DE19919126A1

DE19919126A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose von AGR-Systemen

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Publication number: DE19919126A1
Application number: DE19919126A
Authority: DE
Inventors: Saburo Tomikawa; Katsuhiko Kawamura; Osamu Matsuno
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: US6453734B1; JPH11311151A; DE19919126B4

Abstract

Ein AGR-System enthält ein unterdruckbetätigtes AGR-Ventil sowie ein Hilfsventil des Membrantyps, das den Betrieb des AGR-Ventils unterstützt. Eine Diagnosesteuereinheit überwacht einen Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter wie etwa einen Fehlzündungsparameter während des AGR-Betriebs und beurteilt, daß das Hilfsventil möglicherweise fehlerhaft arbeitet, wenn der Schwankungsparameter größer als ein erster Beurteilungswert ist. Als Antwort auf diese Beurteilung unterbricht die Diagnosesteuereinheit zwangsläufig den AGR-Betrieb und berechnet den Schwankungsparameter bei unterbrochener AGR. Die Diagnosesteuereinheit schließt, daß das Hilfsventil anomal arbeitet, wenn der Schwankungsparameter bei unterbrochener AGR höchstens gleich einem zweiten Beurteilungswert ist, der kleiner als der erste Beurteilungswert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose von AGR-Systemen, mit denen ein Teil der Abgase einer Brennkraftmaschine zurückgeführt wird.

Aus JP 5-5465-A (Kokai, 1993) ist eine Diagnosevorrich tung zur Erfassung eines anomalen Zustandes in einem AGR-System bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung und ein Verfahren zur Diagnose eines AGR-Systems zu schaffen, mit denen die Ursache einer Fehlfunktion in dem AGR-System genau identifiziert und lokalisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein AGR-System nach Anspruch 1, eine Diagnosevorrichtung für ein AGR-System nach Anspruch 10 bzw. durch ein Diagnoseverfahren für ein AGR-System nach Anspruch 11. Weiterbildungen der Erfin dung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungen der Erfindung, die auf die beigefügte Zeich nung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines AGR-Systems des Typs mit Abgasgegendrucksteuerung gemäß einer Ausführung der Erfindung;

Fig. 2 einen Graphen zur Erläuterung des Diagnoseprin zips in dem AGR-System nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Ablaufplan zur Erläuterung des Diagnosever fahrens in dem AGR-System nach Fig. 1; und

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines AGR-Systems des Lastproportionalitätstyps gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein AGR-System gemäß einer Ausführung der Erfindung. Dieses AGR-System führt eine dosierte Menge des Abgasgemisches von einem Abgassystem in ein Ansaugsy stem einer Brennkraftmaschine zurück. Das AGR-System enthält als Hauptkomponenten ein AGR-Ventil 11 und ein Hilfsventil, das das AGR-Ventil unterstützt. Das AGR-System nach Fig. 1 ist vom Typ mit Gegendrucksteuerung, wobei das Hilfsventil ein BPT-Ventil (Gegendruck-Meßwand lerventil) 31 (erstes Ventil) ist.

Das AGR-Ventil 11 ist an einem Sammlerabschnitt 2 eines Ansaugrohrs angebracht. Ein Ventilkörper 12 definiert eine Gasleitung 13. Ein erster Anschluß ist über eine AGR-Leitung 4 mit einem Abgaskrümmer 3 verbunden. Ein zweiter Anschluß ist mit einem in den Sammlerabschnitt 2 vorstehenden AGR-Einleitungsrohr 14 verbunden. In der AGR-Leitung 4 ist eine Steuerblende 5 vorgesehen, die so beschaffen ist, daß sie die Durchflußmenge der Abgase durch die AGR-Leitung 4 zum AGR-Ventil einschränkt.

Das AGR-Ventil 11 enthält einen Ventilsitz 15, der in die Gasleitung 12 integriert ist, und ein Ventilelement 17, das bei Betrachtung von Fig. 1 von oben auf dem Ventil sitz 215 aufliegt. Mit dem Ventilelement 17 ist ein Ventilschaft 18 einteilig ausgebildet. Das AGR-Ventil 11 enthält ferner eine Membran 19, an der der Ventilschaft 18 befestigt ist, und eine Ventilfeder 20, die das Ventilelement 17 normalerweise in der geschlossenen Stellung hält, in der das Ventilelement 17 auf dem Ven tilsitz 15 aufliegt. Über eine Unterdruckleitung 23 ist eine Unterdruckkammer 21 mit dem Ansaugleitungsabschnitt hinter einer Drosselklappe 6 für die Brennkraftmaschine verbunden. Wenn die Unterdruckkammer 21 des AGR-Ventils 11 über die Unterdruckleitung 23 mit dem Ansaugkrümmerun terdruck (oder Ansaugunterdruck), der hinter der Drossel klappe 6 entsteht, beaufschlagt wird, hebt die Membran 19 das Ventilelement 17 entgegen der Vorbelastungskraft der Ventilfeder 20 in die geöffnete Position an.

Ein AGR-Steuersolenoidventil 25 ist ein Dreiwege-Wählven til zum wahlweisen Einleiten des Atmosphärendrucks oder des Ansaugunterdrucks in die Unterdruckkammer 21. Das Solenoidventil 25 beaufschlagt die Unterdruckkammer 21 über eine vor der Drosselklappe 6 in den Ansaugweg mün dende Leitung mit dem Atmosphärendruck, wenn ein von einer Steuereinheit 7 geliefertes Solenoidsteuersignal in einem Aus-Zustand ist. Wenn das Steuersignal in einem Ein-Zustand ist, wird das Solenoidventil 25 in eine Position geschaltet, in der die Unterdruckkammer 21 mit dem Ansaugunterdruck beaufschlagt wird.

Das BPT-Ventil 31 ist so beschaffen, daß es in einer Rückkopplungsregelung einen Steuerunterdruck, der an die Unterdruckkammer 21 des AGR-Ventils 11 angelegt wird, steuert. Falls der Abgasgegendruck P2 ansteigt, wird eine Membran 32 des BPT-Ventils 31 entgegen der Vorbelastungs kraft einer Feder 33 in Fig. 1 nach oben bewegt, wobei ein an der Membran 32 befestigter Sitz 34 die Öffnung einer zwischen dem Sitz 34 und einem gegenüber dem Sitz 34 befindlichen offenen Ende 35 gebildeten Fluidleitung verringert, so daß in der Unterdruckkammer 21 der Anteil des Atmosphärendrucks relativ zum Ansaugunterdruck ab nimmt und somit der Steuerunterdruck, mit dem die Unter druckkammer 21 beaufschlagt wird, zunimmt. Im Ergebnis bewegt sich das Ventilelement 17 des AGR-Ventils 11 weiter nach oben und erhöht den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 11, wodurch die Zunahme des Abgasgegendrucks P2 hinter der Steuerblende 5 beschränkt wird. Somit arbeitet das PBT-Ventil 31 in der Weise, daß der Abgasgegendruck P2, der auf das AGR-Ventil 11 wirkt, im wesentlich kon stant ist.

Falls jedoch das BPT-Ventil 31 fehlerhaft arbeitet und den Abgasgegendruck P2 nicht mehr auf einen konstanten Wert steuern kann, weicht die AGR-Menge vom gewünschten Sollwert ab, so daß eine übermäßige AGR-Gasmenge die Brennkraftmaschine instabil macht, was unerwünschte Schwankungen der Drehzahl der Brennkraftmaschine zur Folge hat.

Da das BPT-Ventil 31 den Abgasgegendruck P2 hinter der Steuerblende 5 auf einen konstanten Wert steuert, ist die Durchflußmenge Qe des durch das AGR-Ventil 11 strömenden AGR-Gases gegeben durch:

Qe ≈ K.A(P1-P2)^1/2

wobei P1 der Abgasdruck vor der Steuerblende 5 ist, A die Öffnungsfläche der Steuerblende 5 ist und K ein Strö mungskoeffizient ist. Selbst wenn daher das AGR-Ventil 11 normal arbeitet, bewirkt ein Fehler des BPT-Ventils 31, daß die AGR-Menge vom gewünschten Sollwert abweicht. Falls die AGR-Menge übermäßig zunimmt, wird die Verbren nung in der Brennkraftmaschine instabil, so daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine stark schwankt.

Daher führt die Steuereinheit 7 des AGR-Systems gemäß dieser Ausführung der Erfindung ein Diagnoseverfahren aus, um zu beurteilen, ob das BPT-Ventil 31 fehlerhaft arbeitet und eine übermäßige Zunahme der AGR-Menge be wirkt. Die Steuereinheit 7 dient als Hauptkomponente des Diagnosesystems.

Das Diagnoseverfahren gemäß dieser Ausführung der Erfin dung ist in die folgenden ersten und zweiten Stufen unterteilt, um die Genauigkeit der Diagnose zu verbes sern.

Erste Stufe

Das Diagnosesystem überwacht einen effektiven Brennkraft maschinendrehzahl-Schwankungsparameter unter der Bedin gung, daß eine AGR ausgeführt wird, und beurteilt, daß das BPT-Ventil 31 möglicherweise fehlerhaft arbeitet und eine übermäßige Zunahme der AGR-Menge bewirkt, wenn der effektive Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparame ter größer als ein erster Beurteilungswert ist. Die Beurteilung in der ersten Stufe ist keine endgültige, sondern eine vorläufige Beurteilung. Das Diagnosesystem führt in der ersten Stufe keine endgültige Beurteilung aus, sondern geht zur zweiten Stufe über.

Zweite Stufe

Das Diagnosesystem unterbricht zwangsläufig den AGR-Betrieb, sofern die AGR momentan ausgeführt wird, und bestimmt den effektiven Brennkraftmaschinendrehzahl- Schwankungsparameter bei unterbrochener AGR. Das Diagno sesystem beurteilt, daß das BPT-Ventil 31 tatsächlich fehlerhaft arbeitet, wenn der während der AGR-Unterbre chung bestimmte effektive Schwankungsparameter kleiner oder gleich einem zweiten Beurteilungswert ist, der kleiner als der erste Beurteilungswert ist.

Daher prüft dieses Diagnosesystem den effektiven Brenn kraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter zweimal, zunächst in einem Zustand, in dem die Abgasrückführung ausgeführt wird, und dann in einem Zustand, in dem die Abgasrückführung unterbrochen ist.

In dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Beispiel ist der effektive Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparame ter ein akkumulierter Parameter, der ein akkumulierter Wert ist, der durch Addieren einer vorgegebenen Anzahl von Werten eines elementaren Brennkraftmaschinendrehzahl- Schwankungsparameters berechnet wird. Der elementare Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter, der in diesem Beispiel verwendet wird, ist ein Fehlzündungspara meter, der anhand der Schwankung der Brennkraftmaschinen drehzahl bestimmt wird. Der Fehlzündungsparameter kann ein Fehlzündungsparameter MISA oder MISB sein, der aus JP 4-1113244-A (Kokai, 1992) bekannt ist. Alternativ kann der in dieser Ausführung verwendete Fehlzündungsparameter ein Parameter ähnlich dem Fehlzündungsparameter MISC sein, der aus JP 9-32625-A (Kokai, 1997) bekannt ist.

Der Fehlzündungsparameter ist eine Größe, mit der eine Fehlzündung in einer Brennkraftmaschine erfaßt werden kann. Ein Meßwinkelintervall, das einem Verbrennungshub entspricht, wird am Umfang eines Hohlrades einer Brenn kraftmaschinen-Kurbelwellenbaueinheit bestimmt. Ein Winkel- oder Winkelpositionssensor (wie etwa ein Hohlrad sensor) befindet sich gegenüber dem Hohlrad und dient als Einrichtung zum Messen der Zeit, die verstreicht, bis ein vorgegebener Meßpunkt das Meßintervall passiert. Diese Zeit wird bei einer Fehlzündung größer. Der Fehlzündungs parameter (MISA oder MISB) wird proportional zu einer Zunahme der Zeit aufgrund der Fehlzündung berechnet. Das Diagnosesystem kann beurteilen, ob eine Fehlzündung vorliegt, wenn der Fehlzündungsparameter größer als ein vorgegebener Wert ist.

Wenn keine Fehlzündung auftritt, stellt der Fehlzündungs parameter (MISA oder MISB) den Schwankungsgrad der Brenn kraftmaschinendrehzahl dar. Der Fehlzündungsparameter nimmt zu, wenn die Schwankung der Brennkraftmaschinen drehzahl zunimmt. Der Fehlzündungsparameter kann als Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter dienen, der den Schwankungsgrad der Brennkraftmaschinendrehzahl oder den Rauhheits- oder Instabilitätsgrad der Verbren nung in der Brennkraftmaschine angibt.

Der Wert des Fehlzündungsparameters wird bei jeder Zün dung bestimmt. Die Diagnosebeurteilung, die auf einem einzigen Wert des Fehlzündungsparameters für eine Zündung beruht, kann jedoch durch Schwankungen oder Streuungen der Messung beeinflußt werden. Daher verwendet das Dia gnosesystem in diesem Beispiel einen akkumulierten Fehl zündungsparameter (oder einen akkumulierten Wert des Fehlzündungsparameters), der durch Bilden der Summe einer vorgegebenen Anzahl von Werten des Fehlzündungsparame ters, die für jede Zündung bestimmt werden, erhalten. Der ursprüngliche Fehlzündungsparameter ist ein elementarer Parameter, der für jede Zündung bestimmt wird, während der akkumulierte Fehlzündungsparameter gleich einem akkumulierten Wert des elementaren Parameters ist.

Fig. 2 veranschaulicht das Prinzip des Diagnoseverfah rens, das die Steuereinheit 7 ausführt, um eine Fehlfunk tion im BPT-Ventil 31 zu erfassen. Auf der vertikalen Achse in Fig. 2 ist der akkumulierte Brennkraftmaschinen drehzahl-Schwankungsparameter (d. h. der akkumulierte Fehlzündungsparameter, der durch Aufaddieren einer vorge gebenen Anzahl von Werten der elementaren Fehlzündungspa rameter pro Zündung erhalten wird) aufgetragen. Auf der horizontalen Achse ist die Frequenzverteilung aufgetra gen. Normalerweise streuen die akkumulierten Fehlzün dungswerte, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Obwohl der Brenn kraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter selbst dann hoch wird, wenn das AGR-Ventil 11 In der offenen Stellung fixiert ist, wird in der folgenden Erläuterung angenom men, daß das AGR-Ventil 11 normal arbeitet. In der linken Hälfte des Graphen von Fig. 2 sind die AGR-Einschaltzeit- Verteilungskurven gezeigt, die erhalten werden, wenn die AGR ausgeführt wird. In der rechten Hälfte des Graphens sind die AGR-Ausschaltzeit-Verteilungskurven gezeigt, die erhalten werden, wenn die AGR unterbrochen ist. Falls das BPT-Ventil 31 fehlerhaft arbeitet, was einen übermäßigen Anstieg der AGR-Menge zur Folge hat, nimmt die Brenn kraftmaschinendrehzahl-Schwankung über einen Normalbe reich hinaus zu, weshalb die AGR-Einschaltzeit-Vertei lungskurve in Fig. 2 nach oben verschoben wird. Die AGR-Einschaltzeit-Verteilungskurve ist in einem anomalen Zustand höher als die AGR-Einschaltzeit-Verteilungskurve im normalen Zustand. In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist der erste Beurteilungswert auf die Mitte der oberen AGR-Einschaltzeit-Verteilungskurve in der linken Hälfte gesetzt. Falls der akkumulierte Brennkraftmaschinendreh zahl-Schwankungsparameter größer als der erste Beurtei lungswert ist, besteht die Möglichkeit, daß das BPT-Ventil 31 fehlerhaft arbeitet, wodurch ein übermäßiger Anstieg der AGR-Menge hervorgerufen wird.

Diese Möglichkeit bedeutet nicht notwendig, daß das BPT-Ventil 31 fehlerhaft arbeitet. Die Brennkraftmaschinen drehzahl-Schwankung kann auch durch andere Ursachen als eine Fehlfunktion des BPT-Ventils 31 erhöht werden. Eine Verstopfung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann die Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankung erhöhen, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge auf einen Wert absinkt, der nicht ausreicht, um das gewünschte Brennkraftmaschinen drehmoment zu erzielen. Außerdem kann eine fehlerhafte Erfassung der durch einen Luftmengenmesser gemessenen Ansaugluftmenge unterhalb der Ist-Ansaugluftmenge eben falls eine Erhöhung der Brennkraftmaschinendrehzahl- Schwankung zur Folge haben (indem eine Absenkung der Kraftstoffeinspritzmenge bewirkt wird, die in Abhängig keit vom Ausgangssignal des Luftmengenmessers bestimmt wird).

Somit kann ein anomaler Zustand, in dem der Brennkraftma schinendrehzahl-Schwankungsparameter den ersten Beurtei lungswert übersteigt, den beiden folgenden verschiedenen Ursachen zugeschrieben werden.

(i) Fehlfunktion im BPT-Ventil 31, die einen übermäßigen Anstieg der AGR-Menge bewirkt;
(ii) Fehlfunktion wenigstens einer Kraftstoffeinsprit zeinrichtung, des Luftmengenmessers oder anderer Komponenten (die auch dann auftreten kann, wenn das BPT-Ventil 31 normal arbeitet.

Durch geeignetes Unterscheiden der einen Ursache von der anderen kann das Diagnosesystem gemäß dieser Ausführung der Erfindung eine Fehlfunktion im BPT-Ventil 31 genau erfassen.

Die Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankung wird kleiner, wenn die AGR-Steuerung unterbrochen wird, während das BPT-Ventil 31 und andere Komponenten richtig arbeiten. Daher wird die Verteilungskurve im Normalzustand, wie in Fig. 2 durch einen als durchgezogene Linie gezeichneten Pfeil gezeigt ist, nach unten verschoben. Analog ver schiebt die Unterbrechung der AGR-Steuerung die Vertei lungskurve im Fall (i) auf einen niedrigeren Wert des akkumulierten Schwankungsparameters, wie in Fig. 2 durch einen als Einpunkt-Strichlinie gezeichneten Pfeil ge zeigt ist. Im Fall (ii) verschiebt die Unterbrechung der AGR-Steuerung die Verteilungskurve horizontal, wie durch einen als Strichlinie gezeichneten Pfeil gezeigt ist, so daß das Niveau des akkumulierten Parameters in dem Gra phen im wesentlichen unverändert bleibt. Durch Untersu chen dieser Differenz im Verschiebungsverhalten der Ver teilungskurve, die durch die AGR-Unterbrechung verursacht wird, unterscheidet das Diagnosesystem die Ursachen (i) und (ii) . Der zweite Beurteilungswert (der kleiner als der erste Beurteilungswert ist) ist auf einen Pegel wie in Fig. 2 gezeigt gesetzt. Das Diagnosesystem gemäß dieser Ausführung der Erfindung schreibt die Zunahme des akkumulierten Schwankungsparameters während der AGR-Steuerung der Ursache (ii) zu, wenn der akkumulierte Schwankungsparameter während der AGR-Unterbrechung größer als der zweite Beurteilungswert ist, während es die Zunahme des akkumulierten Schwankungsparameters der Ursache (i) zuschreibt, wenn der akkumulierte Schwan kungsparameter während der AGR-Unterbrechung höchstens gleich dem zweiten Beurteilungswert ist. In dieser Weise unterscheidet das Diagnosesystem korrekt zwei verschie dene Fälle.

In Fig. 2 ist die obere rechte Verteilungskurve, die als Strichlinie gezeigt ist, das Ergebnis der AGR-Unterbre chung, wenn die Zunahme des akkumulierten Parameters in dem Zustand, in dem eine AGR ausgeführt wird, einer Fehlfunktion außerhalb des BPT-Ventils 31 zuschreibbar ist. Die untere rechte Verteilungskurve, die durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist, ist das Ergebnis der AGR-Unterbrechung, wenn das System, das das BPT-Ventil 31, das Kraftstoffeinspritzsystem und den Luftmengenmes ser umfaßt, normal arbeitet oder wenn die Zunahme des akkumulierten Schwankungsparameters einer Fehlfunktion im BPT-Ventil 31 zuschreibbar ist und das restliche System normal arbeitet.

Fig. 3 zeigt ein Diagnoseverfahren gemäß einer Ausführung der Erfindung. Das Verfahren nach Fig. 3 wird periodisch jeweils nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer ausgeführt.

Im Schritt S1 prüft die Steuereinheit 7 einen Diagnose ausführungsmerker (der zum Zeitpunkt des Anlassens der Brennkraftmaschine auf null initialisiert wird, um fest zustellen, ob die Diagnose beendet ist oder nicht. Wenn die Diagnose noch nicht beendet ist und daher der Diagno seausführungsmerker gleich null ist, entscheidet die Steuereinheit 7, die Diagnose zu beginnen, und geht zum Schritt S2 weiter, um den (elementaren) Brennkraftmaschi nendrehzahl-Schwankungsparameter zu berechnen.

In dem auf den Schritt S2 folgenden Schritt S3 prüft die Steuereinheit 7 einen Merker für das Ende der ersten Stufe. Wenn die Diagnose noch nicht beendet ist, hat der Merker für das Ende der ersten Stufe den Wert null, weshalb die Steuereinheit 7 zum Abschnitt der ersten Stufe, der die Schritte S4 bis S12 umfaßt, weitergeht. Der Abschnitt, der die Schritte S4 bis S12 umfaßt, ent spricht der obengenannten ersten Stufe.

Im Schritt S4 bestimmt die Steuereinheit 7, ob eine Anforderung zum Ausführen der Diagnose vorliegt. Diese Anforderung ist gleich der Anforderung zum Ausführen eines AGR-Betriebs. Diese Anforderung enthält vorgegebene Zustände der Brennkraftmaschinen-Kühlwassertemperatur, der Brennkraftmaschinenlast, der Fahrgeschwindigkeit und der Brennkraftmaschinendrehzahl.

Wenn die Anforderung einer Diagnose vorliegt, geht die Steuereinheit 7 weiter zu den Schritten S5 und S6. Die Steuereinheit 7 berechnet den akkumulierten Schwankungs parameter durch Aufaddieren der Werte der elementaren Schwankungsparameter im Schritt S5, ferner bestimmt sie die Anzahl der Additionsoperationen. Diese Anzahl ist gleich der Anzahl der Werte der elementaren Schwankungs parameter, die aufaddiert werden, um den akkumulierten Schwankungsparameter zu bestimmen. Diese Anzahl ent spricht der Anzahl der Zündungen. Im Schritt S7 ver gleicht die Steuereinheit 7 den Zählstand mit einer vor geschriebenen Anzahl.

Wenn die Anzahl kleiner als die vorgeschriebene Anzahl ist, beendet die Steuereinheit 7 den momentanen Operati onszyklus des Verfahrens. Ab dem nächsten Zyklus wieder holt die Steuereinheit 7 die Schritte S5 und S6, bis die Anforderung einer Diagnose vorliegt. Wenn die obenge nannte Anzahl die vorgeschriebene Anzahl erreicht, geht die Steuereinheit 7 weiter zum Schritt S8 und vergleicht den in dieser Weise bestimmten akkumulierten Schwankungs parameter mit dem ersten Beurteilungswert.

Wenn der akkumulierte Schwankungsparameter gleich oder kleiner als der erste Beurteilungswert ist, beurteilt die Steuereinheit 7 im Schritt S9, daß das BPT-Ventil 31 normal arbeitet, und setzt den Diagnoseausführungsmerker im Schritt S10 auf eins, woraufhin dieser Operationszy klus endet. Danach verhindert der auf eins gesetzte Diagnoseausführungsmerker, daß die Steuereinheit 7 zum Schritt S2 und zu den nachfolgenden Schritten weitergeht.

Wenn andererseits der akkumulierte Schwankungsparameter größer als der erste Beurteilungswert ist, geht die Steuereinheit 7 davon aus, daß die Möglichkeit besteht, daß das BPT-Ventil 31 fehlerhaft arbeitet und eine über mäßige Zunahme der AGR-Menge bewirkt, so daß sie den Merker für das Ende der ersten Stufe im Schritt S11 auf eins setzt, um die zweite Stufe zu beginnen.

Nachdem der Merker für das Ende der ersten Stufe auf eins gesetzt worden ist, geht die Steuereinheit 7 vom Schritt S3 weiter zu einem Abschnitt zweiter Stufe, der die Schritte S13 bis S24 umfaßt. Die Schritte S13 bis S17 stimmen mit Ausnahme des Schrittes S14 im wesentlichen mit den Schritten S4 bis S7 überein.

Nach dem Schritt S14 unterbricht die Steuereinheit 7 zwangsläufig den AGR-Betrieb und führt die Schritte S15, S16 und S17 bei unterbrochener AGR aus. In dem Zustand mit unterbrochener AGR berechnet die Steuereinheit 7 den akkumulierten Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungspa rameter durch Aufaddieren der Werte der elementaren Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter und zählt die Anzahl der Additionen (oder die Anzahl der Zündungen) . Wenn die Anzahl gleich oder größer als die vorgeschriebene Anzahl wird, geht die Steuereinheit 7 vom Schritt S17 weiter zum Schritt S18 und vergleicht den akkumulierten Schwankungsparameter im Schritt S18 mit dem zweiten Beurteilungswert.

Wenn der akkumulierte Drehzahl-Schwankungsparameter größer als der zweite Beurteilungswert ist, schließt die Steuereinheit 7 im Schritt S19, daß das BPT-Ventil 31 normal arbeitet. Wenn der akkumulierte Drehzahl-Schwan kungswert gleich oder kleiner als der zweite Beurtei lungswert ist, schließt die Steuereinheit 7 im Schritt S20, daß das BPT-Ventil 31 anormal arbeitet und einen übermäßigen Anstieg der AGR-Menge hervorruft.

Im Schritt S21, der den Schritten S19 oder S20 folgt, setzt die Steuereinheit 7 den Diagnoseausführungsmerker auf eins, um den Abschluß der Diagnose anzuzeigen. Dann hebt die Steuereinheit 7 die zwangsläufige AGR-Unterbre chung im Schritt S22 auf.

Falls die Anforderung einer Diagnose in der ersten oder in der zweiten Stufe nicht mehr besteht, bevor die Anzahl von Additionen für die Berechnung des akkumulierten Schwankungsparameters die vorgegebene Anzahl erreicht, geht die Steuereinheit 7 vom Schritt S4 zum Schritt S12 oder vom Schritt S13 zum Schritt S23 und setzt sowohl den akkumulierten Parameter als auch die obengenannte Anzahl (d. h. die Anzahl der Additionen) in den Schritten S12 bzw. S23 auf null zurück. Die Steuereinheit 7 wartet mit der Diagnose und stellt sie zurück, bis die Anforderung erneut besteht. In dem dem Schritt S23 folgenden Schritt S24 hebt die Steuereinheit 7 die zwangsläufige AGR-Unter brechung auf.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Diagnose-Steuereinheit 7 mit einem Sensorabschnitt verbunden, der verschiedene Eingangsvorrichtungen zum Sammeln von Eingangsinformatio nen über Brennkraftmaschinen-Betriebszustände enthält. Der in Fig. 1 gezeigte Sensorabschnitt enthält einen Temperatursensor 81 wie etwa einen Brennkraftmaschinen- Kühlwassertemperatursensor, einen Brennkraftmaschinen- Drehzahlsensor oder Winkelpositionssensor wie etwa einen Kurbelwinkelsensor 82 und/oder einen Hohlradsensor für die Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, einen Zündschalter 83 sowie einen Luftmengenmesser 84 zum Messen der Ansaugluftmenge in die Brennkraftmaschine.

Die Erfindung ist auch auf ein AGR-System des Lastpropor tionalitätstyps anwendbar. Fig. 4 zeigt ein AGR-System des Lastproportionalitätstyps gemäß einer Ausführung der Erfindung. Dieses AGR-System enthält als Hauptkomponenten das AGR-Ventil 11 und das Hilfsventil, das das AGR-Ventil wie in dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 unter stützt. Das in Fig. 4 gezeigte Hilfsventil ist ein VVT-Ventil (= Venturi vaccuum transducer-Ventil) 41 (zweites Ventil). Das VVT-Ventil 41 ist als Komponente eines Rückkopplungssystems ausgebildet. Dieses AGR-System verwendet den Venturi-Unterdruck als ein Steuersignal und steuert die AGR-Menge in der Weise, daß sie zur Ansaug luftmenge proportional ist. Das Diagnosesystem kann eine Fehlfunktion im VVT-Ventil 41, die eine übermäßige Zu nahme der AGR-Menge bewirkt, in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel erfassen.

In den gezeigten Beispielen wird der Fehlzündungsparame ter als Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter verwendet. Es ist jedoch möglich, als Brennkraftmaschi nendrehzahl-Schwankungsparameter verschiedene andere Parameter zu verwenden, die den Grad der Schwankung der Brennkraftmaschine oder den Grad der Verbrennungsrauhheit oder der Verbrennungsinstabilität darstellen. Was die Fehlzündungsparameter oder andere Brennkraftmaschinen drehzahl-Schwankungsparameter betrifft, sind die entspre chenden Erläuterungen in den obenerwähnten Dokumenten JP 4-113244-A (Kokai, 1992) und JP 9-32625-A (Kokai, 1997) und in dem Patent US 5.440.921 hiermit durch Lite raturhinweis eingefügt.

Diese Anmeldung basiert auf JP 10-118059-A. Der gesamte Inhalt dieser Anmeldung mit Einreichungsdatum 28. April 1998 in Japan ist hiermit durch Literaturhinweis einge fügt.

Obwohl die Erfindung oben mit Bezug auf bestimmte Ausfüh rungen beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungen eingeschränkt. Der Fachmann kann im Lichte der obigen Lehren Abwandlungen und Veränderun gen der obigen Ausführungen vornehmen. Der Umfang der Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

1. AGR-System, mit
einem AGR-Ventil (11), das eine Ventilöffnung in Übereinstimmung mit einem Ansaugunterdruck ändert, und
einem Hilfsventil (31), das das AGR-Ventil (11) unterstützt,
gekennzeichnet durch
einen ersten Parameterberechnungsabschnitt, der einen Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter in einem Zustand, in dem ein AGR-Betrieb ausgeführt wird, berechnet,
einen ersten Prüfabschnitt, der eine erste Ent scheidung trifft, daß das Hilfsventil (31) möglicherweise fehlerhaft arbeitet und eine übermäßige AGR-Menge be wirkt, wenn der Schwankungsparameter größer als ein erster Beurteilungswert ist,
einen AGR-Unterbrechungssabschnitt, der den AGR-Betrieb unabhängig davon, ob die AGR-Operation ausgeführt wird, zwangsläufig unterbricht, wenn die erste Entschei dung getroffen wird,
einen zweiten Parameterberechnungsabschnitt, der den Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter in einem Zustand, in dem der AGR-Betrieb unterbrochen ist, berechnet, und
einen zweiten Prüfabschnitt, der eine zweite Entscheidung trifft, daß das Hilfsventil (31) tatsächlich fehlerhaft arbeitet, wenn der vom zweiten Parameterbe rechnungsabschnitt berechnete Schwankungsparameter höch stens gleich einem zweiten Beurteilungswert ist, der kleiner als der erste Beurteilungswert ist.

2. AGR-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Hilfsventil (31) entweder ein erstes Ventil (BPT), das einen auf das AGR-Ventil (11) wirkenden Abgas gegendruck konstant hält, indem es auf den Abgasgegen druck antwortet und dadurch die Auswirkung des Atmosphä rendrucks auf den Ansaugunterdruck ändert, oder ein zweites Ventil (VVT) ist, das einen Venturi-Unterdruck als ein Steuersignal empfängt und den Betrieb des AGR-Ventils (11) in der Weise unterstützt, daß eine AGR-Gasströmung durch das AGR-Ventil (11) so gesteuert wird, daß die AGR-Menge zur Ansaugluftmenge proportional ist.

3. AGR-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungspara meter ein Fehlzündungsparameter ist.

4. AGR-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungspara meter ein akkumulierter Parameter ist, der durch Bestim men eines Wertes eines Fehlzündungsparameters für jede Zündung und durch Aufsummieren einer vorgegebenen Anzahl von Werten des Fehlzündungsparameters erhalten wird.

5. AGR-System, mit
einer AGR-Leitung (4), die einen Teil eines Abgasgemisches als AGR-Gas von einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine in ein Ansaugsystem der Brennkraftma schine zurückführt,
einem unterdruckbetätigten AGR-Ventil (11), das eine Unterdruckkammer (21), die mit einem Ansaugunter druck vom Ansaugsystem beaufschlagt werden kann, sowie ein bewegliches Element (17) zum Steuern einer AGR-Menge durch Regeln der Durchflußmenge des AGR-Gases durch die AGR-Leitung (4) in Übereinstimmung mit dem in der Unter druckkammer (21) herrschenden Unterdruck enthält, und
einem Hilfsventil (31), das das AGR-Ventil (11) unterstützt,
gekennzeichnet durch
eine Diagnose-Steuereinrichtung (7), die einen Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter in dem Zustand, in dem das AGR-Gas vom Abgassystem zum Ansaugsy stem zurückgeführt wird, überwacht, um ein Anomalieerfas sungssignal zu erzeugen, das eine Anomalie bei der Ver brennung in der Brennkraftmaschine angibt, wenn der Schwankungsparameter im AGR-Ausführungszustand größer als ein erster vorgegebener Wert ist, und um den AGR-Betrieb als Antwort auf das Anomalieerfassungssignal zwangsläufig zu unterbrechen, um den Brennkraftmaschinendrehzahl- Schwankungsparameter in dem Zustand, in dem der AGR-Betrieb unterbrochen ist, zu bestimmen und ein Diagnose signal zu erzeugen, das angibt, daß die Anomalie dem Hilfsventil (31) zuschreibbar ist, wenn der Schwankungs parameter in dem Zustand, in dem der AGR-Betrieb unter brochen ist, höchstens gleich einem zweiten Beurteilungs wert ist, der kleiner als der erste Beurteilungswert ist.

6. AGR-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß das Hilfsventil ein Membranventil ist, das einen ersten Anschluß, der mit der Unterdruckkammer (21) des AGR-Ventils (11) in einer Fluidverbindung steht, und einem zweiten Anschluß, der mit einem AGR-Leitungsab schnitt hinter dem AGR-Ventil (11) in einer Fluidverbin dung steht, enthält.

7. AGR-System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß das Hilfsventil (31) entweder ein erstes Ventil (BPT), das einen Abgasgegendruck, der auf das AGR-Ventil (11) wirkt, konstant hält, indem es auf den Abgasgegen druck antwortet und dadurch den Einfluß des Atmosphären drucks auf den Unterdruck ändert, oder ein zweites Ventil (VVT) ist, das einen Venturi-Unterdruck als ein Steuersi gnal empfängt und den Betrieb des AGR-Ventils (11) in der Weise unterstützt, daß eine AGR-Gasdurchflußmenge durch das AGR-Ventil (11) so gesteuert wird, daß die AGR-Menge proportional zur Ansaugluftmenge ist.

8. AGR-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß
die Diagnose-Steuereinrichtung (7) beurteilt, daß das Hilfsventil (31) normal arbeitet, und die Diagnose beendet, wenn der Schwankungsparameter in dem Zustand, in dem eine AGR ausgeführt wird, höchstens gleich dem ersten Beurteilungswert ist,
die Diagnose-Steuereinrichtung beurteilt, daß das Hilfsventil (31) normal arbeitet, die Diagnose beendet und die AGR-Unterbrechung aufhebt, wenn der Schwankungs parameter in dem Zustand, in dem keine AGR ausgeführt wird, größer als der zweite Beurteilungswert ist, und
die Diagnose-Steuervorrichtung beurteilt, daß das Hilfsventil (31) anomal arbeitet, wenn der Schwankungspa rameter in dem Zustand, in dem eine AGR ausgeführt wird, größer als der erste Beurteilungswert ist und der Schwan kungsparameter in dem Zustand, in dem keine AGR ausge führt wird, höchstens gleich dem zweiten Beurteilungswert ist.

9. AGR-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß
ein Sensor für die Erfassung von Betriebszustän den der Brennkraftmaschine vorgesehen ist und
eine Steuereinrichtung (7) einen Wert eines Fehlzündungsparameters aus dem Brennkraftmaschinen-Be triebszustand synchron mit einem Arbeitstakt der Brenn kraftmaschine berechnet und dem Brennkraftmaschinendreh zahl-Schwankungsparameter aus einer vorgegebenen Anzahl von Werten des Fehlzündungsparameters bestimmt, wobei der Fehlzündungsparameter ein Parameter ist, der größer als ein vorgegebener Pegel wird, wenn in der Brennkraftma schine eine Fehlzündung auftritt.

10. Diagnosevorrichtung für ein AGR-System, das ein AGR-Ventil, dessen Öffnungsfläche in Übereinstimmung mit einem Ansaugunterdruck geändert wird, und ein Hilfsventil (31), das das AGR-Ventil (11) unterstützt, enthält, gekennzeichnet durch
eine erste Parameterberechnungseinrichtung, die einen Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter in einem Zustand, in dem ein AGR-Betrieb ausgeführt wird, berechnet,
eine erste Prüfeinrichtung, die eine erste Ent scheidung trifft, daß das Hilfsventil (31) möglicherweise fehlerhaft arbeitet und eine übermäßige AGR-Menge hervor ruft, wenn der Schwankungsparameter größer als ein erster vorgegebener Wert ist,
eine AGR-Unterbrechungseinrichtung, die den AGR-Betrieb unabhängig davon, ob der AGR-Betrieb fortgesetzt werden sollte, zwangsläufig unterbricht, wenn die erste Entscheidung getroffen wird,
eine zweite Parameterberechnungseinrichtung, die den Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter in einem Zustand, in dem der AGR-Betrieb unterbrochen ist, berechnet, und
eine zweite Prüfeinrichtung, die eine zweite Entscheidung trifft, daß das Hilfsventil (31) tatsächlich fehlerhaft arbeitet, wenn der von der zweiten Parameter berechnungseinrichtung berechnete Schwankungsparameter höchstens gleich einem zweiten Beurteilungswert ist, der kleiner als der erste Beurteilungswert ist.

11. Diagnoseverfahren für ein AGR-System, wobei das System ein AGR-Ventil (11), dessen Öffnungsfläche in Übereinstimmung mit einem Ansaugunterdruck geändert wird, und ein Hilfsventil (31), das das AGR-Ventil unterstützt, enthält,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen eines Brennkraftmaschinendrehzahl- Schwankungsparameters in einem Zustand, in dem ein AGR-Betrieb ausgeführt wird,
Treffen einer ersten Entscheidung, daß das Hilfs ventil (31) möglicherweise fehlerhaft arbeitet, was eine übermäßige AGR-Menge hervorruft, wenn der Schwankungspa rameter größer als ein erster Beurteilungswert ist,
zwangsläufiges Unterbrechen des AGR-Betriebs unabhängig von der Tatsache, daß der AGR-Betrieb fortge setzt werden sollte, wenn die erste Entscheidung getrof fen wird,
Berechnen des Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwan kungsparameters in einem Zustand, in dem der AGR-Betrieb unterbrochen ist, und
Treffen einer zweiten Entscheidung, daß das Hilfsventil (31) tatsächlich fehlerhaft arbeitet, wenn der Schwankungsparameter, der in dem Zustand berechnet wird, in dem die AGR unterbrochen ist, höchstens gleich einem zweiten Beurteilungswert ist, der kleiner als der erste Beurteilungswert ist.