DE4326498B4

DE4326498B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE4326498B4
Application number: DE4326498A
Authority: DE
Inventors: Toshio Mito Ishii; Takashi Katsuta Mukaihira; Kiyoshi Toukai Miura; Yutaka Katsuta Takaku; Kazuya Katsuta Kawano
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2013-08-07
Also published as: US6085132A; KR940005881A; DE4326498A1; KR100286744B1; US5964811A; JPH0658197A; JP3321837B2

Abstract

Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Kraftfahrzeug mehrere Untersysteme (1 bis n) enthält, bei welchem
a) nach einer Priorität geordnete Sätze (C11-C13; C14-C16; C17, C18; C19, C20) von Korrekturmaßnahmen für vorbestimmte Fehlfunktionen der Untersysteme (1 bis n) vorgesehen sind,
b) Sensorausgangssignale der Untersysteme (1 bis n) erfasst werden,
c) die Sensorausgangssignale für die Erfassung einer Fehlfunktion von wenigstens einem der Untersysteme (1 bis n) verwendet werden,
d) in Abhängigkeit von der erfassten Fehlfunktion und von erfassten Betriebsparametern (EC) eine Korrekturmaßnahme (z.B. C11) aus den Korrekturmaßnahmen in der höchsten Priorität ausgewählt wird,
e) die Korrekturmaßnahme (z.B. C11) ausgeführt wird, wobei durch die Ausgabe von entsprechenden Steuersignalen Einfluss auf den Betrieb der fehlerhaften Untersysteme genommen wird, und anschließend die Auswirkung der Korrekturmaßnahme bestimmt wird, sowie
f) abhängig von der Auswirkung gegebenenfalls das Verfahren mit Merkmal d) gemäß der nächstniedrigeren...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Kraftfahrzeug mehrere Untersysteme enthält. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Erfassung und Behebung von Fehlern in Sensoren und Systemen, welche zur Steuerung bzw. Regelung des Zustandes und der Funktion von Fahrzeugen erforderlich sind. Erfasste Fehlfunktionen werden korrigiert, um die Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges sicherzustellen und eine Verschlechterung des Abgases und einen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs zu vermeiden.

Aus Sicherheitsgründen ist es äußerst wichtig, die verschiedenen Funktionen eines Fahrzeuges vor dessen Inbetriebnahme zu diagnostizieren. Daher ist der Fahrzeug-Diagnosetechnik viel Aufmerksamkeit zuteil geworden, wobei viele verschiedene diagnostische Einrichtungen und Verfahren entwickelt worden sind. Beispielsweise ist aus der JP 69-263241 A ein Verfahren zur Erfassung von zufälligen Motorfehlzündungen (fehlerhafte Zündung oder unvollständige Verbrennung) bekannt, in dem ein Ausgangsmuster eines Luft-/Kraftstoffverhältnis-Detektors und ein Kurbelwinkelsignal dazu verwendet werden, festzustellen, in welchem Zylinder eine Fehlzündung auftritt. Wenn eine Fehlzündung erfasst wird und der Zylinder identifiziert worden ist, wird die Kraftstoffzufuhr an diesen Zylinder unterbrochen, um eine Abgasverschlechterung zu verhindern. Da bekannt ist, auf welche Weise die Abgasemissionen durch eine Fehlzündung meistens beeinflusst werden, können notwendige Gegenmaßnahmen bei Auftreten derartiger Fehlzündungen ergriffen werden. Da jedoch keine Schritte zur Beseitigung der Fehlzündung unternommen werden, kann dieses Verfahren als passive diagnostische Steuerung bezeichnet werden.

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Technik zur Erfassung von Fehlzündungen sind weitere diagnostische Verfahren bekannt. Diese Verfahren umfassen eine Diagnose des Abgasrückführung-Steuersystems ( JP 3-210058 A ), eine O₂-Sensor Diagnose ( JP 62-165558 A ) sowie eine Diagnose des Sekundärluft-Ansaugsystems ( JP 2-216011 A ). In jeder dieser oben erwähnten Patentanmeldungen ist ein diagnostisches Verfahren oder eine diagnostische Einrichtung beschrieben, die sämtlich einen passiven Charakter aufweisen. Die meisten dieser Verfahren sind rein diagnostischer Natur und auf die Sicherstellung einer genauen Erfassung der Fehlfunktion gerichtet. Es trifft zwar zu, dass einige von ihnen, etwa die oben erwähnte Fehlzündungserfassungstechnik auf der Grundlage des diagnostizierten Ergebnisses eine minimale Steuerungsmaßnahme (etwa die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr, um eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften zu vermeiden) bewirken können; dennoch bilden sie lediglich eine Reaktion auf das erfasste Problem, ohne dass weitere Schritte zur tatsächlichen Korrektur desselben ergriffen werden. Da andererseits die meisten diagnostischen Verfahren Gegenstand gesetzlicher Bestimmungen sind oder werden, sind diagnostische Technologien, die diese Bestimmungen erfüllen, umso wichtiger.

Wenn eine Fehlfunktion einer bestimmten Art erfasst worden ist, ist es höchst wichtig, genau festzustellen, welche Gegenmaßnahmen unter diesen Umständen ergriffen werden sollten. Wenn beispielsweise eine Fehlzündung erfasst wird, kann darauf hingewirkt werden, das richtige Zündverhalten des Zylinders wiederherzustellen. Wenn jedoch die Kraftstoffzufuhr unnötigerweise unterbrochen wird, könnte diese Maßnahme die Ausgangsleistung des Fahrzeuges unnötig verringern. Wenn es möglich ist, die Fehlzündung auf eine Weise zu beseitigen, die den ununterbrochenen Betrieb des Fahrzeuges zulässt, wäre eine solche Steuerungsmaßnahme offensichtlich eher erwünscht. Selbstverständlich hängt dies in hohem Maß vom jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeuges ab, in dem die Fehlzündung erfasst wird, wodurch der Bereich der anschließend verwendbaren Steuerungen eingeschränkt sein kann. Daher sollten die optimierten Steuerungen in einer bestimmten Reihenfolge aus den Steuerungen gewählt werden, die zur Korrektur der Fehlfunktion, zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges, zur Aufrechterhaltung der Abgaseigenschaften, des momentanen Kraftstoffverbrauchs und dergleichen zur Verfügung stehen, derart, dass die Sicherheit und der Betriebszustand des Fahrzeuges zu diesem Zeitpunkt berücksichtigt sind.

Bisher sind lediglich Beispiele für Zylinderfehlzündungen beschrieben worden. Der Bereich von Elementen, die für eine solche Diagnose geeignet sind, umfasst jedoch außerdem den Abgas-Katalysator, O₂-Sensoren, O₂-Sensor-Heizeinrichtungen, Kraftstoffverdampfersysteme, Abgasrückführungsventile, die Sekundärluftzufuhr, Kraftstoffsteuersysteme und dergleichen.

Ein weiteres Beispiel ist aus der DE 36 31 200 A1 bekannt. Dort ist zum einen die Abstellung des Motors im Falle eines Ausfalles des Stellungsregelkreises einer Drosselklappe aufgrund möglicher gefährlicher Endanschläge des Stellers gezeigt. Zum anderen wird bei fehlerhaftem Stellungsgeber aber korrekt arbeitendem Steller vorgeschlagen, die fehlenden Istwertsignale durch einen ggf. von Betriebsparametern abhängigen Ersatzparametersatz zu ersetzen und somit einen Notfahrbetrieb zu gewährleisten. Des Weiteren ist eine differenzierte Anzeige sowohl eines Defekts des Stellungsgebers als auch des Stellers vorgesehen.

Aus der US 4 926 352 ist prinzipiell weiterhin eine prioritätsgesteuerte Fehlerkennung unterschiedlicher Fahrzeugaggregate bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor zu schaffen, mit denen eine dem momentanen Betriebszustand entsprechende Steuerung des Fahrzeugbetriebs verwirklicht werden kann, wenn durch vorhandene diagnostische Maßnahmen eine Fehlfunktion erfasst worden ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 47 gelöst.

Wenn in dem erfindungsgemäßen Diagnose-Steuersystem eine Fehlfunktion oder ein anomaler Zustand von einem der Diagnosesensoren erfasst wird, wird zunächst der momentane Betriebszustand des Fahrzeugmotors überprüft. Dann wird unter Berücksichtigung der Sicherheit des Fahrzeuges auf der Grundlage des momentanen Betriebszustandes des Motors eine Auswahl der optimalen Korrekturmaßnahmen getroffen, woraufhin diese gewählten Korrekturmaßnahmen ausgeführt werden. Hierzu wird im Voraus für jedes der einzelnen überwachten Elemente entsprechend den erfassten Änderungen des Motorbetriebszustandes ein Satz von nach Priorität geordneten Korrekturmaßnahmen bestimmt. Die einzelnen Steuermaßnahmen werden unter Berücksichtigung der Sicherheit des Fahrzeuges, der möglichen Maßnahmen zur Korrektur der Fehlfunktion, der Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges und der Aufrechterhaltung geeigneter Motorbetriebsparameter wie etwa des Abgasgemisches, des Kraftstoffverbrauchs und dergleichen gewählt.

Im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Stand der Technik, in dem für erfasste Fehlfunktionen passive Steuerungen in einer offenen Schleife ausgeführt werden, wird in dem erfindungsgemäßen Diagnose- und Steuersystem der momentane Betriebszustand des Motors stets rückgekoppelt, um die Steuerungen entsprechend der Information bezüglich des Rückkopplungszustandes zu wählen und auszuführen. Auf diese Weise wird die Motorausgangsleistung aufgrund der erfassten Fehlfunktion weder unnötig abgesenkt noch unnötig unterbrochen.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen, angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
1 ein Blockschaltbild zur Übersicht über das erfindungsgemäße Diagnose- und Steuersystem;
2 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung des Gesamtaufbaus eines Motors, bei dem jedes seiner Untersysteme erfindungsgemäß diagnostiziert und gesteuert wird;
3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Fehlzündungs-Steuerungsanordnung;
4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Diagnose- und Steuerverfahrens im Falle der Korrektur von Fehlzündungen;
5 die Anordnung eines Abgas-Katalysators in einem Fahrzeug-Abgassystem;
6 ein Flussdiagramm zur Steuerung eines Katalysatorfehlers;
7 ein Blockschaltbild einer Katalysatorfehler-Steuereinrichtung;
8 ein Flussdiagramm zur Behebung eines Fehlers eines stromaufseitig angeordneten O₂-Sensors;
9 eine graphische Darstellung des Signals eines stromaufseitig angeordneten O₂-Sensors;
10(A) eine graphische Darstellung des Verschlechterungsindexes eines stromaufseitig angeordneten O₂-Sensors;
10(B) eine graphische Darstellung des Verschlechterungsindexes und einer Proportionalverstärkungskorrektur;
10(C) eine graphische Darstellung eines Verschlechterungsindexes und einer Integralverstärkungskorrektur;
11 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Berechnung des Verschlechterungsindexes;
12 ein Blockschaltbild zur Behebung eines Fehlers eines stromaufseitig angeordneten O₂-Sensors;
13 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Steuerung der Heizeinrichtung für den stromaufseitigen O₂-Sensor;
14 eine graphische Darstellung von Signaländerungen bei Fehlern der Heizeinrichtung des stromaufseitigen O₂-Sensors;
15(A) eine graphische Darstellung der Proportionalverstärkungskorrektur von 13;
15(B) eine graphische Darstellung der Integralverstärkungskorrektur von 13;
16 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Behebung eines Fehlers der Heizeinrichtung des stromaufseitigen O₂-Sensors;
17 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Behebung eines Fehlers im Kraftstoffdampfrückführsystem;
18 ein Blockschaltbild zur Behebung eines Fehlers im Kraftstoffdampfrückführsystem;
19 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Behebung eines Fehlers des Abgasrückführungssystems (EGR-System);
20 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Behebung eines Fehlers im EGR-System;
21 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Behebung eines Fehlers in einem Sekundärluftsystem;
22 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Behebung eines Fehlers im Sekundärluftsystem;
23 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Behebung eines Fehlers im Kraftstoffsystem; und
24 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Behebung eines Fehlers im Kraftstoffsystem.
In 2 ist der Gesamtaufbau eines Fahrzeugmotors gezeigt, bei dem am Lufteinlass ein Luftfilter 1 angebracht ist. Ein ebenfalls am Lufteinlass angebrachter Luftmengensensor 2 erfasst die in den Motor angesaugte Luftmenge und meldet diese Information an eine Steuereinheit 27. Ein Drosselklappenöffnungssensor 3 erfasst den Grad der Drosselklappenöffnung und meldet diese Information ebenfalls an die Steuereinheit 27. Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 4 spritzt gemäß dem vom Zustand der Kraftstoffzufuhr durch die Kraftstoffpumpe 11 abhängenden Signal von der Steuereinheit 27 Kraftstoff in den Motor ein. Das Signal von einem Kraftstoffzustand-Sensor 12 wird dazu verwendet, die Kraftstoffeigenschaften zu überwachen und zu steuern. Eine Zündkerze 5 empfängt das Ausgangssignal von der (nicht gezeigten) Zündungsschaltung, während ein Abgasrückführungsventil 7 dazu verwendet wird, die Abgasrückführungsmenge entsprechend einem Steuerventil 8 einzustellen. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Leerlaufsteuerung-Nebenwegventil (ein so genanntes ISC-Ventil), während das Bezugszeichen 13 eine Sekundärluft-Pumpe bezeichnet, die dazu verwendet wird, an das Abgasrohr Sekundärluft zu liefern; das Bezugszeichen 14 bezeichnet ein Luftzufuhr-Unterbrechungsventil, während das Bezugszeichen 15 ein Rückschlagventil für das Luftzufuhr-Unterbrechungsventil 14 bezeichnet. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet ein VC-Unterbrechungsventil, das Bezugszeichen 18 bezeichnet einen in das Abgasrohr eingesetzten Katalysator. Stromaufseitig und stromabseitig zum Katalysator sind ein erster bzw. ein zweiter O₂-Sensor 19 bzw. 20 angebracht. Ein Kraftstofftank 24 ist mit einem Behälter 23 (im Folgenden auch Kanister genannt) verbunden, der seinerseits mit einem Steuerventil 22 für verdampften Kraftstoff (das im Folgenden als Verdampferentladungsventil bezeichnet wird) verbunden ist. Am Kraftstofftank 24 ist ein Drucksensor 25 vorgesehen, ferner weist der Behälter 23 ein Entleerungsventil 26 auf. Der Lufteinlass besitzt einen Ansaugluftdruck-Sensor 28 und einen Ansauglufttemperatur-Sensor 30. Ferner sind ein Kühlwassertemperatur-Sensor 31, ein Kurbelwinkel-Sensor 32 sowie ein Klopfsensor 29 vorgesehen.
In der 2 sind die diagnostisch überwachten Fehlfunktionen von Untersystemen gegeben durch: Motorfehlzündungen, Verschlechterung der Katalysatorfunktion, Fehler des O₂-Sensors, Fehler der O₂-Sensor-Heizeinrichtung, Fehler des Kraftstoffdampfrückführsystems, Fehler der EGR-Funktion, Fehler des Sekundärluft-Zufuhrsystems, Fehler des Kraftstoffsystems und dergleichen. Jedes dieser Elemente wird einzeln entsprechend einer im Voraus bestimmten Diagnoselogik unter Berücksichtigung des ununterbrochenen Betriebs des gesamten Fahrzeuges überwacht, diagnostiziert und gesteuert. Die Einzelheiten einer solchen Diagnose und Korrektur für jeden dieser Fehlfunktionstypen werden im Folgenden beschrieben.
Beispielsweise wird eine Diagnose der Katalysatorfunktion entsprechend einer vorgegebenen Diagnoselogik unter Verwendung der Ausgangssignale der stromaufseitig bzw. stromabseitig zum Katalysator angebrachten O₂-Sensoren 19 bzw. 20 ausgeführt. Dann werden auf der Grundlage des momentanen Betriebszustandes des Motors und des jeweiligen Diagnoseergebnisses in Übereinstimmung mit den im voraus bestimmten Prioritäten nacheinander die am besten geeigneten Steuerungen gewählt und ausgeführt.
1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines typischen nach Priorität geordneten Steuersystems des Typs, auf den im Folgenden Bezug genommen wird. D₁CTR bis D_nCTR stellen jeweilige Steuerun gen für jedes der oben erwähnten überwachten Elemente (1 bis n) dar, etwa wenn eine Fehlzündung oder eine Verschlechterung der Katalysatorfunktion erfasst wird. EC stellt Daten dar, die den momentanen Zustand des Motorbetriebs angeben, etwa die Motordrehzahl (min^–1), die Kühlwassertemperatur und dergleichen. Wie im folgenden anhand besonderer Beispiele erläutert wird, wird in dem Fall, dass D₁CTR eine bei einer erfassten Fehlzündung auszuführende Steuerung darstellt, ein erster Satz von möglichen Korrekturmaßnahmen C₁₁, C₁₂ und C₁₃ (Steuerparameter) in der Steuerwähleinrichtung S₁₁ gemäß dem Zustand des Motorbetriebs EC bestimmt, wobei eine dieser Korrekturmaßnahmen ausgewählt und ausgeführt wird. In der nächsten Stufe wird aus einem zweiten Satz von Steuerparametern C₁₄, C₁₅ und C₁₆, die in der Steuerwähleinrichtung S₁₂ gemäß dem Betriebszustand EC bestimmt werden, einer ausgewählt. Ebenso wird von der Steuerwähleinrichtung S13 einer der Steuerparameter C₁₇ und C₁₈ gewählt. Schließlich wird in der Steuerwähleinrichtung S₁₄ einer der Steuerparameter C₁₉ und C₂₀ gewählt.
Auf diese Weise wird auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors von den Steuerwähleinrichtungen S₁₁ bis S₁₄ ein konkretes Steuerverfahren bestimmt. Im Prinzip können die Steuerparameter C₁₁ bis C_n1 von den Steuerwähleinrichtungen S₁₁ bis S_n1 gewählt werden, um eine erfasste Fehlfunktion zu beheben. Ebenso können von den Steuerwähleinrichtungen S₁₂ bis S_n2 Steuermaßnahmen gewählt werden, um die Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges aufrechtzuerhalten; die Steuerungen zur Verhinderung der Verschlechterung der Motor-Abgaseigenschaften werden anschließend von den Steuerwähleinrichtungen S₁₃ bis S_n3 gewählt; schließlich werden die Steuerungen zur Regelung des Kraftstoffverbrauchs des Motors in den Steuerwähleinrichtungen S₁₄ bis S_n4 gewählt. Die Prioritäten dieser Steuermaßnahmen (Parameter) von der Beseitigung der Fehlfunktion (S₁₁ bis S_n1) bis zur Steuerung des Motorkraftstoffverbrauchs (S₁₄ bis S_n4) werden im Voraus für jedes der Diagnoseelemente auf die im Folgenden im Einzelnen beschriebene Weise bestimmt.
Die Reihenfolge der Prioritäten, mit denen die verschiedenen Stufen des obigen Steuerungsprozesses (Beseitigung der Fehlfunktion, Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges usw.) adressiert werden, kann in Abhängigkeit von dem besonderen überwachten Element geändert werden. Beispielsweise bei der Katalysatordiagnose wird den Steuermaßnahmen zur Verhinderung der Verschlechterung der Abgaseigenschaften die erste Priorität gegeben. Bei einer Steuerung der Motorfehlzündungen wird andererseits der Fehlfunktionskorrektur oder der Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges die Priorität gegeben. Die Priorität einer jeden Steuerung wird unter Berücksichtigung der Art des besonderen diagnostizierten Elementes und dessen Bedeutung für die Funktionsfähigkeit und die Sicherheit bestimmt.
Die unterschiedlichen Prioritätsanforderungen, die für jedes der verschiedenen überwachten Elemente gültig sind, stellen den Grund dar, weshalb nicht alle vier der obigen Betrachtungen gleichzeitig berücksichtigt werden, um die Steuerungen auszuführen. Ebenso müssen die Diagnosen für jedes der überwachten Elemente, die in 1 durch D₁CTR bis D_nCTR dargestellt sind, nach Prioritäten geordnet werden, da einige Diagnose-Steuerelemente von der Diagnose anderer Elemente abhängen. Beispielsweise muss vor der anderer Elemente abhängen. Beispielsweise muss vor der Diagnose des Katalysators, die entsprechend den Ausgangssignalen von den vor bzw. hinter dem Katalysator angebrachten O₂-Sensoren ausgeführt wird, die Diagnose der O₂-Sensoren ausgeführt werden. Das heißt, dass die Katalysatordiagnose niemals ausgeführt wird, bevor bestätigt wird, dass die O₂-Sensoren normal arbeiten. Selbstverständlich wird jede Steuerung unter Berücksichtigung der Funktionssicherheit des Fahrzeuges ausgeführt. Die folgende Tabelle stellt ein Beispiel eines Satzes von Prioritäten dar, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Selbstverständlich können die obigen Prioritäten abgewandelt werden, um sie an die verschiedenen Systeme und verschiedenen Betriebsanforderungen anzupassen.
Nun wird die genaue Funktion des Diagnostik- und Steuersystems gemäß der Erfindung beschrieben, wobei besonders auf die Erfassung und die Korrektur von Fehlfunktionen in speziellen überwachten Elementen bzw. Untersystemen Bezug genommen wird. Der Anfang wird mit der Diagnose von Motorfehlzündungen gemacht. Es sind viele Verfahren zur Erfassung von Fehlzündungen entwickelt worden, unter anderem die Ausnutzung des Ionenstroms, eines optischen Sensors für den Verbrennungszustand im Motor, der Primärspannung in der Zündspule und dergleichen. Die Steuerungstechnik gemäß der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, wenn mit irgendeinem dieser Verfahren eine zufällige und/oder ungeeignete Zündung erfasst wird. (Das bedeutet, dass jedes Verfahren angewendet werden kann, das zufällige oder ungeeignete Zündungen erfassen kann.)
4 zeigt ein Flussdiagramm für die Verwirklichung des Diagnose- und Steuerverfahrens gemäß der Erfindung für die Korrektur von Fehlzündungen. Die in diesem Flussdiagramm gezeigte Funktion wird mit der Erfassung einer Fehlzündung mittels eines bekannten Verfahrens wie oben beschrieben begonnen. Im Schritt 102 wird eines von drei alternativen Steuerverfahren in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand des Motors gewählt. (In dieser Ausführungsform wird zur Veranschaulichung dieser Wahl die Motorlast verwendet; es könnte jedoch auch ein anderer Steuerparameter verwendet werden.) Wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, wird der Modus A gewählt, wobei im Schritt 104 die Soll-Leerlaufdrehzahl N_e(gesetzt) um einen Betrag erhöht wird, der erforderlich ist, um einen Motorstillstand zu verhindern, der andernfalls in einigen Fällen auftreten könnte, so dass die Sicherheit oder Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges aufrechterhalten wird. Im Schritt 106 wird die Zündungssteuerschaltung (ig-CTR) nach Fehlfunktionen untersucht (die Fehlzündung ist bereits erfasst worden), indem festgestellt wird, ob die Primärspannung oder der Primärstrom der Zündspule über einem geforderten Wert liegen, wenn der Schalttransistor durchgeschaltet ist. Wenn dieses Diagnoseergebnis nicht anomal ist (bei der Funktion der Zündungssteuerschaltung wird keine Fehlfunktion erfasst), geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 110, in dem das Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungszustandsbit (F/C-Zustandsbit) für den betroffenen Zylinder gesetzt wird. Im Schritt 122 wird das Zustandsbit bezüglich der Erhöhung der Soll-Leerlaufdrehzahl N_e(gesetzt) für die Verarbeitung im Schritt 104 gesetzt.
Wenn das Ergebnis der Zündungssteuerschaltung-Prüfung im Schritt 106 anomal ist (d.h. wenn in der Zündungssteuerschaltung eine Fehlfunktion erfasst wird), geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 108, in dem die Zündung (Zündung mit hoher Entladung) unter Verwendung einer höheren Entladungsspannung und/oder einer längeren Zünddauer wiederholt wird. Dann wird das Ergebnis im Schritt 112 geprüft. Wenn eine richtige Funktion der Zündungssteuerschaltung nicht wiederhergestellt werden kann, wird die Spannung auf die normale Entladungsspannung zurückgestellt (Schritt 111). Danach wird die Verarbeitung in den Schritten 110 und 122 ausgeführt.
Wenn im Schritt 112 die richtige Funktion wiederhergestellt worden ist, werden die Größe und die Dauer der Entladungsspannung im Schritt 114 auf die normalen Zündungsbedingungen zurückgestellt. Wenn anschließend im Schritt 116 unter normalen Zündungsbedingungen bei wiederhergestellter normaler Zündung keine Fehlzündung auftritt, geht die Verarbeitung zum Schritt 118, in dem die Soll-Leerlaufdrehzahl N_e(gesetzt), die im Schritt 104 erhöht worden ist, auf den Anfangswert zurückgestellt wird. Wenn im Schritt 120 die normale Funktion bestätigt wird, ist die Verarbeitung beendet. Wenn die normale Funktion im Schritt 120 nicht bestätigt wird (d.h. wenn eine zufällige Zündung erfasst wird), werden die Schritte 110 und 122 ausgeführt, woraufhin die Verarbeitung beendet ist.
Wenn im Schritt 102 eine zufällige oder ungeeignete Zündung erfasst wird und der Motor unter einer geringen Last arbeitet (z.B. unter einer Last von weniger als 50 %), wird der Modus B gewählt. Im Schritt 124 wird die Zündungssteuerschaltung (ig-CTR) auf die gleiche Weise wie im Schritt 106 nach Fehlern untersucht. Wenn eine Anomalität erfasst wird, wird die Verarbeitung im Schritt 126 auf die gleiche Weise wie im Schritt 108 ausgeführt, woraufhin im Schritt 130 das Ergebnis (ob der Zündungsfehler beseitigt ist oder nicht) geprüft wird. Wenn nicht, wird die Kraftstoffzufuhr des betroffenen Zylinders unterbrochen, anschließend wird im Schritt 128 genau wie vorher im Schritt 110 das Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungszustandsbit (F/C-Zustandsbit) gesetzt. Im Schritt 136 wird die Absenkung des Drehmoments, die durch die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr verursacht worden ist, geglättet, indem beispielsweise die Kraftstoffzufuhr an die anderen Zylinder, insbesondere an diejenigen, die direkt vor oder nach demjenigen zünden, bei dem die zu fällige Zündung erfasst worden ist, erhöht wird. Auf diese Weise wird die Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges aufrechterhalten. Alternativ kann die Drehmomentglättung auch durch Verzögern des Zündzeitpunktes derjenigen Zylinder erzielt werden, die direkt vor und nach demjenigen zünden, bei dem eine zufällige Zündung erfasst worden ist.
Wenn andererseits im Schritt 130 die Beseitigung der Zündungsfehlfunktion bestätigt wird, wird die Länge oder Dauer der Zündentladungsspannung, die im Schritt 126 gesetzt worden ist, im Schritt 132 auf die normale Zündspannung zurückgestellt, anschließend wird im Schritt 134 die Zündung erneut geprüft. Wenn keine Fehlzündung festgestellt wird, wird die Funktion fortgesetzt. Wenn eine Fehlzündung erfasst wird, wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, woraufhin in den Schritten 128 und 136 die Drehmomentglättung ausgeführt wird. Wenn schließlich im Schritt 124 festgestellt wird, dass die Zündungssteuerschaltung (ig-CTR) anomal arbeitet, werden die Verarbeitungen in den Schritten 128 und 136 ausgeführt.
Wenn im Schritt 102 bei hoher Motorlast (größer als 50 %) eine Zündungsfehlfunktion erfasst wird, wird der Modus C gewählt. In diesem Fall wird die Kraftstoffzufuhr an den betroffenen Zylinder im Schritt 138 für eine bestimmte Zeitdauer (bis im Schritt 140 ein vorgegebener, spezifizierter Zählstand erreicht worden ist) unterbrochen. In diesem Zeitpunkt wird die Kraftstoffzufuhr im Schritt 139 wiederhergestellt, anschließend wird im Schritt 143 geprüft, ob der Zündungsfehler beseitigt worden ist. Wenn dies der Fall ist, ist die Verarbeitung beendet. Andernfalls wird die Wiederherstellungsverarbeitung im Schritt 142 auf die gleiche Weise wie in den Schritten 108 und 126 ausgeführt, woraufhin im Schritt 144 eine weitere Prüfung einer Fehlzündung unternommen wird. Wenn keine Fehlzündung erfasst wird, wird (wie in den Schritten 111, 114 und 132) die Entladungsspannung im Schritt 145 auf den normalen Wert zurückgestellt, woraufhin im Schritt 146 geprüft wird, ob bei einer normalen Entladungsspannung eine Fehlzündung auftritt. Wenn keine Fehlzündung erfasst wird, ist die Verarbeitung beendet. Wenn jedoch im Schritt 144 eine zufällige oder Fehlzündung erfasst wird, wird im Schritt 148 selbst nach der Wiederherstellungsverarbeitung (im Schritt 142) das Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungszustandsbit im Modus C für denjenigen Zylinder gesetzt, in dem die Zündungsfehlfunktion erfasst worden ist. Im Schritt 150 wird das Drehmomentglättungs-Zustandsbit gesetzt, woraufhin die Verarbeitung beendet ist.
Wenn im Schritt 118 die Soll-Leerlaufdrehzahl N_e(gesetzt) auf den normalen Wert zurückgestellt wird, kann dies in einzelnen Stufen getan werden, wobei der Zündzustand auf jeder Stufe geprüft wird. In diesem Fall kann der Wert auf denjenigen gesetzt werden, der direkt vor dem Auftreten der Zündungsfehlfunktion gegeben war. Mit anderen Worten, da N_e auf den Pegel unmittelbar vor Auftreten einer zufälligen oder ungeeigneten Zündung gesetzt werden kann, kann die Häufigkeit der Kraftstoffzufuhr-Unterbrechung verringert werden. Die Rückkehr zur normalen Entladungsspannung kann auf die gleiche Weise ausgeführt werden. Beispielsweise kann in den Schritten 114, 132 oder 145 die Spannung stufenweise auf die optimierte Spannung zurückgestellt werden, die direkt vor dem Auftreten einer Fehlzündung vorgelegen hat.
3 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung des strukturellen Aufbaus, der zur Verwirklichung des in 4 gezeigten Verfahrens geeignet ist. In dieser Ausführungsform ist die Fehlzündungs-Steuerschaltung der Motorsteuereinheit 27 (siehe 2) enthalten, die einen Kraftstoffeinspritz-Rechner 166 und einen Zündzeitpunkt-Rechner 168 enthält. Der Ausgang des Kraftstoffeinspritz-Rechners 166 wird an die Kraftstoffsteuereinheit (F-CTR) 172 geliefert, um die Einspritzeinrichtung (INJ) 176 zu steuern, während das Ausgangssignal vom Zündzeitpunkt-Rechner 168 an die Zündungssteuerschaltung (ig-CTR) geschickt wird, um die Zündspule (ig) 178 zu steuern. Ein Sensor 164 erfasst das Auftreten einer Fehlzündung durch Abtasten des Primärspannungssignals 180 der Zündspule 174 oder des Ionenstromsignals 182 an die Zündkerze oder durch Abtasten der Drehzahländerung anhand des Signals N_e 32. Die Steuerschaltung für die Diagnose einer zufälligen Zündung oder Fehlzündung (D-CTR, m × f) steuert die Kraftstoffzufuhr-Unterbrechung (F/C) mittels des Kraftstoffeinspritz-Rechners 166; sie kann auch Abhilfemaßnahmen steuern, um die Fehlzündung zu beseitigen, indem der Zündzeitpunkt-Rechner 168 wie in den Schritten 138ff. von 4 gezeigt gesteuert wird. Insbesondere gibt sie einen der Verarbeitung im Schritt 108 (4) entsprechenden Verarbeitungsbefehl aus, der die Motorsteuereinheit 160 triggert, anschließend wird das konkrete Steuersignal von der ig-CTR ausgegeben. Der Eingang RC stellt ein Funktionszustandssignal des Motors dar, wobei Q_a die Ansaugluftmenge und N_e die Motordrehzahl (min^–1) sind. In 3 wird ein Mikrocomputer von der Diagnosesteuerung 162 und von der Motorsteuerung 160 gemeinsam genutzt. Dieser Mikrocomputer kann jedoch für jede dieser Steuerungen auch getrennt vorgesehen sein.
Nun wird die Schaltung für die Diagnose des Funktionszustandes des Katalysators erläutert. In der vorliegenden Erfindung sind im Fahrzeugauspuff stromaufseitig und stromabseitig zum Katalysator O₂-Sensoren 19 bzw. 20 angebracht, wie in 5 gezeigt ist. Die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen 206 und 208 von den O₂-Sensoren 19 bzw. 20 wird dazu verwendet, den Zustand des Katalysators 18 zu bewerten, wobei diese Beziehung selbstverständlich von der normalen Funktion der beiden O₂-Sensoren abhängt. Um daher eine richtige Bewertung sicherzustellen, müssen die O₂-Sensoren 19 und 20 diagnostiziert werden, bevor der Katalysator diagnostiziert wird. (Diese O₂-Sensor-Diagnose wird später erläutert.) Das Verfahren zur erfindungsgemäßen Diagnose des Katalysators wird im Folgenden mit Bezug auf das in 6 gezeigte Flussdiagramm erläutert. Im Schritt 210 wird festgestellt, ob der Funktionszustand des Fahrzeuges in im Voraus gesetzte Bereiche von Betriebsparametern fällt, die einen gültigen "Prüfbereich" definieren (z.B. eine Motordrehzahl zwischen 2000 und 3000 min^–1, eine Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 60 und 90 km/h und eine Ansaugluftmenge von ungefähr 10 % der Volllast). Wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug nicht in einem geeigneten Prüfbereich betrieben wird, wird die Verarbeitung beendet. Wenn andererseits das Fahrzeug in dem Prüfbereich betrieben wird, wird im Schritt 214 festgestellt, ob das "Magergemisch-Zustandsbit" im Voraus gesetzt worden ist. (Siehe die Schritte 228 und 246.) Wenn nicht, werden die Ausgangssignale der beiden O₂-Sensoren 19 und 20 für die Diagnose des Katalysators im Schritt 212 verwendet, um festzustellen, ob eine Anomalität vorhanden ist. Wenn keine Anomalität vorhanden ist (N), ist die Verarbeitung beendet. Wenn jedoch das Ergebnis anomal ist (J), wird im Schritt 216 die Luftmenge (Qa) geprüft. (An dieser Stelle sollte angemerkt werden, dass in dem Verfahren in 6 bis zum Schritt 212 jedes beliebige Verfahren für die Katalysatordiagnose verwendet werden kann.)
Im Schritt 216 wird das Volumen der Ansaugluftmenge (oder die Abgastemperatur) mit vorgegebenen Werten verglichen. Wenn es in einem niedrigen Bereich liegt, wird der Modus A gewählt, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 218 ausgeführt wird, um den Regelungszyklus für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, der bewirkt, dass dieses Verhältnis näher am theoretischen Luft-/Kraftstoffverhältnis liegt, abzukürzen, woraufhin die Verarbeitung beendet ist.
Wenn in Bezug auf die vorgegebenen Werte im Schritt 216 eine mittlere Luftmenge (Qa) (oder eine mittlere Abgastemperatur) erfasst wird, wird im Schritt 220 die normale Kanisterentleerung unterbrochen, ferner wird im Schritt 222 der Zündzeitpunkt verzögert. Im Schritt 224 wird festgestellt, ob die Katalysatoranomalität korrigiert worden ist. Wenn dies der Fall ist, wird die Kanisterentleerung im Schritt 226 erneut begonnen, ferner wird der nacheilende Zündzeitpunkt im Schritt 232 auf den normalen Wert zurückgestellt, woraufhin die Verarbeitung beendet ist. Wenn die Katalysatoranomalität (die im Schritt 224 festgestellt worden ist) nicht beseitigt ist, wird im Schritt 225 geprüft, ob der nacheilende Zündzeitpunkt eine im Voraus gesetzte Grenze erreicht hat. Wenn nicht, wird der Schritt 222 wiederholt, so dass der Zündzeitpunkt weiter verzögert wird, anschließend wird der Wiederherstellungszustand im Schritt 224 erneut geprüft. Wenn nach einigen Verzögerungswiederholungen im Schritt 222 der Zündzeitpunkt die im voraus gesetzte Grenze erreicht, ohne dass die im Schritt 224 bestimmte Katalysatoranomalität korrigiert worden ist, wird im Schritt 228 das "Magergemisch-Zustandsbit" gesetzt, woraufhin die Zündzeitpunktsteuerung im Schritt 232 auf die normale Zündvoreilungssteuerung zurückgestellt wird.
Wenn im Schritt 214 festgestellt wird, dass das Magergemisch-Zustandsbit gesetzt worden ist, wird das Kraftstoffgemisch im Schritt 240 stufenweise magerer eingestellt. In diesem Fall muss die Katalysatortemperatur sorgfältig beobachtet werden, so dass sie nicht übermäßig ansteigt (vorzugsweise wird der Katalysator mit Sekundärluft gekühlt.) Im Schritt 242 wird geprüft, ob die Katalysatoranomalität beseitigt worden ist. (Die Tatsache, dass das Magergemisch-Zustandsbit gesetzt worden ist, gibt an, dass vorher tatsächlich ein anomaler Zustand erfasst worden ist.) Wenn die Katalysatoranomalität nicht beseitigt worden ist, ist die Verarbeitung beendet. Wenn die Anomalität andererseits beseitigt worden ist, wird die Einstellung des Kraftstoffgemisches auf einen magereren Wert (Schritt 240) angehalten, woraufhin das Magergemisch-Zustandsbit im Schritt 246 zurückgesetzt wird und die Verarbeitung beendet ist.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, wird in der vorliegenden Erfindung angenommen, dass ein Katalysatorfehler durch eine geringe Motorbetriebstemperatur verursacht wird, weshalb das Luft-/Kraftstoffverhältnis magerer eingestellt wird, so dass die Temperatur ansteigt, woraufhin das Ergebnis geprüft wird. Im Schritt 216 kann als alternative Maßnahme die Feststellung eines Katalysatorfehlers auf der Grundlage vorgenommen werden, ob die Abgastemperatur in einem im voraus gesetzten niedrigen oder mittleren Temperaturbereich liegt; in diesem Fall wird die Luftmenge nicht verwendet.
In 7 (in der für die gleichen Elemente wie in 3 dieselben Bezugszeichen verwendet werden) ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Ausführung des Diagnoseverfahrens von 6 gezeigt. Die Katalysatordiagnoseeinheit 256 verwendet die Signale 206 und 208 von den O₂-Sensoren 19 bzw. 20 für die Katalysatordiagnose. Wenn ein Katalysatorfehler erfasst wird, führt die Katalysatordiagnose-Steuereinheit (D-CTR) 254 die in 6 gezeigte Verarbeitung aus und schickt geeignete Steuersignale an die Motorsteuereinheit 160. Das heißt, dass der Zündzeitpunkt im Schritt 222 (6) durch den Zündzeitpunkt-Rechner 168 verzögert wird. Für die auf den Kanister bezogene Verarbeitung, in der, die Kanisterentleerung unterbrochen wird (6, Schritt 220), und für die Korrektur einer Anomalität wird die Kanisterentleerungssteuerung 250 aktiviert (6, Schritt 226); im Falle einer Sekundärluftmengensteuerung wird die Sekundärluftsteuerung 252 aktiviert. Wenn schließlich der Zyklus der Luft/Kraftstoff-Regelung (F/B-Steuerung) geändert werden soll, kürzt die Regelung den Steuerzyklus ab, um Änderungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses zu minimieren.
In 8 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Diagnose- und Steuerprozedur des O₂-Sensors 19 gezeigt. (Eine vergleichbare Prozedur kann auf den Sensor 20 angewendet werden, wie weiter unten angegeben ist.) In einem Ersten Schritt 260 wird festgestellt, ob ein "Verschlechterungsindex" S des Sensors einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Zum Verständnis dieser Technik ist es notwendig, sich zunächst die Ableitung des Verschlechterungsindexes S zu verdeutlichen, die im Folgenden diskutiert wird.
Die 9 zeigt, dass sich das Ausgangssignal vom O₂-Sensor aufgrund von Regelungseinstellungen des Luft-/Kraftstoffgemisches mit der Zeit verändert. Das heißt, dass, sobald das Ausgangssignal des O₂-Sensors außerhalb vorgegebener Schwellenwerte liegt, eine Stellgröße an das Kraftstoffversorgungssystem das Luft-/Kraftstoffgemisch einstellt, um es geeignet magerer oder fetter zu machen, wodurch sich wiederum die Zusammensetzung des Motorabgases verändert, was eine Änderung des Ausgangssignals des O₂-Sensors bewirkt. Es ist offensichtlich, dass ein solches Regelungssystem eine zyklische Veränderung sowohl des Luft-/Kraftstoffgemisches als auch des O₂-Sensor-Ausgangssignals bewirkt und dass die Dauer derartiger Veränderungen eine Funktion sowohl des Verstärkungsfaktors der Stellgröße als auch der Empfindlichkeit des O₂-Sensors ist. Wenn sich der O₂-Sensor verschlechtert, wird die Periode der zyklischen Veränderungen von dessen Ausgangsignal länger. Daher kann die Länge einer solchen Periode als Maß der Verschlechterung angesehen und für die Ableitung des Verschlechterungsindexes S verwendet werden.
Wie in 9 gezeigt, ist der Zyklus T durch die Zeitdauer zwischen den Punkten definiert, an denen das O₂-Ausgangssignal seine durch die gestrichelte Linie A dargestellte Mittellinie schneidet. Wenn T groß ist, wird der Schluss gezogen, dass sich der O₂-Sensor stark verschlechtert hat, wie in 10(A) dargestellt ist. Der Zyklus T ist auf der waagrechten Achse aufgetragen, während der Verschlechterungsindex S auf der senkrechten Achse aufgetragen ist. Wenn T kleiner als ein erster Schwellenwert a ist, wird festgestellt, dass der O₂-Sensor normal arbeitet. Wenn T größer als a, jedoch kleiner als ein zweiter (höherer) Schwellenwert b ist, wird festgestellt, dass der O₂-Sensor anomal arbeitet, diese Anomalität jedoch durch Verändern des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Verstärkungsfaktors beseitigt werden kann. Daher ist eine weitere Korrekturmaßnahme erforderlich.
In 11 ist die Berechnung des Verschlechterungsindexes S dargestellt. Die Messeinrichtung 272 erfasst den Zyklus des invertierten O₂-Sensor-Ausgangssignals, während die Prozessoreinheit 276 Signale von der Motordrehzahl-Erfassungseinrichtung 32 und von der Lasterfassungseinrichtung 274 empfängt. Die Prozessoreinheit 276 liest den Referenzzyklus t, der durch jene beiden Signale von einer Nachschlagtabelle 278 bestimmt wird; anschließend wird der Verschlechterungsindex S von der Recheneinrichtung 280 berechnet (S = T/t).
Nun wird erneut auf 8 Bezug genommen. Wenn im Schritt 260 festgestellt wird, dass der Verschlechterungsindex S kleiner als b ist (siehe 10(A)), wird der Regelungsverstärkungsfaktor im Schritt 270 entsprechend eingestellt, anschließend ist die Verarbeitung beendet. (Die Regelungskennlinien sind in den 10(B) und 10(C) als Funktion S gezeigt: Wenn S ansteigt, nimmt die Proportionalverstärkung P zu, während die Integralverstärkung I abnimmt; siehe auch 14.) Wenn im Schritt 260 S größer als b ist, ist die Verschlechterung größer, wie aus 10(A) deutlich hervorgeht und weiter oben bereits erwähnt worden ist, so dass sie nicht durch einfache Einstellung des Regelungsverstärkungsfaktors beseitigt wer den kann. In diesem Fall wird die Ansaugluftmenge (Qa) im Schritt 262 mit einem im voraus gesetzten Wert verglichen, um festzustellen, ob der Fehler durch Verringerung der Luftmenge beseitigt werden kann, indem das Luft-/Kraftstoffverhältnis magerer eingestellt wird. Wenn die Luftmenge gering ist, wird festgestellt, dass der Fehler nicht beseitigt werden kann, woraufhin die Regelung durch den stromaufseitigen O₂-Sensor für die Regelung verwendet wird.
Wenn im Schritt 262 die Luftmenge groß ist, wird sie im Schritt 264 eingestellt, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis innerhalb eines Bereichs, in dem der Katalysator 200 nicht beschädigt wird, magerer einzustellen. Anschließend wird im Schritt 266 festgestellt, ob der Fehler beseitigt worden ist. Wenn dies der Fall ist, wird der Verstärkungsfaktor im Schritt 270 verändert, anschließend ist die Verarbeitung beendet. Wenn dies jedoch nicht der Fall ist, wird der Schritt 268 ausgeführt, woraufhin die Verarbeitung ebenfalls beendet ist.
12 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Ausführung der O₂-Sensor-Diagnose und des in 8 gezeigten Steuerverfahrens. Wenn von der Diagnoseeinheit 282 eine Fehlfunktion erfasst wird, wird die Diagnosesteuerung (D-CTR (F-02)) aktiviert, so dass sie an die Motorsteuereinheit 160 ein Steuersignal aussendet. Wenn im Schritt 260 (8) festgestellt wird, dass der Verschlechterungsindex S kleiner als b ist, wird das Steuersignal zur Regelungseinrichtung (F/B-CTR) 284 geschickt, um den Verstärkungsfaktor wie gefordert zu ändern. Das Signal von der Diagnoseeinrichtung 284 wird außerdem dazu verwendet, im Schritt 268 (8) einen Wechsel vom O₂-Sensor 19 zum O₂-Sensor 20 vorzunehmen.
13 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zur Diagnose und zur Steuerung der O₂-Sensor-Heizeinrichtung zeigt; 14 zeigt den Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturwert, der zur Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses aufgrund der Stellgröße verwendet wird. (Der I-Verstärkungsfaktor bezieht sich auf die Steigung des L/K-Korrekturwertes, während sich der P-Verstärkungsfaktor auf die Größe der in der Figur angegebenen Stufenerhöhung bezieht.) Anomalitäten in der Heizeinrichtung werden üblicherweise durch einen Kurzschluss oder einen unterbrochenen Stromkreis in der Heizstromschaltung verursacht. Daher wird im Allgemeinen der Heizstrom für die Diagnose der Heizeinrichtung verwendet. Wenn der Heizstrom außerhalb bestimmter, im Voraus gesetzter Werte liegt, wird festgestellt, dass die Heizeinrichtung anomal arbeitet, so dass im Schritt 290 auf der Grundlage des momentanen Wertes der Ansaugluftmenge (Qa) eine Steuermaßnahme gewählt wird. Wenn Q_a klein ist (z.B. wenn die Last geringer als 20 % der Volllast ist), wird die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung im Schritt 292 unterbrochen, anschließend wird im Schritt 294 unter Verwendung einer Nachschlagtabelle eine Steuerung begonnen, wobei auf die Nachschlagtabelle auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast zugegriffen wird. Mit der Steuerung wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf herkömmliche Weise auf den stöchiometrischen Punkt oder auf ein fettes Gemisch eingestellt, wodurch im Schritt 296 eine Sekundärluftströmung hervorgerufen wird (Festhalten der Einstellung nur auf der Seite des fetten Gemisches).
Wenn die Ansaugluftmenge Q_a um Schritt 290 im mittleren Bereich liegt (d.h. wenn die Last 20 bis 60 % der Volllast beträgt), wird der Regelungsverstärkungfaktor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis im Schritt 298 eingestellt. Das heißt, dass, wie in 14(A) gezeigt ist, der Verstärkungsfaktor übermäßig groß ist, wenn die Heizeinrichtung anomal arbeitet, so dass als Ergebnis die Amplitude der Abweichungen des Korrekturwertes des Luft-/Kraftstoffverhältnisses vom Sollwert groß wird. Dieser übermäßige Verstärkungsfaktor wird korrigiert, um die Abweichungen der Amplitude vom Sollwert zu minimieren, wie in 14(B) gezeigt ist.
Wenn im Schritt 290 festgestellt wird, dass die Ansaugluftmenge groß ist (wenn z. B. die Last mehr als 60 % der Volllast beträgt), werden im Schritt 300 die normale Steuerung oder die Verstärkungsfaktorkorrektursteuerung ausgeführt. Wie in 15 gezeigt, wird die Steuerung sowohl im Schritt 298 als auch im Schritt 300 auf herkömmliche Weise ausgeführt, so dass der Proportionalverstärkungsfaktor (P-Verstärkungsfaktor) klein wird, wenn die Ansaugluftmenge groß ist, während der Integralverstärkungsfaktor (I-Verstärkungsfaktor) auf einen gewünschten Wert ansteigt, wenn die Ansaugluftmenge groß ist.
Anstatt der Ansaugluftmenge kann als Kriterium für die Wahl der Steuerung im Schritt 290 die Abgastemperatur verwendet werden. Eine geringe Ansaugluftmenge entspricht einer Abgastemperatur von weniger als 350°C; eine mittlere Luftmenge entspricht einer Abgastemperatur von 350°C bis 600°C; eine große Luftmenge entspricht einer Abgastemperatur von mehr als 600°C.
In 16 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung für die in 13 gezeigte Heizeinrichtung-Diagnosesteuerung gezeigt. Wie oben er wähnt, wird der Heizstromwert in der Detektoreinheit 302 dazu verwendet, Heizeinrichtungsanomalien zu erfassen. Wenn ein Fehler erfasst wird, schickt die Diagnosesteuereinheit (D-CTR, O₂-Heizeinrichtung) 304 auf der Grundlage des Motorbetriebszustandes ein Steuersignal an die Motorsteuereinheit 160. Wenn beispielsweise im Schritt 292 die Regelung unerbrochen wird oder wenn in den Schritten 298 oder 300 der Verstärkungsfaktor korrigiert wird, schickt die Diagnosesteuereinheit ein Steuersignal an die Regelungseinheit 258 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, um die Regelung einzustellen. Für die Verarbeitung im Schritt 296 wird an die Sekundärluft-Steuereinheit 252 ein Steuersignal geschickt, um die Sekundärluftmenge zu steuern.
Die 17 und 18 zeigen ein Flussdiagramm bzw. ein Blockschaltbild zur Diagnose und zur Steuerung des Kraftstoffdampfrückführsystems. Wenn in diesem System eine Anomalität erfasst wird, wird im Schritt 310 der Typ der Anomalität bestimmt. Wenn ein großes Leck festgestellt wird, etwa eine Lösung der Verbindung des Kanisterrohrs vom Entleerungsventil (17 und 18), wird der Modus A (17) gewählt. Im Schritt 314 wird die lernende Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses sofort unterbrochen, woraufhin im Schritt 316 festgestellt wird, ob das Luft-/Kraftstoffverhältnis geregelt oder gesteuert wird (siehe 13). Im Falle einer Steuerung wird die Größe des Luftlecks anhand der Luftmenge Qa, des gemessenen Drucks im Ansaugkrümmer und der Motordrehzahl (N_e) bestimmt, anschließend wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis im Schritt 118 auf der Grundlage des geschätzten Wertes unter Verwendung der Nachschlagtabelle, auf die in 13, Schritt 294, Bezug genommen worden ist, korrigiert. Im Falle einer Regelung (Schritt 316) ist andererseits keine weitere Einstellung erforderlich, so dass die Verarbeitung beendet ist.
Wenn im Schritt 310 ein Fehler festgestellt wird, der durch einen vollständigen Verschluss des Kanisterentleerungsventils 22 verursacht wird, wird keine Verarbeitung ausgeführt. Wenn schließlich festgestellt wird, dass der Fehler durch eine vollständige Öffnung des Kanisterentleerungsventils 22 verursacht wird, wird in den Schritten 322 und 324 dieselbe Verarbeitung wie in den Schritten 314 bzw. 316 ausgeführt. Wenn im Schritt 324 eine geschlossene Schleife angenommen wird, ist die Verarbeitung beendet.
Wenn im Falle einer Steuerung ein Fehler im Kraftstoffdampfrückführsystem auftritt, wird die Luftmenge, die zur Korrektur des Luft-/Kraftstoffverhältnisses notwendig ist, geschätzt. Bei einer Regelung wird der Regelungsverstärkungsfaktor oder die lernende Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses entsprechend der Drosselklappenöffnung und der Motordrehzahl korrigiert. Die 18 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Ausführung des in 17 erläuterten Verfahrens zur Diagnose und zur Steuerung des Kraftstoffdampfrückführsystems. Wenn vom Fehlerdetektor 330 ein Fehler erfasst wird, schickt die Diagnosesteuereinheit 332 an die Motorsteuerung 160 in den Schritten 318, 320, 328 oder 326 in Abhängigkeit vom Fehlertyp und vom Steuerungstyp (Steuerung oder Regelung) ein Steuersignal. Wenn beispielsweise im Schritt 314 oder 322 die lernende Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses unterbrochen wird, wird das Steuersignal an die lernende Steuereinheit 334 geschickt, um die lernende Steuerung zu unterbrechen.
Dasselbe gilt für den Fall, dass der Regelungsverstärkungsfaktor korrigiert wird.
Die 19 und 20 zeigen ein Flussdiagramm bzw. ein Blockschaltbild der Funktion bzw. der Schaltung der Fehlerdiagnose und der Steuerung eines Abgasrückführungsventils. Zur Fehlerdiagnose des Abgasrückführungsventils können verschiedene Verfahren verwendet werden. Beispielsweise verwendet die in 2 gezeigte Anordnung ein Verfahren, in dem die vom Ansaugluft-Sensor 28 erfasste Druckänderung für die Diagnose geprüft wird (alternativ wird die Änderung des Ausgangs des Ansaugluft-Sensors 28 bei vollständig geöffnetem oder vollständig geschlossenem Abgasrückführungsventil 8 verwendet. Wenn im Abgasrückführungsventil ein Fehler erfasst wird, wird im Schritt 340 der Fehlertyp bestimmt. Wenn die Abgasrückführungsmenge übermäßig hoch ist und wenn insbesondere die Ausgangsänderung des Drucksensors 28 gering ist, wird der Modus A für eine übermäßige Rückführungsmenge) gewählt. In diesem Zeitpunkt wird im Schritt 342 geprüft, ob ein neues Luftleck aufgetreten ist. Wenn ein Leck erfasst wird, wird im Schritt 350 festgestellt, ob sich der Motor im Leerlauf befindet. Wenn nicht, ist die Verarbeitung beendet. Wenn sich der Motor jedoch im Leerlauf befindet, wird im Schritt 352 weiterhin festgestellt, ob die Motordrehzahl N_e größer als ein im Voraus gesetzter Wert a ist. Wenn dies der Fall ist, wird im Schritt 354 die Kraftstoffzufuhr (F/C) unterbrochen. Wenn andererseits die Motordrehzahl den Schwellenwert nicht übersteigt, ist die Verarbeitung beendet.
Wenn im Schritt 342 kein Leck festgestellt wird, wird im Schritt 344 eine Korrektur zur Anreicherung des Gemisches vorgenommen, wo bei im Schritt 346 festgestellt wird, ob sich der Motor im Leerlauf befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, ist die Verarbeitung beendet. Wenn sich der Motor im Schritt 356 jedoch im Leerlauf befindet, wird die Leerlaufdrehzahl im Schritt 348 erhöht. Mit anderen Worten, die Drehzahl wird entsprechend dem Abgasrückführungswert erhöht. Wenn im Schritt 340 eine unzureichende Rückführungsströmung erfasst wird, wird der Modus B gewählt. Zu diesem Zeitpunkt wird die lernende Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses im Schritt 356 unterbrochen. Wenn eine lernende Nachschlagtabelle für Abgasrückführungsfehler vorhanden ist, kann diese Nachschlagtabelle verwendet werden. Im Allgemeinen wird jedoch die lernende Steuerung angehalten.
Die 20 zeigt ein Blockschaltbild für die Abgasrückführungsdiagnose und -steuerung gemäß dem in 19 erläuterten Verfahren. Wenn von dem Abgasrückführungsfehler-Detektor 160 ein Fehler erfasst wird, schickt dieser an die Diagnosesteuereinheit (D-CTR, EGR) 362 ein Signal, welche ihrerseits ein Steuersignal an die Steuereinheit 160 geschickt. Dieses Steuersignal wird an die lernende CTR 334 geschickt, um die lernende Steuerung im Schritt 356 anzuhalten. Wenn im Schritt 346 festgestellt wird, dass der Motor im Leerlauf läuft, wird das Steuersignal zur ISC-CTR 364 geschickt, um die Leerlaufdrehzahl im Schritt 348 zu erhöhen.
Die 21 und 22 dienen der Erläuterung der Diagnose und der Steuerung eines Fehlers im Sekundärluftsystem. Die 21 ist ein Flussdiagramm zur Diagnose und zur Steuerung des Luftverschlussventils 14 (2) und zugehöriger Elemente einschließlich der Sekundärluft-Pumpe 13. Wenn in dem Sekundärluftsystem ein Fehler erfasst wird, der durch eine defekte Pumpe oder ein defektes Ventil verursacht wird, wird im Schritt 370 auf der Grundlage beispielsweise der Ausgangskennlinie des stromabseitig zum Sekundärluftauslass befindlichen O₂-Sensors der Fehlertyp bestimmt. Wenn am Luftverschlussventil 14 ein Defekt festgestellt wird, während es geöffnet ist, wird der Modus A gewählt. Im Schritt 372 wird die Regelung für das Luft-/Kraftstoffverhältnis angehalten. In diesem Fall wird jedoch vom Sekundärluftsystem angenommen, dass es sich stromaufseitig zu dem vom Sekundärluftsystem für die Regelung verwendeten O₂-Sensor befindet. Dann wird im Schritt 374 festgestellt, ob die Drosselklappe (TVO) vollständig geöffnet ist. Wenn dies nicht der Fall ist, ist die Verarbeitung beendet; andernfalls müssen der O₂-Sensor oder der Katalysator geschützt werden. Wenn im Schritt 376 festgestellt wird, dass die Motordrehzahl N_e größer als der im voraus gesetzte Wert a ist, wird die Kraftstoffzufuhr (F/C) unterbrochen, um die Motordrehzahl im Schritt 378 zu verringern. Wenn die Motordrehzahl N_e geringer als der im Voraus gesetzte Wert a ist, wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis im Schritt 380 magerer eingestellt.
Wenn im Schritt 370 festgestellt wird, dass das Ventil 14 in der geschlossenen Position defekt ist, wird der Modus B gewählt, anschließend wird im Schritt 382 festgestellt, ob der Katalysator aktiviert ist. Wenn dies der Fall ist, ist die Verarbeitung beendet. Andernfalls wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis im Schritt 384 auf einen magereren Wert eingestellt. Beispielsweise sollte entweder das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur magereren Seite verschoben oder der Zündzeitpunkt verzögert werden.
In 22 ist ein Blockschaltbild zur Diagnose und zur Steuerung einer Fehlfunktion des Sekundärluftsystems gezeigt. Wenn im Sekundärluftsystem eine Fehlfunktion festgestellt wird, betätigt der Sekundärluftsystemfehler-Detektor 390 die Diagnosesteuereinheit (D-CTR, Sekundärluft) 392, die ihrerseits ein Steuersignal an die Motorsteuereinheit 160 schickt. Wenn beispielsweise im Schritt 372 die Regelung unterbrochen werden soll, wird das Steuersignal zur Regelungseinheit 258 geschickt. Die Katalysatoraktivierung-Erfassungseinheit 194 empfängt das Abgastemperatur-Signal T_exh oder das Ansaugluftmengen-Signal Q_a und stellt aufgrund dieser Information fest, ob der Katalysator aktiv ist.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 23 und 24 der Prozess zur Diagnose und zur Steuerung des Kraftstoffsystems erläutert. Wenn in dem Kraftstoffsteuersystem eine Fehlfunktion festgestellt wird, wird diese Fehlfunktion im Schritt 400 lokalisiert. In diesem Beispiel sind drei mögliche Lokalisierungen gezeigt. Wenn im Schritt 400 festgestellt wird, dass der Ansaugluftmengen-Sensor die Fehlfunktion aufweist (indem die Drosselklappenöffnung mit den Ausgangssignalen vom Hitzdrahtsensor verglichen wird) (auf das Hitzdrahtsystem wird in der Ausführungsform von 23 Bezug genommen), wird im Schritt 402 ein Natfahrbetrieb, im folgenden auch als Limp-home-Operation bezeichnet, implementiert. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Limp-home-Operation eine α-N-Systemoperation (in der die Luftmenge auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung und der Motordrehzahl geschätzt wird) angenommen. Wenn im Schritt 400 eine Fehlfunktion der Einspritzeinrichtung erfasst wird (was an der Art festgestellt werden kann, in der sich der Regelungskorrekturwert mit den Motorbetriebsbedingungen ändert), wird der besondere Typ der Fehlfunktion im Schritt 404 be stimmt. Wenn die Einspritzeinrichtung bei Erfassung des Fehlers vollständig geöffnet ist, wird die Kraftstoffpumpe so gesteuert, dass sie den Kraftstoffdruck verringert, wird die Steuerung der Verschiebung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zur fetten Seite im Schritt 406 angehalten und wird die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung ausgeführt. In diesem Fall dient die Steuerung nicht dem Luft-/Kraftstoffverhältnis, sondern eher dazu, einen ununterbrochenen Betrieb des Fahrzeuges zu ermöglichen. Sie wäre näher an der Limp-home-Operation im Schritt 402. Wenn die Einspritzeinrichtung nicht vollständig geöffnet ist, jedoch im Schritt 404 ein großer Strömungsfehler erfasst wird, wird im Schritt 408 entweder die Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite verkürzt oder der Kraftstoffdruck abgesenkt. Wenn schließlich das Ventil vollständig geschlossen ist, wenn im Schritt 404 ein Fehler erfasst wird, wird im Schritt 410 entweder die Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite verbreitert oder die Zündentladungsspannung erhöht.
Wenn andererseits im Schritt 400 festgestellt wird, dass die Druckregeleinrichtung (P.-REG.) eine Fehlfunktion aufweist (was wiederum durch die Art festgestellt wird, in der sich der Regelungskorrekturwert mit den Motorbetriebsbedingungen ändert), wird im Schritt 412 weiterhin bestimmt, ob die Regelung den Fehler beseitigen kann. Wenn dies der Fall ist, wird im Schritt 414 eine so genannte Verschiebungssteuerung implementiert. Wenn die Regelung hierzu nicht wirksam ist, wird im Schritt 416 der Typ der Fehlfunktion bestimmt. Wenn das Problem bei niedrigem Druck auftritt, werden entweder der Pumpendruck oder die Zünd-Entladungsspannung erhöht. Wenn bei Erfassung der Fehlfunktion der Pumpendruck hoch ist, wird im Schritt 420 entweder der Druck abgesenkt oder die Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite verschmälert.
Wenn auf diese Weise eine Fehlfunktion des Kraftstoffsystems erfasst wird, wird diese Fehlfunktion lokalisiert und identifiziert. In 24 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Diagnose und Steuerung des Kraftstoffsystems gemäß dem Verfahren von 23 gezeigt. Wenn von dem Kraftstoffsystem-Fehlerdetektor 430 ein Fehler erfasst wird, schickt die Diagnosesteuereinheit (D-CTR, f × s) 432 ein Steuersignal an die Motorsteuereinheit 160. Wenn z. B. im Schritt 402 eine Limp-form-Operation implementiert ist, schickt die Diagnosesteuereinheit 432 das Steuersignal an die Limp-form-CTR (α-N) 434, um die Limp-form-CTR auszulösen. Wenn in den Schritten 418 oder 420 die Kraftstoffpumpe gesteuert werden soll, wird das Steuersignal zur Kraftstoffpumpe CTR 436 geschickt, um die Pumpe zu steuern.
Wenn in dem betreffenden Fahrzeug eine Anomalität erfasst wird, werden gemäß der vorliegenden Erfindung der Ort und der Typ der Fehlfunktion identifiziert. Dann wird auf der Grundlage der Art des Fehlers und des momentanen Fahrzeugbetriebszustandes die Fehlerkorrektursteuerung gewählt und ausgeführt. Somit kann die Verschlechterung sowohl der Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges als auch der Abgaseigenschaften desselben minimiert werden.

Claims

Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Kraftfahrzeug mehrere Untersysteme (1 bis n) enthält, bei welchem a) nach einer Priorität geordnete Sätze (C11-C13; C14-C16; C17, C18; C19, C20) von Korrekturmaßnahmen für vorbestimmte Fehlfunktionen der Untersysteme (1 bis n) vorgesehen sind, b) Sensorausgangssignale der Untersysteme (1 bis n) erfasst werden, c) die Sensorausgangssignale für die Erfassung einer Fehlfunktion von wenigstens einem der Untersysteme (1 bis n) verwendet werden, d) in Abhängigkeit von der erfassten Fehlfunktion und von erfassten Betriebsparametern (EC) eine Korrekturmaßnahme (z.B. C11) aus den Korrekturmaßnahmen in der höchsten Priorität ausgewählt wird, e) die Korrekturmaßnahme (z.B. C11) ausgeführt wird, wobei durch die Ausgabe von entsprechenden Steuersignalen Einfluss auf den Betrieb der fehlerhaften Untersysteme genommen wird, und anschließend die Auswirkung der Korrekturmaßnahme bestimmt wird, sowie f) abhängig von der Auswirkung gegebenenfalls das Verfahren mit Merkmal d) gemäß der nächstniedrigeren Priorität fortgesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersysteme wenigstens eines der folgenden Elemente umfassen: Zündsystem, Abgaskatalysator (18), O₂-Sensoren (19, 20), O₂-Sensor-Heizeinrichtung, Kraftstoffverdampfungssystem (22, 23, 26), Abgasrückführungsventil (7, 8), Sekundärluftzufuhr (13, 14, 15, 16) und Kraftstoffsteuersystem (11, 12).
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturmaßnahmen entsprechend den folgenden Kriterien nach einer Priorität geordnet sind: Bewahrung der Fahrzeugsicherheit, Korrektur einer erfassten Fehlfunktion, Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges und Optimierung des Abgasgemisches und des Kraftstoffverbrauchs.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasster Betriebsparameter (EC) eine Motorfehlzündung eines Verbrennungszylinders ist und die Korrektur einer Fehlzündung Priorität vor der Korrektur von Fehlfunktionen anderer Kraftfahrzeugelemente des Fahrzeuges hat.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasster Betriebsparameter (EC) die Motordrehzahl (N_e) und die Motorlast des Fahrzeuges ist und für die Erfassung folgende Schritte durchgeführt werden: Ausführen einer ersten Prüfung, um Zündungsanomalien des Fahrzeugmotors zu erfassen, falls eine Fehlzündung erfasst wird, wenn die Motordrehzahl (N_e) im Leerlaufbereich liegt oder die Motorlast kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wobei dann, wenn eine solche Anomalie erfasst wird, diese Anomalie durch Erhöhung der Größe und der Dauer des an den Verbrennungszylinder gelieferten Zündstroms korrigiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt, in dem die Kraftstoffzufuhr an den Zylinder unterbrochen wird, wenn die Fehlzündung nicht korrigiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Modifizieren des Betriebs der anderen Zylinder, die vor bzw. hinter dem Zylinder zünden, in dem die Fehlzündung erfasst worden ist, indem entweder die Kraftstoffmenge an die anderen Zylinder abgesenkt oder deren Zündzeitpunkt verzögert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt, in dem bei Erfassung einer Fehlzündung in dem Fall, in dem die Motorlast größer als der vorgegebene Wert ist, die Kraftstoffzufuhr an den Zylinder für eine vorgegebene Zeitdauer unterbrochen und dann wiederhergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt, in dem dann, wenn die Fehlzündung nach der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr anhält, die Größe und die Dauer des an die Zündkerze gelieferten Zündstroms erhöht werden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt, in dem dann, wenn die Fehlzündung nicht korrigiert wird, die Kraftstoffzufuhr an den Zylinder unterbrochen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: Modifizieren des Betriebs der anderen Zylinder, die vor bzw. hinter dem Zylinder zünden, in dem die Fehlzündung erfasst worden ist, indem entweder die Kraftstoffmenge an diese anderen Zylinder abgesenkt oder der Zündzeitpunkt dieser anderen Zylinder verzögert wird.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasster Betriebsparameter entweder die Motoransaugluftmenge (Q_a) oder die Motorabgastemperatur (T_exh) ist und für diese Erfassung folgende Schritte durchgeführt werden: Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des Motors durch eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Stellgröße mit einem periodischen Zyklus und Verkürzung des Zyklus dieser Luft-/Kraftstoffverhältnis-Stellgröße, falls im Abgaskatalysator (18) eine Fehlfunktion erfasst wird, wenn die abgetastete Motoransaugluftmenge (Q_a) oder die abgetastete Motorabgastemperatur (T_exh) kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftstoffdampfrückführsystem vorgesehen ist, das in Betrieb ist, wenn das Fahrzeug normal arbeitet und das seinen Betrieb unterbricht, falls die ermittelte Motoransaugluftmenge (Q_a) oder die ermittelte Motorabgastemperatur (T_exh) größer als der vorgegebene Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Verzögerns des Zündzeitpunkts des Fahrzeugmotors um einen vorgegebenen Betrag.
Verfahren gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Einstellens des Luft-/Kraftstoffverhältnisses derart, dass es magerer ist, und Fortsetzen der Unterbrechung der Kraftstoffdampfrückführung, falls die Fehlfunktion des Abgaskatalysators (18) nach der Verzögerung des Zündzeitpunkts nicht korrigiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt eines Rückstellens des Zündzeitpunkts auf einen normalen Wert entsprechend der Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses bei fortgesetzter Unterbrechung der Kraftstoffdampfrückführung.
Verfahren gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet, durch den weiteren Schritt, in dem mit der Kraftstoffdampfrückführung neu begonnen wird und der verzögerte Zündzeitpunkt auf den normalen Wert zurückgestellt wird, wenn die Fehlfunktion des Abgaskatalysators (18) nach der Verzögerung des Zündzeitpunkts beseitigt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, in dem zunächst geprüft wird, ob das Luft-/Kraftstoffverhältnis vorher auf einen magereren Wert eingestellt worden ist, und wenn dies der Fall ist das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen noch magereren Wert eingestellt wird oder die Sekundärluftströmung erhöht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 18, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, in dem die Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf einen noch magereren Wert oder die Erhöhung der Sekundärluftströmung unterbrochen werden, wenn die Fehlfunktion des Abgaskatalysators (18) infolge der magereren Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses oder der Erhöhung der Sekundärluftströmung beseitigt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 18, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, in dem das Luft-/Kraftstoffverhältnis noch magerer eingestellt oder die Sekundärluftströmung weiter erhöht wird, falls die Fehlfunktion des Abgaskatalysators (18) infolge der Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses oder der Erhöhung der Sekundärluftströmung nicht beseitigt ist.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystem aufweist, das auf einen stromaufseitig zum Abgaskatalysator (18) angeordneten O₂-Sensor (19) anspricht und zur Erfassung der Betriebsparameter (EC) folgende Schritte durchgeführt werden: – Abtasten eines Verschlechterungsindexes (S) des stromaufseitig zum Abgaskatalysator (18) befindlichen O₂-Sensors (19), – Vergleichen des Verschlechterungsindexes (S) mit einem ersten vorgegebenen Wert und – Verändern eines Verstärkungsfaktors des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystems aufgrund der Größe des Verschlechterungsindexes, falls der Verschlechterungsindex (S) kleiner als der erste vorgegebene Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 21, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Vergleichen der Ansaugluftmenge (Q_a) des Fahrzeuges mit einem zweiten vorgegebenen Wert, falls der Verschlechterungsindex (S) des stromaufseitigen O₂-Sensors (19) größer als der erste vorgegebene Wert ist; und – Ändern der Operation des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystems, derart, dass es auf einen stromabseitig vom Abgaskatalysator (18) angebrachten zweiten O₂-Sensors (20) anspricht, falls die Ansaugluftmenge (Q_a) kleiner als der zweite vorgegebene Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 22, gekennzeichnet durch ein Einstellen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf einen mage reren Wert, falls die Ansaugluftmenge (Q_a) größer als der zweite vorgegebene Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 23, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Vergleichen des Verschlechterungsindexes (S) mit dem ersten vorgegebenen Wert nach der Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses; und – Ändern des Verstärkungsfaktors des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystems aufgrund der Größe des Verschlechterungsindexes (S), falls der Verschlechterungsindex (S) kleiner als der erste vorgegebene Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 24, gekennzeichnet durch ein Ändern der Operation des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystems, derart, dass es auf den zweiten O₂-Sensor (20) anspricht, falls der Verschlechterungsindex (S) größer als der erste vorgegebene Wert bleibt.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuersystem aufweist, das auf die Ausgangssignale von einem O₂-Sensor (19, 20) in einem Abgassystem des Fahrzeuges anspricht, wobei das Steuersystem entweder einen Regelungsprozess oder einen Steuerprozess verwenden kann und zur Erfassung der Betriebsparameter (EC) ein Heizstrom des O₂-Sensors (19, 20) erfasst wird, um einen anomalen Zustand desselben zu erfassen und folgende Schritte durchgeführt werden: – Vergleichen der Ansaugluftmenge (Q_a) und/oder der Abgastemperatur des Fahrzeuges mit einem ersten im Voraus gesetzten Wert; und – Unterbrechen der auf die Ausgangssignale vom O₂-Sensor (19, 20) ansprechenden Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung, falls der Vergleich ergibt, dass der im Voraus gesetzte Wert gleich oder größer ist.
Verfahren gemäß Anspruch 26, gekennzeichnet durch ein Einstellen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf ein stöchiometrisches Gemisch oder auf ein fettes Gemisch.
Verfahren gemäß Anspruch 27, gekennzeichnet dadurch, dass die Sekundärluftströmung eingestellt wird, falls das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf ein fettes Gemisch eingestellt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 26, gekennzeichnet durch ein Einstellen des Verstärkungsfaktors des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuersystems, wenn die Ansaugluftmenge (Q_a) und/oder die Abgastemperatur (T_exh) größer als der erste im Voraus gesetzte Wert und kleiner als ein zweiter im Voraus gesetzter Wert sind.
Verfahren gemäß Anspruch 26, gekennzeichnet dadurch, dass entweder eine normale Regelung oder eine Korrektur des Regelungs-Verstärkungsfaktors ausgeführt wird, falls die Ansaugluftmenge (Q_a) und/oder die Abgastemperatur (T_exh) größer als der erste im voraus gesetzte Wert sind, welcher größer als der zweite im voraus gesetzt Wert ist.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuersystem aufweist, das entweder einen lernenden Regelungsprozess oder einen Steuerungsprozess verwenden kann und zur Erfassung der Betriebsparameter (EC) der Druck des Kraftstoffverdampfungssystems (22, 23, 26) ermittelt wird, um ein Entweichen von verdampftem Kraftstoff zu erfassen und die lernende Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses unterbrochen wird, falls die Menge des entweichenden verdampften Kraftstoffs einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Verfahren gemäß Anspruch 31, gekennzeichnet durch ein Schätzen der Menge des entweichenden verdampften Kraftstoffs auf der Grundlage von Werten der Ansaugluftmenge (Q_a), des Ansaugkrümmerdrucks und der Motordrehzahl (N_e) durchgeführt wird, wobei das Luft-Kraftstoffverhältnis entsprechend dieser Schätzung eingestellt wird und die Verarbeitung beendet ist, falls das Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuersystem im Reglerbetrieb arbeitet.
Verfahren gemäß Anspruch 31, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Unterbrechen der lernenden Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuersystems, falls festgestellt wird, dass ein Entweichen von verdampftem Kraftstoff durch ein in der geöffneten Position hängendes Behälterentleerungsventil (26) verursacht wird; Schätzen der Menge des entweichenden verdampften Kraftstoffs auf der Grundlage von Werten der Ansaugluftmenge (Q_a), des Ansaugkrümmerdrucks und der Motordrehzahl (N_e), falls das Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuersystem im Steuerungsbetrieb arbeitet, und Einstellen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses entsprechend der geschätzten Menge und Beenden der Verarbeitung, falls das Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuersystem im Reglerbetrieb arbeitet.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasster Betriebsparameter (EC) ein Ansaugluftdruck ist, zur Ermittlung der Abgasrückführungsmenge, die durch ein Abgasrückführungsventil (14) eingestellt wird und folgende Schritte durchgeführt werden: – Vergleichen der Abgasrückführungsmenge mit einem ersten vorgegebenen Wert; – Prüfen auf Undichtigkeiten, falls der Vergleich ergibt, dass die Abgasrückführungsmenge größer als der vorgegebene Wert ist; und – Einstellen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf einen fetteren Wert, falls keine neue Undichtigkeit festgestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 34, gekennzeichnet durch ein Erhöhen der Leerlaufdrehzahl (N_e) des Fahrzeuges um einen vorgegebenen Betrag, falls das Fahrzeug sich im Leerlauf befindet, wenn die Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses ausgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 34, gekennzeichnet durch ein Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr an den Fahrzeugmotor, falls eine neue Undichtigkeit erfasst wird und die Leerlaufdrehzahl (N_e) des Fahrzeugmotors einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Verfahren gemäß Anspruch 34, gekennzeichnet durch ein Vergleichen der Abgasrückführungsmenge mit einem zweiten vorgegebenen Wert, der kleiner als der erste vorgegebene Wert ist, und Unterbrechen der lernenden Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystems des Fahrzeuges, falls die Abgasrückführungsmenge kleiner als der zweite vorgegebene Wert ist.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystem aufweist, ein erfasster Betriebsparameter (EC) eine Ausgangskennlinie eines stromabseitig zu einem Sekundärluftauslass des Fahrzeuges angeordneten O₂-Sensors (19, 20) ist, um eine Anomalie des Luftzufuhr-Unterbrechungsventils der Sekundärluftzufuhr zu erfassen und zu bewerten und den Betrieb des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelungssystems unterbrochen wird, falls festgestellt wird, dass das Luftzufuhr-Unterbrechungsventil in der geöffneten Position hängt.
Verfahren gemäß Anspruch 38, gekennzeichnet durch ein Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr an den Fahrzeugmotor, falls festgestellt wird, dass das Luftzufuhr-Unterbrechungsventil vollständig geöffnet ist und die Motordrehzahl (N_e) des Fahrzeugmotors einen vorgegebenen Wert übersteigt und ein Einstellen des Kraftstoffverhältnisses auf einen magereren Wert, falls festgestellt wird, dass das Luftzufuhr-Unterbrechungsventil vollständig geöffnet ist und die Motordrehzahl (N_e) kleiner als der vorgegebene Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 39, gekennzeichnet durch ein Einstellen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf einen magereren Wert, falls festgestellt wird, dass das Luftzufuhr-Unterbrechungsventil in der geschlossenen Position hängt und der Katalysator (18) nicht aktiviert ist.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erfassung einer Fehlfunktion im Kraftstoffsteuersystem folgende Schritte durchgeführt werden: Vergleichen der Drosselklappenöffnung (TVO) des Fahrzeugmotors mit Ausgangssignalen von einem Hitzdraht eines Luftmengensensors im Kraftstoffsteuersystem, um eine Fehlfunktion des Luftmengensensors zu erfassen; und Schätzen der Luftmenge (Q_a) auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung und der Motordrehzahl (N_e), falls eine Fehlfunktion des Luftmengensensors erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 41, gekennzeichnet durch die folgender Schritte: Vergleichen einer Stellgröße des Kraftstoffregelungssystems mit den Motorbetriebsbedingungen, um eine Fehlfunktion einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (4) des Fahrzeugmotors zu erfassen und zu bewerten und Unterbrechen der auf ein fetteres Gemisch zielenden Regelung durch das Kraftstoffregelungssystem und Ausführen einer Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des Fahrzeugmotors, falls festgestellt wird, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer vollständig geöffneten Position hängt.
Verfahren gemäß Anspruch 42, gekennzeichnet durch ein Erhöhen einer Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite der Einspritzeinrichtung (4) und/oder Erhöhen einer Entladungsspannung eines Zündungssystems des Fahrzeuges, falls festgestellt wird, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in der vollständig geschlossenen Position hängt.
Verfahren gemäß Anspruch 41, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Vergleichen einer Stellgröße des Kraftstoffregelungssystems mit den Motorbetriebsbedingungen, um eine Fehlfunktion eines Druckreglers des Kraftstoffsteuersystems zu erfassen und zu bewerten; und Ausführung der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung, falls die Fehlfunktion durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung beseitigt werden kann.
Verfahren gemäß Anspruch 44, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Absenken des Förderdrucks oder Verkürzen der Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite der Einspritzeinrichtung (4), falls die Fehlfunktion nicht durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung beseitigt werden kann und die Fehlfunktion einen anomal hohen Druck im Druckregler umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 44, gekennzeichnet durch ein Erhöhen des Förderdrucks oder Erhöhen der Entladungsspannung eines Zündungssystems des Fahrzeuges, falls die Fehlfunktion nicht durch die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung beseitigt werden kann und falls die Fehlfunktion einen anomal niedrigen Druck im Druckregler umfasst.
Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Kraftfahrzeug mehrere Untersysteme (1 bis n) enthält, mit mehreren Sensoren (12, 19, 20, 28, 30), die dazu vorgesehen sind, wenigstens einen Betriebsparameter (EC) eines jeden der Untersysteme (1 bis n) zu überwachen und entsprechende Ausgangssignale zu erzeugen; einem Datenprozessor (27), der so verschaltet ist, dass er die Ausgangssignale empfängt und verarbeitet, wobei (a) nach einer Priorität geordnete Sätze (z.B. C11-C13; C14-C16; C17, C18; C19, C20) von Korrekturmaßnahmen für vorbestimmte Fehlfunktionen der Untersysteme (1 bis n) vorgesehen sind, (b) Sensorausgangssignale der Untersysteme (1 bis n) erfasst werden, (c) die Sensorausgangssignale für die Erfassung einer Fehlfunktion von wenigstens einem der Untersysteme (1 bis n) verwendet werden, (d) in Abhängigkeit von der erfassten Fehlfunktion und von erfassten Betriebsparametern (EC) eine Korrekturmaßnahme (z.B. C11) aus den Korrekturmaßnahmen in der höchsten Priorität ausgewählt wird, (e) die Korrekturmaßnahme (z.B. C11) ausgeführt wird, wobei durch die Ausgabe von entsprechenden Steuersignalen Einfluss auf den Betrieb der fehlerhaften Untersysteme genommen wird, und anschließend die Auswirkung der Korrekturmaßnahme bestimmt wird, sowie (f) abhängig von der Auswirkung gegebenenfalls das Verfahren mit Merkmal d) gemäß der nächstniedrigeren Priorität fortgesetzt wird.