DE4212636C2 - Fehlerdiagnosevorrichtung einer AGR-Steuereinrichtung - Google Patents
Fehlerdiagnosevorrichtung einer AGR-SteuereinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fehlerdiagnosevorrichtung einer
AGR-Steuereinrichtung (AGR = Abgasrückführung), die in einer
Brennkraftmaschine und dergleichen eingesetzt wird.
Eine AGR-Steuerung einer Kraftstoffüberwachungsvorrichtung für
eine Brennkraftmaschine bzw. Maschine ist beispielsweise in der
DE 40 15 914 A1 gezeigt. Dabei ist die Kraftstoffüberwachungsvorrichtung
mit einem Abgasrückführungssystem zur
Rückführung von Abgasen zum Ansaugsystem ausgestattet und die
Steuereinrichtung steuert die Abgasrückführungsmenge.
Ein Beispiel einer konventionellen Fehlerdiagnosevorrichtung
einer AGR-Steuereinrichtung ist in der nichtgeprüften JP-
Patentschrift 51 746/1987 gezeigt. Bei diesem konventionellen
Beispiel wird die Fehlerdiagnose durchgeführt, indem die AGR
zwangsweise aus dem Ein- in den Ausschaltzustand gebracht
wird, wenn die Fehlerdiagnose durchgeführt wird, und zwar in
einem Bereich, in dem die AGR-Steuereinrichtung aktiviert ist
(also AGR-Gas in einer Brennkraftmaschine rückführt). Wenn
die AGR normal ist und in den Ausschaltzustand gebracht wird,
wird ein Druck in einer Ansaugleitung verringert, eine Grund-
Kraftstoffeinspritzzeit, die aufgrund einer Änderung des
Drucks in der Ansaugleitung berechnet wird, wird verkürzt,
das Kraftstoff/Luft-Verhältnis wird von FETT nach MAGER ge
ändert, usw. Wenn diese Zustandsänderungen nicht bewirkt wer
den, wird festgestellt, daß das AGR-System fehlerhaft ist,
und für den Fahrer wird ein Warnsignal ausgegeben.
Die konventionelle Fehlerdiagnosevorrichtung einer AGR-
Steuereinrichtung ist wie vorstehend erläutert aufgebaut, wo
bei die AGR notwendigerweise vorübergehend und zwangsweise
ausgeschaltet werden muß, und dabei führt eine vorübergehende
Änderung des Saugleitungsdrucks zu einer Änderung des Dreh
moments des Motors, was sich für den Fahrer als Stoß (Schwin
gung) bemerkbar macht.
Ziel der Erfindung ist die Lösung der vorgenannten Probleme.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Fehler
diagnosevorrichtung einer AGR-Steuereinrichtung, wobei das
Auftreten eines Stoßes aufgrund einer Drehmomentänderung
eines Motors infolge des Ein- und Ausschaltens des AGR-Sy
stems bei der Durchführung der Fehlerdiagnose vermieden wer
den soll.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Fehlerdiagnose
vorrichtung einer AGR-Steuereinrichtung angegeben, wobei die
AGR-Steuereinrichtung eine Abgasrückführleitung zur Rück
führung von Abgas eines Motors zur Saugseite des Motors und
ein Abgasrückführventil zur Steuerung des Offen- und Schließ
zustands der Abgasrückführleitung aufweist und das Abgasrück
führventil öffnet bzw. schließt, wobei die Fehlerdiagnosevor
richtung folgendes aufweist: eine Laufzustandsdetektierein
richtung, um einen Laufzustand des Motors zu detektieren;
eine Fehlerdiagnoseeinrichtung, um eine Fehlerdiagnose der
AGR-Steuereinrichtung durchzuführen, indem festgestellt wird,
ob eine Differenz zwischen dem ersten Laufzustand, in dem das
Abgasrückführventil geöffnet ist, und dem zweiten Laufzu
stand, in dem das Abgasrückführventil geschlossen ist, einen
vorbestimmten Wert hat oder diesen übersteigt; und eine Zünd
zeitpunktsteuereinrichtung, um eine Zündzeitpunktverstellung
nach Maßgabe einer Änderung des Laufzustands durchzuführen,
wenn das Abgasrückführventil von der Offenstellung in die
Schließstellung bzw. von der Schließstellung in die Offen
stellung umgeschaltet wird.
Bei der Erfindung wird die Fehlerdiagnose einer AGR-Steuer
einrichtung durch eine Differenz zwischen Laufzuständen bei
geöffnetem bzw. bei geschlossenem Abgasrückführventil durch
geführt. Während der Durchführung dieser Fehlerdiagnose wird
außerdem eine Zündzeitpunktverstellung nach Maßgabe einer
Änderung des Laufzustands durchgeführt. Daher wird keine
plötzliche Änderung des Motordrehmoments bewirkt.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 den Aufbau einer AGR-Steuereinrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 2 den Aufbau einer elektronischen Steuereinheit gemäß
der Erfindung;
Fig. 3 ein Flußdiagramm einer Hauptroutine der AGR-Steuer
einrichtung nach der Erfindung;
Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Fehlerbestimmungsroutine der
AGR-Steuereinrichtung nach der Erfindung;
Fig. 5 ein Flußdiagramm einer Zündzeitpunktsteuerungs
routine der AGR-Steuereinrichtung nach der
Erfindung; und
Fig. 6 ein Diagramm einer Korrekturgröße der Zündzeit
punktsteuerung gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Aufbaus der AGR-
Steuereinrichtung mit einer Brennkraftmaschine bzw. einem
Motor 1, einem Drucksensor 6, der einen Saugluftdruck auf
nimmt, um eine in den Motor 1 durch einen Luftfilter 2, ein
Ansaugrohr 3 und einen Einlaßkrümmer 4 angesaugte Luftmenge
zu messen; der Drucksensor ist dabei ein Halbleiter-Druck
sensor. Ein Einspritzer 5 zur Kraftstoffeinspritzung ist
einer Drosselklappe 7 vorgeschaltet. Ein Drosselklappenöff
nungsgrad-Sensor 8 nimmt einen Öffnungsgrad der Drosselklappe
7 auf, und ferner ist ein Fahrpedal 9 vorgesehen.
10 ist ein Bypaßventil, und 17 ist ein Temperaturfühler, der
die Kühlwassertemperatur des Motors aufnimmt und als Wider
standstemperaturfühler ausgebildet ist. Ein Kurbelwinkelsen
sor 24 liefert ein Kurbelwinkel-Ausgangssignal an eine elek
tronische Steuereinheit 22. Die elektronische Steuereinheit
22 liefert ein Signal an eine Zündeinrichtung 14, und eine
Zündspule 13 bewirkt aufgrund eines Signals von der Zündein
richtung 14 die Zündung.
15 ist eine Abgasleitung, 16 ein Katalysator, 18 eine Abgas
rückführleitung zur Abgasrückführung von der Einlaßseite zur
Auslaßseite und 11 ein unterdruckgeregeltes AGR-Ventil, das
an der Abgasrückführleitung 18 vorgesehen ist. 12 ist ein
Elektromagnet zur Steuerung des Abgasrückführventils, der an
einer Leitung 19 angeordnet ist, die eine Membrankammer des
AGR-Ventils 11 mit der Einlaßleitung 3 verbindet und einen
Unterdruck zur Membrankammer des AGR-Ventils 11 aufgrund
eines Signals von der elektronischen Steuereinheit 22 ein
stellt. Durch den Unterdruck in der Membrankammer wird ein
Durchlaß des AGR-Ventils 11 geöffnet bzw. geschlossen.
Die elektronische Steuereinheit 22 empfängt entsprechende Si
gnale vom Drucksensor 6, vom Kurbelwinkelsensor 24, vom Was
sertemperaturfühler 17 und vom Drosselklappensensor 8. Die
elektronische Steuereinheit 22 führt eine Fehlerdiagnose der
AGR-Steuereinrichtung durch, indem sie den Ein/Aus-Zustand
des Durchlasses des AGR-Ventils 11 unter vorbestimmten Bedin
gungen steuert, d. h., indem sie den Elektromagneten zur
Steuerung des AGR-Ventils 11 für den Ein/Aus-Zustand der Ab
gasrückführung ein/ausschaltet und eine Zündzeitpunktverstel
lung durchführt, indem sie einen Soll-Zündzeitpunkt und eine
Stromflußdauer der Zündspule 13 aufgrund eines Signals des
Drucksensors 6 einstellt, das entsprechend dem Ein/Aus-Zu
stand des Elektromagneten zur Steuerung des AGR-Ventils 11
eingegeben wird, und indem sie ein Zünd-Ausgangssignal an die
Zündeinrichtung 14 liefert. Ferner sind eine Batterie 20, ein
Zündschlüsselschalter 21 und eine Warnlampe 23 vorgesehen.
Fig. 2 zeigt die Auslegung der elektronischen Steuereinheit
22; dabei ist 100 ein Mikrocomputer, der folgendes aufweist:
eine CPU 200, die eine Fehlerdiagnose einer AGR-Steuerein
richtung durchführt und einen Zündkorrekturwert einer Zünd
zeitpunktsteuerung und dergleichen nach Maßgabe eines vorbe
stimmten Programms berechnet, einen freilaufenden Zähler 201,
um eine Rotationsperiode des Motors 1 zu messen, einen Zeit
geber 202, um einen Meßzeitpunkt einer Druckänderung bei der
Durchführung einer Fehlerfeststellung durch die AGR-Steuer
einrichtung zu bestimmen, einen A-D-Wandler 203, um ein ana
loges Eingangssignal in ein Digitalsignal umzuwandeln, einen
Eingabebaustein 204, einen RAM 205 als Arbeitsspeicher, einen
ROM 206, in dem Betriebsprogramme gespeichert sind, einen
Ausgabebaustein 207 zur Ausgabe eines Treibersignals des
Elektromagneten zur Steuerung des AGR-Ventils 11 und eines
Zündsignals der Zündeinrichtung 14, sowie einen gemeinsamen
Bus 208.
101 ist eine erste Eingabeschnittstelle, die ein Signal vom
Kurbelwinkelsensor 24 an den Mikrocomputer 100 als ein Unter
brechungssignal liefert. Wenn dieses Unterbrechungssignal
erzeugt wird, liest die CPU 200 einen Wert des Zählers 201
aus, berechnet eine Umdrehungszahlperiode des Motors auf der
Grundlage einer Differenz zwischen dem Wert und einem vor
hergehenden Wert und speichert das Ergebnis im RAM 205. 102
ist eine zweite Eingabeschnittstelle, die Signale vom Druck
sensor 6, vom Drosselklappensensor 8 und vom Wassertempera
turfühler 17 empfängt und sie dem A-D-Wandler 203 nach Ent
fernen von Rauschanteilen zuführt.
103 ist eine dritte Eingabeschnittstelle, deren Ausgangssi
gnal dem Eingabebaustein 204 zugeführt wird. 104 ist eine
Ausgabeschnittstelle, die Signale des Ausgabebausteins 207
verstärkt und sie an den Elektromagneten liefert, um das AGR-
Ventil 12 und die Zündeinrichtung 14 zu steuern. 105 und 106
sind ein erster und ein zweiter Stromversorgungskreis.
Nachstehend wird eine Hauptroutine gemäß Fig. 3 erläutert.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm dieses Ausführungsbeispiels einer
Motorsteuerung, wobei in Schritt 31 die übrigen Steuervor
gänge, d. h. Steuervorgänge im Inneren der elektronischen
Steuereinheit 22, durchgeführt werden. Die elektronische
Steuereinheit 22 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung nach
Maßgabe der von den jeweiligen Sensoren eingehenden Informa
tionen durch. In Schritt 32 wird eine Fehlerbestimmung durch
geführt, wobei ein Fehler in der AGR-Steuereinrichtung fest
gestellt wird. In Schritt 33 wird eine Zündzeitpunktsteuerung
durchgeführt, wobei ein Zündzeitpunkt nach Maßgabe einer
Laständerung des Motors während der Fehlerbestimmung ver
stellt wird.
Fig. 4 ist eine Fehlerdiagnoseroutine, wobei in Schritt 50
der Ablauf zuerst abfragt, ob der Betrieb in einem Betriebs
bereich der AGR-Steuereinrichtung abläuft. Wenn der Betrieb
außerhalb dieses Betriebsbereichs stattfindet, geht er aus
der Fehlerdiagnoseroutine heraus, da er nicht im Bereich der
Fehlerdiagnose liegt. Wenn der Betrieb in dem Betriebsbereich
liegt, geht der Ablauf zu Schritt 51, in dem abgefragt wird,
ob eine Änderung der Drehzahl des Motors in einem vorbestimm
ten Bereich liegt. Wenn sie nicht in dem vorbestimmten Be
reich liegt, geht der Betrieb aus der Fehlerdiagnoseroutine
heraus, da er nicht im Bereich der Fehlerdiagnose liegt. Wenn
der Betrieb in dem Betriebsbereich abläuft, geht der Ablauf
zu Schritt 52 weiter, in dem abgefragt wird, ob eine Änderung
des Drosselklappenöffnungsgrads in einem vorbestimmten Be
reich liegt. Wenn sie nicht in dem vorbestimmten Bereich
liegt, springt der Ablauf aus der Fehlerdiagnoseroutine
heraus.
Wenn der Betrieb im vorbestimmten Bereich liegt, geht der Ab
lauf zu Schritt 53 weiter, in dem ein Druck im Einlaßkrümmer
4 bei in Betrieb befindlicher AGR-Steuerung von dem Drucksen
sor 6 aufgenommen wird und auf der Basis eines im ROM 206
gespeicherten Programms in einem Datenbereich zur Speicherung
eines vorhergehenden Einlaßkrümmerdrucks im RAM 205 und in
einem weiteren Datenbereich zur Speicherung des Einlaßkrüm
merdrucks bei in Betrieb befindlicher Abgasrückführung ge
speichert wird. Wenn der Speichervorgang beendet ist, geht
der Ablauf zu Schritt 54 weiter, in dem der AGR-SOL, also der
Elektromagnet zur Steuerung des AGR-Ventils 11, abgeschaltet
wird, und geht dann zu Schritt 55 weiter.
In Schritt 55 speichert der Ablauf "0" als einen Anfangswert
einer Druckänderung in dem Datenbereich zur Speicherung der
Druckänderung im RAM 205 und geht zu Schritt 56 weiter. In
Schritt 56 fragt der Ablauf, ob seit dem Abschalten des
Elektromagneten zur Steuerung des AGR-Ventils 12 und dem
nächsten Schritt Zeit abgelaufen ist. Wenn die vorbestimmte
Zeit abgelaufen ist, geht der Ablauf zu Schritt 57 weiter.
Andernfalls geht der Ablauf zu Schritt 60 weiter. In Schritt
57 wird der Druck im Einlaßkrümmer aufgenommen und in einem
Datenbereich zur Speicherung des momentanen Einlaßkrümmer
drucks im RAM 205 gespeichert, dann geht der Ablauf zu
Schritt 58 weiter, in dem die Druckänderung berechnet wird.
Die Druckänderung wird erhalten durch Subtraktion des im RAM
205 in Schritt 57 gespeicherten momentanen Einlaßkrümmer
drucks von dem in Schritt 53 im RAM 205 gespeicherten vorher
gehenden Einlaßkrümmerdruck. Der Ablauf speichert die Druck
änderung im RAM 205 und geht zu Schritt 59, in dem der momen
tane Einlaßkrümmerdruck in dem Datenbereich zur Speicherung
des vorhergehenden Einlaßkrümmerdrucks im RAM 205 gespeichert
wird, und dann geht der Ablauf zu Schritt 60. Der Ablauf geht
zu Schritt 60, wenn die vorbestimmte Zeitdauer seit der Ab
schaltung des Elektromagneten 12 in Schritt 56 nicht abge
laufen ist. In Schritt 60 wird abgefragt, ob eine vorbestimm
te Zeitdauer zwischen der Abschaltung des Elektromagneten 12
und der Stabilisierung des Einlaßkrümmerdrucks (wobei diese
Zeitdauer länger als die vorbestimmte Zeitdauer in Schritt 56
ist) abgelaufen ist. Wenn das der Fall ist, geht der Ablauf
zu Schritt 62 weiter. Andernfalls geht der Ablauf zu Schritt
61 weiter.
In Schritt 61 führt der Ablauf die Zündzeitpunktverstellung
nach Maßgabe einer Druckänderung durch, wenn der Elektroma
gnet 12 vom Aus- in den Einschaltzustand gebracht wird. In
Schritt 62 wird der Druck im Einlaßkrümmer bei nichtaktivier
ter Abgasrückführung detektiert, im Datenbereich zur Spei
cherung des Einlaßkrümmerdrucks bei nichtaktivierter Abgas
rückführung und im Datenbereich zur Speicherung des vorher
gehenden Einlaßkrümmerdrucks im RAM 205 gespeichert, und der
Ablauf geht zu Schritt 63 weiter. In Schritt 63 wird der AGR-
Betrieb durch Einschalten des Elektromagneten 12 erneut ge
startet, und der Ablauf geht zu Schritt 64.
Die Vorgänge in den Schritten 64-69 sind die gleichen wie in
den Schritten 56-61 und werden daher nicht nochmals beschrie
ben. Es besteht jedoch ein Unterschied zwischen Schritt 60
und Schritt 68, und zwar ist das der Unterschied zwischen der
Zeit nach dem Ausschalten der Abgasrückführung und der Zeit
nach dem Einschalten der Abgasrückführung. Wenn nach dem
Einschalten der Abgasrückführung in Schritt 68 eine vorbe
stimmte Zeitdauer abgelaufen ist, wird in Schritt 70 ein
Rechenvorgang für die Fehlerdiagnose durchgeführt. In Schritt
70 wird der Einlaßkrümmerdruck bei nichtaktivierter Abgas
rückführung, der in Schritt 62 im RAM 205 gespeichert wurde,
von dem Einlaßkrümmerdruck bei aktivierter Abgasrückführung,
der in Schritt 53 im RAM 205 gespeichert wurde, subtrahiert,
und der Ablauf geht zu Schritt 71.
In Schritt 71 wird die in Schritt 70 berechnete Druckdiffe
renz mit einem vorbestimmten Druckwert eines Fehlerbestim
mungspegels verglichen. Wenn die Druckdifferenz größer als
der vorbestimmte Druckwert ist, wird festgestellt, daß die
Einrichtung normal arbeitet. Wenn die Druckdifferenz kleiner
als der vorbestimmte Druckwert ist, wird festgestellt, daß
die AGR-Steuereinrichtung nicht normal ist, und die Warnlampe
23 wird eingeschaltet, die den Fahrer informiert, daß die
AGR-Steuereinrichtung fehlerhaft ist. Die obigen Abläufe
werden wiederholt.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm der Zündzeitpunktverstellung in
den Schritten 61 und 69. In Schritt 75 wird abgefragt, ob
eine Änderung des Drucks im Einlaßkrümmer bei der Umschaltung
des Elektromagneten 12 vom Ein- in den Ausschaltzustand oder
vom Aus- in den Einschaltzustand Null ist. Wenn sie nicht
Null ist, geht der Ablauf zu Schritt 76 weiter. Fig. 6 zeigt
die Beziehung zwischen einer Druckänderung zum Ein/Ausschalt
zeitpunkt der Abgasrückführung und einem Zündverstellwinkel-
Korrekturwert zum Ein/Ausschaltzeitpunkt der Abgasrückfüh
rung, wobei der Zündzeitpunkt in Richtung einer Verzögerung
korrigiert wird, wenn die Abgasrückführung vom Ein- in den
Ausschaltzustand geschaltet wird, und der Zündzeitpunkt in
Richtung einer Vorverstellung korrigiert wird, wenn die Ab
gasrückführung vom Ein- in den Ausschaltzustand geschaltet
wird. In Schritt 76 berechnet das Programm einen Frühzün
dungs-Korrekturwert nach Maßgabe der Druckänderung bei Um
schaltung der Abgasrückführung vom Ein- in den Ausschaltzu
stand oder vom Aus- in den Einschaltzustand entsprechend der
Beziehung von Fig. 6. In Schritt 77 wird ein vorhergehender
Frühzündverstellwinkelwert zu dem Frühzündverstellwinkel-
Korrekturwert hinzuaddiert, so daß eine neue Zündverstellwin
kelinformation erhalten wird.
In Schritt 78 liefert der Ablauf die Zündverstellwinkel
information. In Schritt 79 liefert der Ablauf eine Strom
flußdauer-Information der Zündspule 13 und führt die Zünd
zeitpunktsteuerung durch, indem in der Zündspule 13 Strom für
eine vorbestimmte Zeitdauer zum Fließen gebracht wird.
Bei dem obigen Beispiel wird die Zündzeitpunktsteuerung nach
Maßgabe der Druckänderung durchgeführt, die erzeugt wird,
wenn das Abgasrückführventil 11 kurzzeitig vom Ein- in den
Ausschaltzustand und vom Aus- in den Einschaltzustand ge
schaltet wird, während die Fehlerdiagnose durchgeführt wird.
Daher ist die Drehmomentänderung des Motors begrenzt, und ein
für den Fahrer spürbarer Stoß wird vermieden.
Wie oben ausgeführt, werden gemäß der Erfindung die Früh- und
die Spätzündwinkelverstellung des Zündzeitpunkts nach Maßgabe
der Änderung des Laufzustands des Motors bei der Umschaltung
des AGR-Systems vom Ein- in den Ausschaltzustand und vom Aus-
in den Einschaltzustand während der Durchführung der Fehler
diagnose durchgeführt. Daher wird die Änderung des Motordreh
moments bei dieser Gelegenheit verringert, und für den Fahrer
spürbare Stöße werden vermieden.
Claims (1)
- Fehlerdiagnosevorrichtung einer AGR-Steuereinrichtung mit einer Abgasrückführleitung zur Rückführung von Abgas einer Brennkraftmaschine zu einer Saugseite der Brennkraftmaschine und mit einem Abgasrückführventil zur Steuerung des Offen- und Schließzustands der Abgasrückführleitung, wobei die AGR- Steuereinrichtung das Öffnen und Schließen des Abgasrückführ ventils steuert, gekennzeichnet durch
eine Laufzustandsdetektiereinrichtung, um einen Laufzu stand der Brennkraftmaschine zu detektieren;
eine Fehlerdiagnoseeinrichtung, um eine Fehlerdiagnose der AGR-Steuereinrichtung durchzuführen, indem sie feststellt, ob eine Differenz zwischen dem ersten Laufzustand, in dem das Abgasrückführventil geöffnet ist, und dem zweiten Laufzu stand, in dem das Abgasrückführventil geschlossen ist, einen vorbestimmten oder höheren Wert hat; und
eine Zündzeitpunktverstelleinrichtung, um eine Zündzeitpunkt verstellung nach Maßgabe einer Änderung des Laufzustands durchzuführen, wenn das Abgasrückführventil von einer Offen- in eine Schließstellung und von der Schließ- in die Offen stellung umgeschaltet wird.
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