DE19962675A1

DE19962675A1 - Diagnosevorrichtung und -Verfahren für ein Adsorptionsmittel

Info

Publication number: DE19962675A1
Application number: DE19962675A
Authority: DE
Inventors: Takashi Watanabe; Koichi Hoshi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: FR2793841A1; JP3722187B2; JP2000186533A; DE19962675C2; FR2793841B1; US6324893B1

Abstract

Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung für eine Emissionssteuervorrichtung kann präzise bestimmen, ob ein Adsorptionsmittel (312) zur Adsorption unverbrannter Gaskomponenten einen Fehler oder eine Störung hat. Die Diagnosevorrichtung hat einen Luft-Brennstoffverhältnisdetektor, der in einem Abschnitt des Abgaskanals (29) stromabwärts des Adsorptionsmittels (312) vorgesehen ist, und ein Steuergerät (40), das die Menge zuvor adsorbierter unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel an den Luft-Brennstoffverhältnisdetektor abgegeben werden, steuert. Das Steuergerät bestimmt, ob das Adsorptionsmittel einen Fehler oder eine Störung bzw. Beeinträchtigung hat, auf der Basis eines Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhältnis, welcher durch den Luft-Brennstoffverhältnisdetektor (317) erfasst ist, wenn die Menge unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel abgegeben wird, stabil bleibt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Diagnose technologie für eine Emissionssteuervorrichtung, die unerwünschte Emissionen von einer Brennkraftmaschine vermindert, und bezieht sich insbesondere auf eine Technologie zur Diagnose eines Fehlers oder einer Beein trächtigung eines Adsorptionsmittels, das unverbrannte Abgaskomponenten adsorbiert.

Viele Brennkraftmaschinen von beispielsweise Kraftfahr zeugen haben in ihrem Abgassystem eine Katalysatorein richtung, in welcher Edelmetalle wie Platin, Palladium und dergleichen als Katalysatoren gehalten sind, um signifikant schädliche Abgaskomponenten, beispielsweise Kohlenmonoxyd (Co), Stickoxyde (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC) und dergleichen zu vermindern, bevor das Abgas in die Atmosphäre abgegeben wird.

Eine typische Katalysatoreinrichtung der vorgenannten Art veranlasst HC und CO, die in dem Abgas anwesend sind, mit O₂, das in dem Abgas vorhanden ist, zu reagieren, um dadurch HC und CO in H₂O und CO₂ zu oxidieren, und in dem Abgas vorliegendes NOx veranlasst, mit HC und CO, die in dem Abgas vorliegen, zu reagieren, um dadurch NOx in H₂O, CO₂ und N₂ zu reduzieren.

Zur Zeit des Anlassens einer Brennkraftmaschine ist das Luft-Brennstoffverhältnis kleiner gewählt als das theore tische Luft-Brennstoffverhältnis (d. h. es ist auf die brennstoffreiche Seite verschoben), um das Anlassen der Brennkraftmaschine zu erleichtern. Ferner bewirkt eine relativ niedrige Brennkraftmaschinentemperatur während des Anlassens eine instabile Verbrennung. Folglich werden unverbrannte Gasbestandteile, wie unverbrannte Kohlenwas serstoffe und dergleichen in relativ großer Menge zur Zeit um das Anlassen der Brennkraftmaschine abgegeben.

Die Katalysatoreinrichtung einer Brennkraftmaschine gelangt in die Lage, die schädlichen Abgaskomponenten signifikant zu vermindern, wenn die Temperatur der Katalysatoreinrichtung eine vorbestimmte Aktivierungstem peratur erreicht oder übersteigt. Wenn folglich die Aktivierungstemperatur nicht erreicht wurde, beispiels weise zur Zeit des Kaltstarts der Brennkraftmaschine, kann die Katalysatoreinrichtung unverbrannte Gaskomponen ten, die in einer solchen Situation in großer Menge abgegeben werden, nicht ausreichend vermindern.

Als eine Gegenmaßnahme gegen das vorgenannte Problem wurde eine Emissionssteuervorrichtung vorgeschlagen, in welcher ein Adsorptionsmittel, das unverbrannte Gaskompo nenten adsorbiert, wenn das Adsorptionsmittel unterhalb einer bestimmten Temperatur ist, und das die unverbrann ten Gaskomponenten freigibt, wenn das Adsorptionsmittel eine vorbestimmte Temperatur erreicht oder überschritten hat, stromaufwärts einer Katalysatoreinrichtung vorgese hen ist.

In dieser Emissionssteuervorrichtung adsorbiert das Adsorptionsmittel die unverbrannten Gaskomponenten, wenn die Katalysatoreinrichtung noch nicht aktiviert ist. Nachdem der Katalysator aktiviert ist, vermindert die Katalysatoreinrichtung die von dem Adsorptionsmittel desorbierten (d. h. freigegebenen) unverbrannten Gaskompo nenten und vermindert zudem unerwünschte Emissionen in dem Abgas der Brennkraftmaschine.

Wenn jedoch die Adsorptionskapazität des Adsorptionsmit tels infolge eines Fehlers, einer Beeinträchtigung oder dergleichen abnimmt, kann das Adsorptionsmittel die Gesamtmenge der in dem Abgas vorliegenden unverbrannten Gaskomponenten nicht mehr adsorbieren und gibt Teile der unverbrannten Gaskomponenten in die Atmosphäre ab, wodurch die Emissionsqualität beeinträchtigt ist.

Folglich ist es zur Verhinderung der Verschlechterung der Emissionen infolge einer Abnormalität des Adsorptionsmit tels wichtig, einen Fehler, eine Beeinträchtigung oder dergleichen des Adsorptionsmittels mit hoher Genauigkeit zu erfassen.

Die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. HEI8-121232 beschreibt eine HC-Adsorptionsmittelbeein trächtigungsdiagnosevorrichtung. Diese Beeinträchtigungs diagnosevorrichtung hat Luft-Brennstoffverhältnissenso ren, die stromaufwärts und stromabwärts des HC-Adsorpti onsmittels vorgesehen sind, um die Luft-Brennstoffver hältnisse im Abgas zu erfassen. Zu einer Zeit, zu der das HC-Adsorptionsmittel unverbrannte Gaskomponenten abgeben sollte, bestimmt die Diagnosevorrichtung, ob das HC- Adsorptionsmittel beeinträchtigt wurde, auf der Basis der Differenz zwischen einem Ausgangssignal des stromaufwär tigen Luft-Brennstoffverhältnissensors und eines Aus gangssignals des stromabwärtigen Luft-Brennstoffverhält nissensors, oder auf der Basis einer Menge, die der Ausgangsdifferenz entspricht.

Diese Diagnosetechnologie basiert auf der Erkenntnis, dass, wenn das HC-Adsorptionsmittel normal funktioniert, sich der Wert des Ausgangssignals des stromabwärtigen Luft-Brennstoffverhältnissensors von dem Wert des Aus gangssignals des stromaufwärtigen Luft-Brennstoffverhält nissensors auf die brennstoffreiche Seite um eine Abwei chung verschiebt, die der Menge unverbrannter Gaskompo nenten entspricht, die von dem HC-Adsorptionsmittel desorbiert werden. Wenn die Differenz zwischen dem Wert des Ausgangssignals des stromabwärtigen Luft-Brennstoff verhältnissensors und dem Wert des Ausgangssignals des stromaufwärtigen Luft-Brennstoffverhältnissensors niedri ger wird als ein vorbestimmter Wert, wird bestimmt, dass die Adsorptionsleistung oder die Desorptionsleistung des HC-Adsorptionsmittels nachgelassen hat oder beeinträch tigt ist.

Wenn sich jedoch der Strom der Emissionen der Brennkraft maschine verändert, so dass die Menge unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel desorbiert werden, steil ansteigt, kann das Luft-Brennstoffverhält nis des Abgases, das stromabwärts des Adsorptionsmittels fließt, ein übermäßig reiches Verhältnis werden, welches außerhalb des Erfassungsbereiches des Luft-Brennstoffver hältnissensors liegt. In einem solchen Fall kann eine präzise Fehlerdiagnose unmöglich werden.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Verschlechterung von Emissionen infolge eines Fehlers oder einer Beeinträchtigung eines Adsorptionsmittels zu verhindern, das in einer Emissionssteuervorrichtung vorgesehen ist, die unverbrannte Abgaskomponenten adsor biert, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels unter halb einer vorbestimmten Temperatur ist, und die die unverbrannten Abgaskomponenten freigibt, wenn die Adsorp tionsmitteltemperatur auf oder oberhalb der vorbestimmten Temperatur ist, indem eine Technologie geschaffen ist, die in der Lage ist, einen Fehler oder eine Beeinträchti gung des Adsorptionsmittels präzise zu diagnostizieren.

Ein Aspekt der Erfindung schafft eine Adsorptionsmittel diagnosevorrichtung, die ein in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine vorgesehenes Adsorptionsmittel unter sucht, wobei das Adsorptionsmittel eine unverbrannte Gaskomponente im Abgas adsorbiert, wenn eine Temperatur des Adsorptionsmittels niedriger ist als eine vorbe stimmte Temperatur, und wobei das Adsorptionsmittel die unverbrannte Gaskomponente freigibt, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels gleich der oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist. Die Vorrichtung umfasst einen Luft-Brennstoffverhältnisdetektor, der in einem Abschnitt der Abgasleitung stromabwärts des Adsorptions mittels vorgesehen ist. Der Luft-Brennstoffverhältnisde tektor erfasst ein Luft-Brennstoffverhältnis von Abgas, welches in der Abgasleitung strömt. Zusätzlich steuert ein Steuergerät eine Menge der unverbrannten Gaskompo nente, die von dem Adsorptionsmittel in den Abschnitt der Abgasleitung zugeführt wird, in welcher der Luft-Brenn stoffverhältnisdetektor angeordnet ist. Das Steuergerät bestimmt, ob das Adsorptionsmittel mindestens einen Fehler oder eine Beeinträchtigung hat, auf der Basis eines Erfassungswertes für das Luft-Brennstoffverhältnis, das durch den Luft-Brennstoffverhältnisdetektor erfasst ist, wenn die Menge der zugeführten unverbrannten Gaskom ponente im wesentlichen konstant bleibt.

In der wie oben beschrieben aufgebauten Adsorptionsmit teldiagnosevorrichtung steuert das Steuergerät die Menge der unverbrannten Gaskomponente, die von dem Adsorptions mittel zu dem Luft-Brennstoffverhältnisdetektor unter einer Bedingung fließt, dass die Temperatur des Adsorp tionsmittels gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist und jedwede unverbrannte Gaskomponente, die an dem Adsorptionsmittel adsorbiert ist, von diesem freigegeben sein sollte. Unabhängig von dem Strom des Abgases von der Brennkraftmaschine ist es vorzuziehen, dass die von dem Adsorptionsmittel zu dem Luft-Brenn stoffverhältnisdetektor fließende Menge der unverbrannten Gaskomponente stabilisiert und konstant gehalten wird.

Wenn die zugeführte Menge von der unverbrannten Gaskompo nente stabil wird, bestimmt das Steuergerät, ob das Adsorptionsmittel einen Fehler oder eine Beeinträchtigung hat, auf der Basis des Erfassungswertes des Luft-Brenn stoffverhältnisses, das durch den ersten Luft-Brennstoff verhältnisdetektor erfasst ist. Infolge der Stabilisie rung der von Adsorptionsmittel freigegebenen Menge der unverbrannten Gaskomponente ändert sich das Luft-Brenn stoffverhältnis des Abgases stromabwärts des Adsorptions mittels lediglich innerhalb des erfassbaren Bereiches des Luft-Brennstoffverhältnisdetektors, so dass eine präzise Diagnose ausgeführt werden kann.

Ein anderer Aspekt der Erfindung schafft eine Adsorp tionsmitteldiagnosevorrichtung, die ein in einer Abgas leitung einer Brennkraftmaschine vorgesehenes Adsorp tionsmittel untersucht, wobei das Adsorptionsmittel eine unverbrannte Gaskomponente im Abgas adsorbiert, wenn eine Temperatur des Adsorptionsmittels niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, und wobei das Adsorptionsmittel die unverbrannte Gaskomponente freigibt, wenn die Tempe ratur des Adsorptionsmittels gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist. Die Vorrichtung umfasst einen Luft-Brennstoffverhältnisdetektor, der in einem Abschnitt der Abgasleitung stromabwärts des Adsorptions mittels vorgesehen ist. Der Luft-Brennstoffverhältnis detektor erfasst ein Luft-Brennstoffverhältnis von in der Abgasleitung strömendem Abgas. Zusätzlich führt ein Steuergerät eine Rückkopplungssteuerung oder Regelung des Luft-Brennstoffverhältnisses der Brennkraftmaschine aus, so dass das Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases, das stromabwärts des Adsorptionsmittels fließt, ein vorbe stimmtes Luft-Brennstoffverhältnis wird, auf der Basis eines Erfassungswertes für das Luft-Brennstoffverhältnis, das durch den Luft-Brennstoffverhältnisdetektor erfasst ist. Das Steuergerät bestimmt, ob das Adsorptionsmittel mindestens eines von einem Fehler oder einer Verschlech terung hat, auf der Basis des Erfassungswertes für das Luft-Brennstoffverhältnis, das durch den Luft-Brennstoff verhältnisdetektor erfasst ist, wenn das Adsorptionsmit tel die unverbrannte Gaskomponente freigeben soll und das Luft-Brennstoffverhältnis der Brennkraftmaschine rück kopplungsgesteuert bzw. -geregelt ist.

In der wie oben beschrieben aufgebauten Adsorptionsmit teldiagnosevorrichtung führt das Steuergerät die Rück kopplungssteuerung aus, um ein vorbestimmtes Luft-Brenn stoffverhältnis des Abgases stromabwärts des Adsorptions mittels auf der Basis des Erfassungswertes, der durch den Luft-Brennstoffverhältnisdetektor erfasst ist, unter einer Bedingung zu erhalten, dass die Temperatur des Adsorptionsmittels gleich oder höher einer vorbestimmten Temperatur ist und jedwede unverbrannte Gaskomponente, die in dem Adsorptionsmittel adsorbiert ist, davon freigegeben sein sollte. Auf diese Weise wird das Luft- Brennstoffverhältnis des Abgases stromabwärts des Adsorp tionsmittels stabilisiert. Wenn das Luft-Brennstoffver hältnis somit stabilisiert ist, bestimmt das Steuergerät, ob das Adsorptionsmittel einen Fehler oder eine Beein trächtigung hat, auf der Basis des Erfassungswertes für das Luft-Brennstoffverhältnis, der durch den Luft-Brenn stoffverhältnisdetektor erfasst ist.

Folglich werden beachtliche Schwankungen des Luft-Brenn stoffverhältnisses des Abgases, die durch Veränderungen der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine hervorge rufen sind, kontrolliert. Somit ändert sich das Luft- Brennstoffverhältnis des Abgases stromabwärts des Adsorp tionsmittels lediglich innerhalb des Erfassungsbereiches des Luft-Brennstoffverhältnisdetektors, so dass eine präzise Diagnose ausgeführt werden kann.

Die Diagnose kann auch ausgeführt werden, indem ein Luft- Brennstoffverhältniskorrekturbetrag, der in der Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung auf der Basis eines erfassten Wertes für das Luft-Brennstoffverhältnis bestimmt wird, als ein Parameter verwendet wird. Die Verwendung des vorgenannten Parameters basiert auf der folgenden Erkenntnis. Wenn das Adsorptionsmittel normal ist, bringt die Menge der von den Adsorptionsmittel freigegebenen unverbrannten Gaskomponente ein brennstoff reiches Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases stromab wärts des Adsorptionsmittels mit sich. Folglich wird das Luft-Brennstoffverhältnis des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgases in Richtung auf die brennstoffmagere Seite durch die Luft-Brennstoffverhältnisrückkoppelungs regelung korrigiert. Der Betrag dieser Korrektur, d. h. der allgemein als Magerkorrekturbetrag bezeichnet wird, wird gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag, vorausgesetzt, dass das Adsorptionsmittel normal ist.

Die Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung kann ferner einen zweiten Luft-Brennstoffverhältnisdetektor umfassen, der in einem Abschnitt der Abgasleitung stromaufwärts des Adsorptionsmittels vorgesehen ist. In diesem Fall regelt das Steuergerät das Luft-Brennstoffverhältnis der Brenn kraftmaschine auf der Basis des Erfassungswertes, der durch den ersten (stromabwärtigen) Luft-Brennstoffver hältnisdetektor erfasst ist, und eines Erfassungswerts, der durch den zweiten Luft-Brennstoffverhältnisdetektor erfasst ist.

Das Steuergerät kann zudem bestimmen, ob das Adsorptions mittel mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung oder Störung hat, auf der Basis des Erfassungswertes, der durch den ersten Luft-Brennstoff verhältnisdetektor erfasst ist, und eines Erfassungswer tes, der durch den zweiten Luft-Brennstoffverhältnis detektor erfasst ist.

Wenn beispielsweise das Adsorptionsmittel die unver brannte Gaskomponente freigeben sollte und die Luft- Brennstoffverhältnisregelung auf der Basis des Luft- Brennstoffverhältnisses ausgeführt wird, das durch den ersten Luft-Brennstoffverhältnisdetektor erfasst ist, kann das Steuergerät bestimmten, ob das Adsorptionsmittel einen Fehler hat, auf der Basis des Luft-Brennstoff verhältnisses, das durch den zweiten Luft-Brennstoffver hältnisdetektor erfasst ist.

Die vorgenannte Aufgabe und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den nachfolgenden Beschreibungen bevorzugter Ausführungsbei spiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlicher, in welcher gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und in der:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Brennkraftmaschine ist, auf die Adsorptionsmittel diagnosevorrichtung der Erfindung angewandt ist;

Fig. 2 eine Darstellung des Aufbaues eines Emissionssteuermechanismus gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung ist;

Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das den inneren Aufbau einer ECU (Elektronische Steuereinheit) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm ist, das ein Beispiel des Signalausgangs von einem Sauerstoffsensor zeigt, wenn ein Adsorptionsmittel normal ist;

Fig. 5 ein Diagramm ist, das ein Beispiel des Signalausgangs von dem Sauerstoffsensor zeigt, wenn das Adsorptionsmittel unnormal ist;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Diagnose steuerungsroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 7 eine Darstellung des Aufbaus eines Emissions steuermechanismus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;

Fig. 8 ein Blockdiagramm ist, das den inneren Aufbau einer ECU gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm ist, das ein Beispiel des Signalausgangs von einem zweiten Sauerstoffsensor zeigt, wenn das Adsorptionsmittel normal ist;

Fig. 10 ein Diagramm ist, das ein Beispiel des Signalausgangs von dem zweiten Sauerstoffsensor zeigt, wenn das Adsorptionsmittel unnormal ist; und

Fig. 11 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Diagnose steuerungsroutine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Brenn kraftmaschine, auf die eine Adsorptionsmitteldiagnosevor richtung gemäß der Erfindung angewandt ist.

Die Brennkraftmaschine 1 ist ein wassergekühlter mehr zylindriger Ottomotor mit einer Mehrzahl von Zylindern 2. Die Brennkraftmaschine 1 hat einen Zylinderblock 1b, in welchem die Zylinder 2 und ein Kühlwasserkanal oder -durchlass 1c ausgebildet sind und haben einen Zylinder kopf 1a, der an einem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 1b befestigt ist. Eine Kurbelwelle 4, d. h. eine Motoraus gangswelle, ist drehbar an dem Zylinderblock 1b gehalten. Die Kurbelwelle 4 ist über entsprechende Pleuelstangen 10 mit Kolben 3 verbunden, die jeweils in einem Zylinder 2 verschiebbar angeordnet sind.

Eine Brennkammer 5 ist oberhalb jedes Kolbens 3 ausgebil det, genauer gesagt, sie ist durch eine obere Oberfläche jedes Kolbens 3 und den Zylinderkopf 1a begrenzt. Zünd kerzen 6 sind derart mit dem Zylinderkopf 1a verbunden, dass die Zündkerzen 6 den entsprechenden Brennkammern 5 zugewandt sind. Jede Zündkerze 6 ist mit einer Zündspule 6a verbunden, die einen Hochspannungsstrom auf die jeweilige Zündkerze 6 aufbringt.

Der Zylinderkopf 1a hat zwei Einlassanschlüsse 7 und zwei Auslassanschlüsse 8 für jeden Zylinder 2. Ein brenn kammerseitiges offenes Ende jedes Einlassanschlusses 7 wird durch ein Einlassventil 70 geöffnet und geschlossen. Ein brennkammerseitiges offenes Ende jedes Auslassan schlusses 8 wird durch ein Auslassventil 80 geöffnet und geschlossen. Die Einlassventile 70 und die Auslassventile 80 sind derart an dem Zylinderkopf 1a gehalten, dass die Ventile vorwärts und rückwärts bewegt werden können.

Eine einlassseitige Nockenwelle 11 zum Antrieb der Einlassventile 70 vorwärts und rückwärts (in der Öff nungs- und Schließrichtung) und eine auslassseitige Nockenwelle 12 zum Antrieb der Auslassventile 80 vorwärts und rückwärts (in der Öffnungs- und Schließrichtung) sind drehbar an dem Zylinderkopf 1a gehalten.

Die einlassseitige Nockenwelle 11 und die auslassseitige Nockenwelle 12 sind über einen Synchronriemen (nicht gezeigt) mit der Kurbelwelle 4 derart verbunden, dass das Drehmoment von der Kurbelwelle 4 durch den Synchronriemen auf die einlassseitige Nockenwelle 11 und die auslass seitige Nockenwelle 12 übertragen wird.

Ein Einlasskrümmer 16 mit Zweigrohren, die Einlassan schlüsse 7 verbinden, ist an dem Zylinderkopf 1a ange bracht. Ein Brennstoffeinspritzventil 9 ist in jedem Zweigrohr des Einlasskrümmers 16 derart vorgesehen, dass eine Einspritzöffnung des Brennstoffeinspritzventils 9 dem jeweils zugehörigen der Einlassanschlüsse 7 gegenü berliegt.

Der Einlasskrümmer 16 ist mit einem Druckausgleichsbehäl ter 17 verbunden, der über ein Einlassrohr 18 mit einem Luftfilterkasten 19 verbunden ist. Der Druckausgleichsbe hälter 17 ist mit einem Unterdrucksensor 20 versehen, der ein elektrisches Signal entsprechend dem in dem Druckaus gleichsbehälter 17 herrschenden Druck abgibt.

Das Einlassrohr 18 ist mit einer Drosselklappe 21 verse hen, die den Fluss durch das Einlassrohr 18 einstellt. Ein Abschnitt des Einlassrohres 18, das sich stromauf wärts der Drosselklappe 21 erstreckt, ist mit einem Luftflussmesser 26 versehen, der ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit der Masse an durch das Einlassrohr 18 fließender Frischluft (Einlassluftmasse) abgibt.

Die Drosselklappe 21 ist mit einem Aktuator 22, der durch einen Schrittmotor oder dergleichen gebildet ist, verse hen, der die Drosselklappe 21 in Übereinstimmung mit dem darauf aufgebrachten Strom öffnet und schließt. Die Drosselklappe 21 ist zudem mit einem Drosselklappenstel lungssensor 23 versehen, der ein elektrisches Signal entsprechend der Öffnung der Drosselklappe 21 abgibt.

Die Drosselkappe 21 ist mit einem Beschleunigerhebel (nicht gezeigt) verbunden, der sich in Zusammenarbeit mit einem Beschleunigerpedal 24 dreht. Der Beschleunigerhebel ist mit einem Beschleunigerstellungssensor 25 versehen, der ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit der Drehstellung des Beschleunigerhebels (d. h. dem Nieder drückbetrag des Beschleunigerpedals 24) abgibt.

Ein Auslasskrümmer 27 mit mit den Auslassanschlüssen 8 verbundenen Zweigrohren ist an dem Zylinderkopf 1a angebracht. Der Auslasskrümmer 27 ist mit einer Dreiwege katalysatoreinrichtung 28 verbunden. Die Dreiwegekataly satoreinrichtung 28 ist gebildet, indem beispielsweise ein keramischer Träger, der beispielsweise aus Cordierit in eine gitterförmige Konfiguration mit einer Vielzahl von in Strömungsrichtung des Abgases sich erstreckenden Durchgangslöchern geformt ist, und indem eine Katalysa torschicht auf der Oberfläche des keramischen Trägers aufgebracht ist. Die Katalysatorschicht ist gebildet, indem beispielsweise eine Oberfläche eines porösen Aluminiumoxidmaterials (Al₂O₃) mit vielen Poren mit Platin-Rhodium (Pt-Rh) basierten Edelmetallkatalysatoren beladen wird.

Die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28 wird aktiviert, wenn ihre Temperatur gleich oder höher als eine vorbe stimmte Temperatur wird. Wenn das Luft-Brennstoffverhält nis des in die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28 fließen den Abgases nahe dem theoretischen Luft-Brennstoffver hältnis ist, veranlasst die Dreiwegekatalysatoreinrich tung 28 Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxyd (CO), die in dem Abgas vorliegen, mit Sauerstoff O₂, der in dem Abgas vorliegt, zu reagieren, um dadurch HC und CO in H₂O und CO₂ zu oxidieren und veranlasst in dem Abgas vorlie gendes NOx mit in dem Abgas vorliegenden HC und CO zu reagieren, um dadurch NOx zu H₂O, CO₂ und N₂ zu reduzie ren.

Der Auslasskrümmer 27 ist mit einem Luft-Brennstoffver hältnissensor 30 versehen, der ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit dem Luft-Brennstoffverhältnis des in die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28 fließenden Abgases abgibt. Der Luft-Brennstoffverhältnissensor 30 besteht im wesentlichen aus beispielsweise einem rohrförmigen Festelektrolytabschnitt, der durch Brennen von Zirkonium oxid (ZrO₂) gebildet ist, einer äußeren Platinelektrode, die eine Außenfläche des Festelektrolytabschnitts bedeckt und einer inneren Platinelektrode, die eine innere Oberfläche des Festelektrolytabschnitts bedeckt. Der Luft-Brennstoffverhältnissensor 30 gibt einen elektri schen Strom ab, der proportional zu der Sauerstoffkon zentration im Abgas ist (die Konzentration unverbrannter Gaskomponenten, wenn das Luft-Brennstoffverhältnis auf der reichen oder fetten Seite des theoretischen Luft- Brennstoffverhältnisses ist), wenn Sauerstoffionen bei Aufbringen einer Spannung zwischen den Elektroden wan dern.

Die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28 ist mit einer Abgasleitung oder einem Abgasrohr 29 verbunden. Das Abgasrohr 29 ist an seinem stromabwärtigen Ende mit einem Schalldämpfer (nicht gezeigt) verbunden. Ein Emissions steuermechanismus 31 ist zwischen dem Abgasrohr 29 und dem Schalldämpfer vorgesehen.

Gemäß Fig. 2 hat der Emissionssteuermechanismus 31 eine Dreiwegekatalysatoreinrichtung 301, die eine größere Kapazität als die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28 hat, und ein Adsorptionsmittel 312, das in einem Pfad eines Bypasskanals oder Umgehungskanals 311 vorgesehen ist, der einen Abschnitt des Abgasrohres 29 umgeht, der sich stromaufwärts der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 210 erstreckt. Das Adsorptionsmittel 312 adsorbiert unver brannte Gaskomponenten im Abgas, wenn das Adsorptions mittel eine vorbestimmte Temperatur nicht erreicht hat. Das Adsorptionsmittel 312 gibt die unverbrannten Gaskom ponenten frei, wenn das Adsorptionsmittel die vorbe stimmte Temperatur erreicht oder überschritten hat. Ein Abschnitt des Abgasrohrs 29, das sich zwischen einem Abgaseinlass 312 des Umgehungskanals 311 und einem Abgasauslass 314 des Umgehungskanals 311 erstreckt, ist mit einem Öffnungs-Schließventil 315 zum Öffnen und Schließen des Durchlasses durch das Abgasrohr 29 verse hen. Das Öffnungs-Schließventil 315 wird durch einen Aktuator 316 geöffnet und geschlossen. Ein Sauerstoffsen sor (O₂-Sensor) 317 ist in einem Abschnitt des Abgasrohrs 29 vorgesehen, der sich stromabwärts des Abgasauslasses 314 des Umgehungskanals 311, jedoch stromaufwärtig von der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 erstreckt. Der Sauerstoffsensor 317 gibt ein elektrisches Signal ent sprechend der Sauerstoffkonzentration in dem zu der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 fließenden Abgas ab, d. h. Abgas, das stromabwärts des Adsorptionsmittels 312 fließt.

Der Abgaseinlass 313 und der Abgasauslass 314 des Umge hungskanals 311 sind an benachbarten Positionen mit dem Abgasrohr 29 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Abgaseinlass 313 und der Abgasauslass 314 des Umgehungskanals 311 an solchen Positionen angeordnet, dass, wenn das Öffnungs-Schließventil 315 voll geöffnet ist, die Phasendifferenz zwischen dem pulsierenden Strom von Abgas, der in der Nähe des Abgaseinlasses 313 auf tritt, und dem pulsierenden Strom von Abgas, der in der Nähe des Abgasauslasses 314 auftritt, klein wird und das Verhältnis zwischen dem Strom von Abgas durch den Umge hungskanal 311 und dem Strom von Abgas durch das Abgas rohr 29 ein konstantes Verhältnis wird.

Der Sauerstoffsensor 317 dient als eine Luft-Brennstoff verhältniserfassungseinrichtung. Der Sauerstoffsensor 317 gibt eine Bezugsspannung V_REF (z. B. 0,45 V) heraus oder ab, wenn das Luft-Brennstoffverhältnis im Abgas gleich dem theoretischen Luft-Brennstoffverhältnis ist. Wenn das Luft-Brennstoffverhältnis im Abgas auf der brennstoffrei chen oder fetten Seite des theoretischen Luft-Brennstoff verhältnisses ist, gibt der Sauerstoffsensor 317 eine Spannung ab, die größer ist als die Bezugsspannung V_REF. Wenn das Luft-Brennstoffverhältnis im Abgas auf der brennstoffarmen oder mageren Seite des theoretischen Luft-Brennstoffverhältnisses ist, gibt der Sauerstoffsen sor 317 eine Spannung heraus, die niedriger ist als die Bezugsspannung V_REF.

Eine elektronische Motorsteuerungseinheit (ECU) 40 ist mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Die ECU 40 ist mit verschiedenen Sensoren verbunden, einschließlich dem Unterdrucksensor 20, dem Drosselstellungssensor 23, dem Beschleunigerstellungssensor 25, dem Luftflussmesser 26, dem Luft-Brennstoffverhältnissensor 30, dem Sauerstoff sensor 317, einem Kurbelstellungssensor 13, der von einem an einem Endabschnitt der Kurbelwelle 4 angeordneten Zeitgeberrotor 13a und einem an einem Abschnitt des Zylinderblocks 1b in der Nähe des Zeitgeberrotors 13a angeordneten elektromagnetischen Aufnehmer 13b gebildet ist, einem Wassertemperatursensor 14, der in dem Zylin derblock 1b eingebaut ist, um die Temperatur des Kühlwas sers zu erfassen, das durch den Kühlwasserkanal 1c des Zylinderblocks 1b fließt, und dergleichen über elektri sche Verdrahtung verbunden.

Die ECU 40 ist zudem mit der Zündspule 6a, den Brenn stoffeinspritzventilen 9, dem Aktuator 22, dem Aktuator 316 und dergleichen über elektrische Verdrahtung verbun den. Indem die Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren als Parameter verwendet werden, bestimmt die ECU 40 einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1, einen Zustand (aktiv oder inaktiv) der Dreiwegekatalysatoreinrichtungen 28, 310 und dergleichen. Auf der Basis solcher Bestimmun gen steuert die ECU 40 die Zündspule 6a, die Brennstoff einspritzventile 9, den Aktuator 22 und den Aktuator 316.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat die ECU 40 eine Zentral recheneinheit CPU 42, einen Nurlesespeicher oder ROM 43, einen Lese-Schreibspeicher oder RAM 44, einen Sicherungs- Lese-Schreibspeicher oder RAM 45, einen Eingabeanschluss 46 und einen Ausgabeanschluss 47, die über einen bidirek tionalen Bus 41 miteinander verbunden sind. Die ECU 40 umfasst ferner einen analog-digital Wandler oder A/D- Wandler 48, der mit dem Eingabeanschluss 46 verbunden ist. Von dem Kurbelstellungssensor 13 und dergleichen abgegebene Signale werden in den Eingabeanschluss 46 eingegeben und von dort zu der CPU 42 oder dem RAM 44 gesandt. Von dem Wassertemperatursensor 14, dem Unter drucksensor 20, dem Drosselstellungssensor 23, dem Beschleunigerstellungssensor 25, dem Luftflussmesser 26, dem Luft-Brennstoffverhältnissensor 30 und dem Sauer stoffsensor 317 abgegebene Signale werden in den Eingabe anschluss 46 über den A/D-Wandler 48 eingegeben und werden dann zu der CPU 42 und zu dem RAM 44 gesandt. Der Ausgabeanschluss 47 gibt von der CPU 42 abgegebene Steuersignale an die Zündspule 6a, die Brennstoffein spritzventile 9, den Aktuator 22 oder den Aktuator 316 ab.

Der ROM 43 speichert Anwendungsprogramme von beispiels weise einer Brennstoffeinspritzmengensteuerroutine zur Bestimmung einer einzuspritzenden Brennstoffmenge, einer Brennstoffeinspritzzeitsteuerroutine zur Bestimmung eines Brennstoffeinspritzzeitpunktes, einer Emissionssteuerrou tine zur Steuerung des Öffnungs-Schließventils 315 des Emissionssteuermechanismus 31, einer Diagnosesteuerrou tine zur Ausführung einer Fehlerdiagnose des Adsorptions mittels 312 und dergleichen. Der ROM 43 speichert zudem verschiedene Steuerungskennfelder.

Die Steuerungskennfelder umfassen beispielsweise ein Brennstoffeinspritzmengensteuerungskennfeld, welches eine Beziehung zwischen der Brennstoffeinspritzmenge und dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 angibt, ein Brennstoffeinspritzzeitpunktsteuerungskennfeld, welches eine Beziehung zwischen dem Brennstoffeinspritzzeitpunkt und dem Betriebszustand der Brennstoffmaschine 1 angibt, ein Zündzeitpunktsteuerungskennfeld, das eine Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt und dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 angibt, ein Aktivierungsbestimmungs steuerungskennfeld, welches eine Beziehung zwischen der Temperatur des Kühlwassers zur Zeit des Anlassens der Brennkraftmaschine und der Zeitspanne wiedergibt, die zwischen dem Anlassen der Brennkraftmaschine und der Aktivierung der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 erforderlich ist (nachfolgend als Katalysatoraktivie rungszeit bezeichnet) und dergleichen.

Der RAM 44 speichert Ausgangssignale von den verschiede nen Sensoren, Ergebnisse von Verarbeitungen in der CPU 42 und dergleichen. Die Ergebnisse der Verarbeitungen umfassen beispielsweise eine Motordrehzahl, die aus dem Ausgangssignal des Kurbelstellungssensors 13 berechnet ist, und dergleichen. Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren, die Ergebnisse der Verarbeitungen durch die CPU 42 und dergleichen werden jedes Mal, wenn der Kurbelstel lungssensor 13 ein Signal abgibt, als die neuesten Daten neu geschrieben.

Ein Bereich zur Speicherung des Wertes eines Signalaus gangs von dem Wassertemperatursensor 14 zur Zeit des Anlassens der Brennkraftmaschine 1 (Speicherbereich für Anlasswassertemperatur) ist in dem RAM 44 bestimmt. Die in dem Speicherbereich für die Anlasswassertemperatur gespeicherte Anlasswassertemperatur wird während einer Zeitspanne zwischen dem Anlassen und einem Anhalten der Brennkraftmaschine 1 aufrecht erhalten, ohne erneuert zu werden.

Zudem sind in dem RAM 44 ein Speicherbereich für ein Diagnose End Flag (FLAG D) ein Speicherbereich für einen Diagnosezeitzähler (K₁), ein Speicherbereich für einen Fett/Mager-Seitenwechselzähler (K₂), ein Speicherbereich für ein erstes Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 1) sowie ein Speicherbereich für ein zweites Fett/Mager- Unterscheidungsflag (FLAG 2) festgelegt.

In dem Speicherbereich für das Diagnoseendflag (FLAG D) wird "1" zur Zeit der Vollendung des nachfolgend be schriebenen Diagnosevorgangs gesetzt und wird auf "0" zurückgesetzt, wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine 1 angehalten wird.

Der Speicherbereich für den Diagnosezeitzähler (K₁) speichert die Ausführungsdauer einer Diagnose.

Der Speicherbereich für den Fett/Mager-Seitenwechselzäh ler (K₂) speichert die Anzahl von Malen, die das Luft- Brennstoffverhältnis zwischen der Magerseite und der fetten Seite während einer Diagnose wechselt.

In dem Speicherbereich für das erste Fett/Mager-Unter scheidungsflag (FLAG 1) werden den brennstoffreichen Zustand anzeigende Daten gespeichert, wenn die Ausgangs spannung (V₁) gleich oder höher als die Referenzspannung (V_REF) ist. Wenn die Ausgangsspannung (V₁) niedriger ist als die Referenzspannung (V_REF) werden den brennstoff mageren Zustand anzeigende Daten in dem Bereich gespei chert.

In dem Speicherbereich für das zweite Fett/Mager-Unter scheidungsflag (FLAG 2) werden den brennstoffreichen Zustand anzeigende Daten gespeichert, bevor die Ausfüh rung der Diagnose beginnt. Nachdem das Ausführen der Diagnose begonnen wurde, werden Daten gespeichert, die identisch mit den Daten sind, die in dem Speicherbereich für das erste Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 1) gespeichert sind.

Der Sicherungs-RAM 45 ist ein nicht flüchtiger Speicher, der Daten hält, auch nachdem die Brennkraftmaschine 1 angehalten ist.

Die CPU 42 arbeitet den in dem ROM 43 gespeicherten Anwendungsprogrammen folgend. Insbesondere führt die CPU 42 die Brennstoffeinspritzsteuerung, die Zündsteuerung, die Emissionssteuerung und eine Adsorptionsmitteldiagno sesteuerung aus, die ein Aspekt der Erfindung ist.

In der Kraftstoffeinspritzsteuerung folgt die CPU 42 beispielsweise der Brennstoffeinspritzmengensteuerungs routine, um eine Brennstoffeinspritzmenge (TAU) zu bestimmen, indem der nachfolgende arithmetische Ausdruck zur Bestimmung der Brennstoffeinspritzmenge verwendet wird:

TAU = TP × FWL × (FAF + FG) × [FASE + FAE + FOTP + FDE (D)] × FFC + TAUV,

wobei
TP: Grundeinspritzmenge
FWL: Warmlaufanreicherung
FAF: Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrek turfaktor
FG: Luft-Brennstoffverhältnislernfaktor
FASE: Anreicherung nach dem Anlassen
FAE: Beschleunigungsanreicherung
FOTP: OTP-Anreicherung (Überhitzungsschutz)
FDE(D): Verzögerungsanreicherung (Abreicherung)
FFC: Kraftstoffunterbrechungsrückkehrkorrekturfaktor
TAUV: Ungültige Einspritzdauer

Die vorgenannte Grundeinspritzmenge (TP), die Warmlaufan reicherung (FWL), die Anreicherung nach dem Anlassen (FASE), die Beschleunigungsanreicherung (FAE), die OTP- Anreicherung (FOTP), die Verzögerungsanreicherung (FDE(D)), der Brennstoffunterbrechungsrückkehrkorrektur faktor (FFC), die ungültige Einspritzdauer (TAUV) und dergleichen sind Faktoren, die auf der Basis des in dem ROM 43 gespeicherten Brennstoffeinspritzmengensteuerungs kennfeld berechnet sind.

Der Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrekturfaktor (FAF) wird auf 1,0 gesetzt, wenn eine Luft-Brennstoffver hältnisrückkopplungsbedingung nicht erfüllt ist. Wenn die Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsbedingung erfüllt ist, wird der Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungskor rekturfaktor (FAF) bestimmt, so dass das Luft-Brennstoff verhältnis des in die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 strömenden Abgases (d. h. der Wert des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors 317) in einem Katalysatorwirkungsfens ter oder -bereich bleibt.

Beispiele der Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsrege lungsbedingung umfassen:
eine Bedingung, dass die Kühlwassertemperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur ist;
eine Bedingung, dass die Brennkraftmaschine nicht angelassen ist;
eine Bedingung, dass die Anreicherungskorrektur der Kraftstoffeinspritzmenge nach dem Anlassen der Brenn kraftmaschine nicht ausgeführt wird;
eine Bedingung, dass die Warmlaufanreicherungskor rektur der Brennstoffeinspritzmenge nicht ausgeführt wird;
eine Bedingung, dass die Beschleunigungsanreiche rungskorrektur der Brennstoffeinspritzmenge nicht ausge führt wird;
eine Bedingung, dass die OTP-Anreicherungskorrektur zur Vermeidung der Überhitzung der Abgassystembauteile, wie die Dreiwegekatalysatoreinrichtungen 28, 310, der Luft-Brennstoffverhältnissensor 30, der Sauerstoffsensor 317 und dergleichen nicht ausgeführt wird; und
eine Bedingung, dass die Brennstoffunterbrechungs steuerung nicht ausgeführt wird.

Wenn die oben genannte Luft-Brennstoffverhältnisrückkopp lungsbedingung erfüllt ist, gibt oder liest die CPU 42 den Wert eines Ausgangssignals des Sauerstoffsensors 317 über den A/D-Wandler 48 ein. Auf der Basis des Eingabe wertes des Ausgangssignals und der Ansprechverzögerungs zeit des Sauerstoffsensors 317 bestimmt die CPU 42, ob das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases auf der Magerseite oder der fetten Seite des theoreti schen Luft-Brennstoffverhältnisses ist.

Wenn bestimmt wird, dass das tatsächliche Abgasluft- Brennstoffverhältnis auf der fetten Seite des theoreti schen Luft-Brennstoffverhältnisses ist, bestimmt die CPU 42 einen Wert für den Luft-Brennstoffverhältnisrückkopp lungskorrekturfaktor (FAF), um die Kraftstoffeinspritz menge (TAU) zu vermindern. Wenn bestimmt wird, dass das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases auf der Magerseite des theoretischen Luft-Brennstoffverhält nisses ist, bestimmt die CPU 42 einen Wert für den Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrekturfaktor (FAF), um die Kraftstoffeinspritzmenge (TAU) zu erhöhen. Der Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrekturfaktor (FAF), der durch die vorgenannte Prozedur bestimmt ist, wird oberen und unteren Überwachungsprozessen unterworfen bzw. nach oben und unten begrenzt und wird dann in dem zuvor genannten arithmetischen Ausdruck zur Bestimmung der Brennstoffeinspritzmenge ausgetauscht.

Wenn ein Luft-Brennstoffverhältnissensor (stromabwärtiger Luft-Brennstoffverhältnissensor) in einem Abschnitt des Abgasrohr 29 vorgesehen ist, der sich stromabwärts der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 erstreckt, kann die CPU 42 eine zweite Luft-Brennstoffverhältnisrückkopp lungsregelung auf der Basis des Ausgangssignals des stromabwärtigen Luft-Brennstoffverhältnissensors gleich zeitig mit der zuvor beschriebenen ersten Luft-Brenn stoffverhältnisregelung ausführen.

Die zweite Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung vergleicht beispielsweise die Werte eines Ausgangssignals des stromabwärtigen Luft-Brennstoffverhältnissensors mit einer vorbestimmten Referenzspannung, um zu bestimmen, ob das Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases, welches aus der Dreiwegekatalysatoreinrichtung abgegeben wird, ein mageres Luft-Brennstoffverhältnis oder ein fettes Luft- Brennstoffverhältnis ist. Auf der Basis dieser Bestimmung korrigiert die CPU 42 einen Korrekturbetrag des Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrekturfaktors (FAF), einen Referenzwert für die Fett/Mager-Bestimmung und dergleichen, die in der ersten Luft-Brennstoffverhältnis rückkopplungsregelung verwendet werden. Dadurch begrenzt die CPU 42 beispielsweise die Verschlechterung von Emissionen, die durch Variationen in den Ausgangseigen schaften des Luft-Brennstoffverhältnissensors 30 infolge von Unterschieden zwischen einzelnen Sensoren, Verände rungen der Ausgangscharakteristik des Luft-Brennstoffver hältnissensors 30 infolge von Alterung und dergleichen hervorgerufen sind.

Danach empfängt die CPU 42 für die Steuerung des Öff nungs-Schließventils 315 ein Ausgangssignal des Wasser temperatursensors 14 und berechnet eine Katalysator aktivierungszeit auf der Basis des Ausgangssignals des Wassertemperatursensors 14 und des Aktivierungsbestim mungssteuerungskennfeldes, das in dem ROM 43 gespeichert ist, wenn die Brennkraftmaschine 1 angelassen wird.

Die CPU 42 gibt dann ein Steuersignal an den Aktuator 316 ab, um einen vollständig geschlossenen Zustand des Öffnungs-Schließventils 315 aufrecht zu erhalten (ein nicht-leitender Zustand des Abgasrohrs 29), wie in Fig. 2 gezeigt ist, bis die Katalysatoraktivierungszeit verstri chen ist, d. h. während die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 in einem nicht-aktivierten Zustand ist.

In dieser Situation wird die gesamte von der Brennkraft maschine 1 abgegebene Abgasmenge in den Umgehungskanal 311 geführt um das Adsorptionssignal 312 zu passieren; bevor es in die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 strömt. Folglich werden unverbrannt Gaskomponenten, die in dem Abgas enthalten sind, nicht in die Atmosphäre abgegeben sondern werden an dem Adsorptionsmittel 312 adsorbiert.

Nachdem die Katalysatoraktivierungszeit verstrichen ist, d. h. nachdem die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 aktiviert ist, gibt die CPU 42 ein Steuersignal an den Aktuator 316 ab, um einen voll-geöffneten Zustand des Öffnungs-Schließventils 315 einzurichten (ein leitender Zustand des Abgasrohrs 29).

In dieser Situation sind sowohl das Abgasrohr 29 als auch der Umgehungskanal 311 in leitendem Zustand, so dass von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenes Abgas parallel durch den Umgehungskanal 311 und das Abgasrohr 29 fließt, bevor es in die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 strömt.

Weil der Abgaseinlass 313 und der Abgasauslass 314 des Umgehungskanals 311 zueinander benachbart sind, ist die Druckdifferenz zwischen dem Abgasdruck in der Nähe des Abgaseinlasses 313 und dem Abgasdruck nahe dem Abgasaus lass 314 klein und die Phasendifferenz zwischen dem pulsierendem Strom von Abgas durch einen Abschnitt des Abgasrohrs 29, der nahe dem Abgaseinlass 313 angeordnet ist, und dem pulsierenden Strom von Abgas durch einen Abschnitt des Abgasrohrs 29, der nahe dem Abgasauslass 314 angeordnet ist, ist klein. Folglich fließt von der gesamten von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Abgas menge lediglich ein kleiner Teil über den Umgehungskanal 311 in die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310. Der Hauptabschnitt des von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben Abgases fließt über das Abgasrohr 29 in die Dreiwegekata lysatoreinrichtung 310 ohne den Umgehungskanal 311 zu passieren.

Wenn der Strom durch den Umgehungskanal 311 sehr klein ist, wird der Strom von Abgas durch das Adsorptionsmittel entsprechend sehr klein, so dass die Temperaturanstiegs rate des Adsorptionsmittels 312 klein oder graduell wird. Folglich werden die an dem Adsorptionsmittel 312 adsor bierten Gaskomponenten allmählich davon langsam abgege ben.

Im Ergebnis wird die Menge unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Umgehungskanal 311 in einen Abschnitt des Abgasrohrs 29 stromaufwärts der Dreiwegekatalysatorein richtung 310 zugeführt werden, stabil bei einer sehr kleinen Menge, so dass das Luft-Brennstoffverhältnis des in die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 fließenden Abgases sich nicht übermäßig ändern wird (zu einem übermäßig fettem Verhältnis). Folglich wird das Luft- Brennstoffverhältnis von in die Dreiwegekatalysatorein richtung 310 strömenden Abgas nicht merklich von einem Bereich eines Luft-Brennstoffverhältnisses abweichen, was es der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 gestattet, HC, CO und NOx signifikant zu vermindern.

Auf diese Weise wird die Menge unverbrannter Gaskomponen ten durch den Emissionssteuermechanismus 31 stabilisiert.

Um die Adsorptionsmitteldiagnosesteuerung auszuführen, liest die CPU 42 aus dem Speicherbereich für die Anlass wassertemperatur des RAM 44 den Wert des Signalausgangs von dem Wassertemperatursensor 14 (Anlasskühlwassertem peratur THW_ST) zur Zeit des Anlassens der Brennkraftma schine 1 ein. Die CPU 42 bestimmt dann, ob die Anlasskühlwassertemperatur THW_ST gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist (d. h. eine Kühlwassertemperatur bei der die Dreiwegekatalysatorein richtung 310 aktiviert sein sollte), d. h. ob das Anlassen der Brennkraftmaschine 1 ein Kaltstart oder ein Warmstart war.

Wenn die Anlasskühlwassertemperatur THW_ST niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist und bestimmt wird, dass das Anlassen der Brennkraftmaschine 1 ein Kaltstart war, wird, weil die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 zur Zeit des Anlassens der Brennkraftmaschine nicht aktiviert war, angenommen, dass die Durchlassschaltsteuerung des Emissionssteuermechanismus 31 ausgeführt wurde (um das Ventil 315 zu schließen), so dass unverbrannte Abgaskom ponenten an dem Adsorptionsmittel 312 während einer Zeitspanne zwischen dem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 und der Aktivierung der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 adsorbiert wurden. Folglich nimmt die CPU 42 an, dass unverbrannte Gaskomponenten an dem Adsorptionsmittel 312 adsorbiert wurden.

Wenn die Anlasskühlwassertemperatur THW_ST gleich oder höher einer vorbestimmten Temperatur ist und bestimmt wird, dass das Anlassen der Brennkraftmaschine 1 ein Warmstart war, wird, weil die Dreiwegekatalysatoreinrich tung 310 bereits zur Zeit des Anlassens der Brennkraftma schine 1 aktiviert war, angenommen, dass die Durchlass schaltsteuerung zur Adsorbierung unverbrannter Abgaskom ponenten an dem Adsorptionsmittel nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 nicht ausgeführt wurde. Folglich nimmt die CPU 42 an, dass unverbrannte Gaskomponenten nicht an dem Adsorptionsmittel 312 adsorbiert wurden.

Nachdem bestimmt wurde, dass das Anlassen der Brennkraft maschine 1 ein Kaltstart war, weil die Anlasskühlwasser temperatur THW_ST gleich oder niedriger als die vorbe stimmte Temperatur ist, untersucht die CPU 42 das Adsorp tionsmittel 312 auf der Basis des Wertes eines Ausgangs signals des Sauerstoffsensors 317 zu einem Zeitpunkt, zu dem Adsorptionsmittel 312 unverbrannte Gaskomponenten abgeben sollte und zu dem die vorgenannte Luft-Brenn stoffverhältnisrückkopplungsregelung ausgeführt wird.

Weil der Emissionssteuermechanismus 31 so arbeitet, dass die Menge von dem Adsorptionsmittel 312 desorbierter unverbrannter Gaskomponenten eine sehr kleine Menge wird, wenn das Adsorptionsmittel 312 normal ist, wechselt der Wert eines Signalausgangs von dem Sauerstoffsensor 317 während der Ausführung der Luft-Brennstoffverhältnisrück kopplungsregelung wiederholt zwischen der fetten Seite und der mageren Seite des Soll-Luft-Brennstoffverhältnis ses der Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung mit hoher Wiederholfrequenz hin und her, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Dies bedeutet, dass, wenn das Adsorptionsmittel 312 normal ist, der Wert des Ausgangssignals des Sauerstoff sensors 317 eine Wellenform zeigt, die relativ kurze Fett/Mager-Wechselperioden und relativ kleine Fett/Mager- Amplituden hat.

Wenn das Adsorptionsmittel 312 darin versagt, normal unverbrannte Gaskomponenten während eines kalten Zustand zu adsorbieren, oder wenn das Adsorptionsmittel 312 darin versagt, unverbrannte Gaskomponenten während eines Desorptionsvorgangs normal freizugeben, werden keine unverbrannten Gaskomponenten von dem Adsorptionsmittel 312 desorbiert, auch wenn das Adsorptionsmittel 312 in einem Zustand ist, in welchem das Adsorptionsmittel 312 unverbrannte Gaskomponenten freigeben sollte. Folglich wiederholt der Wert des Ausgangssignals des Sauerstoff sensors 317 relativ allmählich oder langsam das Wechseln oder Reziprokieren zwischen der fetten Seite und der mageren Seite des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses der Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungssteuerung in Übereinstimmung mit der Sauerstoffspeicherkapazität (OSC) der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28, die stromaufwärts des Adsorptionsmittels 312 angeordnet ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Die bedeutet, dass, wenn das Adsorptionsmittel 312 eine Abnormalität hat, der Wert des Ausgangssignals des Sauer stoffsensors 317 eine Ausgangseigenschaft in Übereinstim mung mit Veränderungen in der Sauerstoffspeicherkapazität (OSC) der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28, die strom aufwärts des Adsorptionsmittels 312 angeordnet ist, zeigt, so dass der Ausgangssignalwert eine Wellenform zeigt, in welcher die Fett/Mager-Wechselperiode relativ lang ist und die Fett/Mager-Amplitude relativ groß ist.

Folglich überwacht in einem Fall, in welchem das Adsorp tionsmittel 312 in einem Zustand ist, in welchem das Adsorptionsmittel 312 unverbrannte Gaskomponenten freige ben sollte und die Luft-Brennstoffverhältnisrückkopp lungsregelung ausgeführt wird, die CPU 42 den Wert des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors 317 für eine vorbestimmte Zeitspanne. Wenn die Periode der Fett/Mager- Wechsel des Luft-Brennstoffverhältnisses, die während der vorbestimmten Zeit auftreten, größer ist als ein vorbe stimmtes Kriterium, oder wenn die Amplitude der Fett/Magerwechsel oder -oszillationen des Luft-Brenn stoffverhältnisses während der vorbestimmten Zeit größer als ein vorbestimmtes Kriterium ist, bestimmt die CPU 42, dass das Adsorptionsmittel 312 eine Abnormalität hat.

Folglich realisiert die CPU 42 durch Ausführen von in dem ROM 43 gespeicherten Anwendungsprogrammen eine Diagnose einrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfin dung.

Eine Diagnose gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben.

Um das Adsorptionsmittel 312 zu untersuchen, führt die CPU 42 eine Diagnosesteuerungsroutine aus, die Fig. 6 gezeigt ist. Die Diagnosesteuerungsroutine wird wieder holt zu jeder vorbestimmten Zeit während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt.

In der Diagnosesteuerungsroutine bestimmt die CPU 42 im Schritt S601 ob "1" in dem Speicherbereich des RAM 44 für das Diagnoseendflag (FLAG D) gespeichert wurde, d. h. ob die Diagnose des Adsorptionsmittels 312 vollendet wurde. Wenn bestimmt wird, dass FLAG D = 1, beendet die CPU 42 die Ausführung der Routine unter der Annahme, dass die Diagnose des Adsorptionsmittels 312 bereits beendet wurde. Wenn Schritt in S601 bestimmt wird, dass FLAG D ≠ 1 ist, nimmt die CPU 42 an, dass die Diagnose des Adsorp tionsmittels 312 nicht beendet wurde und geht zu Schritt S602 weiter.

In Schritt S602 liest die CPU 42 die Anlasskühlwassertem peratur THW_ST von dem RAM 44 ein. Danach bestimmt die CPU 42 in Schritt S603 ob die in Schritt S602 eingelesene Anlasskühlwassertemperatur THW_ST gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, d. h. ob das Anlas sen der Brennkraftmaschine 1 ein Kaltstart oder ein Warmstart war.

Wenn in Schritt S603 bestimmt wird, dass die Anlasskühl wassertemperatur THW_ST höher ist als die vorbestimmte Temperatur, geht die CPU 42 zu Schritt S620 weiter und nimmt an, dass die Brennkraftmaschine 1 warm gestartet wurde und die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 folglich zur Zeit des Anlassens in dem aktiven Zustand war, so dass die Durchlassschaltsteuerung zur Veranlassung der unverbrannten Gaskomponenten an dem Adsorptionsmittel 312 adsorbiert zu werden (d. h. eine Steuerung der Veranlas sung der Gesamtmenge von Abgas durch den Umgehungskanal 311 zu fließen, indem der vollständig geschlossene Zustand des Öffnungs-Schließventils 315 in dem Emissions steuermechanismus 31 aufrecht erhalten wird) nicht ausgeführt wurde, d. h. unverbrannte Gaskomponenten wurden nicht an dem Adsorptionsmittel 312 adsorbiert. In Schritt S620 speichert die CPU 42 "1" in dem Speicherbereich des RAM 44 für das Diagnoseendflag (FLAG D). Danach beendet die CPU 42 das Ausführen der Routine.

Im Gegensatz dazu wird, wenn in Schritt S603 bestimmt wird, dass die Anlasskühlwassertemperatur THW_ST gleich oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, die CPU 42 zum Schritt S604 fortschreiten, und nimmt an, dass die Brennkraftmaschine 1 kalt gestartet wurde und folg lich die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 zur Zeit des Anlassens in dem inaktiven Zustand war, so dass die Durchlassschaltsteuerung des Emissionssteuermechanismus 31 zur Veranlassung unverbrannter Gaskomponenten an dem Adsorptionsmittel 312 adsorbiert zu werden (d. h. die Steuerung zur Veranlassung der Gesamtmenge von Abgas durch den Umgehungskanal 311 zu fließen, indem der vollständig geschlossene Zustand des Öffnungs-Schließven tils 315 in dem Emissionssteuermechanismus 31 aufrecht erhalten wird) während der Zeitspanne zwischen dem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 und der Aktivierung der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 ausgeführt wurde, d. h. unverbrannte Gaskomponenten wurden an dem Adsorptionsmit tel 312 adsorbiert. In den Schritten S604 und S605 bestimmt die CPU 42, ob das Adsorptionsmittel 312 in einem Zustand ist, in welchem das Adsorptionsmittel 312 unverbrannte Gaskomponenten freigeben sollte, wie nach folgend beschrieben ist.

Das Adsorptionsmittel 312 ist hauptsächlich aus Zeolit gebildet und hat die folgenden Eigenschaften. D. h. wenn es unterhalb einer vorbestimmten Temperatur ist, adsor biert das Adsorptionsmittel 312 unverbrannte Abgaskompo nenten. Wenn die vorbestimmte Temperatur erreicht oder überschritten wird, gibt das Adsorptionsmittel 312 unverbrannte Gaskomponenten davon frei. Folglich ist es möglich, zu bestimmen, ob das Adsorptionsmittel 312 in einem Zustand ist, in welchem das Adsorptionsmittel 312 unverbrannte Gaskomponenten freigeben sollte, indem bestimmt wird, ob die Temperatur des Adsorptionsmittel 312 gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist (nachfolgend als Desorptionstemperatur bezeichnet).

Verschiedene Verfahren können verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Temperatur des Adsorptionsmittels 312 gleich oder höher als eine Desorptionstemperatur ist. Beispiele für die Verfahren umfassen: (1) ein Verfahren, in welchem die Temperatur des Adsorptionsmittel 312 unmittelbar erfasst wird, (2) ein Verfahren, in welchem eine Temperatur des Adsorptionsmittel 312 von einer Gesamtmenge an Abgas geschätzt wird, das seit dem Anlas sen der Brennkraftmaschine bis zum derzeitigen Moment durch das Adsorptionsmittel 312 geflossen ist, (3) ein Verfahren, in welchem die Temperatur des Adsorptionsmit tels 312 aus der Temperatur des Kühlwassers der Brenn kraftmaschine 1 geschätzt wird, und dergleichen. Dieses Ausführungsbeispiel wird im Zusammenhang mit dem Verfah ren beschrieben, in welchem eine Temperatur des Adsorpti onsmittel aus der Temperatur des Kühlwassers geschätzt wird.

Gemäß dem vorhergehenden Verfahren liest die CPU 42 den derzeitigen Wert (THW_NOW) des Ausgangssignals des Wasser temperatursensors 14 im Schritt S604 ein. Danach bestimmt die CPU 42 in Schritt S605, ob die derzeitige Kühlwasser temperatur THW_NOW gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, um dadurch abzuschätzen, ob die Tempera tur des Adsorptionsmittels 312 gleich oder höher als die Desorptionstemperatur ist. Wenn in Schritt S605 bestimmt wird, dass die derzeitige Kühlwassertemperatur THW_NOW niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur, schätzt die CPU 42, dass die Temperatur des Adsorptionsmittel 312 niedriger ist als die Desorptionstemperatur und wieder holt die Ausführung von Schritt S605, bis die derzeitige Kühlwassertemperatur THW_NOW eine vorbestimmte Temperatur erreicht oder überschreitet. Wenn in Schritt S605 be stimmt wird, dass die derzeitige Kühlwassertemperatur THW_NOW gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist, schätzt die CPU 42, dass die Temperatur des Adsorp tionsmittels 312 gleich oder höher als die Desorpti onstemperatur ist, und schreitet zu Schritt S606 fort.

In Schritt S606 bestimmt die CPU 42, ob die Luft-Brenn stoffverhältnisrückkopplungsregelung ausgeführt wird. Wenn in Schritt S606 bestimmt wird, dass die Luft-Brenn stoffverhältnisrückkopplungsregelung nicht ausgeführt wird, wiederholt die CPU 42 die Verarbeitung des Schritts S606, während sie eine offene nicht rückgekoppelte Steuerung unter Verwendung einer Brennstoffeinspritzmenge auf der Basis von Betriebsbedingungen (Einlassluftstrom, Motordrehzahl etc.) der Brennkraftmaschine 1 ausführt, bis die Luft-Brennkraftverhältnisrückkopplungsregelung ausgeführt wird.

Wenn in Schritt S606 bestimmt wird, dass die Luft-Brenn stoffverhältnisrückkopplungsregelung ausgeführt wird, schreitet die CPU 42 zu Schritt S607 fort. In Schritt S607 speichert die CPU 42 vorläufige Daten, die den brennstoffreichen Zustand anzeigen, in dem Speicherbe reich für das zweite Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 2) des RAM 44.

Nachfolgend inkrementiert im Schritt S608 die CPU 42 den Zähler K₁ um "1", der in dem Speicherbereich für den Diagnosezeitzähler (K₁) des RAM 44 gespeichert ist.

Nachfolgend bestimmt die CPU 42 in Schritt S609 ob der Zähler K₁, der in dem Schritt S608 inkrementiert wurde, eine vorbestimmte Diagnosezeit T (fester Wert) erreicht oder überschritten hat.

Wenn in Schritt S609 bestimmt wird, dass der Zähler K₁ kleiner ist als die vorbestimmte Diagnosezeit T, schrei tet die CPU 42 zu Schritt S610 fort, in welchem die CPU 42 eine Ausgangsspannung (V₁) des Sauerstoffsensors 317 empfängt.

Danach bestimmt die CPU 42 in Schritt S611, ob die Ausgangsspannung (V₁) des Sauerstoffsensors, die in dem Schritt S610 eingegeben wurde, gleich oder höher als die Referenzspannung (V_REF) ist, d. h. ob das Luft-Brennstoff verhältnis des Abgases, welches durch einen Abschnitt des Abgasrohrs 29 stromabwärts des Adsorptionsmittel 312 fließt, ein fettes Luft-Brennstoffverhältnis ist.

Wenn in Schritt S611 bestimmt wird, dass die Ausgangs spannung (V₁) gleich oder höher als die Referenzspannung (V_REF) ist, nimmt die CPU 42 an, dass das Luft-Brennstoff verhältnis des Abgases, welches durch den Abschnitt des Abgasrohrs 29 stromabwärts des Adsorptionsmittels 312 fließt, ein fettes Luft-Brennstoffverhältnis ist und schreitet zum Schritt S612 fort. In Schritt S612 spei chert die CPU 42 Daten, die den brennstoffreichen Zustand anzeigen, in dem Speicherbereich für das erste Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 1) des RAM 44.

Wenn umgekehrt in Schritt S611 bestimmt wird, dass die Ausgangsspannung (V₁) niedriger ist als die Referenzspan nung (V_REF), nimmt die CPU 42 an, dass das Luft-Brenn stoffverhältnis des Abgases, welches durch den Abschnitt des Abgasrohrs 29 stromabwärts des Adsorptionsmittel 312 fließt, ein mageres Luft-Brennstoffverhältnis ist und schreitet zu Schritt S613 fort. In Schritt S613 speichert die CPU 42 den brennstoffmageren Zustand anzeigende Daten in dem Speicherbereich für das erste Fett/Mager-Unter scheidungsflag (FLAG 1) des RAM 44.

Nach dem Ausführen der Schritte S612 oder S613 schreitet die CPU 42 zu Schritt S614 fort, in welchem die CPU 42 bestimmt, ob die Daten in dem Speicherbereich für das erste Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 1) gleich den Daten sind, die in dem Speicherbereich für das zweite Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 2) gespeichert sind.

Wenn in Schritt S614 bestimmt wird, dass die in den beiden Bereichen gespeicherten Daten nicht gleich sind, schreitet die CPU 42 zu Schritt S615 fort, in welchem die CPU 42 den Zähler K₂ um "1" inkrementiert, der in dem Speicherbereich für den Fett/Mager-Seitenwechselzähler (12) des RAM 44 gespeichert ist. Danach speichert in Schritt S616 die CPU 46 den in dem Speicherbereich für das erste Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 1) gespei cherten Daten gleichende Daten in dem Speicherbereich für das zweite Fett/Mager-Unterscheidungsflag (FLAG 2) des RAM 44.

Umgekehrt kehrt, wenn in Schritt S614 bestimmt wird, dass die in den beiden Bereichen gespeicherten Daten gleich sind, oder nachdem die Verarbeitung in Schritt S615 ausgeführt wurde, die CPU 42 zu Schritt S608 zurück, in welchem die CPU 42 den Zähler K₁ um "1" inkrementiert, der in dem Speicherbereich für den Diagnosezeitzähler (K₁) des RAM 44 gespeichert ist.

Wenn in Schritt S609 bestimmt wird, dass der in Schritt S608 inkrementierte Zähler K₁ gleich oder größer als die vorbestimmte Diagnosezeit T ist, schreitet die CPU 42 zu Schritt S617 fort. In Schritt S617 bestimmt die CPU 42, ob der Zähler K₂, der in dem Speicherbereich für den Fett/Mager-Seitenwechselzähler (K₂) gespeichert ist, gleich oder größer als ein Kriteriumswert ist, d. h. ob die Anzahl der Fett/Mager-Wechsel in der vorbestimmten Diagnosezeit T gleich oder größer ist als ein Kriteriums wert.

Wenn in Schritt S617 bestimmt wird, dass der Zähler K₂, der in dem Speicherbereich für den Fett/Mager-Seitenwech selzähler (12) gespeichert ist, gleich oder größer als der Kriteriumswert ist, wird angenommen, dass die Fett/Mager-Wechselperiode kürzer ist als eine vorbe stimmte Periode, weil die Anzahl der Male des Fett/Mager- Wechsels gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist. Folglich speichert in Schritt S618 die CPU 42 Daten in dem Sicherungs-RAM 45 oder dergleichen, die anzeigen, dass das Absorptionsmittel 312 normal ist. Umgekehrt wird, wenn in Schritt S617 bestimmt wird, dass der in dem Speicherbereich für den Fett/Mager-Seitenwechselzähler (K₂) gespeicherte Zähler K₂ niedriger ist als der Kriteri umswert, angenommen, dass die Fett/Mager-Wechselperiode länger ist als die vorbestimmte Periode oder dass die Menge desorbierter unverbrannter Gaskomponenten niedriger ist als der Normalwert, weil die Anzahl von Malen des Fett/Mager-Wechsels in der vorbestimmten Diagnosezeit T niedriger ist als die vorbestimmte Anzahl. In Schritt S619 speichert die CPU 42 folglich Daten, die anzeigen, dass das Absorptionsmittel 312 abnormal ist, in einem vorbestimmten Bereich in dem Sicherungs-RAM 45.

Es ist zudem möglich, eine Warnlampe in dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs vorzusehen, die einschaltet, wenn be stimmt wird, dass das Absorptionsmittel 312 abnormal ist.

Nach dem Ausführen der Schritte S618 oder S619 schreitet die CPU 42 zu Schritt S620 fort, in welchem die CPU 42 eine "1" in dem Speicherbereich für das Diagnoseendflag (FLAG D) des RAM 44 setzt. Danach beendet die CPU 42 das Ausführen der Routine.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Menge von dem Absorptionsmittel 312 desorbierter unverbrannter Gaskom ponenten als eine sehr kleine Menge stabil, auch in einem Fall, in welchem sich der Strom des Abgases von der Brennkraftmaschine 1 in Folge von Änderungen der Be triebsbedingungen der Brennkraftmaschine 1 während der Ausführung der Diagnose des Absorptionsmittel 312 ändert. Folglich verhindert dieses Ausführungsbeispiel, dass unverbrannte Gaskomponenten in großen Mengen auf einmal (zu einer Zeit) desorbiert werden und verhindert, dass das Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases spürbar von dem Erfassungsbereich des Sauerstoffsensors 317 abweicht. Folglich ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel eine hochpräzise Diagnose.

Obwohl in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Diagnose des Absorptionsmittels 312 auf der Basis der Periode der Fett/Mager-Wechsel der Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 317 ausgeführt wird, kann die Diagnose ebenfalls auf der Basis der Größe der Amplitude der oszillierenden Veränderung der Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 317 ausgeführt werden.

Ferner können, um die Menge von dem Absorptionsmittel 312 während der Ausführung der Diagnose des Absorptionsmit tels 312 desorbierter unverbrannter Gaskomponenten weiter zu stabilisieren, Drucksensoren an dem Abgaseinlass 313 und dem Abgasauslass 314 des Umgehungskanals 311 vorgese hen werden, um die Öffnung des Öffnungs-Schließventils 315 auf der Basis der Ausgangssignale der Drucksensoren derart einzustellen, dass das Verhältnis zwischen dem Strom von Abgas durch den Umgehungskanal 311 und dem Strom von Abgas durch das Abgasrohr 29 konstant bleibt, unabhängig von Variationen der Betriebsbedingungen. Es ist zudem möglich, die Öffnung des Öffnungs-Schließven tils 315 so einzustellen, dass die Differenz zwischen den durch die Drucksensoren erfassten Drücken konstant bleibt, unabhängig von Variationen der Betriebsbedingun gen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Absorptionsmitteldi agnosevorrichtung gemäß der Erfindung wird unter Bezug nahme auf Fig. 7 bis 11 beschrieben. Es werden hauptsäch lich jene Merkmale beschrieben, die das zweite Ausfüh rungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel unter scheiden und Merkmale, die mit dem ersten Ausführungsbei spiel vergleichbar sind, werden nicht erneut beschrieben.

Fig. 7 zeigt den Aufbau eines Emissionssteuermechanismus 31 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. In dem Emissionssteuermechanismus 31 gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel ist ein Sauerstoffsensor 318 an einem Ort in einem Abgasrohr 29 vorgesehen, der stromaufwärts eines Abgaseinlasses 313 eines Umgehungskanals 311 angeordnet ist, in welchem ein Absorptionsmittel 312 angeordnet ist. Nachfolgend wird der Sauerstoffsensor 317 als erster Sauerstoffsensor 317 bezeichnet und der Sauerstoffsensor 318 wird als zweiter Sauerstoffsensor 318 bezeichnet.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist der zweite Sauerstoffsen sor 318 mit einem A/D-Wandler 48 einer ECU 40 durch elektrische Verdrahtung verbunden. Ein Ausgangssignal des zweiten Sauerstoffsensors 318 wird in eine CPU 42 oder ein RAM 44 über den A/D-Wandler 48 und einen Eingabean schluss 46 eingegeben.

Die CPU 42 der ECU 40 führt eine Diagnose des Absorp tionsmittels 312 auf der Basis des Wertes des Ausgangs signals des zweiten Sauerstoffsensors 318 aus. Genauer gesagt, die CPU 42 berechnet eine Summe des Wertes des Ausgangssignals des zweiten Sauerstoffsensors 318 während einer vorbestimmten Diagnosezeit T bei folgender Bedin gung: (1) das Absorptionsmittel 312 ist in einem Zustand, in welchem das Absorptionsmittel 312 unverbrannte Gaskom ponenten abgeben sollte, und (2) die Luft-Brennstoffver hältnisrückkoppelungsregelung wird ausgeführt.

Die Luft-Brennstoffverhältnisrückkoppelungsregelung wird auf der Basis des Ausgangssignals des ersten Sauerstoff sensors 317 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausge führt. Wenn folglich das Absorptionsmittel 312 normal ist, wird die Regelung ausgeführt, so dass das Luft- Brennstoffverhältnis des Abgases, welches stromabwärts des Absorptionsmittels fließt, d. h. Abgas, das von dem Adsorptionsmittel 312 abgegebene unverbrannte Gaskompo nenten enthält, gleich einem Soll-Luft-Brennstoffverhält nis wird, und so dass sich das Luft-Brennstoffverhältnis von stromaufwärts des Adsorptionsmittels 312 fließendem Abgas (d. h. das Luft-Brennstoffverhältnis von Abgas, welches keine unverbrannten Gaskomponenten enthält, die von dem Absorptionsmittel 312 freigegeben sind) von dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis, das im Zusammenhang mit dem ersten Sauerstoffsensor 317 gesetzt ist, zur Mager seite um eine Abweichung verschiebt, die der Menge unverbrannter Gaskomponenten entspricht, die von dem Absorptionsmittel 312 freigegeben werden. Im Ergebnis zeigt das durch den zweiten Sauerstoffsensor 318 abgege bene Signal, wenn das Absorptionsmittel normal ist, eine Wellenform, die in Fig. 9 gezeigt ist.

Wenn das Absorptionsmittel 312 darin versagt, unver brannte Gaskomponenten während eines kalten Zustands normal zu absorbieren, oder wenn das Absorptionsmittel 312 darin versagt, unverbrannte Gaskomponenten während eines Desorptionsvorgangs normal freizugeben, werden keine unverbrannten Gaskomponenten von dem Absorptions mittel 312 freigegeben, auch wenn das Absorptionsmittel 312 in einem Zustand ist, in welchem das Absorptions mittel 312 unverbrannte Gaskomponenten freigeben sollte. Folglich wird das Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases stromaufwärts von dem Absorptionsmittel 312 keine mager seitige Abweichung entsprechend der Menge unverbrannter Gaskomponenten zeigen, die von dem Absorptionsmittel 312 freigegeben werden sollten. Im Ergebnis zeigt, wenn das Absorptionsmittel 312 eine Abnormalität hat, das Aus gangssignal des zweiten Sauerstoffsensors 318 eine Wellenform, die in Fig. 10 gezeigt ist.

Folglich kann, vorausgesetzt, dass das Absorptionsmittel 312 in einem Zustand ist, in welchem das Absorptionsmit tel 312 unverbrannte Gaskomponenten abgeben sollte, und die Luft-Brennstoffverhältnisrückkoppelungsregelung ausgeführt wird, bestimmt werden, dass das Absorptions mittel 312 normal ist, wenn die Ausgangsspannung (V₂) des zweiten Sauerstoffsensors 318 niedriger ist, als die Referenzspannung V_REF und die Differenz dazwischen (entsprechend dem allgemein als Magerkorrekturbetrag bezeichneten Betrag) gleich oder größer als ein vorbe stimmter Wert ist (ein Wert entsprechend der Menge unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Absorptionsmit tel 312 freigegeben werden sollten), und es kann bestimmt werden, dass das Absorptionsmittel 312 abnormal ist, wenn die Differenz niedriger ist als der vorbestimmte Wert.

Weil jedoch das Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases zufällig in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 1 variiert, besteht die Möglichkeit einer falschen Bestimmung, wenn die Diagnose lediglich auf einem vorübergehenden Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases basiert. In diesem Ausführungsbeispiel wird folglich ein Gesamtwert (V) der Ausgangsspannung (V₂) des zweiten Sauerstoffsensors 318 in der vorbestimmten Diagnosezeit T berechnet. Wenn der Gesamtwert (V) gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Kriteriumswert ist (z. B. ein Gesamtwert der Ausgangsspannung (V₂) des zweiten Sauerstoffsensors 318 in der vorbestimmten Diagnosezeit T, der auf der Annahme bestimmt ist, dass die Ausgangsspannung (V₂) konstant auf der Referenzspan nung V_REF verharrt), wird bestimmt, dass das Absorptions mittel 312 normal ist. Wenn der Gesamtwert (V) größer als der Kriteriumswert ist, wird bestimmt, dass das Absorp tionsmittel 312 abnormal ist.

Auf diese Weise führt die CPU 42 in dem ROM 43 gespei cherte Anwendungsprogramme aus, wodurch eine Diagnoseein richtung dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung realisiert ist. Die Diagnose gemäß diesem Ausführungsbei spiel wird beschrieben.

Fig. 11 zeigt eine Diagnosesteuerungsroutine gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die Diagnosesteuerungsroutine wird wiederholt zu jeder vorbestimmten Zeit ausgeführt.

In der Diagnosesteuerungsroutine bestimmt die CPU 42 in Schritt 1101 ob "1" in dem Speicherbereich für das Diagnoseendflag (FLAG D) des RAM 44 gespeichert wurde. Wenn in Schritt S1101 bestimmt wurde, dass "1" in dem Speicherbereich für das Diagnoseendflag (FLAG D) des RAM 99 gespeichert wurde, beendet die CPU 42 die Ausführung der Routine und nimmt an, dass die Diagnose des Absorp tionsmittels 212 bereits beendet wurde. Wenn in Schritt S1101 bestimmt wird, dass "1" nicht in dem Speicherbe reich für das Diagnoseendflag (FLAG D) des RAM 44 gespei chert wurde, nimmt die CPU 42 an, dass die Diagnose des Absorptionsmittels 312 nicht beendet wurde und schreitet zu Schritt S1102 fort.

In Schritt S1102 liest die CPU 42 die Anlasskühlwasser temperatur THW_ST von dem RAM 44 ein. Danach bestimmt die CPU 42 in Schritt S1103 ob die Anlasskühlwassertemperatur THW_ST, die in Schritt S1102 eingelesen wurde, gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.

Wenn in Schritt S1103 bestimmt wird, dass die Anlasskühl wassertemperatur THW_ST höher ist als die vorbestimmte Temperatur, schreitet die CPU 42 zu Schritt S1114 fort und nimmt an, dass die Brennkraftmaschine 1 warm gestar tet wurde und folglich die Dreiwegekatalysatoreinrichtung zur Zeit des Anlassens in dem aktiven Zustand war, so dass eine Steuerung zur Veranlassung unverbrannter Abgaskomponenten zum Absorbieren an dem Absorptionsmittel 312 (d. h. eine Steuerung der Veranlassung der Gesamtmenge des Abgases durch den Umgehungskanal 311 zu fließen, indem der vollständig geschlossene Zustand des Öffnungs- Schließventils 315 in dem Emissionssteuermechanismus 31 aufrechterhalten wird) nicht ausgeführt wurde, d. h. es wurden keine unverbrannten Gaskomponenten an dem Absorp tionsmittel 312 absorbiert. In Schritt 1114 speichert die CPU 42 eine "1" in dem Speicherbereich für das Diagnose endflag (FLAG D) des RAM 44. Danach beendet die CPU 42 die Ausführung der Routine.

Im Gegensatz dazu schreitet, wenn in Schritt S1103 bestimmt wird, dass die Anlasskühlwassertemperatur THW_ST gleich oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, die CPU zu Schritt S1104 fort und nimmt an, dass die Brennkraftmaschine 1 kalt gestartet wurde und folglich die Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 in dem inaktiven Zustand zur Zeit des Anlassens war, so dass die Durch lassschaltsteuerung des Emissionssteuermechanismus 31 zur Veranlassung der unverbrannten Gaskomponenten an dem Adsorptionsmittel 312 adsorbiert zu werden (d. h. die Steuerung zur Veranlassung der Gesamtmenge des Abgases durch den Umgehungskanal 311 zu fließen, indem der vollständig geschlossene Zustand des Öffnungs-Schließven tils 315 in dem Emissionssteuermechanismus 31 aufrecht erhalten wird) während der Zeitspanne zwischen dem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 und der Aktivierung der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 ausgeführt wurde, d. h. unverbrannte Gaskomponenten wurden an dem Adsorptionsmit tel 312 adsorbiert.

In Schritt S1104 empfängt die CPU 42 den derzeitigen Wert (THW_NOW) des Ausgangssignals des Wassertemperatursensors 14. Danach bestimmt in Schritt S1105 die CPU 42, ob die gegenwärtige Kühlwassertemperatur THW_NOW gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur ist. Wenn in Schritt S1105 bestimmt wird, dass die derzeitige Kühlwassertempe ratur THW_NOW niedriger ist als die vorbestimmte Tempera tur, schätzt die CPU 42 dass die Temperatur des Adsorp tionsmittel 312 niedriger als die Desorptionstemperatur ist und wiederholt das Ausführen der Schritte S1104 und S1105 bis die gegenwärtige Kühlwassertemperatur THW_NOW die vorbestimmte Temperatur erreicht oder überschreitet.

Wenn in Schritt S1105 bestimmt wird, dass die gegenwär tige Kühlwassertemperatur THW_NOW gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist, schätzt die CPU 42 dass die Temperatur des Adsorptionsmittel 312 gleich oder höher der Desorptionstemperatur ist und schreitet zu Schritt S1106 fort.

In Schritt S1106 bestimmt die CPU 42 ob die Luft-Brenn stoffverhältnisrückkopplungsregelung ausgeführt wird. Wenn in Schritt S1106 bestimmt wird, dass die Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung nicht ausge führt wird, wiederholt die CPU 42 die Verarbeitung des Schritts S1106, bis die Luft-Brennstoffverhältnisrück kopplungsregelung ausgeführt wird.

Wenn in Schritt S1106 bestimmt wird, dass die Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung ausgeführt wird, schreitet die CPU 42 zu Schritt S1107 fort. In Schritt S1107 inkrementiert die CPU 42 den Zähler K₁, der in dem Speicherbereich für den Diagnosezeitzähler (K₁) des RAM 44 gespeichert ist, um "1".

Danach bestimmt die CPU 42 in Schritt S1108 ob der Zähler K₁, der in Schritt S1107 inkrementiert wurde, eine vorbe stimmte Diagnosezeit T (ein fester Wert) erreicht oder überschritten hat. Wenn in Schritt S1108 bestimmt wird, dass der Zähler K₁ kleiner ist als die vorbestimmte Diagnosezeit T, schreitet die CPU 42 zu Schritt S1109 fort, in welchem die CPU 42 eine Ausgangsspannung (V₂) des zweiten Sauerstoffsensors 318 empfängt. Danach liest in Schritt S1110 die CPU 42 den Gesamtwert (V) ein, der in dem vorhergehenden Zyklus erhalten wurde, und addiert die Ausgangsspannung (V₂) des zweiten Sauerstoffsensors 318, die in Schritt S1109 eingegeben wurde, zu dem Gesamtwert (V), um einen neuen Gesamtwert (V) zu bestim men. Die CPU 42 speichert den neuen Gesamtwert (V) in einem vorbestimmten Bereich in dem RAM 44. Nach dem Ausführen des Schritts S1110 kehrt die CPU 42 zu Schritt S1107 zurück.

Wenn in Schritt S1108 bestimmt wird, dass der Zähler K₁ die vorbestimmte Diagnosezeit T erreicht oder überschrit ten hat, schreitet die CPU 42 zu Schritt S1111 fort. In Schritt S1111 liest die CPU 42 den Gesamtwert (V) aus dem vorbestimmten Bereich in dem RAM 44 ein und bestimmt, ob der Gesamtwert (V) gleich oder kleiner als ein Kriteri umswert ist.

Wenn in Schritt S1111 bestimmt wird, dass der Gesamtwert (V) gleich oder kleiner als der Kriteriumswert ist, schreitet die CPU 42 zu Schritt S1112 fort und nimmt an, dass das Adsorptionsmittel 312 normal ist. In Schritt S1112 speichert die CPU 42 Daten, die anzeigen dass das Adsorptionsmittel 312 normal ist, in einem vorbestimmten Bereich in dem Sicherungs-RAM 45.

Umgekehrt schreitet, wenn in Schritt S1112 bestimmt wird, dass der Gesamtwert (V) größer ist als der Kriteriums wert, die CPU 42 zu Schritt S1113 fort und nimmt an, dass das Adsorptionsmittel 312 abnormal ist. In Schritt S1113 speichert die CPU 42 Daten, die anzeigen, dass das Adsorptionsmittel 312 abnormal ist, in dem vorbestimmten Bereich in dem Sicherungs-RAM 45.

Nach dem Ausführen der Schritte S1112 oder S1113 schrei tet die CPU 42 zu Schritt S1114 fort, in welchem die CPU 42 eine "1" in dem Speicherbereich für das Diagnoseend flag (FLAG D) des RAM 44 setzt. Danach beendet die CPU 42 die Ausführung der Routine.

Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel führt die Diagnose des Adsorptionsmittels 312 auf der Basis des Luft-Brennstoffverhältnis von Abgas stromaufwärts des Adsorptionsmittels 312 aus. Folglich verhindert dieses Ausführungsbeispiel eine falsche Bestimmung, die durch die Fluktuation der Menge unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel 312 freigegeben werden, hervorgerufen ist, wodurch eine hochpräzise Diagnose erreicht ist.

Obwohl das Ausführungsbeispiel die Diagnose auf der Basis des Gesamtwerts der Ausgangsspannung (V₂) des zweiten Sauerstoffsensors 318 in der vorbestimmten Diagnosezeit T ausführt, kann die Diagnose ebenfalls auf einem Mittel wert der Ausgangsspannungen (V₂) des zweiten Sauerstoff sensors 318 in der vorbestimmten Diagnosezeit T ausge führ 06041 00070 552 001000280000000200012000285910593000040 0002019962675 00004 05922t werden.

Die Diagnose kann ebenfalls ausgeführt werden, indem ein Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrekturfaktor (FAF) verwendet wird, der als eine Luft-Brennstoffver hältniskorrekturmenge in der Luft-Brennstoffverhältnis rückkopplungsregelung verwendet wird, anstatt den Wert des Ausgangssignals des zweiten Sauerstoffsensors 318 zu verwenden. Die Diagnose kann zudem auf einem Sprungbetrag oder einem Integral der Luft-Brennstoffverhältnisrück kopplungskorrekturfaktors (FAF) basieren.

Obwohl das Ausführungsbeispiel einen Konzentrations zellensauerstoffsensortyp als eine Luft-Brennstoffver hältniserfassungseinrichtung verwendet, die stromabwärts des Adsorptionsmittel angeordnet ist, ist es zudem möglich einen Luft-Brennstoffverhältnissensor zu verwen den, der durch einen Grenzstromsauerstoffsensortyp gebildet ist. Der Sauerstoffsensor zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas kann durch einen HC- Sensor ersetzt werden, der die Menge einer Brennstoff komponente im Abgas erfasst.

Ferner kann, obwohl das Ausführungsbeispiel einen Sauer stoffsensor als eine Luft-Brennstoffverhältniserfassungs einrichtung verwendet, die stromaufwärts des Adsorptions mittel angeordnet ist, kann der Sauerstoffsensor durch einen Luft-Brennstoffverhältnissensor ersetzt werden. Der Luft-Brennstoffverhältnissensor 30, der stromoberhalb der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 28 angeordnet ist, kann ebenfalls verwendet werden, um die Funktion der stromauf wärtigen Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung auszuführen.

Als eine stromabwärtige Luft-Brennstoffverhältniserfas sungseinrichtung kann zudem ein Luft-Brennstoffverhält nissensor stromabwärts der Dreiwegekatalysatoreinrichtung 310 verwendet werden, anstatt den Sauerstoffsensor 317 zu verwenden, der stromaufwärts der Dreiwegekatalysator einrichtung 310 angeordnet ist.

Für die Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung ist es zudem möglich, eine Regelung zu übernehmen, die auf einem allgemein als Doppel-O₂-Sensorsystem bezeichne ten System beruht, wobei eine Hilfsregelung (eine Rege lung zur Korrektur des Luft-Brennstoffverhältniskorrek turfaktors (FAF) der in der Hauptregelung verwendet wird) auf der Basis des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors 317 ausgeführt wird, der stromabwärts der Dreiwegekata lysatoreinrichtung 28 und stromabwärts des Adsorptions mittels 312 angeordnet ist.

Die Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung der Erfindung diagnostiziert einen Fehler oder eine Störung des Adsorp tionsmittels auf der Basis von mindestens dem Luft- Brennstoffverhältnis von Abgas stromabwärts des Adsorp tionsmittels zu einem Zeitpunkt, zu dem Adsorptionsmittel unverbrannte Gaskomponenten abgeben sollte und zu dem der Strom unverbrannter Gaskomponenten von dem Adsorptions mittel zu dem Ort der Luft-Brennstoffverhältniserfas sungseinrichtung stabilisiert ist. Folglich weicht das Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases stromabwärts des Adsorptionsmittels nicht aus dem Erfassungsbereich der Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung ab, so dass eine präzise Diagnose ausgeführt werden kann.

Ferner diagnostiziert die Adsorptionsmitteldiagnosevor richtung gemäß der Erfindung einen Fehler oder eine Störung des Adsorptionsmittels auf der Basis eines Wertes eines Signals, das von der Luft-Brennstoffverhältniser fassungseinrichtung abgegeben wird, wenn das Adsorptions mittel unverbrannte Gaskomponenten abgeben sollte und die Luft-Brennverhältnisrückkopplungsregelung der Brennkraft maschine ausgeführt wird. Folglich werden beachtliche Fluktuationen des Luft-Brennstoffverhältnisses des Abgases, die durch Variationen der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine hervorgerufen sind, kontrolliert, so dass sich das Luft-Brennstoffverhältnis des Abgases stromabwärts des Adsorptionsmittels nur innerhalb des Erfassungsbereichs der Luft-Brennstoffverhältniserfas sungseinrichtung ändert. Folglich kann die Adsorptions mitteldiagnosevorrichtung eine genaue Diagnose ausführen.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele davon beschrieben wurde, ist anzumerken, dass die Erfindung nicht auf die be schriebenen Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegenteil, die Erfindung soll ver schiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Während verschiedene Elemente der beschriebenen Erfindung in verschiedenen Kombinationen und Konfigura tionen beschrieben sind, welche beispielhaft sind, sind zusätzlich andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder eines einzelnen Ele ments ebenfalls innerhalb des Gedankenbereichs der Erfindung.

Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung für eine Emissionssteuervorrichtung kann präzise bestimmen, ob ein Adsorptionsmittel 312 zur Adsorption unverbrannter Gaskomponenten einen Fehler oder eine Störung bzw. eine Beeinträchtigung hat. Die Diagnosevorrichtung hat einen Luft-Brennstoffverhältnisdetektor, der in einem Abschnitt des Abgaskanals 29 stromabwärts des Adsorptionsmittels 312 vorgesehen ist, und ein Steuergerät 40, das die Menge zuvor adsorbierter unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel an den Luft-Brennstoffverhältnis detektor abgegeben werden, steuert. Das Steuergerät bestimmt, ob das Adsorptionsmittel einen Fehler oder eine Störung hat, auf der Basis eines Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhältnis, welcher durch den Luft-Brenn stoffverhältnisdetektor 317 erfasst ist, wenn die Menge unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmit tel abgegeben wird, stabil bleibt.

Claims

1. Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung, die ein Adsorptionsmittel (312) untersucht, das in einem Abgaskanal (29) einer Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist, wobei das Adsorptionsmittel eine unverbrannte Gaskomponente in dem Abgas adsorbiert, wenn eine Temperatur des Adsorptions mittels niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, und wobei das Adsorptionsmittel zuvor adsorbierte unverbrannte Gaskomponenten freigibt, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
eine Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung (317), die in einem Abschnitt des Abgaskanals stromabwärts des Adsorptionsmittels (312) vorgesehen ist, um ein Luft- Brennstoffverhältnis des in dem Abgaskanal fließenden Abgases zu erfassen;
eine Stabilisierungseinrichtung für die unverbrannte Gasmenge (40) zur Stabilisierung einer Menge der unverbrannten Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel (312) in den Abschnitt des Abgaskanals abgegeben werden, in welchem die Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung (317) angeordnet ist; und
eine Diagnoseeinrichtung (40) zur Bestimmung, ob das Adsorptionsmittel mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis eines Erfassungswerts des Luft-Brennstoffverhältnisses, der durch die Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung (317) erfasst ist, wenn die Menge unverbrannter Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel (312) abgegeben wird, im wesentlichen konstant bleibt.

2. Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung, die ein sorptionsmittel (132) untersucht, das in einem Abgaskanal (29) einer Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist, wobei das Adsorptionsmittel eine unverbrannte Gaskomponente in dem Abgas adsorbiert, wenn eine Temperatur des Adsorptionsmittels niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, und wobei das Adsorptionsmittel zuvor adsorbierte unverbrannte Gaskomponenten freigibt, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
eine Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung (317), die in einem Abschnitt des Abgaskanals stromabwärts des Adsorptionsmittels (312) angeordnet ist, um ein Luft- Brennstoffverhältnis des in dem Abgaskanal fließenden Abgases zu erfassen;
einer Luft-Brennstoffverhältnissteuereinrichtung (40) zur Ausführung einer Rückkopplungsregelung des Luft- Brennstoffverhältnisses der Brennkraftmaschine, so dass das Luft-Brennstoffverhältnis des stromabwärts des Adsorptionsmittels fließenden Abgases ein vorbestimmtes Luft-Brennstoffverhältnis wird, auf der Basis eines Erfassungswerts des Luft-Brennstoffverhältnisses, der durch die Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung erfasst ist; und
eine Diagnoseeinrichtung (40) zur Bestimmung, ob das Adsorptionsmittel mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis des Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhältnisses, der durch die Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung (317) erfasst ist, wenn das Adsorptionsmittel zuvor adsorbierte unverbrannte Gaskomponenten freigeben sollte und das Luft-Brennstoffverhältnis der Brennkraftmaschine durch die Luft-Brennstoffverhältnissteuereinrichtung rückkopplungsgeregelt ist.

3. Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung (40) bestimmt, ob das Adsorptionsmittel mindestens eines von einem Fehler und einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis einer Luft-Brennstoffverhältniskorrekturmenge, die mit der Rückkopplungsregelung des Luft- Brennstoffverhältnisses in Beziehung steht.

4. Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Brennstoffver hältniserfassungseinrichtung (317) eine erste Luft- Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung ist, ferner mit einer zweiten Luft-Brennstoffverhältniserfassungs einrichtung (318), die in einem Abschnitt des Abgaskanals stromaufwärts des Adsorptionsmittels (312) vorgesehen ist, wobei die Luft-Brennstoffverhältnissteuereinrichtung das Luft-Brennstoffverhältnis der Brennkraftmaschine rückkopplungsregelt auf der Basis des Erfassungswerts, der durch die erste Luft-Brennstoffverhältniserfassungsein richtung (317) erfasst ist, und eines Erfassungswerts, der durch die zweite Luft-Brennstoffverhältniserfassungsein richtung (318) erfasst ist.

5. Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Brennstoff verhältniserfassungseinrichtung (317) eine erste Luft- Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung ist, und ferner mit einer zweiten Luft-Brennstoffverhältniserfassungsein richtung (318), die in einem Abschnitt des Abgaskanals stromaufwärts des Adsorptionsmittels vorgesehen ist, wobei die Diagnoseeinrichtung (40) bestimmt, ob das Adsorptions mittel (312) mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis des Erfassungswerts, der durch die erste Luft-Brennstoffverhältniserfassungs einrichtung (317) erfasst ist, und eines Erfassungswerts, der durch die zweite Luft-Brennstoffverhältniserfassungs einrichtung (318) erfasst ist.

6. Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseein richtung (40) bestimmt, ob das Adsorptionsmittel (312) mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis einer Periode von Wechseln des Erfassungswerts des Luft-Brennstoffverhält nisses, der durch die Luft-Brennstoffverhältniserfassungs einrichtung erfasst ist, zwischen einer brennstoffmageren Seite eines vorbestimmten Luft-Brennstoffverhältnisses und einer brennstoffreichen Seite des vorbestimmten Luft- Brennstoffverhältnisses.

7. Eine Adsorptionsmitteldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseein richtung (40) bestimmt, ob das Adsorptionsmittel (312) mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis der Größe einer Amplitude einer oszillierenden Variation des Erfassungs werts für das Luft-Brennstoffverhältnis, welcher durch die Luft-Brennstoffverhältniserfassungseinrichtung erfasst ist.

8. Ein Adsorptionsmitteldiagnoseverfahren zur Diagnose eines Adsorptionsmittels (312), das in eine Abgaskanal (29) einer Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist, wobei das Adsorptionsmittel eine unverbrannte Gaskomponente in dem Abgas adsorbiert, wenn eine Temperatur des Adsorptions mittels niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, und zuvor adsorbierte unverbrannte Gaskomponenten freigibt, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch
Erfassen eines Luft-Brennstoffverhältnisses von Abgas, welches durch einen Abschnitt des Abgaskanals stromabwärts des Adsorptionsmittels fließt;
Steuern einer Menge der unverbrannten Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel in den Abschnitt des Abgaskanals stromabwärts des Adsorptionsmittels abgegeben wird; und
Bestimmen, ob das Adsorptionsmittel mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis eines Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhält nis, der in dem Abschnitt des Abgaskanals stromabwärts des Adsorptionsmittels erfasst ist, wenn die Menge der unverbrannten Gaskomponenten, die von dem Adsorptionsmittel abgegeben wird, im wesentlichen konstant bleibt.

9. Ein Adsorptionsmitteldiagnoseverfahren zur Diagnose eines Adsorptionsmittels (312), das in einem Abgaskanal (29) einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, wobei das Adsorptionsmittel eine unverbrannte Gaskomponente in dem Abgas adsorbiert, wenn eine Temperatur des Adsorptions mittels niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, und zuvor adsorbierte unverbrannte Gaskomponenten freigibt, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch
Erfassen eines Luft-Brennstoffverhältnisses von Abgas, das durch einen Abschnitt des Abgaskanals stromabwärts des Adsorptionsmittels fließt;
Ausführen einer Rückkopplungsregelung des Luft- Brennstoffverhältnisses der Brennkraftmaschine, so dass das Luft-Brennstoffverhältnis des stromabwärts des Adsorptions mittel fließenden Abgases ein vorbestimmtes Luft-Brenn stoffverhältnis wird, auf der Basis eines Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhältnis, der stromabwärts des Adsorptionsmittel erfasst ist; und
Bestimmen, ob das Adsorptionsmittel mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, auf der Basis des Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhält nis, welcher stromabwärts des Adsorptionsmittels erfasst ist, wenn das Adsorptionsmittel die unverbrannte Gaskomponente abgeben sollte und das Luft-Brennstoffver hältnis der Brennkraftmaschine rückkopplungsgeregelt wird.

10. Ein Adsorptionsmitteldiagnoseverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung, ob das Adsorptionsmittel eines von einem Fehler und einer Beeinträchtigung hat, ausgeführt wird, auf der Basis einer Luft-Brennstoffverhältniskorrekturmenge, die mit der Rückkopplungsregelung des Luft-Brennstoffverhältnisses in Beziehung steht.

11. Ein Adsorptionsmitteldiagnoseverfahren nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch das Erfassen eines Luft- Brennstoffverhältnisses von Abgas, welches durch einen Abschnitt des Abgaskanals stromaufwärts des Adsorptions mittels (312) fließt, wobei das Luft-Brennstoffverhältnis der Brennkraftmaschine rückkopplungsgesteuert ist, auf der Basis des Erfassungswerts des Luft-Brennstoffverhältnisses, welcher stromabwärts des Adsorptionsmittels erfasst ist, und eines Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhält nis, welcher stromaufwärts des Adsorptionsmittels erfasst ist.

12. Ein Adsorptionsmitteldiagnoseverfahren nach Anspruch 8 oder 9, ferner gekennzeichnet durch das Erfassen eines Luft-Brennstoffverhältnisses von Abgas, welches durch einen Abschnitt des Abgaskanals stromaufwärts des Adsorptions mittels (312) fließt, wobei die Bestimmung, ob das Adsorptionsmittel mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, gemacht wird auf der Basis des Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhältnis, der stromabwärts des Adsorptionsmittels erfasst ist, und eines Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhältnis, der stromaufwärts des Adsorptionsmittels erfasst ist.

13. Ein Adsorptionsmitteldiagnoseverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung, ob das Adsorptionsmittel (312) mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, gemacht wird auf der Basis einer Periode von Wechseln des Erfassungswerts für das stromabwärts des Adsorptionsmittels erfassten Luft- Brennstoffverhältnisses zwischen einer brennstoffarmen Seite eines vorbestimmten Luft-Brennstoffverhältnisses und einer brennstoffreichen Seite des vorbestimmten Luft- Brennstoffverhältnisses.

14. Ein Adsorptionsmitteldiagnoseverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung, ob das Adsorptionsmittel (312) mindestens eines von einem Fehler oder einer Beeinträchtigung hat, gemacht wird auf der Basis einer Größe einer Amplitude einer oszillierenden Variation des Erfassungswerts für das Luft-Brennstoffverhältnis, der stromabwärts des Adsorptionsmittels erfasst ist.