmeausmaß, wenn der wahrgenommene Einlaßluft druckabfall den Referenzdruckabfallwert nicht überschrei tet, und
Mittel zum Vergleichen des Zählerwertes mit einem vor bestimmten Zählschwellenwert umfaßt, und worin das Fest stellungsmittel feststellt, daß sich das Luftfilter ver schlechtert hat, wenn der Zählerwert den vorbestimmten Zählschwellenwert überschreitet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, welche weiter Mittel zum Anpassen der Größe des vorbestimmten Zunahme ausmaßes und der Größe des vorbestimmten Abnahmeausmaßes als eine vorbestimmte Funktion der wahrgenommenen Luft stromrate umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin das Referenzmittel eine zentrale Verarbeitungseinheitsteuerungsschaltung um faßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin das Vergleichsmittel eine arithmetrische Logikeinheit umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin das Feststellungs mittel eine zentrale Verarbeitungseinheit und eine arithmetrische Logikeinheit umfaßt.

11. Verfahren zum Diagnostizieren eines Verschlechterungs zustandes, der durch eine wesentliche Zunahme der Luft strombeschränkung über eine Automobilluftreinigungsvor richtung hinweg gekennzeichnet ist, mit den Schritten, daß
eine Festlegung von minimalen Druckabfallwerten über eine verschlechterte Luftreinigungsvorrichtung hinweg als eine Funktion der Luftstromrate durch die Luftreini gungsvorrichtung gespeichert wird, worin die minimalen Druckabfallwerte der Festlegung dem minimalen Druck abfall über eine verschlechterte Luftreinigungsvorrich tung hinweg, durch welche Motoreinlaßluft mit der ent sprechenden Luftstromrate tritt, entsprechen, während der Motor arbeitet, um die Einlaßluft über die Luftreinigungsvorrichtung hinweg anzusaugen, die Schritte wiederholt werden, daß
ein Luftdruckabfall über der Luftreinigungsvorrichtung hinweg wahrgenommen wird,
die Luftstromrate durch die Luftreinigungsvorrichtung wahrgenommen wird, wenn der Einlaßluftdruckabfall wahrge nommen wird,
auf einen minimalen Druckabfallwert als eine Funktion der wahrgenommenen Luftstromrate aus der gespeicherten Festlegung Bezug genommen wird,
der wahrgenommene Druckabfall mit dem minimalen Referenz druckabfallwert verglichen wird, und
der Verschlechterungszustand diagnostiziert wird, wenn der wahrgenommene Luftdruckabfall den minimalen Referenz druckabfallwert überschreitet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, welches die wiederholten Schritte umfaßt, daß, während der Motor arbeitet, um Ein laßluft über die Luftreinigungsvorrichtung anzusaugen,
ein Zähler um ein vorbestimmtes Zunahmeausmaß erhöht wird, wenn der wahrgenommene Luftdruck den minimalen Referenzdruckabfallwert überschreitet, und
der Zähler um ein vorbestimmtes Abnahmeausmaß verringert wird, wenn der wahrgenommene Luftdruck den minimalen Referenzdruckabfallwert nicht überschreitet, und
der Zähler mit einem vorbestimmten Zählschwellenwert verglichen wird, und worin der Diagnoseschritt den Ver schlechterungszustand diagnostiziert, wenn der Zähler den vorbestimmten Zählschwellenwert überschreitet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, welches weiter die Schritte umfaßt, daß
das vorbestimmte Zunahmeausmaß als eine vorbestimmte Funktion der wahrgenommenen Luftstromrate variiert wird, und
das vorbestimmte Abnahmeausmaß als eine vorbestimmte Funktion der wahrgenommenen Luftstromrate variiert wird.