DE69521398T2

DE69521398T2 - Auspuffsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69521398T2
Application number: DE69521398T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Takaku
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2015-12-19
Also published as: DE69533415T2; JP3467657B2; EP1473448B1; KR100415403B1; EP0719931B1; EP1473448A1; EP1085179B1; KR960023652A; EP1085179A2; US5617722A; EP0719931A1; DE69535751D1; EP1085179A3; DE69533415D1; JPH08177605A; DE69521398D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen von Zusammensetzungsbestandteilen, d. h. der Sauerstoffdichte, in Abgas und zur Einstellung eines Luft-Kraftstoffverhältnisses oder zur Diagnose einer Abgasreinigungseinrichtung, wie etwa einen Katalysator.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Abgassteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche geeignet ist, die Abgas- Leckage von einem Abgassystem zu ermitteln und einen Anstieg oder eine Fehlbeurteilung von schädlichem Abgas durch das Leck zu vermeiden.
Die Sauerstoffdichte im Abgas wird gemessen und die Vorrichtung zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses durch Rück-Zufuhr des gemessenen Abgases ist weithin bekannt. Insbesondere wird die Abgasreinigungseinrichtung, welche HC, CO und NOX herausreinigt, welche die schädlichen Abgase sind, allgemein als Abgasreinigungsvorrichtung für Fahrzeuge verwendet, durch Einstellen des Luft- Kraftstoffverhältnisses auf ein theoretisch stoichiometrisches Luft- Kraftstoffverhältnis und durch Vorsehen eines Dreiwegekatalysators für das Abgassystem.
Des Weiteren wird, wenn der Dreiwegekatalysator und der Sauerstoffdichtesensor, welche Teile sind, welche die Abgasreinigungseinrichtung bilden, sich verschlechtern oder ausgefallen sind, das schädliche Abgas in die Atmosphäre ausgestoßen und auch die Diagnoseeinrichtungen zur Prüfung der Verschlechterung und des Problems mit diesen Teilen ist ebenso weit verbreitet in Gebrauch. Beispielsweise sind die Diagnoseeinrichtungen des Katalysators in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4/292554 (1992) offenbart, welche dem US-Patent 5,237,818 entspricht.
In den oben dargestellten Vorrichtungen wird das Problem, welches in dem Fall zu lösen ist, bei dem in dem Abgassystem ein Leck aufgetreten ist, nicht berücksichtigt. Wenn in einem Abgassystem ein Leck auftritt (beispielsweise wenn sich ein Loch in einem Abgasrohr auftut und der Verbindungspunkt der Einzelteile geschwächt ist) und die Last der Verbrennungskraftmaschine niedrig ist und die Umdrehungsgeschwindigkeit niedrig ist, tritt ein negativer Druck auf, während der Abgasdruck am Pulsieren ist. In Anbetracht dessen, wird Luft von der Umgebungsluftseite her in das Abgassystem gesogen.
Auf diesem Weg ist der Einfluss in dem Fall, dass das Leck auftritt, unterschiedlich bezüglich einer Stelle, an der das Leck entsteht. Wenn das Leck beispielsweise zwischen dem Sauerstoffdichtesensor zur Steuerung des Luft- Kraftstoffverhältnisses und dem Katalysator auftritt, wird das Luft- Kraftstoffverhältnis durch die Rückführung so gesteuert, dass das Abgassystem theoretisch ein stoichiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis an einem Ort des Sauerstoffdichtesensors erhält und der Sauerstoff im Überschuss zugeführt wird, da die Luft an dem Katalysatorort eingesogen wird. In Anbetracht dessen, wird NOX, welches ein schädliches Gas ist, durch den Katalysator nicht konvertiert und es wird in die Atmosphäre ausgestoßen.
Wenn außerdem, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 4/292554 (1992) offenbart ist, auch ein Sauerstoffdichtesensor stromabwärts des Katalysators angeordnet ist und der Katalysator durch ein Ausgangssignal des Sauerstoffdichtesensors, der stromauf und stromabwärts des Katalysators positioniert ist, geprüft wird, gelangt der Sauerstoffdichtesensor stromabwärts des Katalysators immer in mageren Zustand (Sauerstoffüberschuss) und es wird unmöglich, den Katalysator zu prüfen, wodurch eine Fehlbeurteilung stattfindet.
Wenn stromaufwärts des Sauerstoffdichtesensors für die Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Steuerung ein Leck auftritt, steigt der Kraftstoffverbrauch allgemein an, da die Rückkopplungssteuerung so betrieben wird, dass an dem Ort des Sauerstoffdichtesensors das theoretisch stoichiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzielt wird und um die Kraftstoffmenge zu erhöhen, wobei sie mit dem durch das Leck eingesogenen Sauerstoff mengenmäßig in Gleichgewicht gebracht wird.
Dadurch erzeugt der Sauerdichtesensor einen mageren Ausgang, welcher dem negativen Druck, erzeugt durch Abgasdruckpulsation, entspricht. Des Weiteren tritt ein Fehler in der Diagnose des Sauerstoffsensors auf, das Luft-Kraftstoff- Verhältnis wird extremer als gewöhnlich, so dass das schädliche Gas als Ergebnis in die Atmosphäre ausgelassen wird.
Des Weiteren wird in dem Fall, dass das Leck stromaufwärts des Katalysators entstanden ist, das Abgas, welches nicht gereinigt ist, in die Atmosphäre ausgelassen, wenn der Abgasdruck positiv ist.
US-A-5,372,036 offenbart eine Abgasermittlungseinrichtung einen Verbrennungsmotor, welche einen Katalysator zur Bearbeitung des von dem Motor abgegebenen Abgases und einen Abgassauerstoffsensor stromaufwärts des Katalysators und einen Abgassauerstoffsensor stromabwärts des Katalysators sowie ein Motorsteuersystem zur Steuerung des Luft-Kraftstoffeingangs zu dem Verbrennungsmotor mittels des Ausgangs der Abgassauerstoffsensoren umfasst. Diese Einrichtung ist in der Lage ein Abgasleck zu ermitteln und könnte, falls gewünscht, die Kraftsteuerstrategie des Verbrennungsmotors abändern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor vorzusehen, in welcher ein gestiegener Auslass von schädlichen Abgas durch ein Leck in die Atmosphäre und eine falsche Diagnose einer Abgasemissionssteuervorrichtung, wie etwa einem Katalysator etc., unterdrückt werden kann.
Um das obere Ziel zu erreichen, ist eine Abgas-Steuereinrichtung gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Vorteilhafter Weise wird, bei der Abgas-Steuereinrichtung des Verbrennungsmotors, die in der vorliegenden Erfindung oben dargestellt ist, die Diagnose der Abgas-Reinigungseinrichtung gestoppt, wenn ein Leck ermittelt wird, und eine falsche Diagnose der erhöhten Emissionen wird vermieden. Auch die Rückkopplungssteuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses durch den Sauerstoffdichtesensor wird gestoppt. Beispielsweise kann ein Anstieg in dem Kraftstoffverbrauch durch Durchführung der Luft-Kraftstoffsteuerung ohne ihre Überprüfung mit der Rückkopplungssteuerung unterdrückt werden. Des Weiteren können die Abgabe von schädlichem Gas in die Atmosphäre unterdrückt werden und der Benutzer wird gewarnt, eine Reparatur des fehlerhaften Teils anzugehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Zeichnung, welche die gesamte Konstruktion einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel eines Leck-Feststellungsmittels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine Zeichnung, welche einen Fall eines Leck-Feststellungsmittels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel eines Flussdiagramms zur Feststellung des Lecks der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist eine Zeichnung, welche ein Verhältnis eines festen Werts von a mit einer Größe des Lecks der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist eine Zeichnung, welche ein Verhältnis der Größe des Lecks mit einem Korrekturfaktor für eine Katalysatordiagnose der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine Zeichnung, welche ein Verhältnis einer Leckgröße mit einem Korrekturfaktor für einen Sauerstoffdichtesensordiagnose der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine Zeichnung, welche eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung der Zeichnungen wie folgt erläutert werden.
Fig. 1 zeigt die gesamte Konstruktion einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Menge der angesogenen Luft Qa zu einem Verbrennungsmotor 4 wird durch ein Drosselventil 2 eingestellt und von einem Luftstromsensor 1 gemessen. Eine Motorgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 4 wird durch einen Drehgeschwindigkeitssensor 3 gemessen. Das Abgas tritt durch eine Abgasleitung 5 und wird zu einem Katalysator 6 gelangen und wird durch eine Abgasleitung 7 in die Atmosphäre abgegeben. Sauerstoffdichtesensoren 8, 9 sind jeweils in den Abgasleitungen 5 und 7 angeordnet. Die Ausgänge der verschiedenen Sensoren werden in eine Steuereinrichtung 10 eingegeben.
Die Ausgänge des Luftstromsensors 1, des Drehgeschwindigkeitsensors 3 und des Sauerstoffdichtesensors 8 werden in ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Rückkopplungssteuermittel 11 eingegeben und eine Kraftstoffeinspritzpulsdauer Ti wird durch die folgende Gleichung berechnet und ein Antriebspuls wird in einen Kraftstoffeinspritzer, welcher nicht gezeigt ist, ausgegeben, basierend auf diesem Ti, wodurch der Kraftstoff zugeführt wird.
Ti = K · Tp · α + Tb
K: Ein Koeffizient (korrigiert durch Kühlwassertemperatur und Beschleunigung und Abbremsung)
Tp: Basis Einspritzpulsdauer
α: Rückkopplungskorrekturfaktor
Tb: Ungültige Einspritzpulsdauer
Hier,
Tp = k · Qa/Ne
K: Ein Koeffizient (der Charakteristik des Kraftstoffeinspritzers)
Der Rückkopplungskorrekturfaktor a wird so berechnet, dass er schrittweise erhöht wird, wenn der Sauerstoffdichtesensor 8 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis als zu mager zeigt, wodurch die Menge des Kraftstoffs zu dem Kraftstoffeinspritzer erhöht wird, und er wird so berechnet, dass er schrittweise klein wird, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis fett angezeigt wird, wodurch eine geringe Menge von Kraftstoff zu dem Einspritzer zugeführt wird.
Die Menge der Kraftstoffzufuhr wird gemäß dem Rückkopplungsfaktor a überprüft, welcher für gewöhnlich in dem Bereich des Werts von in etwa 1 liegt. Die Ausgänge der Sauerstoffdichtesensoren 8 und 9, welche an Punkten stromauf- und stromabwärts des Katalysators 6 angeordnet sind, werden in ein Katalysatorleistungsdiagnosemittel 12 eingegeben und eine Leistung des Katalysators 6, nämlich eine Umwandlungseffizienz des schädlichen Gases, wird geschätzt, basierend auf einer wechselseitigen Korrelationsfunktion der Wellenformenausgabe von den beiden Sauerstoffdichtesensoren. In dem wie oben dargestellten System wird die Leistung des Katalysators 6 abgeschätzt durch Verwendung einer Korrelationsfunktion, welche zwischen einer Leistung des Katalysators und der wechselseitigen Korrelationsfunktion des Wellenformenausgangs von beiden Sauerstoffdichtesensoren, die stromauf und stromabwärts des Katalysators angeordnet sind, besteht. Wenn die auf diesem Weg abgeschätzte Leistung des Katalysators schlechter als ein vorbestimmter Wert wird, erhält der Betreiber einen Alarm zur Reparatur des Katalysators. Auf diesem Weg wird ein Fahrzustand vermieden, während dem große Mengen an schädlichen Gasen in die Atmosphäre ausgelassen werden.
In ein Leck-Feststellungsmittel 20 werden die Ausgänge der Sauerstoffdichtesensoren 8 und 9, die stromauf und stromabwärts des Katalysators 6 angeordnet sind, eingegeben und das Leck wird von den Ausgängen der zwei Sauerstoffdichtesensoren festgestellt.
Wenn von dem Leck-Feststellungsmittel 20 ein Leck festgestellt wird, wird die Steuerung von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuermittel 11 unterbrochen oder überprüft durch ein Unterbrechungs- oder Korrekturmittel (1) 21 und eine Katalysatorleistungsdiagnose durch das Katalysatorleistungsdiagnosemittel 12 wird unterbrochen oder überprüft durch ein Unterbrechungs- oder Korrekturmittel (2) 22.
Das Leckfeststellungsverfahren und das Unterbrechungs- oder Korrekturverfahren der Luft-Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung und der Katalysatorleistungsdiagnose, wie oben erwähnt, wird nun detailliert beschrieben werden.
Als Erstes das Leckfeststellungsverfahren.
Da das Feststellungsverfahren, basierend auf der Lage, wo das Leck auftritt, variiert, beziehen sich die folgenden Erklärungen auf Fälle, bei denen das Leck zuerst an einem Ort A auftritt (stromaufwärts von dem Sauerstoffdichtesensor 8) und zweitens bei einer Position B (zwischen den Sauerstoffdichtesensoren 8 und 9) in Fig. 1.
Wenn ein Leck zunächst an der Stelle A vorhanden ist, bei einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit und einer niedrigen Last, tritt ein negativer Druck in der Abgasleitung 5 durch die Abgaspulsation auf, welche mit jeder Verbrennung synchronisiert ist, wodurch Luft eingesogen wird und geringe Spitzengeräusche zu der Wellenform des Ausgangs von dem Sauerstoffdichtesensor 8 zugeführt werden.
Demgemäß werden, wie in Fig. 2 gezeigt, Komponenten, welche mit der Verbrennung synchronisiert sind, durch Filtern der Ausgangswellenform des Ausgangs von dem Sauerstoffdichtesensor 8 mit einem Filtermittel 31 extrahiert, wobei die verhältnismäßig niedrige Geschwindigkeit und niedrige Lastzeit durch ein Feststellungsmittel 33 eines spezifischen Fahrzustandes festgestellt wird. In dem obigen Fahrzustand wird das Leck durch ein Leckabschätzmittel 32 abgeschätzt, wenn die extrahierte Komponente durch Filterung der Ausgangswellenform größer ist als ein vorbestimmter Wert. Weiter kann die Größe des Lecks durch das Ausmaß der extrahierten Komponente abgeschätzt werden.
Des Weiteren kann das Leck durch den Rückkopplungskorrekturfaktor α festgestellt werden, welcher durch ein Luft-Kraftstoffverhältnis- Rückkopplungssteuermittel 11, wie oben erwähnt, berechnet wird. Dies ist das α, wenn das Leck an dem Ort des Sauerstoffdichtesensors 8 auftritt, welches sich erhöht gemäß der Menge des Sauerstoffs, der durch das Leck angesogen wird, während das Luft-Kraftstoffverhältnis durch ein theoretisch stoichiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis gesteuert wird. Demgemäß wird das Leck, wie in Fig. 3 gezeigt, abgeschätzt, wenn der Wert von α in dem spezifischen Fahrzustand größer ist als der vorbestimmte Wert unter Einbeziehung des Effekts des α- Berechnungsmittels in der gleichen Art wie oben. Weiter kann die Größe des Lecks durch die Größe des Werts von α abgeschätzt werden.
In diesen Beispielen können die Faktoren bevorzugt anders als das Leck entfernt werden durch deren Vergleich mit einem Wert in einem Bereich, bei dem der negative Druck in der Abgaspulsation nicht aufzutreten scheint.
Zum Zweiten wird das Auftreten eines Lecks an der Stelle B wie folgt beschrieben.
In diesem Fall wird das Luft-Kraftstoffverhältnis durch eine Rückkopplungssteuerung gesteuert, um ein theoretisch stoichiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis an einer Stelle des Sauerstoffdichtesensors 8 zu halten. Jedoch bietet sich an der Stelle des Sauerstoffdichtesensors 8 ein Zustand von Sauerstoffüberschuss in der gleichen Art wie im Fall, bei dem das Leck an der Stelle A auftritt, bei niedriger Geschwindigkeit und niedriger Last, da die Luft angesogen wird.
Ein Flussdiagramm für die Leckfeststellung ist in Fig. 4 gezeigt. Als Erstes wird in Schritt S101 ermittelt, ob der spezifische Fahrzustand ausgeführt wird. Wenn dies Nein ist, ist der Ablauf beendet und Schritt S102 beginnt nur in Fällen von Ja und der Ausgang des Sauerstoffdichtesensors 9, der stromabwärts des Katalysators 6 angeordnet ist, wird überprüft. Wenn ein fetter Zustand angezeigt wird, geht es weiter zu Schritt S103 und es wird beurteilt, dass kein Leck vorliegt. Wenn nicht fett gezeigt wird, wird die Größe von fett verschoben bis der Sauerstoffdichtesensor 9 fett schrittweise innerhalb einer Grenze eines Begrenzers zeigt, wie in dem Ablauf von Schritt S104 zu Schritt S106 gezeigt. Die Fett-Verschiebung wird durchgeführt durch Erhöhung der abgeschätzten Spannung zur Abschätzung einer Mager/Fett-Mischung, welche auf dem Ausgang des Sauerstoffdichtesensors 8 basiert, wenn die Luft-Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung beispielsweise durch den Sauerstoffdichtesensor 8 durchgeführt wird. In Schritt S107 wird die Größe des Lecks aus einer Größe der Fett-Verschiebung abgeschätzt, wenn der Sauerstoffdichtesensor 9 in das Fette übergeht. In dem Ablaufdiagramm von Schritt S108 zu Schritt S110 wird dies, falls eine Größe des abgeschätzten Lecks den vorbestimmten Wert überschreitet, als, dass das Leck auftritt, beurteilt und falls die Größe nicht den vorbestimmten Wert überschreitet, wird es beurteilt als, dass das Leck nicht auftritt.
Falls beispielsweise in dem obigen Fall das Luft-Kraftstoffverhältnis stromaufwärts des Katalysators zur fetten Seite hin verschoben wird, wird der Effekt des Katalysators gering, so dass eine bemerkenswerte Zeit benötigt werden sollte, bis der Effekt des Katalysators in dem Sauerstoffdichtesensor 9 stromabwärts des Katalysators auftritt. Demgemäß sollte eine vorbestimmte Zeit benötigt werden, bevor der Effekt ermittelt wird.
Und so sorgt die Fett-Verschiebung manchmal für eine ansteigende schädliche Komponente im Abgas. Demgemäß hat die Frequenz der Leckfeststellung so beschränkt zu werden, dass sie innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne liegt.
Ein weiteres Verfahren ist wie folgt.
Bevor der Katalysator aktiviert wird, kann der Ausgang der Sauerstoffdichtesensoren 8 und 9 miteinander verglichen werden. In diesem Fall sinkt die Frequenz der Leckfeststellung, aber der Effekt des Katalysators ist kaum festzustellen und es besteht ein Vorteil darin, dass dabei kein Bedürfnis besteht, zu einem fetten Gemisch zu verschieben.
Wie oben gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wird es möglich, die Größe und die Position des Lecks abzuschätzen.
Mit Bezug auf die Luft-Kraftstoffverhälnis-Rückkopplungssteuerung, welche ein Leck detektiert, werden als Nächstes das Unterbrechungs- und das Korrekturverfahren der Katalysatorleistungsdiagnose erklärt werden.
Als Erstes tritt das Leck an der Position A in Fig. 1 auf, da α einen großen Wert annimmt, dies hat den Effekt des Ansteigens der Menge an Kraftstoff und somit kann der Kraftstoffverbrauch erhöht sein. Des Weiteren, da dem erhöhten Kraftstoff in der Menge Sauerstoff fehlt, wird er in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors nicht verbrennen und in der Abgasleitung oder dem Katalysator stromabwärts der Leck erzeugenden Stelle verbrennen. Dabei steigt die Temperatur des Katalysators zu stark und seine Leistung kann abnehmen.
Aufgrund der Unterbrechung und der Korrektur der Kraftstoffverhältnis- Rückkopplungssteuerung, wenn das Leck festgestellt wird, wird die Luft- Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung im Wesentlichen unterbrochen und es ist bevorzugt, den Rückkopplungskorrekturfaktor α auf 1 festzusetzen.
Aber in diesem Fall fällt, da das Abgas den Sauerstoffüberschusszustand in dem Katalysator 6 erreicht, die Konvertierungseffizienz von NOX und dessen Menge, die in die Atmosphärenluft abgegeben wird, wird erhöht. Demgemäß ist es bevorzugt, gleichzeitig einen Alarm an den Betreiber zu erzeugen.
Wenn des Weiteren das abgeschätzte Leck verhältnismäßig klein ist, wird α überprüft, um etwas höher um ein Maß als der festgelegte Wert, wie in Fig. 5 gezeigt, gesetzt zu werden, wodurch der Kraftstoff in seiner Menge erhöht wird, so dass die Temperatur des Katalysators nicht zu sehr angehoben wird und die Konvertierungseffizienz des NOX auf ein bestimmtes Ausmaß gesichert werden kann.
Weiter wird, ohne die Rückkopplungssteuerung zu unterbrechen, die Menge des Kraftstoffs, welcher in dem Katalysator verbrennt, durch die Verschiebung zur mageren Seite reduziert, ein Temperaturanstieg des Katalysators kann niedrig gehalten werden. Im Folgenden wird das Unterbrechungs- und Korrekturverfahren der Leistungsdiagnose des Katalysators erklärt werden.
In einem System zur Abschätzung der Leistung des Katalysators durch die Korrelationsfunktion der Sauerstoffdichtesensorenausgänge stromauf und stromabwärts des Katalysators, wie oben dargestellt, wird die Korrelationsfunktion, in welcher die Größe des Lecks verhältnismäßig klein ist, kleiner als die, in welcher kein Leck vorhanden ist, da die Katalysatortemperatur hoch ist etc., d. h., es besteht eine Tendenz, dass die Katalysatorleistung so beurteilt wird, dass sie auf einer besseren Seite ist als eine eigentliche. Und wenn die Größe des Lecks größer wird als der vorbestimmte Wert, wird eine Fluktuationsbreite des Luft- Kraftstoffverhältnisses größer als gewöhnlich und die Korrelationsfunktion wird entgegengesetzt einen etwas größeren Wert aufweisen.
Demgemäß kann beispielsweise die Leistungsdiagnose des Katalysators durch Multiplizieren der Korrelationsfunktion mit dem Korrekturfaktur, wie in Fig. 6 gezeigt, durchgeführt werden. Weiter wird, wenn eine Größe des Lecks eine Größe des vorbestimmten Werts übersteigt, die Diagnose abgebrochen, da es unmöglich wird, eine Genauigkeit der Diagnose, die sicherzustellen ist, zu erreichen.
Im Folgenden, bezüglich des Unterbrechungs- und Korrekturverfahrens der Sauerstoffdichtesensordiagnose, wird, wenn beispielsweise die Antwortsgeschwindigkeit der Ausgangswellenform untersucht wird, eine Verantwortlichkeit beurteilt an einer schnellen Seite (die Seite, welche in einer Antwortszeit kurz ist), da die magere Spitze zu der Ausgangswellenform hinzugefügt wird.
Demgemäß kann beispielsweise, wie in Fig. 7 gezeigt, die Verantwortlichkeitsdiagnose des Sauerstoffdichtesensors durch Multiplizieren der Antwortszeit mit dem Korrekturfaktor durchgeführt werden. Und wenn die Größe des Lecks die Größe des vorbestimmten Werts übersteigt, wird die Diagnose unterbrochen, da es unmöglich wird, die sicherzustellende Genauigkeit der Diagnose zu erhalten.
Als nächstes wird ein Fall der Entstehung des Lecks an der Stelle B, wie in Fig. 1 gezeigt, erklärt werden.
In diesem Fall, dass das Leck insbesondere stromaufwärts des Katalysators auftritt, wird die Rückkopplungssteuerung wie der genannte Artikel so durchgeführt, um das theoretisch stoichiometrische Luft-Kraftstoffverhältnis an der Position des Sauerstoffdichtesensors 8 zu erhalten und der Sauerstoffüberschusszustand wird an der Position des Katalysators 6 erhalten.
Daher wird NOX nicht umgewandelt und wird in die Atmosphärenluft ausgelassen. Und da der Sauerstoffdichtesensor 9 immer in den mageren Zustand gelangt, wird die Leistungsdiagnose des Katalysators 6 unmöglich und falsche Diagnose wird durchgeführt.
Weiter wird, unter Verwendung des Signals des Sauerstoffdichtesensors 9, in dem Fall, dass die Rückkopplungssteuerung durch Rückkopplung des Luft- Kraftstoffverhältnisses durchgeführt wird, ein Ansteigen des Kraftstoffverbrauchs und eine Überhitzung des Katalysators auftreten, ähnlich wie, wenn das Leck an der Position A auftritt.
Entsprechend, beispielsweise um den Auslass von NOX in die Atmosphäre zu unterdrücken, wenn ein Leck festgestellt wird, wird, bezugnehmend auf die Luft- Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung (durch den Sauerstoffdichtesensor 8), die Luft-Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt, während sie auf die fette Seite verschoben wird, die Luft-Kraftstoffverhältnis- Rückkopplungssteuerung wird unterbrochen oder α wird auf einen etwas größeren Wert als 1 festgesetzt.
In allen Fällen fällt, wenn die Größe des Lecks den vorbestimmten Wert überschreitet, die Konvertierungseffizienz des NOX plötzlich und die Menge, welche in die Atmosphäre ausgelassen wird steigt schlagartig, und es ist bevorzugt, gleichzeitig den Betreiber zu alarmieren.
Bezüglich der Luft-Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung, welche den Sauerstoffdichtesensor 9 verwendet, wird die Rückkopplungssteuerung unterbrochen, um die Überhitzung des Katalysators zu verhindern.
Im Zusammenhang mit der Leistungsdiagnose des Katalysators wird in einem System zur Abschätzung der Leistung des Katalysators durch die Korrelationsfunktion des Kraftstoffdichtesensorausgangs stromauf und stromabwärts des Katalysators, wie oben dargestellt, die Korrelationsfunktion sehr klein, da der Ausgang des Sauerstoffdichtesensors 9, der stromabwärts des Katalysators angeordnet ist, immer mager zeigt, wenn die Größe des Lecks verhältnismäßig klein ist und der Wert der Korrelationsfunktion sehr klein wird, wobei da eine Möglichkeit entsteht, dass sogar ein zerstörter Katalysator als nicht zerstört beurteilt wird. Demgemäß wird, in dem Fall, dass die Größe des Lecks klein ist, die Diagnose des Katalysators gesteuert, dass sie unterbrochen wird.
Im Zusammenhang mit der Diagnose des Sauerstoffdichtesensors 9 wird die Diagnose des Katalysators unterbrochen, da der Ausgang immer den mageren Zustand zeigt.
Die Unterbrechungs- und Korrekturverfahren, die oben erwähnt sind, werden als Ausführungsformen erläutert, und geeignete Verfahren sind natürlich unterschiedlich in Abhängigkeit von jeweiligen Steuerverfahren und Diagnoseverfahren. Zum Beispiel kann ein Weg zur Unterdrückung von Ansammlung von Abgas, wenn der Wärmewiderstand des Katalysators hoch ist, bis zu einem gewissen Grad so erreicht werden durch Hochsetzen der Temperatur.
Weiter wird es vom Fahrzustand des Verbrennungsmotors betroffen. Beispielsweise kann der Fahrbereich für die Diagnose beispielsweise begrenzt sein oder auf einem solchen Bereich geändert sein, in einem Fahrbereich, in dem der negative Druck sich nicht in Einlasspulsationen äußert, da insbesondere nicht erforderlich ist, die Unterbrechungs- und Korrekturverfahren anzuwenden.
Eine andere Ausführungsform wird in Fig. 8 gezeigt werden. Die Abgastemperatursensoren 41 und 42 sind nach und vor dem Katalysator 6 angeordnet, die Leistung des Katalysators 6 wird aus einer Temperaturdifferenz diagnostiziert, welche von dem Leistungsdiagnosemittel 12 des Katalysators detektiert ist. In diesem Fall wird das Diagnoseverfahren auf demselben Weg wie oben dargestellt unterbrochen oder korrigiert, da dabei ein Fall auftritt, dass die Temperatur des Katalysators unnormal durch das Leck ansteigt. Eine Abgassteuereinrichtung kann durch Verwendung eines HC-Sensors zur Messung der HC-Dichte an Stelle des Sauerstoffdichtesensors verwirklicht werden. Die Abgassteuereinrichtung kann durch Messung der NOx Dichte durch Verwendung eines NOX-Sensors an Stelle des Sauerstoffdichtesensors realisiert werden.
Wie oben erwähnt, werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Luft- Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung und das Diagnoseverfahren des Sauerstoffdichtesensors oder des Katalysators unterbrochen oder korrigiert, basierend auf einem festgestellten Effekt der Leckposition und der Leckgröße in dem Abgassystem.
Dabei können die Zerstörung des Katalysators durch Überhitzung, die Ansammlung von Abgas und eine falsche Diagnose einer Abgasreinigungssystemkomponente unterdrückt werden. Wie oben dargestellt, führt dies vollständig zur Vermeidung des Auslasses von schädlichem Gas in die Atmosphäre.

Claims

1. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4), welcher aufweist:

einen Abgassensor (8) zum Feststellen einer Komponente im Abgas, und ein Leck-Feststellungsmittel (20) zum Feststellen der Größe und des Ortes von einer Abgas-Leckage von dem Abgassystem auf der Basis von dem Ausgangssignal von dem Abgassensor (8),

gekennzeichnet durch

ein Abgassystem-Funktions-Diagnose-Mittel (12), welches eine Berechnung zum Diagnostizieren eines Katalysators und/oder eines Abgassensors (8) ausführt, auf der Basis von einem Ausgangssignal von dem Abgassensor (8), und

ein Mittel (22) zum Unterbrechen oder Korrigieren der Berechnung auf der Basis von einer Ausgabe von dem Leck-Feststellungsmittel (20) in dem Fall, daß das Leck-Feststellungsmittel (20) eine Abgas-Leckage feststellt, wobei die Berechnung unterbrochen wird, wenn die Größe von einem Leck einen vorbestimmten Wert überschreitet und die Berechnung korrigiert wird, wenn die Größe von einem Leck diesen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

2. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4) nach Anspruch 1, wobei der Abgassensor (8) mindestens eine spezifische Komponente feststellt, welche in dem Abgas enthalten ist.

3. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Berichtigung von einer Kraftstoff-Steuerstrategie ausgeführt wird durch Rückmelden eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, um so einen Betrag von dem an den Verbrennungsmotor (4) gelieferten Kraftstoff anzupassen, auf der Basis von dem Ausgabesignal von dem Abgassensor (8).

4. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4) nach Anspruch 1, wobei der Abgassensor (8) eine Temperatur von dem Abgas feststellt.

5. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Leck-Feststellungsmittel (20) die Abgas-Leckage von dem Abgassystem auf der Basis von einem spezifischen Fahrzustand von dem Verbrennungsmotor (4) und dem Ausgabesignal von dem Abgassensor (8) feststellt.

6. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4) nach Anspruch 5, wobei das Leck-Feststellungsmittel (20) die Abgas-Leckage von dem Abgassystem auf der Basis von Frequenz-Komponenten feststellt in Bezug auf den Verbrennungszyklus von dem Ausgabesignal von dem Abgassensor (8).

7. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4) nach Anspruch 5, wobei das Leck-Feststellungsmittel (20) die Abgas-Leckage von dem Abgassystem feststellt durch Vergleichen von jeweiligen Ausgabesignalen von den Abgassensoren (8, 9), welche vor und hinter dem Katalysator angeordnet sind, bevor der Katalysator aktiviert wird.

8. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor (4) nach Anspruch 5, wobei das Leck-Feststellungsmittel (20) die Abgas-Leckage feststellt durch eine Tatsache, daß die Ausgabesignale von den Abgassensoren (8, 9), welche vorne angeordnet sind, in einem theoretisch stöichometrischen Luft-Kraftstoff- Verhältnis sind und die Ausgabesignale von den Abgassensoren, welche hinter dem Katalysator angeordnet sind, in einem Magerzustand von dem Luft- Kraftstoff-Verhältnis sind.

9. Abgas-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, wobei die Abgas-Leckage gespeichert wird in dem Berechnungsmittel und/oder ein Alarm für einen Fahrer erzeugt wird, wenn das Leck-Feststellungsmittel (20) die Abgas-Leckage feststellt.