DE4224219A1 - Fehlerdiagnosevorrichtung fuer abgasrueckfuehrungssystem - Google Patents

Fehlerdiagnosevorrichtung fuer abgasrueckfuehrungssystem

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Description

Die Erfindung betrifft eine Fehlerdiagnosevorrichtung, die erfassen kann, ob ein EGR (Abgaszurückführungs- oder Rückführungs)-System zum Steuern der EGR in einem Motor richtig arbeitet oder nicht.
Im Stand der Technik ist eine Fehlerdiagnosevorrichtung für ein EGR-System wohl bekannt, das den Betrieb eines EGR-Steuerventils elektronisch steuert, das in einem EGR-Weg vorgesehen ist, durch den ein Teil des Abgases zurückgeführt wird, wobei es von einem Auslaßkanal an einen Einlaßkanal zurückgeführt wird, um dadurch die EGR-Menge zu steuern. Das EGR-System steuert ein elektromagnetisches Ventil entsprechend der Geschwindigkeit und Last des Motors (zum Beispiel eines Einlaßrohrdrucks oder eines Q-N-Verhältnisses, wobei Q die angesaugte Luftmenge und N die Anzahl von Umdrehungen ist), um die EGR-Menge zu steuern.
Eine herkömmliche EGR-Fehlerdiagnosevorrichtung dieser Art ist in Fig. 7 gezeigt. In Fig. 7 ist eine herkömmliche Brennkraftmaschine 1 eines Viertaktfunkenzündungstyps in einem Motorfahrzeug eingebaut. Ein Einlaßrohr 3 ist mit dem Motor 1 verbunden, wodurch ein Einlaßkanal gebildet wird, um Luft durch einen Luftfilter 2 zu befördern. Das Einlaßrohr 3 enthält ein Drosselventil 4 in seinem stromaufwärts gelegenem Abschnitt. Das Drosselventil 4 ist so ausgelegt, um die in die Brennkraftmaschine 1 beförderte Luftmenge einzustellen. Außerdem besitzt das Einlaßrohr 3 ein elektromagnetisches Einspritzventil 5 an einem stromabwärts gelegenen Abschnitt nahe an der Übergangsstelle des Einlaßrohrs 3 und des Motors 1. Das Einspritzventil 5 ist vorgesehen, um von einem nicht gezeigten Kraftstoffsystem Kraftstoff in den Motor einzuspritzen. Ein Drucksensor 6 und ein Drosselsensor 7 sind stromabwärts des Drosselventils 4 vorgesehen. Der Drucksensor 6 arbeitet, um den absoluten Druck in dem Einlaßrohr 3 zu erfassen und ihn in ein Spannungssignal zu wandeln. Der Drosselsensor 7 arbeitet, um den Öffnungsgrad des Drosselventils 4 zu erfassen, um eine Spannung entsprechend dem so erfaßten Öffnungsgrad abzugeben. Die Ausgänge des Drucksensors 6 und des Drosselsensors 7 zusammen mit den Ausgängen eines (nicht gezeigten) Kurbelwinkelsensors und eines (nicht gezeigten) Kühlwasser-Temperatursensors werden einem elektronischen Steuerabschnitt 8 zugeführt. Mit diesen Ausgängen als Eingangsdaten steuert der elektronische Steuerabschnitt 8 das elektromagnetische Einspritzventil S und steuert ein elektromagnetisches Ventil 9, um dadurch die ECR(Abgasrückführung) zu steuern.
Eine EGR-Steuereinrichtung umfaßt: ein Auslaßabzweigungsrohr 11, das mit einem Auslaßrohr 10 verbunden ist, um einen Teil des Abgases von einem durch das Auslaßrohr 10 gebildeten Auslaßkanal zu empfangen; ein EGR-Steuerventil 12, das in einem durch das Auslaßabzweigungsrohr 11 gebildeten EGR-Kanal vorgesehen ist; und ein EGR-Einlaßrohr 13, über das der stromabwärts gelegene Abschnitt des EGR-Steuerventils 12 mit einem Einlaßkanal in dem Einlaßrohr 3 in Verbindung steht, der sich stromabwärts des Drosselventils 4 befindet. Das EGR-Steuerventil 12 umfaßt: eine Unterdruckkammer 12A; einen Ventilkörper 12B eines Membrantyps, das von dem Unterdruck in der Unterdruckkammer 12A geöffnet wird; und eine Feder 12C, die den Ventilkörper 12E anhält, das Steuerventil zu schließen. Die Unterdruckkammer 12A des EGR-Steuerventils 12 ist über das elektromagnetische Ventil 9 mit einem Steuerunterdruckrohr 14 verbunden, das mit dem Einlaßkanal an einer Position in der Nähe des Drosselventils 4 stromabwärts des letzteren verbunden ist. Das elektromagnetische Ventil 9 besitzt ein Ventil 15 zum Luftauslaß. Das bedeutet, daß das elektromagnetische Ventil 9 so ausgelegt ist, daß, wenn es sich an einer geschlossenen Steuerposition befindet, das Luftauslaßventil 15 geschlossen ist, um die Unterdruckkammer 12A mit dem Steuerunterdruckrohr 14 zu verbinden, und wenn es sich an einer geöffneten Steuerposition befindet, die Unterdruckkammer 12A zur Luft geöffnet wird. Wenn die Unterdruckkammer 12A des EGR-Steuerventils 12 durch das auf die geschlossenen Steuerposition eingestellte elektromagnetische Ventil 9 mit dem Steuerunterdruckrohr 14 verbunden wird, wird der Öffnungsgrad des Ventilkörpers 12 von dem Unterdruck in der Unterdruckkammer 12A so geändert, daß die Abgasmenge, die von dem Auslaßrohr 10 durch den Ventilkörper 12B und das EGR-Einlaßrohr 13 in die Brennkraftmaschine 1 zurückgeführt wird, gesteuert wird.
In der so ausgelegten elektronischen Steuereinrichtung für ein EGR-System verwendet der elektronische Steuerabschnitt 8 die Ausgänge des Drucksensors 6, des Drosselsensors 7, des Kurbelwinkelsensors und des Kühlwassertemperatursensors als Eingangsdaten, indem der Steuerabschnitt 8 den Betrieb des elektromagnetische Einspritzventils 5 steuert, um eine zum Reinigen von Abgas am besten geeignete Kraftstoffmenge einzuspritzen und erfaßt eine Steuerzone für EGR und steuert den Betrieb des elektromagnetischen Ventils 9 so, daß der Betrieb der Brennkraftmaschine nicht ungünstig beeinflußt wird, um dadurch den Betrieb des EGR-Steuerventils 12 zu steuern. Das bedeutet, wenn der EGR-Betrieb erforderlich ist, gibt der elektronische Steuerabschnitt 8 ein Steuersignal ab, um das elektromagnetische Ventil 9 zu schließen, das zur Luft hin geöffnet war, wobei als Folge davon die Unterdruckkammer 12A des EGR-Steuerventils 12 mit dem Steuerunterdruckrohr 14 verbunden wird und der Unterdruck stromabwärts des Drosselventils 4 wird der Unterdruckkammer 12A zugeführt, so daß das Gleichgewicht des Unterdrucks mit der Federkraft der Feder 12C des EGR-Steuerventils 12 den Betrag des Abhebens des Ventilkörpers 12B bestimmt und das Abgas wird bei einer Flußrate entsprechend dem so bestimmten Abhebungsbetrag zurückgeführt. Wenn der EGR-Betrieb nicht benötigt wird, gibt der elektronische Steuerabschnitt 8 ein Steuersignal ab, um das elektromagnetische Ventil 9 auf die geschlossene Position einzustellen. Als Folge davon wird die Unterdruckkammer 12A über das Luftauslaßrohr 15 zur Luft geöffnet und der Ventilkörper 12B wird vollständig geschlossen, wobei dadurch die Rückführung des Abgases unterbrochen wird.
Das herkömmliche EGR-System ist so wie oben beschrieben ausgelegt. Das System benötigt eine einfache Einrichtung zum hochgenauen Erfassen, daß das EGR-Steuersystem ausfällt oder unzureichend arbeitet, oder daß die Ventile und/oder Rohre durch Verunreinigungen verstopft sind, so daß die Rückführung einer vorgegebenen Menge von Abgas unmöglich gemacht wird mit dem Ergebnis, daß die Qualität des Abgases verschlechtert wird.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, das oben beschriebene Problem im Zusammenhang mit einem herkömmlichen EGR-System zu beseitigen.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Fehlerdiagnosevorrichtung für ein EGR-System zu schaffen, das geringe Herstellungskosten besitzt und feststellen kann, ob die EGR-Steuereinrichtung ausgefallen ist oder nicht.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Abgasrückführungs- oder Rückführungs-(EGR)-System einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasrückführungskanal, der Abgas von einem Auslaßkanal teilweise an einen Einlaßkanal zurückführt, und einem EGR-Steuerventil zum Steuern der Flußrate des zurückgeführten Abgases, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung umfaßt: Sensoren zum Erfassen einer Vielzahl von Motorbetriebszuständen; eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Empfangen der so erfaßten Ausgänge der Sensoren bzw. zum Vergleichen der Ausgänge mit vorgegebenen Werten im Normalzustand des EGR-Systems entsprechend der von den Sensoren erfaßten Motorzuständen, wodurch der Fehler des EGR-Steuersystems festgestellt wird.
Erfindungsgemäß wird außerdem vorgesehen: ein NOx-Sensor zum Erfassen einer NOx-Menge im Abgas, der sich in dem Auslaßkanal befindet; und eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Empfangen der Ausgänge des NOx-Sensors, die jeweils erzeugt werden, wenn das EGR-Steuerventil sich im Betrieb oder außer Betrieb befindet; und Vergleichen der so erfaßten Ausgänge mit vorgegebenen Werten, um festzustellen, ob die EGR-Steuereinrichtung ausgefallen ist oder nicht.
Anstelle des NOx-Sensors kann in der Fehlerdiagnosevorrichtung ein Abgas-Temperatursensor verwendet werden. In diesem Fall werden die Ausgänge des Abgas-Temperatursensors, die jeweils erfaßt werden, wenn das EGR-Steuerventil in Betrieb und außer Betrieb ist, einem Vergleich unterzogen, um festzustellen, ob die EGR-Steuereinrichtung ausgefallen ist oder nicht. Falls die EGR-Steuereinrichtung normal arbeitet, ist die NOx-Menge in dem Abgas, die während des Betriebs des EGR-Steuerventils erfaßt wird, kleiner als während einer Außerbetriebnahme des EGR-Steuerventils; und die Abgastemperatur, die während des Betriebs des EGR-Steuerventils erfaßt wird, ist niedriger als diejenige während der Außerbetriebnahme des EGR-Steuerventils. Somit kann der Fehler der EGR-Steuereinrichtung durch Vergleich der Ausgänge des NOx-Sensors oder durch Vergleich der Abgastemperaturen festgestellt werden.
Der Grundgedanke, das Prinzip und die Verwendung der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher ersichtlich.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein erklärendes Diagramm, das den gesamten Aufbau eines ersten Beispiels eines EGR-Systems für eine Brennkraftmaschine entsprechend der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schaltbild, teilweise als ein Blockschaltbild ausgeführt, das eine Signalinterfaceschaltung eines NOx-Sensors in dem ersten Beispiel der in Fig. 1 gezeigten Fehlerdiagnosevorrichtung zeigt;
Fig. 3 eine Kennlinie, die von dem NOx-Sensor erfaßte NOx-Mengen (Dichten) bezüglich von Ausgangsspannungen zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm für eine Beschreibung des Betriebs des ersten Beispiels der Fehlerdiagnosevorrichtung entsprechend der Erfindung;
Fig. 5 ein erklärendes Diagramm, das den gesamten Aufbau eines zweiten Beispiels der Fehlerdiagnosevorrichtung entsprechend der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm für eine Beschreibung des Betriebs des zweiten Beispiels der Fehlerdiagnosevorrichtung entsprechend der Erfindung; und
Fig. 7 ein erklärendes Diagramm, das den Aufbau eines herkömmlichen EGR-Systems für eine Brennkraftmaschine zeigt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen beschrieben.
Ein erstes Beispiel einer elektronischen Steuervorrichtung für ein EGR-System entsprechend der Erfindung ist so ausgeführt, wie in Fig. 1 gezeigt. Jedes Teil mit derselben Funktion wie die in Fig. 7 gezeigte herkömmliche Vorrichtung werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Erklärung wird weggelassen. Somit wird die elektronische Steuereinrichtung im wesentlichen bezüglich ihrer Teile, die nicht in der herkömmlichen enthalten sind, beschrieben.
In der elektronischen Steuereinrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt das Auslaßrohr 10 einen NOx-Sensor 16 zum Erfassen einer NOx-Menge in dem Abgas. Der NOx-Sensor kann ein herkömmlicher sein, der seinen elektrischen Widerstand mit den NO2- und NO-Mengen in dem Abgas ändert, wie in der Literaturstelle "Automobile Technique", Vol. 39, No. 2, 1985, Seite 197, beschrieben.
Fig. 2 zeigt die Signalinterfaceschaltung des NOx-Sensors 16 in dem elektronischen Steuerabschnitt 8. In Fig. 2 ist ein Widerstand 17 und ein Mikrocomputer 18 einschließlich eines Analog-Digital(A/D)-Wandlers vorgesehen. Der elektronische Steuerabschnitt 8 umfaßt außerdem ein ROM und ein RAM. Somit wird der Ausgang des NOx-Sensors 16 als ein Spannungssignal gespeichert, woraus die NOx-Menge bestimmt wird.
Fig. 3 zeigt von dem NOx-Sensor 16 erfaßte NOx-Mengen (Dichten) mit den entsprechenden Ausgangsspannungen.
Im folgenden wird der charakteristische Betrieb der so aufgebauten elektronischen Steuereinrichtung unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm aus Fig. 4 beschrieben. Der in Fig. 4 gezeigte Bearbeitungsablauf ist in dem oben erwähnten ROM als ein Programm gespeichert worden.
Zunächst werden im Schritt 101 die Ausgangssignale des (nicht gezeigten) Kurbelwinkelsensors, des Drucksensors 6, des Drosselsensors 7 und des (nicht gezeigten) Kühlwassertemperatursensors verwendet, um Eingangsdaten wie Motorgeschwindigkeit, Einlaßrohrdruck, Drosselventilöffnung und Wassertemperatur, einzulesen.
Als nächstes wird im Schritt 102 erfaßt, ob sich die verschiedenen oben beschriebenen Daten innerhalb einer vorgegebenen EGR-Betriebszone befinden oder nicht; das heißt, es wird bestimmt, ob der Betriebszustand sich innerhalb einer Zone befindet, die EGR-(Abgasrückführung) erfordert. Wenn das Ergebnis anzeigt, daß die Daten nicht innerhalb der EGR-Betriebszone sind, wird Schritt 103 ausgeführt, in dem das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet (geöffnet) wird, so daß die EGR nicht durchgeführt wird. Danach wird im Schritt 104 bestimmt, ob sich die Daten innerhalb einer Fehlerdiagnosezone befinden oder nicht. Um der Antwortzeit des NOx-Sensors 16 Rechnung zu tragen, wird außerdem in diesem Schritt 104 bestimmt, ob die NOx-Menge in dem Abgas stationär geworden ist oder nicht, entsprechend der Tatsache, ob eine vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen (zum Beispiel 100 Arbeitszyklen) des Motors vergangen sind oder nicht, nachdem das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet worden ist. Der Betriebsbereich der oben erwähnten Fehlerdiagnosezone ist der Bereich für niedrige Last des Motors, bei dem der Betrieb des Motors in stationärem Zustand ist und der Unterschied der NOx-Menge zwischen dem EGR-Ein-Betrieb und Aus-Betrieb natürlich auftritt.
Wenn sich im Schritt 104 die Daten sich nicht innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden oder die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen des Motors noch nicht vergangen sind, nachdem das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet worden ist, wird der (unten beschriebene) Schritt 111 durchgeführt. Wenn sich andererseits die Daten in der Fehlerdiagnosezone befinden und die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen des Motors vergangen sind, nachdem das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet worden ist, wird dann Schritt 105 durchgeführt. Im Schritt 105 wird die NOx-Menge in dem Abgas, die in dem Außerbetriebszustand der EGR erfaßt wird, in den Steuerabschnitt 8 als ein Spannungssignal VAUS eingelesen.
Danach wird im Schritt 112 das Spannungssignal VAUS mit einem vorgegebenen Wert V2 verglichen. (Der Wert V2 wird als ein geschätztes Spannungssignal für den gleichen Motorbetriebszustand wie das Spannungssignal VAUS definiert). Für den Fall, daß die EGR-Einrichtung dem normalen Ausschaltungszustand unterzogen wird, kann die NOx-Menge in dem Abgas nicht kleiner sein als der durch Experimente vorgegebene Wert V2. Somit kann die Fehlerdiagnose von dem oben beschriebenen Vergleich durchgeführt werden.
Wenn im Schritt 112 ein Ergebnis der Diagnose anzeigt, daß entsprechend dem Ergebnis VAUS V2 die EGR-Einrichtung dem normalen Ausschaltungszustand unterzogen wird, wird Schritt 111 durchgeführt.
Wenn andererseits das Ergebnis der Diagnose anzeigt, daß die EGR-Einrichtung entsprechend dem Ergebnis VAUS V2 ausgefallen ist, wird Schritt 110 durchgeführt. Im Schritt 110 wird ein EGR-Fehlerprozeß durchgeführt, der eine EGR-Selbstschutzoperation, eine Alarmsignalerzeugungsoperation usw. enthält.
Wenn andererseits im Schritt 102 das Ergebnis der Diagnose anzeigt, daß sich die Daten innerhalb der EGR-Betriebszone befinden, wird dann im Schritt 106 das elektromagnetische Ventil 9 eingeschaltet (geschlossen), um somit die Ausführung von EGR (Abgasrückführung) zu ermöglichen. Danach wird ähnlich wie im Schritt 104 im Schritt 107 erfaßt, ob sich die Daten innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden oder nicht und außerdem wird erfaßt, ob die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen vergangen ist oder nicht, nachdem das elektromagnetische Ventil betätigt wurde. Wenn sich in diesem Fall sich die Daten nicht innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden oder die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen nicht vergangen ist, nachdem das elektromagnetische Ventil betätigt wurde, wird danach Schritt 111 ausgeführt. Wenn sich andererseits die Daten innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden und die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen vergangen ist, nachdem das elektromagnetische Ventil betätigt wurde, wird danach Schritt 108 ausgeführt. Im Schritt 108 wird die NOx-Menge in dem Abgas die erfaßt wird, wenn die EGR ausgeführt wird, als Spannungssignal VEIN gelesen.
Als nächstes wird im Schritt 109 das Spannungssignal VEIN mit einem Wert V1 verglichen, der durch Experimente vorgegeben ist. (Der Wert V1 wird als ein geschätztes Spannungssignal für denselben Motorbetriebszustand wie das Spannungssignal VEIN definiert). Wenn die EGR-Vorrichtung normal arbeitet, wird das Abgas in den Einlaßkanal geführt, um die Verbrennungstemperatur herabzusetzen, wodurch die NOx-Menge in dem Abgas verkleinert wird. Somit kann der Fehler der EGR-Einrichtung aus dem Vergleich von VEIN mit V1 festgestellt werden.
Wenn im Schritt 109 das Ergebnis der Diagnose anzeigt, daß die EGR-Einrichtung entsprechend dem Ergebnis VEIN < V1 normal arbeitet, wird Schritt 111 durchgeführt.
Wenn das Ergebnis der Diagnose anzeigt, daß die EGR-Einrichtung entsprechend dem Ergebnis, daß VEIN < V1 nicht erfüllt ist, ausgefallen ist, wird danach Schritt 110 durchgeführt. Im Schritt 110 wird der oben erwähnte EGR-Fehlerbehandlungsprozeß durchgeführt.
Im Schritt 111 werden ein Kraftstoff-Einspritzsteuerprozeß und andere Prozesse für den Motor durchgeführt.
Fig. 5 zeigt den Aufbau eines zweiten Beispiels der elektronischen Steuereinrichtung entsprechend der Erfindung. In Fig. 7 werden diejenigen Teile mit derselben Funktion wie die in Fig. 7 gezeigte herkömmliche Einrichtung mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Erklärung wird weggelassen. Somit wird die elektronische Steuervorrichtung im wesentlichen bezüglich ihrer Teile beschrieben, die nicht in der herkömmlichen enthalten sind.
In der elektronischen Steuereinrichtung wie in Fig. 5 gezeigt ist ein Abgas-Temperatursensor auf dem Auslaßrohr 10 angebracht, um eine Abgastemperatur zu erfassen. Der Abgas-Temperatursensor kann ein herkömmlicher sein, der aus einem Thermoelement besteht und ausreichend hohe Temperaturen messen kann. Der Aufbau des elektronischen Steuerabschnitts 8 ist genauso wie derjenige in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der elektronischen Steuereinrichtung.
Der charakteristische Betrieb der elektronischen Steuereinrichtung wie in Fig. 5 gezeigt wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm aus Fig. 6 beschrieben. In der elektronische Steuervorrichtung ist der in Fig. 6 gezeigte Betriebsablauf in dem ROM als ein Programm gespeichert worden.
Zunächst werden im Schritt 201 die Ausgangssignale (nicht gezeigten) Kurbelwinkelsensors, des Drucksensors 6, des Drosselsensors 7 und des (nicht gezeigten) Kühlwassertemperatursensors verwendet, um Eingangsdaten wie Motorgeschwindigkeit, Einlaßrohrdruck, Drosselventilöffnung und Wassertemperatur, zu lesen.
Als nächstes wird im Schritt 202 erfaßt, ob sich die verschiedenen oben beschriebenen Daten innerhalb einer vorgegebenen EGR-Steuerzone befinden oder nicht; das heißt, es wird bestimmt, ob sich der Betriebszustand innerhalb einer Zone befindet, die EGR benötigt. Wenn sich die Daten nicht innerhalb der EGR-Steuerzone befinden, wird Schritt 203 ausgeführt. Im Schritt 103 wird das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet (geöffnet), so daß keine EGR durchgeführt wird. Danach wird im Schritt 204 bestimmt, ob sich die Daten innerhalb einer Fehlerdiagnosezone befinden und um der Ansprechzeit des Abgas-Temperatursensors Rechnung zu tragen, wird bestimmt, ob die Abgastemperatur ausreichend stationär geworden ist oder nicht, entsprechend der Tatsache, ob eine vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen (zum Beispiel 100 Arbeitszyklen) des Motors vergangen sind, nachdem das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet worden ist. Der Betriebsbereich der oben erwähnten Fehlerdiagnosezone ist der Bereich von niedriger Last des Motors, bei dem sich der Betrieb des Motors in einem stationären Zustand befindet und der Unterschied der Temperatur des Abgases zwischen EGR-Ein-Betrieb und Aus-Betrieb offensichtlich auftritt.
Wenn im Schritt 204 erfaßt wird, daß sich die Daten nicht innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden oder die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen des Motors noch nicht vergangen sind, nachdem das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet worden ist, wird der (unten beschriebene) Schritt 211 durchgeführt. Wenn sich andererseits die Daten innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden und die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen des Motors vergangen sind, nachdem das elektromagnetische Ventil 9 ausgeschaltet worden ist, wird Schritt 205 durchgeführt. Im Schritt 205 wird die Abgastemperatur TAUS gelesen, die erfaßt wird, wenn die EGR nicht durchgeführt wird. Danach wird Schritt 202′ durchgeführt, der erfaßt, ob sich die Daten innerhalb der EGR-Steuerzone befinden.
Wenn andererseits im Schritt 202 erfaßt wird, daß sich die Daten innerhalb der EGR-Steuerzone befinden, wird über Schritt 202′ im Schritt 206 das elektromagnetische Ventil 9 eingeschaltet (geschlossen), um die Ausführung von EGR (Abgasrückführung) zu ermöglichen. Danach wird im Schritt 207 ähnlich wie im Schritt 204 erfaßt, ob sich die Daten innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden oder nicht und außerdem wird erfaßt, ob die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen vergangen ist, nachdem das elektromagnetische Ventil betätigt worden ist. Falls in diesem Fall sich die Daten nicht innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden oder die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen noch nicht vergangen ist, nachdem das elektromagnetische Ventil betätigt worden ist, wird Schritt 211 ausgeführt. Wenn andererseits sich die Daten innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden und die vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen vergangen ist, nachdem das elektromagnetische Ventil betätigt worden ist, wird Schritt 208 durchgeführt. Im Schritt 208 wird die Abgastemperatur TEIN gelesen, die erfaßt wird, wenn die EGR durchgeführt wird.
Als nächstes wird im Schritt 209 die Abgastemperaturdifferenz TEIN - TAUS zwischen EGR Ein- und Aus-Zuständen geschätzt, bei denen die Motorzustände so sind, daß sich die Daten innerhalb der Fehlerdiagnosezone befinden und die Abgastemperatur stabil ist. Wenn die EGR-Einrichtung normal arbeitet, wird das Abgas in den Einlaßkanal geführt. Als Folge davon wird, bei unverändert beibehaltenen Betriebsbedingungen, der Verbrennungszustand schlechter als in dem Fall, wenn die EGR nicht durchgeführt wird und die Abgastemperatur wird verkleinert. Somit kann aus dem Vergleich von (TAUS - TEIN) mit einem Wert Delta T (zum Beispiel 50°C) festgestellt werden, ob die EGR-Einrichtung ausgefallen ist oder nicht.
Wenn im Schritt 209 erfaßt wird, daß die EGR-Einrichtung entsprechend (TAUS - TEIN) < Delta T normal arbeitet, wird Schritt 211 durchgeführt. Wenn erfaßt wird, daß die EGR-Einrichtung ausgefallen ist entsprechend der Tatsache, daß (TAUS - TEIN) < Delta T nicht erfüllt ist, wird danach Schritt 210 durchgeführt. Im Schritt 210 wird der oben erwähnte EGR-Fehlerbehandlungsprozeß ausgeführt.
Im Schritt 211 werden ein Kraftstoff-Einspritzsteuerprozeß und andere Prozesse für den Motor durchgeführt.
In den oben beschriebenen elektronischen Steuereinrichtungen dieser Erfindung wird eine Fehlerdiagnosezone verwendet, um zu erfassen, ob die EGR-Einrichtung ausgefallen ist oder nicht. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf und dadurch beschränkt. Das heißt, die Fehlerdiagnosezone kann in eine Vielzahl von Zonen für eine weitere genauere Diagnose unterteilt werden. In diesem Fall wird die Fehlerdiagnose bezüglich jeder der Vielzahl von Zonen aus der NOx-Menge oder der Differenz der Abgastemperaturen zwischen EGR-Ein-Betrieb und Aus-Betrieb durchgeführt.
Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind unter Bezugnahme auf den Motor beschrieben worden, in dem die geförderte Luftmenge aus dem Druck in dem Einlaßrohr bestimmt wird, um dadurch den Kraftstoffeinspritzvorgang zu steuern. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt. Das heißt, das technische Konzept der Erfindung kann auch auf einen Motor angewendet werden, bei dem die geforderte Luftmenge mit einem mit dem Motor verbundenen Luftflußsensor, mit einem NOx-Sensor oder einem Abgas-Temperatursensor erfaßt wird.
Wie oben beschrieben, wird in der elektronischen Steuereinrichtung der Erfindung bestimmt, ob die EGR-Einrichtung ausgefallen ist oder nicht aus den NOx-Mengen in dem Abgas, die jeweils erfaßt werden, wenn das EGR-Steuerventil sich im Betrieb oder außer Betrieb befindet oder aus der Differenz zwischen Abgastemperaturen, die jeweils erfaßt werden, wenn sich das EGR-Steuerventil im Betrieb und außer Betrieb befindet. Somit besitzt die elektronische Steuereinrichtung der Erfindung niedrige Herstellungskosten und kann dennoch mit hoher Genauigkeit erfassen, ob die EGR-Einrichtung ausgefallen ist oder nicht.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, wird es einem Fachmann naheliegend sein, daß vielerlei Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen, und somit ist beabsichtigt, daß alle derartigen Änderungen und Modifikationen wie sie in den wahren Grundgedanken und Umfang der Erfindung fallen, in den beigefügten Ansprüchen abgedeckt sind.

Claims (6)

1. Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Abgasrückführungs- oder Rückführungs(EGR)-System einer Brennkraftmaschine, mit einem Abgasrückführungskanal, der Abgas teilweise von einem Auslaßkanal an einen Einlaßkanal zurückführt und ein Abgasrückführungssteuerventil (4) zum Steuern der Flußrate des zurückgeführten Abgases, umfassend:
Sensoren (6, 7, 16) zum Erfassen einer Vielzahl von Motorbetriebszuständen;
eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Empfangen der so erfaßten Ausgänge der Sensoren (6, 7, 16) bzw. Vergleichen der Ausgänge mit vorgegebenen Werten im Normalzustand des EGR-Systems entsprechend der von den Sensoren (6, 7, 16) erfaßten Motorzuständen, wodurch der Fehler des EGR-Steuersystems festgestellt wird.
2. Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen NOx-Sensor (16) enthält, der in dem Auslaßkanal (10) angebracht ist, zum Erfassen einer NOx-Menge im Abgas des Auslaßkanals (10).
3. Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerdiagnoseeinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen, ob das EGR-Steuerventil (12) bei einem Betrieb des Motors entsprechend der Ausgänge der Sensoren (6, 7, 16) betrieben werden kann oder nicht, enthält;
eine Einrichtung (8) zum Erfassen ob der Motorbetrieb entsprechend der Ausgänge der Sensoren (6, 7, 16) sich innerhalb einer vorgegebenen Fehlerdiagnosezone befindet, wobei die vorgegebene Fehlerdiagnosezone einen Bereich mit niedriger Last in seinem stationären Betriebszustand ist;
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen von Werten der NOx-Menge, wenn das EGR-Steuerventil (12) im Betrieb bzw. außer Betrieb ist und wenn der Motorbetrieb innerhalb der vorgegebenen Fehlerdiagnosezone ist, als den vorgegebenen Wert der NOx-Menge des Motorbetriebs; und
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der von dem NOx-Sensor erfaßten Werte der NOx-Menge mit den von der Berechnungseinrichtung berechneten Werten der NOx-Menge, wenn das EGR-Steuerventil im Betrieb bzw. außer Betrieb ist.
4. Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (6, 7, 16) einen Abgas-Temperatursensor (16) enthält, der in dem Auslaßkanal (10) angebracht ist, zum Erfassen von Temperaturen des Abgases.
5. Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerdiagnoseeinrichtung eine Einrichtung enthält zum Erfassen, ob das EGR-Steuerventil (12) bei einem Betrieb des Motors entsprechend der Ausgänge der Sensoren (6, 7, 16) betrieben werden kann oder nicht;
eine Einrichtung zum Erfassen, ob sich der Motorbetrieb entsprechend zu den Ausgängen der Sensoren (6, 7, 16) innerhalb einer vorgegebenen Fehlerdiagnosezone befindet oder nicht, wobei die vorgegebene Fehlerdiagnosezone ein Bereich mit niedriger Last des Motors in seinem stationären Betriebszustand ist; und
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Abgastemperaturen, wenn das EGR-Steuerventil (12) in Betrieb und außer Betrieb ist, wenn der Motorbetrieb innerhalb der vorgegebenen Fehlerdiagnosezone ist.
6. Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerdiagnoseeinrichtung eine Berechnungseinrichtung enthält, wenn sich der Motorbetrieb innerhalb der vorgegebenen Fehlerdiagnosezone befindet, zum Berechnen einer Differenz zwischen den Temperaturen, wenn das EGR-Steuerventil (16) im Betrieb und außer Betrieb ist als dem vorgegebenen Temperaturwert des Abgases, und zum Berechnen einer Differenz zwischen der von dem Abgas-Temperatursensor (16) erfaßten Temperatur, wenn das EGR-Steuerventil im Betrieb und außer Betrieb ist; wodurch die Vergleichseinrichtung (8) die als den vorgegebenen Wert berechnete Differenz mit der zwischen den von dem Abgas-Temperatursensor erfaßten Temperaturen berechneten Differenz vergleicht.
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