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    Die Fehlerdiagnosevorrichtung für eine Sekundärluft-Zuführeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt aufgrund des Drucks und der Druckpulsation in einem Sekundärluft-Zuführweg eine Fehlfunktion der Sekundärluft-Zuführeinrichtung fest. Die Fehlerdiagnose wird durch Bestimmen der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation im Sekundärluft-Zuführweg aufgrund eines Bestimmungsschwellenwerts durchgeführt, und in der vorliegenden Erfindung wird der Bestimmungsschwellenwert gemäß einem Druckwert im Sekundärluft-Zuführweg (einem geglätteten Wert oder einem Durchschnittswert des gemessenen Drucks) variiert. Dies ermöglicht es der Vorrichtung, eine exakte Fehlerdiagnose durchzuführen, während die Druckpulsationen abgesehen von der, die auf eine Abgaspulsation zurückgeht (z. B. solche, die auf ein Rauschen des Druckfühlers und solche, die auf ein Ruckeln der Luftmenge zurückgehen) eliminiert werden.
    公开号:DE102004016418A1
    申请号:DE200410016418
    申请日:2004-04-02
    公开日:2004-11-18
    发明作者:Shigemasa Toyota Hirooka
    申请人:Toyota Motor Corp；
    IPC主号:F02D45-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft Sekundärluft-Zuführeinrichtungen für die stromaufwärtige Zufuhrvon Sekundärluftzur Abgasreinigungseinrichtung eines Verbrennungsmotors, und genauereine Fehlerdiagnosevorrichtung fürdie Sekundärluft-Zuführeinrichtung,die in der Lage ist, eine Funktionsstörung eines ihrer Bauteile zuerfassen.
    [0002] EinBeispiel fürbekannte Abgassteuersysteme füreinen Verbrennungsmotor ist eine Vorrichtung mit einem Dreiwegekatalysatorim Abgassystem, um CO-, HC- und NOx-Komponenten im Abgas zu verringern unddadurch die Abgasemissionen zu reinigen. Ein weiteres bekanntesVerfahren ist das Verbinden eines Sekundärluft-Zuführwegs,der mit einem Schaltventil versehen ist, mit einem Abgassammelrohrund das Einführenvon unter Druck gesetzter Luft (Sekundärluft) in das Abgassammelrohrmittels einer Luftpumpe, um den Sauerstoffgehalt im Abgas zu erhöhen, wodurchaufgrund einer Förderungder Oxidation von HC und CO im Abgas eine Reinigung bewirkt wird.
    [0003] Wennin der Sekundärluft-Zuführeinrichtungdieses Typs eine Fehlfunktion eines Bauteils, wie der Luftpumpeoder des Schaltventils, vorliegt, sinkt die Abgas-Reini gungsleistung,so daß sichdie Abgaswerte verschlechtern. Daher ist es notwendig, solch eineFunktionsstörungumgehend festzustellen. Eine bekannte Technik zum Feststellen einerderartigen Funktionsstörungist die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 9-125945offenbarte. Bei dieser Technik wird ein Druckfühler in dem Sekundärluft-Zuführweg angeordnet,und wenn von diesem eine Differenz zwischen einer maximalen undeiner minimalen Druckpulsation erfaßt wird, die kleiner ist alsein vorgegebener Wert, wird festgestellt, daß die Sekundärluft-Zuführeinrichtung nichtordnungsgemäß arbeitet,da keine normale Abgaspulsation vorliegt.
    [0004] Fallsjedoch wie oben beschrieben aufgrund der Tatsache, daß die Differenzzwischen den maximalen und minimalen Druckwerten größer istals der vorgegebene Wert, festgestellt wird, daß eine Abgaspulsation vorliegt,ergibt sich das folgende Problem. Falls nämlich beispielsweise eine Druckpulsationvorliegt, die von einer anderen Quelle als der Abgaspulsation herrührt, wieeinem Rauschen auf den von dem Druckfühler erfaßten Werten, und wenn der obengenannte Wert fürdie Erfassung niedrig angesetzt ist, besteht die Gefahr einer fehlerhaftenBestimmung der Druckpulsation als Abgaspulsation. Auch wenn dervorgegebene Wert für dieBestimmung höherangesetzt wird, um dies zu verhindern, kann trotzdem ein Ruckelnder Luftpumpe eine Druckpulsation bewirken, die in diesem Fall fälschlicherweiseals Abgaspulsation bestimmt werden könnte.
    [0005] EinZiel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Fehlerdiagnosevorrichtungfür eineSekundärluft-Zuführeinrichtung,die in der Lage ist, eine Fehlfunktion genau zu bestimmen.
    [0006] Beider Fehlerdiagnosevorrichtung füreine Sekundärluft-Zuführeinrichtunggemäß der vorliegenden Erfindunghandelt es sich um eine Vorrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Funktionsstörung einesBauteils einer Sekundärluft-Zuführeinrichtung aufgrundder Druckwerte und der Druckpulsation in einem Sekundärluft-Zuführweg derSekundärluft-Zuführeinrichtungfür diestromaufwärtigeZufuhr von Sekundärluftzur Abgasemissions-Reinigungseinrichtung eines Verbrennungsmotorsfestzustellen, worin ein Bestimmungsschwellenwert zum Bestimmender An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation, der verwendet wird,um eine Funktionsstörungzu finden, gemäß dem Druckin der Sekundärluft-Zuführeinrichtungvariiert wird.
    [0007] DieDruckpulsationen, die von dem Druckfühler in dem Sekundärluft-Zuführsystemerfaßtwerden, schließeneine ein, die auf die Abgaspulsation zurückgeht, eine, die von der Sekundärluft-Zuführeinrichtung (derLuftpumpe usw.) selbst verursacht wird, und eine, die vom Rauschendes Meßsystemshervorgerufen wird. Nach dem Wissensstand des Erfinders ist diePulsation, die von dem Rauschen des Meßsystems bewirkt wird, geringerals die beiden anderen Pulsationen, und die beiden anderen Pulsationenunterscheiden sich in der Höheihrer Druckwerte und könnensomit anhand der Höheihrer Druckwerte voneinander unterschieden werden. Wenn somit derBestimmungsschwellenwert fürdie An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation, der für die Bestimmungverwendet wird, ob eine Komponente ordnungsgemäß funktioniert oder nicht,gemäß dem Druckin der Sekundärluft-Zuführeinrichtungvariiert wird, kann eine Druckpulsation aufgrund einer Abgaspulsationvon Druckpulsationen unterschieden werden, die von den anderen Faktorenbewirkt werden. Dies ermöglichtes der Vorrichtung, eine genaue Fehlerdiagnose zu stellen.
    [0008] Hierbeitreten die genannten Druckpulsationen, die von der Sekundärluft-Zuführeinrichtungselbst erzeugt werden, bei einem hohen Druck in der Sekundärluft-Zuführeinrichtungauf, und somit zeigt die Druckpulsation hohe Werte. Daher wird derBestimmungsschwellenwert zum Bestimmen der An- oder Abwesenheiteiner Druckpulsation mit ansteigendem Druck in der Sekundärluft-Zuführeinrichtungerhöht.
    [0009] Vorzugsweisewird eine Fehlfunktion in den jeweiligen Bauteilen aufgrund vonDruckverhaltensmustern mit und ohne Sekundärluftzufuhr durch die Sekundärluft-Zu führeinrichtungbestimmt. Dies ermöglichtes der Vorrichtung, ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Bauteilzu unterscheiden und das fehlerhafte Teil zu bestimmen.
    [0010] Vorzugsweiseumfaßtdie Sekundärluft-Zuführeinrichtungeine Luftpumpe und ein Schaltmittel, das stromabwärts vonder Luftpumpe angeordnet ist. Der Druckfühler erfaßt einen Druckwert im Zuführweg zwischendem Schaltmittel und der Luftpumpe. Die Vorrichtung ist so ausgelegt,daß sieeine Fehlfunktion aufgrund des Ausgangssignals vom Druckfühler feststellenkann. Dies ermöglichtes der Vorrichtung, eine Fehlfunktion sowohl der Luftpumpe als auchdes Schaltmittels aufgrund des Ausgangssignals vom Druckfühler festzustellen.
    [0011] Eineandere Fehlerdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindungumfaßteinen Sekundärluft-Zuführweg, derstromaufwärtsseitigmit dem Abgasweg eines Abgasreinigungskatalysators verbunden ist, derin dem Abgasweg des Verbrennungsmotors vorgesehen ist; ein Sekundärluft-Zuführmittelfür dieZufuhr von Luft durch den Sekundärluft-Zuführweg inden Abgasweg; einen Druckfühlerzum Bestimmen des Drucks im Sekundärluft-Zuführweg und ein Fehlerdiagnosemittelfür dieDiagnose einer Fehlfunktion des Sekundärluft-Zuführmittels aufgrund des vomDruckfühlererfaßtenDrucks. Das Fehlerdiagnosemittel bestimmt aufgrund des erfaßten Drucksund eines vorgegebenen Bestimmungsschwellenwerts, ob eine Druckpulsationvorliegt oder nicht, und diagnostiziert den Fehler aufgrund derAn- oder Abwesenheit einer Druckpulsation. Dieser Bestimmungsschwellenwertwird gemäß dem vomDruckfühlererfaßtenDruck variiert.
    [0012] DieAn- oder Abwesenheit einer Druckpulsation ist bedeutsam für die Diagnoseeiner Fehlfunktion, und durch Variieren des Schwellenwerts, derbei der Erfassung der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation verwendetwird, gemäß dem erfaßten Druck,ist es fürdie Vorrichtung möglich,die An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation exakt zu bestimmen.Die exakte Bestimmung der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation resultiertim Erhalt einer exakten Fehlerdiagnose.
    [0013] Vorzugsweisevariiert das Fehlerdiagnosemittel den Bestimmungsschwellenwert gemäß einemdurchschnittlichen oder geglättetenWert fürden Druck, der vom Druckfühlererfaßtwird. Und das Fehlerdiagnosemittel bestimmt die An- oder Abwesenheiteiner Druckpulsation aufgrund des Bestimmungsschwellenwerts undder Summe der durchschnittlichen oder geglätteten Werte. Wenn der Bestimmungsschwellenwertgemäß dem durchschnittlichenoder geglättetenWert variiert wird, kann ein passender Schwellenwert angesetzt werden:Wenn die An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation mittels des Schwellenwertsund der Summe bestimmt wird, ist es möglich, die Diagnosegenauigkeitzu verbessern.
    [0014] Eineweitere möglicheAuslegung besteht darin, daß dieAn- oder Abwesenheit einer Druckpulsation aufgrund einer Summe bezüglich desDrucks, der vom Druckfühlererfaßtwird, und nicht aufgrund der oben genannten Summe von durchschnittlichenoder geglättetenWerten bestimmt wird. Bei der Summe bezüglich des erfaßten Druckskann es sich um eine Summe der absoluten Werte der Unterschiedezwischen dem gemessenen Wert und dem geglätteten Wert des erfaßten Druckshandeln, um die Summe der Abständeder Punkte fürden erfaßtenDruck (der Abständeder Punkte entlang einer Druckkurve auf der Zeit- und der Druck-Koordinatenachse)usw.
    [0015] Vorzugsweiseweist die Vorrichtung eine Pumpe als Sekundärluft-Zuführmittel in dem Sekundärluft-Zuführweg undein Schaltventil stromabwärtsvon der Pumpe auf, und der Meßfühler erfaßt den Druckzwischen der Pumpe und dem Schaltventil. Ferner erfaßt der Druckfühler denDruck vorzugsweise sowohl mit als auch ohne Sekundärluftzufuhrdurch das Sekundärluft-Zuführmittel,und das Fehlerdiagnosemittel spezifiziert ein nicht ordnungsgemäß funktionierendesTeil aufgrund der erfaßtenDrückemit und ohne Sekundärluftzufuhr. DieVorrichtung hat Vorteile, da sie auch in der Lage ist, das fehlerhafteTeil zu spezifizieren, und nicht darauf beschränkt ist, lediglich die An- oder Abwesenheiteiner Fehlfunktion zu bestimmen.
    [0016] Esist hierin auch bevorzugt, daß dasFehlerdiagnosemittel so ausgelegt ist, daß es nach der Feststellung,daß eineDruckpulsation vorliegt, bestimmt, ob die Druckpulsation auf dieAbgaspulsation zurückgeht, undzwar aufgrund der Höhedes Drucks, der vom Druckfühlererfaßtwird. Wenn bestimmt wird, ob die Druckpulsation auf die Abgaspulsationzurückgehtoder auf andere Faktoren, wie oben beschrieben, kann die Genauigkeitder Fehlerdiagnose weiter verbessert werden.
    [0017] Vorzugsweiseerfaßtder Druckfühlerden Druck sowohl mit als auch ohne Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluft-Zuführmittel,und das Fehlerdiagnosemittel ordnet die Druckvariationen sowohlmit als auch ohne Sekundärluftzufuhrjeweils vorgegebenen Druckverhaltensmustern zu und diagnostiziertdie Fehlfunktion anhand einer Kombination der beiden Druckverhaltensmuster.Dies ermöglichtes der Vorrichtung, eine einfache und exakte Fehlerdiagnose anhandder Kombination der Muster durchzuführen.
    [0018] Fernerumfaßtdie Vorrichtung vorzugsweise ein Schätzmittel für die Sekundärluft-Zufuhrmenge,um die Menge der zugeführtenSekundärluftaufgrund des erfaßtenDrucks zu schätzen.Dies ermöglichtes der Vorrichtung, aufgrund der zugeführten Sekundärluftmengewährendder Sekundärluftzufuhrauch eine Fehlfunktion der Sekundärluft-Zuführeinrichtung festzustellen.Dadurch ist die Vorrichtung in der Lage, während der Zufuhr von Sekundärluft aucheine Fehlfunktion zu diagnostizieren, wegen der beispielsweise dieMenge der zugeführtenSekundärluftnicht ausreicht.
    [0019] Dievorliegende Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen detailliertenBeschreibung und den begleitenden Figuren besser verstanden, welchenur zum Zweck der Erläuterungangegeben sind und nicht als beschränkend für die Erfindung anzusehen sind.
    [0020] DerBereich der Anwendungsmöglichkeitenfür dievorliegende Erfindung wird ferner aus der nachstehend angegebenendetaillierten Beschreibung deutlich. Es sollte jedoch klar sein,daß diedetaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele zwar bevorzugteAusführungsformender Erfindung angeben, aber lediglich dem Zweck der Erläuterungdienen, da füreinen Fachmann verschiedene Änderungenund Modifizierungen innerhalb des Gedankens und Bereichs der Erfindungnahe liegen, die ausgehend von dieser detaillierten Beschreibungdurchgeführtwerden können.
    [0021] 1 ist eine schematischeDarstellung des Aufbaus eines Verbrennungsmotors, der mit einerSekundärluft-Zuführeinrichtungausgestattet ist, welche die erfindungsgemäße Fehlerdiagnosevorrichtungfür eine Sekundärluft-Zuführeinrichtungeinschließt.
    [0022] 2 ist eine schematischeDarstellung von Druckverhaltensmustern an der Position des Druckfühlers in 1.
    [0023] 3 ist ein Haupt-Flußdiagrammeiner Fehlererfassungsroutine der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtungfür eineSekundärluft-Zuführeinrichtung.
    [0024] 4 ist eine Darstellung derMethode zum Berechnen eines geglättetenDruckwerts Psm und einer Druckpulsationssumme ΔPsum, die für das Verfahren in 3 verwendet werden.
    [0025] 5 ist eine Grafik, die einBeispiel fürdas Ansetzen des Bestimmungsschwellenwerts β zeigt, der bei der Bestimmungder Pulsation im Verfahren von 3 verwendetwird.
    [0026] 6 ist ein Flußdiagramm,das einen Verfahrensablauf fürdie Druckverhaltensbestimmung mit AI-Steuerung im Verfahren von 3 zeigt.
    [0027] 7 ist ein Flußdiagramm,das einen Verfahrensablauf fürdie Bestimmung des Druckverhaltens ohne AI-Steuerung im Verfahrenvon 3 zeigt.
    [0028] 8 ist ein Flußdiagramm,das einen Verfahrensablauf fürdie Bestimmungsdurchführungim Verfahren von 3 zeigt.
    [0029] Diebevorzugten Ausführungsformender vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert mit Bezugauf die begleitenden Figuren beschrieben. Für ein leichteres Verständnis derBeschreibung werden gleiche Komponenten in den Figuren durchwegsmit den gleichen Bezugszeichen versehen, soweit dies möglich ist,und Beschreibungen werden nicht wiederholt.
    [0030] 1 ist eine schematischeDarstellung, die den Aufbau eines Verbrennungsmotors zeigt, dermit der Sekundärluft-Zuführeinrichtungausgestattet ist, die die Fehlerdiagnosevorrichtung der vorliegendenErfindung enthält.Diese Sekundärluft-Zuführeinrichtung 1 istan einem Mehrzylinder-Ottomotor 2 (im folgenden einfach alsMotor bezeichnet) angeschlossen, bei dem es sich um einen Verbrennungsmotorhandelt. Eine Ansaugleitung (Sammelrohr) 20 und eine Abgasleitung(Sammelrohr) 21 sind am Motor 2 angeschlossen,und eine Drosselklappe 24 ist in der Ansaugleitung 20 angeordnet.Ein Ansaugluftfilter 25 ist an einem Ende der Ansaugleitung 20 angebracht.Ein Luftmassenmesser 26 zum Messen der Luftmenge (der Primärluftmenge)ist zwischen dem Ansaugluftfilter 25 und der Drosselklappe 24 angeordnet.Auf der anderen Seite ist ein Emissionsreinigungskatalysator (eineEinrichtung) 22, die aus einem Dreiwegekatalysator besteht,in der Abgasleitung 21 angeordnet. O2-Fühler 31, 32 zumErfassen des Sauerstoffgehalts im Abgas sind sowohl stromaufwärts alsauch stromabwärtsvom Emissionsreinigungskatalysator 22 angeordnet. Die O2-Fühlerkönnenvon A/F-Fühlern oderlinearen O2-Fühlern ersetzt werden.
    [0031] DieSekundärluft-Zuführeinrichtung 1 istmit einem Sekundärluft-Zuführweg 11 ausgestattet,der eine Stelle der Ansaugleitung 20 zwischen dem Ansaugluftfilter 25 undder Drosselklappe 24 und eine Stelle der Abgasleitung des(Sammelrohrs) 21 zwischen dem Motor 2 und demstromaufwärtsseitigenO2-Fühler 31 verbindet.In diesem Sekundärluft-Zuführweg 11 sindeine Luftpumpe (AP) 12 der elektromotorisch angetriebenen Artund ein Luftschaltventil (ASV) 13 sowie ein Zungenventil(RV) 14, bei dem es sich um ein Rückschlagventil handelt, vonder Seite der Ansaugleitung 20 aus vorgesehen. Ein Druckfühler 15 befindetsich zwischen AP 12 und ASV 13. An dieses ASV 13 isteine Leitung 16 angeschlossen, die von stromabwärts vonder Drosselklappe 24 in der Ansaugleitung 20 verläuft, undin dieser Leitung 16 ist ein Dreiwegeventil 17 vorgesehen.Die andere Öffnungdes Dreiwegeventils 17 ist über eine Leitung 18 undein Filter 19 mit der Umgebungsluft verbunden. Die Leitung 16 unddas Dreiwegeventil 17 bilden einen Mechanismus zum Öffnen undSchließendes ASV 13 unter Zuhilfenahme eines Unterdrucks im Ansaugsammelrohr.
    [0032] EineSteuerung 10 zum Steuern des Betriebs der Sekundärluft-Zuführeinrichtung 1 bestehtaus einer CPU, einem RAM usw. und ist mit einer Motor-ECU 23 zumSteuern des Motors verbunden, so daß sie Informationen austauschenkönnen.Die Motor-ECU 23 dient auch als Fehlerdiagnosevorrichtung.Die Steuerung 10 empfängtAusgangssignale vom Druckfühler 15 undvon den O2-Fühlern 31, 32 undsteuert das Ansteuern des Motors für die AP 12 und das Öffnen/Schließen desDreiwegeventils 17. Die Steuerung 10 kann alsTeil der Motor-ECU 23 angelegt sein. Diese Steuerung 10 schließt die Fehlerdiagnosevorrichtunggemäß der vorliegendenErfindung ein. Es ist auch möglich,die Fehlerdiagnosevorrichtung unabhängig von der Steuerung 10 zugestalten, und das Fehlerdiagnoseteil kann auch in andere Systemeeingebaut werden, z.B. in das Fehlerdiagnosesystem eines Fahrzeugs.
    [0033] DieseSekundärluft-Zuführeinrichtung 1 führt eineSekundärluft-Zuführsteuerung(im folgenden AI- [Air Injection] Steuerung genannt) durch, wenneine vorgegebene Bedingung erfülltist. Diese vorgegebene Bedingung kann beispielsweise ein Zustandsein, in dem der Kraftstoffgehalt einer Luft/Kraftstoff-Mischungbeim Kaltstarten oder dergleichen hoch ist (d.h. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis geringist), und in dem der Emissionsreinigungskatalysator 22 nochnicht ausreichend aufgewärmtist (d.h. noch nicht seine ganze Funktionsfähigkeit zeigt). Wenn dieseBedingung erfülltist, steuert die Steuerung 10 das Dreiwegeventil 17,um das ASV 13 unter Zuhilfenahme eines negativen Drucksin der Ansaugleitung 20 zu öffnen, und aktiviert AP 12.Dies führt dazu,daß einTeil der Luft aus dem Luftfilter 25 durch den Sekundärluft-Zuführweg 11 indie Abgasleitung 21 geführtwird. Infolgedessen steigt der Sauerstoffgehalt im Abgas (wodurchA/F steigt), so daß diesekundäre Verbrennungvon HC und CO im Abgas in der Abgasleitung 21 gefördert unddadurch eine Abgasreinigung bewirkt wird. Diese sekundäre Verbrennungerhöhtdie Abgastemperatur, wodurch der Temperaturanstieg des Dreiwegekatalysatorsim Emissionsreinigungskatalysator 22 gefördert wird,wodurch die Verschlechterung der Abgaswerte unterdrückt wird.Statt der Kombination aus ASV 13 mit Dreiwegeventil 17 kannauch direkt ein elektromagnetisches Ventil in dem ASV 13-Teil verwendetwerden.
    [0034] DieFehlerdiagnosevorrichtung fürdie Sekundärluft-Zuführeinrichtunggemäß der vorliegendenErfindung ist eine Vorrichtung zum Erfassen einer Funktionsstörung inden Bauteilen, d.h. AP 12, ASV 13, RV 14 usw.Genauer führtdie Steuerung 10 eine Erfassung einer Komponenten-Fehlfunktionauf der Basis des Druckverhaltens durch, das vom Druckfühler 15 erfaßt wird,der im Sekundärluft-Zuführweg 11 angeordnetist.
    [0035] Zunächst werdendie Grundlagen dieser Erfassung ausgeführt. 2 ist eine Grafik, die schematisch mögliche Druckverhaltensmusteram Druckfühlerteilin 1 zeigt. Es wirdhier davon ausgegangen, daß RV 14 normalfunktioniert. Selbst wenn RV 14 vorhanden ist, tritt, solangeder Abgasdruck an der Hauptkörperseite desMotors 2 pulsiert, auch eine Druckpulsation am Erfassungsteildes Druckfühlers 15 auf.Die nachstehende Tabelle 1 zeigt eine Liste der Druckvariationsmuster(entsprechend 2) gegenKombinationen der Betriebszuständevon AP 12 und ASV 13.
    [0036] Wieaus Tabelle 1 hervorgeht, kann aus dem Druckverhaltensmuster aufdie Betriebsbedingungen von AP 12 und ASV 13 geschlossenwerden.
    [0037] Nunwird die eigentliche Fehlererfassungsroutine mit Bezug auf 3 bis 8 beschrieben. 3 ist ein Haupt-Flußdiagramm dieser Routine. 4 ist eine Darstellung zurErläuterungder Methode zum Berechnen eines geglätteten Druckwerts Psm und einerDruckpulsationssumme ΔPsum,die in dieser Fehlererfassungsroutine verwendet werden. 5 ist eine Grafik, die einBeispiel fürdas Ansetzen des Bestimmungsschwellenwerts β zeigt, der bei der Pulsationsbestimmungverwendet wird. 6 bis 8 sind Flußdiagramme,die die Einzelheiten von Subroutinen des Verfahrens von 3 zeigen. Das in 3 gezeigte Verfahren wirdin dem Zeitraum zwischen dem Ein- und Ausschalten des Zündschalterseines Fahrzeugs, in das der Motor 2 eingebaut ist, zu vorgegebenenZeiten regelmäßig vonder Steuerung 10 durchgeführt. Die in 6 bis 8 gezeigten Abläufe werdenjeweils einmal von der Hauptverarbeitung in 3 aufgerufen. Jedes der nachstehend beschriebenenFlags F11, F12, F13, F14, F21, F22, F23, F24, Xstep1 und Xstep2wird zu Beginn auf den Ausgangswert 0 gesetzt.
    [0038] Zunächst wirdder geglätteteDruckwert Psm abgerufen (Schritt S2). Dieser geglättete DruckwertPsm wird mit Psm = {(n – 1) × Psm_alt+ Ps}/n ausgedrückt,worin Ps ein Druckwert ist, der in einem gegenwärtigen Schritt erfaßt wird,und Psm alt ein Rechenergebnis fürden geglättetenDruckwert Psm in einem unmittelbar vorausgegangenen Schritt ist. 4 zeigt die zeitabhängigen Änderungenvon Psm und Ps, die auf diese Weise ermittelt werden. Falls derZeitsprung Δtin Bezug auf den Zeitraum T der Druckvariation ausreichend klein ist(z.B. 4 × Δt ≤ T), und fallsder Koeffizient n bei der Berechnung des geglätteten Werts in Bezug auf den ZeitraumT ausreichend groß ist(z.B. n × Δt ≥ T), sinktPsm auf einen Wert, der den durchschnittlichen Druckwerten Ps ineinem Prüfungsintervalletwa gleich ist (n × Δt). Wenndie Zahl der Zeitsprüngenach dem Beginn der Verarbeitung kleiner als n ist, kann statt ndie Zahl der Zeitsprüngeverwendet werden. Die Berechnung, bei der geglättete Wert wie oben beschriebenverwendet werden, macht das Speichern von Druckwerten vorangegangenerZeitsprünge überflüssig, senktdie erforderliche Speicherleistung und ermöglicht eine effiziente Nutzungder Rechnerressourcen in der Steuerung 10 dank einer vereinfachtenBerechnung.
    [0039] Dannwird die Druckpulsationssumme ΔPsumabgerufen (Schritt S4). Diese Druckpulsationssumme ΔPsum wirddurch ΔPsum= (n – 1)/n × ΔPsum_alt+ |Ps – Psm|ausgedrückt,wobei ΔPsumalt die Druckpulsationssumme im unmittelbar vorangegangenen Zeitsprungist. Dies ist eine Summierung von absoluten Werten (genauer einesgeglättetenWerts davon) fürdie Differenzen zwischen dem Druckwert Ps und dem Durchschnittswert(genauer dem geglättetenDruckwert Psm) übern Zeitsprünge.Um die Summe übern Zeitsprünge genauzu bestimmen, ist es erforderlich, die Differenzen in n Zeitsprüngen zuspeichern. Die oben beschriebene Verwendung des geglätteten Wertsmacht jedoch das Speichern der Rechenergebnisse der vergangenen nZeitsprünge überflüssig undsenkt somit die erforderliche Speicherleistung, genau wie im Fallder oben aufgeführtenBerechnung des geglättetenDruckwerts. Sie ermöglichtaußerdemeine effiziente Nutzung der Rechnerressourcen in der Steuerung 10 aufgrundeiner vereinfachten Berechnung.
    [0040] InFällen,wo ein Spielraum der Rechnerressourcen vorhanden ist, ist es auchmöglich,die Werte von n Zeitsprüngenzu speichern und den Durchschnittswert und die Summe exakt zu berechnen.Obwohl die vorliegende Erfindung die Druckpulsationssumme ΔPsum beider Bestimmung der Druckpulsation übernimmt, ist es auch möglich, eineSumme der Abständevon Punkten (Punktabstände)Lps in einem vorgegebenen Intervall einer Diagrammlinie in einemPs-Diagramm auf den Zeit t-/Druck p-Koordinatenachsen zu übernehmen. (Esist in der Praxis auch möglich,einen geglättetenWert bei der Berechnung zu verwenden). Diese Lps wird durch √(Δt² + (Ps – Ps_alt)²) für einenZeitsprung ausgedrückt(wo Ps_alt ein unmittelbar vorangegangener Wert für den DruckPs ist). Selbstverständlichkann die Druckpulsation durch den tatsächlichen Amplitudenwert desDrucks innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums (den Unterschied zwischeneinem maximalen Druckwert und einem minimalen Druckwert) bestimmtwerden.
    [0041] Nunwird ein Pulsationsbestimmungswert (ein Bestimmungsschwellenwert) β gemäß dem geglätteten DruckwertPsm gesetzt (Schritt S6). 5 zeigtein Beispiel fürdie Beziehung zwischen Psm und β.In dieser Figur steht die dicke durchgezogene Linie für ein Beispielfür dasAnsetzen von β inder vorliegenden Erfindung, währenddie gestrichelten Linie den herkömmlichenSchwellenwert (einen Festwert) darstellt. Es kann zu einem Ruckelnkommen, wenn die Luftpumpe bei geschlossenem ASV 13 mitdem Pumpen fortfährt,obwohl die AI-Steuerung unterbrochen wurde. Während des Ruckelns der Pumpesteigt die Summe ΔPsum(späterbeschrieben) des geglättetenDruckwerts Psm mit dem Anstieg des geglätteten Druckwerts Psm an, wie voneiner Kurve X in 5 angezeigt.Unter diesen Umständenist es erwünscht,das Auftreten der Druckpulsation aufgrund einer Abgaspulsation zuerfassen, wenn die nachstehend beschriebene Summe ΔPsum den Schwellenwert β übersteigt.Falls jedoch der Schwellenwert fürdie Bestimmung der Druckpulsation (der Abgaspulsation) konstantgehalten wird, wie im Stand der Technik, besteht die Möglichkeit,daß eineDruckpulsation aufgrund eines Ruckelns fälschlicherweise als eine aufgrundeiner Abgaspulsation bestimmt wird. In der vorliegenden Erfindungwird der Bestimmungsschwellenwert β gemäß dem geglätteten Druckwert Psm (bei demes sich um den Durchschnittswert handeln kann) variiert, wodurchverhindert werden kann, daß eine Druckpulsationaufgrund eines wie oben beschriebenen Ruckelns fälschlicherweise als eine bestimmtwird, die auf eine Abgaspulsation zurückgeht.
    [0042] Nachdem Setzen von β wirdfestgestellt, ob eine Fehlerbestimmung abgeschlossen wurde (Schritt S8).Dies kann dadurch festgestellt werden, daß der Wert des nachstehendbeschriebenen Fehlerbestimmungs-Flags XAI überprüft wird. Eine bevorzugte Auslegungist die, daß beimErfassen eines Fehlers jeder Fehlerbestimmungs-Flag auch nach demSchließendes Zündschaltersbeibehalten wird und vor einer Wartung und Inspektion nicht zurückgesetztwerden kann.
    [0043] Wenndie Fehlerbestimmung nicht abgeschlossen ist, geht die Steuerungzu Schritt S10 über,um zu bestimmen, ob vorgegebene Bedingungen für eine AI-Durchführung erfüllt sind.Die Durchführungsbedingungenwerden anhand der Temperatur des Motorkühlwassers, der Ansaugtemperatur,der Zeit, die seit dem Start vergangen ist, der Batteriespannungund der Lastbedingung usw., die von der Motor-ECU 23 ausgegebenwerden, bestimmt. Wenn währendder Durchführungeiner AI-Steuerung die Bedingungen für ein Steuerungsende erfüllt sind,wird ebenfalls festgestellt, daß dieDurchführungsbedingungennicht erfülltsind.
    [0044] Wenndie Bedingungen fürdie AI-Durchführungerfülltsind, geht die Steuerung zu Schritt S12 über. Falls die AI-Steuerungam Laufen ist, wird die AI-Steuerung fortgesetzt. Wenn die AI-Steuerungnicht am Laufen ist, wird die AI-Steuerung initiiert. Genauer wirddas Dreiwegeventil 17 so gesteuert, daß es ASV 13 öffnet, undzwar anhand eines negativen Drucks in der Ansaugleitung 20,und AP 12 wird angetrieben. Solange diese Vorrichtungennormal funktionieren, bewirkt diese Steuerung, daß ein Teilder Luft aus dem Luftfilter 25 durch den Sekundärluft-Zuführweg 11 indie Abgasleitung 21 geführtwird.
    [0045] Imnachfolgenden Schritt S14 wird überprüft, ob dieDruckverhaltensbestimmung mit einer AI-Steuerung abgeschlossen wurde.Dies kann durch Überprüfen desWerts des nachstehend beschriebenen Flags Xstep1 festgestellt werden.Wenn die Bestimmung abgeschlossen ist, überspringt die Steuerung diefolgenden Verfahrensschritte bis zum Ende.
    [0046] Wenndie Druckverhaltensbestimmung mit einer AI-Steuerung nicht abgeschlossenist, geht die Steuerung zu Schritt S16 über, um eine Druckverhaltensbestimmungmit einer AI-Steuerung durchzuführen. 6 zeigt einen Verfahrensablaufder Druckverhaltensbestimmung mit einer AI-Steuerung.
    [0047] Zunächst wird überprüft, ob dieBestimmungsbedingungen erfülltsind (Schritt S102). Die Bestimmungsbedingungen sind Bedingungen,welche einen Zustand anzeigen, in dem das Druckverhalten stabilbestimmt werden kann. Beispielsweise ist eine vorgegebene Zeit seitdem Start der AI-Steuerung vergangen, um den Betrieb von AP 12 zustabilisieren, und der Motor läuftim Leerlauf (der Leerlauf wird anhand der Motor drehzahl, der Lastdes Motors 2 und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit usw.bestimmt). Wenn die Bestimmungsbedingungen nicht erfüllt sind, überspringtdie Steuerung die nachfolgenden Bestimmungsverfahrensschritte, umdas Verfahren zu beenden.
    [0048] Wenndie Bestimmungsbedingungen erfülltsind, wird die Druckpulsationssumme ΔPsum mit dem Bestimmungsschwellenwert β verglichen(Schritt S104). Wenn ΔPsumnicht unter β liegt,wird festgestellt, daß eineDruckpulsation aufgrund einer Abgaspulsation vorliegt, und daß es sichbei dem Pulsationsmuster um eines der Muster 1, 2 miteiner großenPulsation handelt, wie in 2 dargestellt,und die Steuerung geht zu Schritt S106 über. In diesem Schritt S106wird der geglätteteDruckwert Psm mit einem Schwellenwert P0 verglichen (siehe 2). Wenn Psm nicht kleinerist als P0, wird festgestellt, daß es sich bei dem Druckverhaltensmusterum Muster 1 handelt, und daß die Sekundärluftzufuhram Laufen ist (daß diePumpe 12 arbeitet), und die Steuerung geht zu Schritt S108 über, umdie Menge der zugeführtenLuftmasse Q zu bestimmen.
    [0049] Dievon AP 12 zugeführteLuftmenge nimmt mit einem Anstieg des Ausgangsdrucks zu. Dann kann diezugeführteSekundärluftmengeanhand des Ausgangsdrucks geschätztwerden (in der Praxis anhand des geglätteten Druckwerts Psm, deraus dem Ausgangssignal vom Druckfühler 15 bestimmt wird).Falls die zugeführteSekundärluftmengekleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert Qx, bleibt der Kraftstoffgehaltim Abgas hoch, was zu einer Verschlechterung der Abgaswerte führen könnte. Deshalbwird überprüft, ob diegeschätzteLuftzufuhrmenge überQx liegt (Schritt S110). Es ist auch möglich, den geglätteten DruckwertPsm mit einem Druckschwellenwert Px zu vergleichen, der einem Ausgangsdruck äquivalentist, der Qx entspricht. In diesem Fall können die Prozesse in den SchrittenS108 und S110 mit einer einzigen Transaktion durchgeführt werden.
    [0050] Wennin Schritt S110 festgestellt wird, daß die zugeführte Sekundärluftmenge geringer ist, gehtdie Steuerung zu Schritt S112 über,um einen Flag Xfaildown, der eine Strömungsbedingung anzeigt, auf1 zu setzen, was einen Druckabfall anzeigt. Dann geht die Steuerungzu Schritt S120 über.Wenn die zugeführteLuftmenge ausreicht, geht die Steuerung direkt zu Schritt S120 über. InSchritt S120 setzt die Steuerung einen Flag F11 auf 1, was anzeigt,daß essich bei dem Druckverhaltensmuster während der Zufuhr um Muster 1 handelt.Danach geht die Steuerung zu Schritt S130 über, um den Flag Xstep1, dereine Bestimmung des Druckverhaltensmusters mit einer AI-Steuerunganzeigt, auf 1 zu setzen, was den Abschluß der Bestimmung anzeigt, undbeendet dann diese Subroutine.
    [0051] Wennin Schritt S106 Psm unter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sichbei dem Druckverhaltensmuster um Muster 2 handelt, unddie Steuerung geht zu Schritt S140 über, um den Flag F12 auf 1zu setzen, was anzeigt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster während der Zufuhr um Muster 2 handelt.Danach wird der Prozeß vonSchritt S130 durchgeführt,und dann wird diese Subroutine beendet.
    [0052] Wennin Schritt S104 ΔPsumunter β liegt,wird festgestellt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster um eines der Muster 3, 4 ohnePulsation handelt, wie in 2 gezeigt,und die Steuerung geht zu Schritt S150 über. In Schritt S150 wird dannder geglätteteDruckwert Psm mit dem Schwellenwert P0 vergleichen, wie in SchrittS106. Wenn Psm nicht unter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sichbei dem Druckverhaltensmuster um Muster 3 handelt, unddie Steuerung geht zu Schritt S160 über, um den Flag F13 auf 1zu setzen, was anzeigt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster während der Zufuhr um Muster 3 handeln.Danach wird der Prozeß inSchritt S130 durchgeführt,und diese Subroutine wird beendet.
    [0053] Wennandererseits in Schritt S150 Psm kleiner als P0 ist, wird festgestellt,daß essich bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 4 handelt,und die Steuerung geht zu Schritt S170 über, um einen Flag F14 auf 1zu setzen, was anzeigt, daß essich bei dem Zufuhr-Druckverhaltensmuster um Muster 4 handelt.Danach wird der Prozeß inSchritt S130 durchgeführt,und diese Subroutine wird beendet.
    [0054] NachAbschluß derSubroutine in 6 wirddas Verfahren beendet, und falls der Zündschalter auf Ein steht, kehrtdie Steuerung zu Schritt S2 zurück.
    [0055] Wennin Schritt S10 festgestellt wird, daß die AI-Durchführungsbedingungennicht erfülltsind, geht die Steuerung zu Schritt S18 über, um festzustellen, ob dasSystem im AI-Steuerungs-Bereitschaftsmodus ist, d.h. in einem Zustand,in dem nach dem Motorstart die AI-Durchführungsbedingungen nicht erfüllt sind,oder ob bereits eine AI-Steuerung läuft. In der Praxis kann diesdurch Prüfen,ob der Wert von Xstep1 auf 1 gesetzt ist, was einen Abschluß der Bestimmunganzeigt, festgestellt werden. Wenn der Wert von Xstep1 auf den Anfangswert0 gesetzt ist, was anzeigt, daß dieBestimmung noch nicht abgeschlossen ist, wird festgestellt, daß das Systemim Bereitschaftsmodus ist, und die Steuerung überspringt die anschließenden Verfahrensschritte, umdas Verfahren zu beenden. Wenn andererseits der Flag auf 1 gesetztist, was einen Abschluß derBestimmung anzeigt, geht die Steuerung auf Schritt S20 über, umzu bestimmen, ob die AI-Steuerung gerade am Laufen ist. Wenn dieAI-Steuerung gerade am Laufen ist, wird ein Verfahren zur Beendigungder AI-Steuerung durchgeführt(Schritt S22). Genauer wird das Dreiwegeventil 17 so gesteuert,daß dieUmgebungsluft durch das Filter 19 zum ASV 13 geleitetwerden kann, um ASV 13 zu schließen, und die AP 12 wirdangehalten, wodurch die AI-Steuerung beendet wird.
    [0056] NachBeendigung der AI-Steuerung führtdie Steuerung eine Bestimmung des Druckverhaltens ohne AI-Steuerungdurch (Schritt S24). 7 zeigtden Verfahrensablauf der Druckverhaltensbestimmung ohne AI-Steuerung.
    [0057] Zunächst wird überprüft, ob dieBestimmungsbedingungen erfülltsind (Schritt S202). Bei den Bestimmungsbedingungen handelt es sichum Bedingungen, die einen Zustand anzeigen, in dem das Druckverhalten stabilbestimmt werden kann. Beispielsweise ist eine vorgegebene Zeit vergangen,seit die AI-Steuerung beendet wurde (ein Zeitraum, der notwendigist, um eine normal funktionierende AP 12 anzuhalten, istvergangen), und der Motor läuftim Leerlauf (ein Leerlauf wird anhand der Motordrehzahl, der Lastdes Motors 2 und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit usw.erfaßt).Wenn die Bestimmungsbedingungen nicht erfüllt sind, überspringt die Steuerung dienachfolgenden Bestimmungsschritte, um das Verfahren anschließend zubeenden.
    [0058] Wenndie Bestimmungsbedingungen erfülltsind, wird die Druckpulsationssumme ΔPsum mit dem Bestimmungsschwellenwert β verglichen(Schritt S204). Wenn ΔPsumnicht unter β liegt,wird festgestellt, daß eineDruckpulsation aufgrund einer Abgaspulsation vorliegt, und daß es sichbei dem Druckpulsationsmuster um eines der Muster 1, 2 mitgroßerPulsation handelt, wie in 2 angezeigt,und die Steuerung geht zu Schritt S206 über. In diesem Schritt S206wird der geglätteteDruckwert Psm mit dem Schwellenwert P0 verglichen. Wenn Psm nichtunter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sich bei dem Druckverhaltensmusterum Muster 1 handelt, und die Steuerung geht zu SchrittS220 über,um einen Flag F21 auf 1 zu setzen, was anzeigt, daß es sichbei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 1 handelt.
    [0059] Wennin Schritt S206 Psm unter P0 liegt, wird festgestellt, daß es sichbei dem Druckverhaltensmuster um Muster 2 handelt, unddie Steuerung geht zu Schritt S240 über, um einen Flag F22 auf1 zu setzen, was anzeigt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 2 handelt.
    [0060] Wennin Schritt S5204 ΔPsumunter β liegt,wird festgestellt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster um eines der Muster 3, 4 ohnePulsation handelt, wie in 2 dargestellt,und die Steuerung geht zu Schritt S250 über. In Schritt S250 wird dannPsm mit P0 verglichen, wie in Schritt S206. Wenn Psm nicht unter P0liegt, wird festgestellt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 3 handelt,und die Steuerung geht zu Schritt S260 über, um einen Flag 23 auf1 zu setzen, was anzeigt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 3 handelt.
    [0061] Wennandererseits in Schritt S250 Psm unter P0 liegt, wird festgestellt,daß essich bei dem Druckverhaltensmuster um Muster 4 handelt,und die Steuerung geht zu Schritt S270 über, um einen Flag F24 auf1 zu setzen, was anzeigt, daß essich bei dem Druckverhaltensmuster im angehaltenen Zustand um Muster 4 handelt.
    [0062] Injedem Fall geht nach dem Setzen der Flags F21–F24 die Steuerung zu Schritt 5230 über, umeinen Flag Xstep2, der die Bestimmung des Druckverhaltensmustersohne AI-Steuerung anzeigt, auf 1 zu setzen, was einen Abschluß der Bestimmunganzeigt, und beendet dann die Subroutine.
    [0063] NachAbschluß derSubroutine von 7 gehtdie Steuerung zu Schritt S26 im in 3 angezeigten Hauptablauf über. InSchritt S26 wird der Wert des Flags Xstep2 überprüft, um zu überprüfen, ob die Druckverhaltensbestimmungim angehaltenen Zustand fertig ist. Wenn Xstep2 einen anderen Wertals 1 zeigt, ist die Bestimmung des Druckverhaltensmusters ohneAI-Steuerung noch nicht abgeschlossen, und die Steuerung überspringtdie anschließendenVerfahrensschritte, um das Verfahren zu beenden. Wenn andererseitsXstep2 auf 1 gesetzt ist, ist die Bestimmung des Druckverhaltensmustersohne AI-Steuerung ebenfalls abgeschlossen, und dann geht die Steuerungzum nächstenVerfahrensschritt S28 weiter.
    [0064] InSchritt S28 wird ein Fehlfunktionsmodus der Bauteile aufgrund derBestimmungsergebnisse der Druckverhaltensmuster in den SchrittenS16 und S24 festgestellt. Tabelle 2 zeigt eine Liste der Kombinationen vonDruckverhaltensmustern mit AI-Steuerungund ohne AI-Steuerung gegen Kombinationen von normalen und unnormalenModi sowohl fürAP 12 und ASV 13.
    [0065] Inder obigen Tabelle bedeutet 0 normal, und X zeigt eine Fehlfunktionder Ausrüstungan.
    [0066] DieBestimmung im Schritt S28 wird aufgrund dieser Tabelle 2 durchgeführt. 8 zeigt den Verfahrensablaufdieser Bestimmungsroutine. Zunächstwird überprüft, ob derFlag F11 auf 1 gesetzt ist (Schritt S300). Wenn der Flag auf 1 gesetztist, zeigt dies an, daß dasDruckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 1 ist, unddann geht die Steuerung zu Schritt S302 über, um zu prüfen, obder Flag F24 auf 1 gesetzt ist. Wenn der Flag F24 auf 1 gesetztist, zeigt dies an, daß dasDruckverhaltensmuster ohne AI-SteuerungMuster 4 ist, und, wie aus Tabelle 2 hervorgeht, ist dieseKombination Modus 1 in Tabelle 2, was anzeigt, daß AP 12 und ASV 13 beidenormal funktionieren. Dann geht die Steuerung zu Schritt S304 über, umden Wert des Flags Xfaildown zu überprüfen, derden Strömungszustandanzeigt, um zu prüfen,ob ein Strömungsabfallvorliegt. Wenn Xfaildown nicht auf 1 gesetzt ist, liegt kein Strömungsabfallvor, und die Vorrichtungen funktionieren beide normal. Daher gehtdie Steuerung zu Schritt S306 über,um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf 1 zu setzen, was normal anzeigt,und beendet dann diese Subroutine. Wenn andererseits Xfaildown auf1 gesetzt ist, liegt ein Strömungsabfallvor, und somit besteht die Möglichkeiteines Funktionsfehlers von AP 12. Daher geht die Steuerungzu Schritt S318 über,um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, was eine Fehlfunktionanzeigt, und beendet dann die Subroutine.
    [0067] Wennin Schritt S302 F24 nicht auf 1 gesetzt ist, handelt es sich beidem Druckverhaltensmuster um einen der Modi 2, 4 und 5 inTabelle 2, und somit geht die Steuerung auf Schritt S310 über. Indiesem Schritt S310 wird zuerst überprüft, ob derFlag F22 auf 1 gesetzt ist. Wenn F22 nicht auf 1 gesetzt ist, d.h.im Fall der Modi 4, 5, wo das Druckverhaltensmusterohne AI-Steuerung nicht Muster 2 ist, sondern eines derMuster 3, 1, funktioniert AP fehlerhaft, da sieimmer aktiv ist, und somit geht die Steuerung zu Schritt S312 über, umeinen Luftpumpen-Fehlerdiagnoseflag XFAP auf 1 zu setzen, was diefehlerhafte Daueraktivitätanzeigt. Dann geht die Steuerung zu Schritt S314 über. Wennandererseits F22 auf 1 gesetzt ist, d.h. im Fall, wo das Druckverhaltensmusterohne AI-Steuerung Muster 2 ist, d.h. im Fall des Modus 2,funktioniert AP normal, und somit überspringt die Steuerung denSchritt S312 und geht zu Schritt S314 über.
    [0068] Imnachfolgenden Schritt S314 wird überprüft, ob dasFlag F23 auf 1 gesetzt ist. Wenn F23 nicht auf 1 gesetzt ist, d.h.im Fall der Modi 2, 5, wo das Druckverhaltensmusterohne AI-Steuerung nicht Muster 3 ist, sondern eines derMuster 2, 1, ist ASV 13 offen und schließt nichtmehr, so daß esdauernd offen ist, und somit geht die Steuerung zu Schritt S316 über. InSchritt S316 setzt die Steuerung ein Fehlerdiagnoseflag XFASV desASV auf 1, was ein andauerndes Offensein anzeigt, geht danach zuSchritt XAI überund beendet dann die Subroutine. Wenn andererseits F23 auf 1 gesetztist, d.h. im Fall, wo das Druckverhaltensmuster ohne AI-SteuerungMuster 3 ist, d.h. im Fall des Modus 4, funktioniertASV normal, und somit überspringtdie Steuerung Schritt S316, um zu Schritt S318 überzugehen und das FehlerdiagnoseflagXAI auf –1zu setzen, und beendet dann die Subroutine.
    [0069] Wennandererseits in Schritt S300 festgestellt wird, daß F11 nichtauf 1 gesetzt ist, zeigt dies an, daß es sich bei dem Modus umeinen der Modi 3 und 6–9 handelt. In diesemFall geht die Steuerung zu Schritt S320 über, um zu prüfen, obdas Flag F12 auf 1 gesetzt ist. Wenn F12 auf 1 gesetzt ist, d.h.im Fall, wo das Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 2 ist,handelt es sich bei dem Modus um einen der Modi 7, 8. Injedem Fall funktioniert AP 12 nicht, und somit setzt dieSteuerung den Luftpumpen-DiagnoseflagXFAP auf –1,was den Ausfall der Funktion anzeigt, und geht dann auf SchrittS324 über.In diesem Schritt S324 wird dann überprüft, ob der Flag F22 auf 1 gesetztist. Wenn F22 auf 1 gesetzt ist, d.h. in dem Fall, wo das Druckverhaltensmusterohne AI-Steuerung Muster 2 ist, handelt es sich bei demModus um Modus 8, und ASV 13 ist offen und schließt nichtmehr, so daß esdauernd offen ist. Daher geht die Steuerung zu Schritt S326 über. InSchritt S326 setzt die Steuerung das ASV-Fehlerdiagnoseflag XFASVauf 1, was das andauernde Offensein anzeigt, geht danach zu SchrittS318 über,um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, und beendet die Subroutine.Wenn andererseits F22 nicht auf 1 gesetzt ist, handelt es sich beidem Modus um Modus 7, in dem ASV 13 normal funktioniert,und somit überspringtdie Steuerung den Schritt S326, um zu Schritt S318 überzugehen,um das Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, und beendet danndie Subroutine.
    [0070] Wennandererseits in Schritt S320 festgestellt wird, daß F12 nichtauf 1 gesetzt ist, handelt es sich bei dem Modus um einen der Modi 3, 6 und 9.In jedem Fall ist ASV geschlossen und öffnet sich nicht mehr, so daß es immergeschlossen ist, und somit geht die Steuerung zu Schritt S330 über, umden ASV-Fehlerdiagnoseflag XFASV auf –1 zu setzen, was anzeigt,daß ASVgeschlossen ist und sich nicht mehr öffnet. Im nachfolgenden SchrittS332 wird überprüft, ob derFlag F13 auf 1 gesetzt ist. Wenn F13 auf 1 gesetzt ist, handeltes sich bei dem Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung um Muster 3,was anzeigt, daß derModus einer der Modi 3, 6 ist. In diesem Fallgeht die Steuerung zu Schritt S334 über, um zu überprüfen, ob der Flag F23 auf 1gesetzt ist. Wenn der Flag F23 auf 1 gesetzt ist, handelt es sichbei dem Druckverhaltensmuster ohne AI-Steuerung ebenfalls um Muster 3,und bei dem Modus somit um Modus 6, in dem AP 12 nichtordnungsgemäß funktioniert,da sie ständigan ist. Dann geht die Steuerung zu Schritt S336 über, um den Luftpumpen-DiagnoseflagXFAP auf 1 zu setzen, was die Fehlfunktion des ständigen Angeschaltetseinsanzeigt. Danach geht die Steuerung zu Schritt S318 über, umden Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1zu setzen, und beendet dann die Subroutine. Wenn andererseits F23nicht auf 1 gesetzt ist, handelt es sich bei dem Modus um Modus 3,in dem AP 12 normal funktioniert. Daher überspringtdie Steuerung Schritt S336, um zu Schritt S318 überzugehen, um das FehlerdiagnoseflagXAI auf –1zu setzen, und beendet dann die Subroutine.
    [0071] Wennin Schritt S332 festgestellt wird, daß F13 nicht auf 1 gesetzt ist,zeigt dies an, daß essich bei dem Modus um Modus 9 handelt, in dem AP 12 einenFunktionsausfall zeigt. Dann geht die Steuerung zu Schritt S338 über, umden Luftpumpen-Fehlerdiagnoseflagauf –1zu setzen, was den Funktionsausfall anzeigt, geht danach zu SchrittS318 über,um den Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 zu setzen, und beendet danndie Subroutine. Nach Abschluß derSubroutine von 8 beendetdie Steuerung außerdemdas Verfahren der Hauptroutine und, falls der Zündschalter immer noch an ist,führt dieSteuerung erneut das Verfahren ab Schritt S2 durch.
    [0072] Fallsdie Bestimmung zum Abschluß gebrachtwurde (einschließlichdes Falls, wo bereits eine Fehlfunktion festgestellt wurde, abernoch nicht durch eine Wartung und Inspektion behoben wurde), resultiertder genannte Schritt S8 in der Erkenntnis, daß ein anderer Wert als derUrsprungswert 0 im Fehlerdiagnoseflag XAI gesetzt ist, und somitgeht die Steuerung zu Schritt S30 über. In Schritt S30 überprüft die Steuerungaußerdem,ob der Fehlerdiagnoseflag XAI auf –1 gesetzt ist, was eine Fehlfunktionanzeigt, wodurch die An- oder Abwesenheit einer Fehlfunktion festgestelltwird. Wenn der Wert 1 ist, was anzeigt, daß das System normal funktioniert,geht die Steuerung zu Schritt S32 über, um das Verfahren zu beenden.Wenn andererseits der Wert –1beträgt,was eine Fehlfunktion des Systems anzeigt, geht die Steuerung zuSchritt S32 über,um eine Warnung durchzuführen,damit der Fahrer durch eine Anzeigetafel oder einen Alarm, die nichtdargestellt sind, darüberin Kenntnis gesetzt wird, daß dieSekundärluft-Zuführeinrichtungeiner Fehlfunktion oder Regelabweichung unterliegt, und beendetdann das Verfahren.
    [0073] Durchdiese Regelabweichungs-Erfassungsroutine gemäß der vorliegenden Erfindungwird es möglich,genau zu erfassen, welcher Art von Fehlfunktion entweder die Luftpumpeoder das ASV unterliegt. Genauer wird der Schwellenwert (β im obenbeschriebenen Ablauf) zur Bestimmung, ob die Druckpulsation auf dieAbgaspulsation zurückgeht,gemäß dem Druckwert(dem geglättetenDruckwert Psm im oben beschriebenen Ablauf) variiert, wodurch dieVorrichtung in die Lage versetzt wird, eine exakte Druckverhaltensbestimmungdurchzuführen.Insbesondere dann, wenn AP 12 fehlerhaft funktioniert,weil sie dauerhaft aktiv ist, kann eine Druckpulsation durch einRuckeln aufgrund eines Luftausstoßes aus der AP 12 ohneAI-Steuerung vorkommen. Falls eine An- oder Abwesenheit der Abgaspulsationlediglich aufgrund der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsationfestgestellt würde,wie im Stand der Technik, könntedie Steuerung feststellen, daß das Druckverhaltensmusterin diesem Fall nicht Muster 3, sondern Muster 1 ist,und daß ein Öffnungsfehlervorliegt, obwohl ASV 13 normal funktioniert. Im Gegensatzdazu ermöglichtes die vorliegende Erfindung der Steuerung, exakt festzustellen,daß dasDruckverhaltensmuster in diesem Fall Muster 3 ist, ohnedie falsche Feststellung zu treffen, daß ASV 13 eine Fehlfunktionzeigt. In dem Fall, wo das Ausgangssignal vom Druckfühler 14 einRauschen aufweist, kann die Steuerung ebenfalls exakt das Druckverhaltensmusterbestimmen, ohne die falsche Feststellung zu treffen, daß es sichbei dem Druckverhaltensmuster um Muster 1 oder Muster 2 stattum Muster 4 oder Muster 3 handelt, wodurch dieSteuerung in der Lage ist, eine Funktionsstörung der Bauteile genau festzustellen.
    [0074] ImVorausgehenden wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der Schwellenwertgemäß dem geglätteten Druckwert(dem Durchschnittswert) variiert wurde, aber der Schwellenwert kannauch gemäß dem Peak-Wert(dem maximalen Wert oder dem minimalen Wert) der dergleichen variiertwerden.
    [0075] ImVorausgehenden wurde ein Beispiel beschrieben, in dem nach Abschluß der AI-Steuerungeine Druckverhaltensbestimmung ohne AI-Steuerung durchgeführt wurde,und in dem die Bestimmung eine Funktionsstörung danach durchgeführt wurde,aber ein anderes möglichesBeispiel ist, daß während derAI-Steuerung die Zufuhr zwangsweise und vorübergehend unterbrochen wird,und die Druckverhaltensbestimmung ohne AI-Steuerung durchgeführt wird, um zu entscheiden,ob eine Funktionsstörungvorliegt. Dadurch wird die Steuerung in die Lage versetzt, die Fehlerdiagnosewährendder AI-Steuerungdurchzuführen.
    [0076] Wieaus Tabelle 2 ersichtlich ist, sollte, wenn die Vorrichtung normalfunktioniert, das Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 1 sein.Dies ermöglichtes uns, eine Auslegung zu übernehmen,in der, wenn es sich bei dem Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerungnicht um Muster 1 handelt, die Steuereinrichtung sofortdie AI-Steuerungbeendet und zu der Druckverhaltensmuster-Bestimmung im angehaltenenZustand übergeht.Insbesondere dann, wenn das Druckverhaltensmuster mit AI-Steuerung Muster 4 ist,ist es offensichtlich, daß essich bei der Fehlfunktionssituation um Modus 9 handelt,der in Tabelle 2 dargestellt ist. Daher ist es auch möglich, dieDruckverhaltensmuster-Bestimmung im angehaltenen Zustand zu beenden.
    [0077] Beidem Druckfühler 15 kannes sich um einen Relativdruckfühlerhandeln, der einen Differentialdruck zum Atmosphärendruck ausgibt, oder um einenAbsolutdruckfühler.In diesem Fall muß dasSystem so konfiguriert werden, daß es in der Lage ist, den Atmosphärendruckin der inaktiven Sekundärluft-Zuführeinrichtung zuerfassen. In einer normalen AP 12 ist deren Gehäuse nichtpaßgenaumit einem Pumpenrotor verbunden, und wenn die AP 12 inaktivist, stehen Abschnitte davor und dahinter miteinander in Verbindung.Im Fall einer AP dieses Typs ist es daher möglich, den Atmosphärendruckzu erfassen. Bei dieser Konfiguration kann ein Ausgabewert vor demMotorstart als Atmosphärendruckverwendet werden, und ein Relativdruck kann als Differenz zu diesemberechnet werden. Dies ermöglichtes, den Druckfühler 15 während Zeiten,in denen keine Funktionsstörungdes Sekundärluft-Zuführsystemserfaßtwird, und währenddie Sekundärluftzufuhrandauert, als Atmosphärendruckfühler zuverwenden. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß der Atmosphärendruck durchdie Höhedes Abgabedrucks bei einer nicht ordnungsgemäß arbeitenden, weil immer aktivenAP 12 hoch eingeschätztwird. In diesem Fall kann durch Überprüfen derBetriebsleistung, der Spannung, des Stroms oder dergleichen derAP 12 eine Korrektur durchgeführt werden. Wenn ASV 13 offenist und sich nicht mehr schließt,besteht ebenfalls die Möglichkeit,der Übertragungder Abgaspulsation des Motors 2. Da der durchschnittlicheDruck in diesem Fall dem Atmosphärendrucknahe kommt, kann der Atmosphärendruckanhand einer Durchschnittsbildung erfaßt werden.
    [0078] Gemäß der vorliegendenErfindung wird, wie oben beschrieben, der Bestimmungsschwellenwert β für die Bestimmungder An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation (Abgaspulsation) gemäß dem Druckwert(z.B. dem geglättetenWert oder dem Durchschnittswert der gemessenen Druckwerte oder demPeak-Wert) variiert, wodurch die Vorrichtung in der Lage ist, dieAn- oder Abwesenheit einer Abgaspulsation exakt zu bestimmen, während dieDruckpulsationen, abgesehen von der, die auf eine Abgaspulsationzurückgeht(z.B. eine Pulsation aufgrund des Rauschens des Druckfühlers unddie Druckpulsation, die von dem Ruckeln der Luftpumpe erzeugt wird),eliminiert werden. Infolgedessen ist die Vorrichtung in der Lage,das Druckverhalten exakt zu bestimmen, was die Genauigkeit der Fehlerdiagnoseder Sekundärluft-Zuführeinrichtungaufgrund des Druckverhaltens erhöht.
    [0079] Ausder so beschriebenen Erfindung geht hervor, daß die Erfindung auf verschiedeneWeise variiert werden kann. Diese Variationen sind nicht als Abweichungenvom Gedanken und Bereich der Erfindung anzusehen, und alle dieseModifizierungen, die füreinen Fachmann nahe liegen, sollen im Bereich der folgenden Ansprüche eingeschlossensein.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] Fehlerdiagnosevorrichtung für eine Sekundärluft-Zuführeinrichtung,die dafürausgelegt ist, eine Funktionsstörungeines Bauteils der Sekundärluft-Zuführeinrichtungaufgrund eines Druckwerts und einer Druckpulsation im Sekundärluft-Zuführweg derSekundärluft-Zuführeinrichtungzu bestimmen, die so ausgelegt ist, daß sie Sekundärluft stromaufwärtsseitigzu einer Abgasemissions-Reinigungseinrichtung eines Verbrennungsmotorsleitet, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung einen Druckfühler zumErfassen des Drucks im Sekundärluft-Zuführweg undein Fehlerdiagnosemittel fürdie Diagnose einer Fehlfunktion aufgrund des Drucks und der Druckpulsation,die vom Druckfühlererfaßtwerden, umfaßt,wobei das Fehlerdiagnosemittel einen Bestimmungsschwellenwert zumBestimmen der An- oder Abwesenheit einer Druckpulsation aufgrunddes Drucks in der Sekundärluft-Zuführeinrichtungvariiert.
    [2] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, worindas Fehlerdiagnosemittel den Bestimmungsschwellenwert mit steigendemDruck in der Sekundärluft-Zuführeinrichtungerhöht.
    [3] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, worindas Fehlerdiagnosemittel eine Fehlfunktion jedes Bauteils aufgrundeines Druckverhaltensmusters währendder Sekundärluftzufuhrund eines Druckverhaltensmusters ohne Sekundärluftzufuhr erfaßt.
    [4] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, worindie Sekundärluft-Zuführeinrichtungferner eine Luftpumpe und ein Schaltmittel umfaßt, das stromabwärts vonder Luftpumpe angeordnet ist, worin der Druckfühler den Druckwert im Zuführweg zwischendem Schaltmittel und der Luftpumpe erfaßt.
    [5] Fehlerdiagnosevorrichtung für eine Sekundärluft-Zuführeinrichtung,umfassend: einen Sekundärluft-Zuführweg für einenEmissionsreinigungskatalysator, der im Abgasweg eines Verbrennungsmotorsangeordnet ist; ein Sekundärluft-Zuführmittelzum Zuführenvon Luft durch den Sekundärluft-Zuführweg inden Abgasweg; einen Druckfühlerzum Erfassen des Drucks im Sekundärluft-Zuführweg; und ein Fehlerdiagnosemittelzum Bestimmen einer Fehlfunktion des Sekundärluft-Zuführmittels aufgrund des vom Druckfühler erfaßten Drucks, wobeidie Fehlerdiagnosevorrichtung füreine Sekundärluft-Zuführeinrichtungdadurch gekennzeichnet ist, daß dasFehlerdiagnosemittel einen Bestimmungsschwellenwert gemäß dem vomDruckfühlererfaßtenDruck variiert, aufgrund des Drucks und des Schwellenwerts feststellt,ob eine Druckpulsation vorliegt oder nicht, und aufgrund der An-oder Abwesenheit einer Druckpulsation eine Fehlerdiagnose durchführt.
    [6] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 5, worindas Fehlerdiagnosemittel den Bestimmungsschwellenwert gemäß einemdurchschnittlichen oder geglättetenWert fürden vom DruckfühlererfaßtenDruck variiert, und aufgrund des Bestimmungsschwellenwerts und derSumme der durchschnittlichen oder geglätteten Werte feststellt, obeine Druckpulsation vorliegt oder nicht.
    [7] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 5, worindas Fehlerdiagnosemittel aufgrund des Drucks, der vom Druckfühler erfaßt wird,den Bestimmungsschwellenwert bestimmt, und aufgrund des Bestimmungsschwellenwertsund einer Summe des erfaßtenDrucks bestimmt, ob eine Druckpulsation vorliegt oder nicht.
    [8] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 7, worines sich bei der Summe um die Summe der absoluten Werte der Differenzenzwischen dem gemessenen Wert und dem geglätteten Wert des erfaßten Druckshandelt.
    [9] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 7, worines sich bei der Summe um die Abstände von Punkten des erfaßten Druckshandelt.
    [10] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 6, umfassendeine Pumpe als Sekundärluft-Zuführmittelim Sekundärluft-Zuführweg undein Schaltventil stromabwärtsvon der Pumpe, worin der Druckfühlerden Druck zwischen der Pumpe und dem Schaltventil erfaßt.
    [11] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 10, worinder Druckfühlerden Druck sowohl mit als auch ohne Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluft-Zuführmittelerfaßt,und worin das Fehlerdiagnosemittel aufgrund der Höhe des erfaßten Drucksbestimmt, ob die Druckpulsation auf eine Abgaspulsation zurückgeht.
    [12] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 6, worinnach der Feststellung, daß eineDruckpulsation vorliegt, das Fehlerdiagnosemittel aufgrund der Höhe des erfaßten Drucksbestimmt, ob die Druckpulsation auf eine Abgaspulsation zurückgeht.
    [13] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 6, worinder Druckfühlerden Druck sowohl mit als auch ohne Sekundärluftzufuhr durch das Sekundärluft-Zuführmittelerfaßt,und worin das Fehlerdiagnosemittel Druckvariationen sowohl mit alsauch ohne Sekundärluftzufuhrvorgegebenen Druckverhaltensmustern zuordnet und eine Fehlerdiagnoseanhand der Kombination von Druckverhaltensmuster mit Sekundärluftzufuhrund Druckverhaltensmuster ohne Sekundärluftzufuhr durchführt.
    [14] Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 6, fernerein Schätzmittelfür diezugeführteLuftmenge umfassend, um die Menge der zugeführten Sekundärluft aufgrunddes erfaßtenDrucks zu schätzen.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040194446A1|2004-10-07|
    DE102004016418B4|2007-01-11|
    US7107758B2|2006-09-19|
    JP2004308492A|2004-11-04|
    JP4186679B2|2008-11-26|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-18| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-07-05| 8364| No opposition during term of opposition|
    2013-01-25| R084| Declaration of willingness to licence|
    2020-11-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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