DE4212636C2

DE4212636C2 - Fehlerdiagnosevorrichtung einer AGR-Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE4212636C2
Application number: DE4212636A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Saitoh; Shinya Fujimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: US5184594A; DE4212636A1; JPH04314949A; JP2661396B2

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

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.