WO2009013273A1 - Fehleranalyseverfahren für eine lambda-sonde - Google Patents

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WO2009013273A1
WO2009013273A1 PCT/EP2008/059537 EP2008059537W WO2009013273A1 WO 2009013273 A1 WO2009013273 A1 WO 2009013273A1 EP 2008059537 W EP2008059537 W EP 2008059537W WO 2009013273 A1 WO2009013273 A1 WO 2009013273A1
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lambda
lambda probe
error
analysis method
heater
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PCT/EP2008/059537
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Jia Huang
Johannes Scheuerer
Norbert Sieber
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices

Definitions

  • the invention relates to a failure analysis method for a lambda probe of an internal combustion engine for detecting a heater decoupling.
  • Modern internal combustion engines for driving motor vehicles have lambda probes, which measure the air ratio (combustion air ratio) in the exhaust gas of the internal combustion engine in order to take into account the air ratio in the control and / or regulation of the internal combustion engine.
  • this linear lambda probes are used, which are brought by an electric heater to the required operating temperature of typically 650 ° C-850 ° C.
  • the setting of the desired effective heating power of the electric heater is in this case usually by a pulse width modulated (PWM) control method, in which the e- lekt ⁇ sche heater according to a predetermined duty ratio alternately with two different voltages of example OV (ground) and 14V (battery voltage) driven becomes.
  • PWM pulse width modulated
  • the useful signal of the lambda probe is superimposed in such an error case of a Storsignal resulting from the pulse width modulated control signal of the electric heater of the lambda probe, so that the Storsignal has a Freguenz which corresponds to the clock frequency of the pulse width modulated control signal of the lambda probe ,
  • the above-described disturbance of the lambda probe due to the Schueremkopplung can significantly affect the function of the lambda controller, since the lambda controller receives an erroneous air ratio as an input signal. Depending on the intensity of the disturbance, this can lead to negative influences on the driving behavior (for example, jerkiness) or to a deterioration of the exhaust gas values.
  • the known diagnostic methods for detecting a heater input are based on an evaluation of the output signal of the lambda probe, wherein the evaluation with the clock frequency of the pulse width modulated control signal of the lambda probe heater is tuned.
  • the benot costume for a dependable lassige error detection call rate of diagnosis is determined here from the clock frequency of the pulse width modulated control signal of the lambda probe heater which is typi cally ⁇ between 10Hz and 100Hz.
  • a disadvantage of the known diagnostic method is therefore the fact that, especially at high clock frequencies of the pulse width modulated control signal of the lambda probe heater, a large computing time is needed.
  • DE 10 2005 032 456 A1 discloses a dynamic diagnosis of an exhaust gas probe in order to detect an aging-related deterioration of the dynamic behavior of the exhaust gas probe, wherein it is also disclosed that the lambda controller actuation is deactivated. can be evaluated. However, the detection of a heater input is not known from this publication.
  • DE 100 56 320 A1 and EP 0 624 721 A1 disclose various diagnostic methods in connection with lambda
  • Probes which, however, also do not allow the detection of a heat decoupling.
  • a conventional method for detecting a heater input is likewise known from DE 198 38 334 A1. In this case, however, only the output signal of the lambda probe is evaluated, which is associated with the known problems.
  • the invention is therefore based on the object to provide a correspondingly improved fault analysis method for a lambda sensor of an internal combustion engine, wherein the error analysis method should enable a reliable and simple detection of a heater coupling.
  • the invention is based on the recognition that an error of a lambda probe leads to a corresponding change in a lambda controller embarrassing, since the lambda controller tries by the lambda controller Emgriff to correct error-related changes in the measured air ratio. An error of the lambda probe is thus reflected in a corresponding change in the lambda controller em- grasp, which allows error detection.
  • the invention therefore comprises the general technical teaching of detecting a heater input in a lambda probe by evaluating the lambda controller intervention.
  • the strength of the lambda controller Emgriffs evaluated by the strength of the lambda controller Emgriffs with at least one predetermined Limit value is compared.
  • an error is detected when the strength of the lambda controller Emgriffs exceeds the predetermined limit.
  • a permitted range of values for the strength of the lambda controller Emgriffs is preferably specified. There a fault is detected if the strength of the lambda regulator Emg ⁇ ffs leave the permitted range of values up or down, which hindeu ⁇ tet on a malfunction of the oxygen sensor, for example due to a Schueremkopplung.
  • a heater decoupling in a lambda probe usually characterized by a highly dynamic change in the output signal of the lambda probe and by a correspondingly dynamic change in the lambda controller Emgriffs. Therefore, the time gradient of the lambda controller engagement is determined and compared with at least one predetermined limit value, preferably, wherein a fault is detected if the gradient of the lambda controller exceeds the pre Emgriffs give ⁇ NEN limit.
  • a permitted range of values for the temporal gradient of the lambda controller Emgriffs is specified, wherein an error is detected when the gradient of the lambda controller Emgriffs leaves the allowed range of values up or down.
  • the pulse width modulated lambda probe heater is temporarily controlled with a duty cycle of 0% or 100%, i. with DC voltage, where no Schueremkopplung can occur.
  • the duty cycle of the pulse width modulated control signal of the lambda probe heater can then be set to 0% or 100% again. This process must be repeated until a sufficiently long test time has been reached, which is necessary to clarify the cause of the error.
  • a statistical debouncing of the measured values of the lambda controller emitter is preferably carried out in order to avoid misdetections.
  • the fault analysis method according to the invention is preferably suitable for a linear lambda probe.
  • the invention is not restricted to the analysis of errors in linear lambda probes, but in principle can also be realized with other types of lambda probes.
  • the invention preferably provides that in ei ⁇ ner error detection, a corresponding error entry is stored.
  • the invention also encompasses a motor control which is set up to carry out the fault analysis method according to the invention and carries out the fault analysis method according to the invention during operation.
  • the invention also includes a program memory (eg ROM: Read OnIy Memory) with a stored on it Control program that carries out Erflndungsge redesigne error analysis method in an execution in an engine control of an internal combustion engine.
  • a program memory eg ROM: Read OnIy Memory
  • Control program that carries out Erflndungsge redesigne error analysis method in an execution in an engine control of an internal combustion engine.
  • FIG. 1 is a flow chart showing the evaluation of the
  • FIGS. 2A and 2B are flowcharts of two variants of the fault analysis method according to the invention for clarifying the cause of the fault.
  • a lambda controller Emgriffs is determined, which is an actuating signal of a lambda controller, with which the lambda controller tries a target-actual deviation of the air ratio in the exhaust gas of the internal combustion engine devisregeln.
  • step S2 the strength of the measured lambda controller Emgriffs is compared with predetermined limits to check whether the lambda controller Emgriff leaves an allowable range of values. In addition, statistical debouncing takes place in order to avoid a misdetection of errors.
  • step S3 it is then checked whether the lambda controller embarrassment has left the permitted value range. If this is the case, then there is an error with still undetermined cause of the error and it is branched to the figures 2A or 2B, in order to clarify the cause of the error, as will be explained in more detail with reference to Figures 2A and 2B.
  • the temporal gradient of the lambda controller intervention is determined in a next step S4 in order to refine the error analysis.
  • a next step S5 the previously determined temporal gradient of the lambda controller intervention is then compared with preset limit values, in which case a statistical debouncing is again carried out in order to avoid misdetections.
  • step S6 it is then checked again whether the temporal gradient of the lambda controller intervention has left the permitted value range.
  • a branch is made to a step S7 in which it is determined that there is no error. In this case, a corresponding error entry is stored in the engine control.
  • the error analysis method described above is then repeated continuously in an infinite loop during normal operation of the internal combustion engine.
  • step S8 the duty ratio of PWM of the lambda probe heater is initially set to 0% in step S8, that is, the oxygen sensor heater is switched off, which coupling an interfering Schuer- excludes Prinzi ⁇ Piell in the output signal of the lambda probe ,
  • the lambda controller input is then measured in a step S9.
  • step S10 the strength of the lambda controller embarrassment is then compared with predetermined limit values, with statistical debouncing again taking place.
  • a step Sil it is then checked whether the strength of the lambda controller embarrassment has left the permitted value range.
  • step S15 in which it is determined that the error, which was initially only determined unspecifically, can not be attributed to a heater input. Rather, in step S15, an error entry is stored which indicates an indeterminate error.
  • step S11 If, on the other hand, the test in step S11 shows that the strength of the lambda control intervention lies within the permitted value range, a branch is made to a step S12, where the temporal gradient of the lambda controller intervention is determined.
  • step S13 the previously determined temporal gradient of the lambda controller intervention is then compared with predefined limit values, with statistical debouncing again taking place.
  • step S14 it is then checked whether the temporal gradient of the lambda controller Emg ⁇ ffs has left the allowed range of values.
  • step S14 branching is made from step S14 to step S15, since the error, which was previously only nonspecifically determined, is obviously not due to a heater input.
  • step S14 determines whether both the strength and the gradient of the lambda control input are within the allowable value range. If the check in step S14 shows that both the strength and the gradient of the lambda control input are within the allowable value range, the program branches from step S14 to step S16, where a heater input is assumed to be the cause of the error corresponding error entry is saved.
  • FIG. 2B shows a method section which is possible as an alternative to the method section according to FIG. 2A.
  • the pulse width ratio PWM of the lambda probe heater is not set to 0% during the clarification of the cause of the error, but to 100%, ie. on DC voltage, so that also no Schueremkopplung is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fehleranalyseverfahren für eine Lambda-Sonde einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Erkennung einer Heizereinkopplung, mit den folgenden Schritten: Messung einer Luftzahl im Abgas der Brennkraftmaschine mit- tels einer Lambda-Sonde, Regelung der Luftzahl im Abgas der Brennkraftmaschine mittels eines Lambda-Reglers durch einen Lambda-Regler-Eingriff entsprechend der gemessenen Luftzahl, sowie Auswertung des Lambda-Regler-Eingriffs zur Erkennung eines Fehlers.

Description

Beschreibung
Fehleranalyseverfahren für eine Lambda-Sonde
Die Erfindung betrifft ein Fehleranalyseverfahren für eine Lambda-Sonde einer Brennkraftmaschine zur Erkennung einer Heizeremkopplung .
Moderne Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Kraftfahrzeugen weisen Lambda-Sonden auf, welche die Luftzahl (Verbrennungs- luftverhaltnis) im Abgas der Brennkraftmaschine messen, um die Luftzahl bei der Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine berücksichtigen zu können.
Beispielsweise werden hierzu lineare Lambda-Sonden eingesetzt, die durch einen elektrischen Heizer auf die notige Betriebstemperatur von typischerweise 650°C-850°C gebracht werden. Die Einstellung der gewünschten effektiven Heizleistung des elektrischen Heizers erfolgt hierbei meist durch ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Steuerverfahren, bei dem der e- lektπsche Heizer entsprechend einem vorgegebenen Tastver- haltnis abwechselnd mit zwei unterschiedlichen Spannungen von beispielsweise OV (Masse) und 14V (Batteriespannung) angesteuert wird.
Unter bestimmten Randbedingungen kann es zu unerwünschten e- lektπschen Verbindungen zwischen den elektrischen Anschluss¬ kontakten des elektrischen Heizers und den Ausgangskontakten der Lambda-Sonde kommen. Beispielsweise kann unter Umstanden Feuchtigkeit in die Steckverbindung zwischen der Lambda-Sonde und dem Motorsteuergerat eindringen. Darüber hinaus können auch Fertigungsfehler die unerwünschten elektrischen Verbindungen zwischen den elektrischen Anschlusskontakten des e- lektπschen Heizers und den Ausgangskontakten der Lambda- Sonde verursachen.
Je nach dem elektrischen Ubergangswiderstand der unerwünschten elektrischen Verbindungen kommt es in einem solchen Feh- lerfall zu mehr oder weniger starken Auswirkungen auf das Ausgangssignal der Lambda-Sonde . So wird das Nutzsignal der Lambda-Sonde in einem solchen Fehlerfall von einem Storsignal überlagert, das von dem pulsweitenmodulierten Steuersignal des elektrischen Heizers der Lambda-Sonde herrührt, so dass das Storsignal eine Freguenz aufweist, die der Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten Steuersignals der Lambda-Sonde entspricht .
Die vorstehend beschriebene Störung der Lambda-Sonde aufgrund der Heizeremkopplung kann die Funktion des Lambda-Reglers erheblich beeinträchtigen, da der Lambda-Regler als Eingangssignal eine fehlerhafte Luftzahl erhalt. Je nach Intensität der Störung kann es hierbei zu negativen Einflüssen auf das Fahrverhalten (z.B. Ruckein) oder zu einer Verschlechterung der Abgaswerte kommen.
Es ist deshalb aus dem Stand der Technik bekannt, bei einer beheizten Lambda-Sonde eine fehlerbedingte Heizereinkopplung zu diagnostizieren. Die bekannten Diagnoseverfahren zur Erkennung einer Heizereinkopplung beruhen auf einer Auswertung des Ausgangssignals der Lambda-Sonde, wobei die Auswertung mit der Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten Steuersignals des Lambda-Sonden-Heizers abgestimmt ist. Die für eine zuver- lassige Fehlererkennung benotigte Aufrufrate der Diagnose bestimmt sich hierbei aus der Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten Steuersignals des Lambda-Sonden-Heizers, die typi¬ scherweise zwischen 10Hz und 100Hz liegt.
Nachteilig an dem bekannten Diagnoseverfahren ist also die Tatsache, dass vor allem bei hohen Taktfrequenzen des pulsweitenmodulierten Steuersignals des Lambda-Sonden-Heizers eine große Rechenlaufzeit benotigt wird.
Aus DE 10 2005 032 456 Al ist eine Dynamikdiagnose einer Ab- gassonde bekannt, um eine alterungsbedingte Verschlechterung des dynamischen Verhaltens der Abgassonde zu erkennen, wobei auch offenbart wird, dass der Lambda-Regler-Emgriff ausge- wertet werden kann. Die Erkennung einer Heizereinkopplung ist aus dieser Veröffentlichung jedoch nicht bekannt.
Ferner offenbaren DE 100 56 320 Al und EP 0 624 721 Al ver- schiedene Diagnoseverfahren in Zusammenhang mit Lambda-
Sonden, die jedoch ebenfalls nicht die Erkennung einer Hei- zeremkopplung ermöglichen.
Em herkömmliches Verfahren zur Erkennung einer Heizerein- kopplung ist ebenfalls aus DE 198 38 334 Al bekannt. Hierbei wird jedoch lediglich das Ausgangssignal der Lambda-Sonde ausgewertet, was mit den bekannten Problemen verbunden ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein ent- sprechend verbessertes Fehleranalyseverfahren für eine Lambda-Sonde einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, wobei das Fehleranalyseverfahren eine zuverlässige und einfache Erkennung einer Heizereinkopplung ermöglichen soll.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemaßes Fehleranalyseverfahren gemäß dem Hauptanspruch gelost.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Fehler einer Lambda-Sonde zu einer entsprechenden Änderung eines Lamb- da-Regler-Emgriffs fuhrt, da der Lambda-Regler durch den Lambda-Regler-Emgriff versucht, fehlerbedingte Änderungen der gemessenen Luftzahl auszuregeln. Ein Fehler der Lambda- Sonde spiegelt sich also in einer entsprechenden Änderung des Lambda-Regler-Emgriffs wider, was eine Fehlererkennung er- moglicht.
Die Erfindung umfasst deshalb die allgemeine technische Lehre, eine Heizereinkopplung bei einer Lambda-Sonde durch eine Auswertung des Lambda-Regler-Eingriffs zu erkennen.
Vorzugsweise wird im Rahmen der Erfindung die Starke des Lambda-Regler-Emgriffs ausgewertet, indem die Starke des Lambda-Regler-Emgriffs mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird. Im Rahmen des erfindungsgemaßen Fehleranalyseverfahrens wird dann ein Fehler detektiert, wenn die Starke des Lambda-Regler-Emgriffs den vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Hierbei wird vorzugsweise ein erlaubter Wertebereich für die Starke des Lambda-Regler-Emgriffs vorgegeben. Es wird dann ein Fehler detektiert, wenn die Starke des Lambda-Regler- Emgπffs den erlaubten Wertebereich nach oben oder unten verlasst, was auf eine Fehlfunktion der Lambda-Sonde hindeu¬ tet, beispielsweise aufgrund einer Heizeremkopplung.
Eine weitere Möglichkeit zur Fehlererkennung besteht in der Auswertung des zeitlichen Gradienten des Lambda-Regler- Eingriffs. So zeichnet sich eine Heizeremkopplung bei einer Lambda-Sonde in der Regel durch eine hochdynamische Änderung des Ausgangssignals der Lambda-Sonde und durch eine entsprechend dynamische Änderung des Lambda-Regler-Emgriffs aus. Vorzugsweise wird deshalb der zeitliche Gradient des Lambda- Regler-Eingriffs bestimmt und mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert verglichen, wobei ein Fehler detektiert wird, wenn der Gradient des Lambda-Regler-Emgriffs den vorgegebe¬ nen Grenzwert überschreitet.
Vorzugsweise wird auch bei der Gradientenauswertung ein erlaubter Wertebereich für den zeitlichen Gradienten des Lambda-Regler-Emgriffs vorgegeben, wobei ein Fehler detektiert wird, wenn der Gradient des Lambda-Regler-Emgriffs den erlaubten Wertebereich nach oben oder unten verlasst.
Neben einer Heizeremkopplung können jedoch auch andere unerwünschte Effekte im System zu einem Verhalten mit einem ähnlichen Fehlerbild fuhren. In diesem Fall fuhrt das vorstehend beschriebene Fehleranalyseverfahren zwar zur Detektion eines Fehlers, jedoch ist es nicht ohne Weiteres möglich, eine Hei¬ zeremkopplung von einem anderen Fehler zu unterscheiden. In einer Weiterbildung des erfindungsgemaßen Fehleranalyse¬ verfahrens ist deshalb zusätzlich vorgesehen, dass bei einer Fehlerdetektion abgeklärt wird, ob der detektierte Fehler auf einer Heizeremkopplung beruht oder andere Ursachen hat.
Hierzu wird der pulsweitenmodulierte Lambda-Sonden-Heizer vorübergehend mit einem Tastverhaltnis von 0% oder 100% angesteuert, d.h. mit Gleichspannung, wobei keine Heizeremkopplung auftreten kann.
Anschließend wird das vorstehend beschriebene erfmdungsgema- ße Fehleranalyseverfahren mit einer Auswertung der Starke und/oder des Gradienten des Lambda-Regler-Emgriffs erneut durchgeführt .
Falls dann bei Gleichspannung an dem Lambda-Sonden-Heizer weiterhin ein Fehler detektiert wird, so kann dieser Fehler nicht auf einer Heizeremkopplung beruhen, da dies bei einer Gleichspannungsansteuerung des Lambda-Sonden-Heizers prmzip- bedingt ausgeschlossen wird. In diesem Fall kann die Motorsteuerung dann von einem unbestimmten Fehler ausgehen, dessen Ursache noch weiter abgeklärt werden kann.
Falls dagegen die erneute Fehleranalyse bei der Gleichspan- nungsansteuerung des Lambda-Sonden-Heizers keinen Fehler mehr ergibt, so kann man davon ausgehen, dass der zuvor bei der normalen pulsweitenmodulierten Ansteuerung des Lambda-Sonden- Heizers detektierte Fehler auf einer Heizeremkopplung beruht .
Wahrend der Änderung des Tastverhaltnisses des pulsweitenmo¬ dulierten Steuersignals für den Lambda-Sonden-Heizers auf 0% bzw. 100% besteht die Gefahr, dass die Lambda-Sonde auskühlt bzw. überhitzt. Wahrend der Ansteuerung des Lambda-Sonden- Heizers mit dem geänderten Tastverhaltnis wird deshalb vor¬ zugsweise die Temperatur der Lambda-Sonde gemessen und mit einer vorgegebenen Minimaltemperatur bzw. einer vorgegebenen Maximaltemperatur verglichen. Falls die gemessene Temperatur der Lambda-Sonde den auf diese Weise definierten erlaubten Temperaturbereich verlasst, so wird die Auswertung des Lamb- da-Regler-Emgriffs vorübergehend unterbrochen und die Temperatur wird dann wahrend der Unterbrechung der Auswertung nachgeregelt, indem der Lambda-Sonden-Heizer wieder mit einem normalen pulsweitenmodulierten Steuersignal angesteuert wird.
Wenn die Temperatur der Lambda-Sonde dann wieder den erlaubten Wertebereich erreicht hat, kann das Tastverhaltnis des pulsweitenmodulierten Steuersignals des Lambda-Sonden-Heizers dann wieder auf 0% bzw. 100% eingestellt werden. Dieser Vorgang ist solange zu wiederholen, bis eine ausreichend lange Prufzeit erreicht ist, die zur Abklärung der Fehlerursache erforderlich ist.
Bei der Auswertung des Lambda-Regler-Eingriffs erfolgt vorzugsweise eine statistische Entprellung der gemessenen Werte des Lambda-Regler-Emgriffs, um Fehldetektionen zu vermeiden.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass sich das erfindungsgemaße Fehleranalyseverfahren bevorzugt für eine lineare Lambda- Sonde eignet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Analyse von Fehlern bei linearen Lambda-Sonden beschrankt, sonder grundsätzlich auch mit anderen Typen von Lambda-Sonden reali- sierbar.
Weiterhin sieht die Erfindung vorzugsweise vor, dass bei ei¬ ner Fehlerdetektion ein entsprechender Fehlereintrag gespeichert wird.
Neben dem vorstehend beschriebenen Fehleranalyseverfahren um- fasst die Erfindung auch eine Motorsteuerung, die zur Ausfuhrung des erfindungsgemaßen Fehleranalyseverfahrens eingerichtet ist und das erfindungsgemaße Fehleranalyseverfahren im Betrieb ausfuhrt.
Schließlich umfasst die Erfindung auch einen Programmspeicher (z.B. ROM: Read OnIy Memory) mit einem darauf gespeicherten Steuerprogramm, das bei einer Ausfuhrung in einer Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine das erflndungsgemaße Fehleranalyseverfahren ausfuhrt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren naher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Flussdiagramm, das die Auswertung des
Lambda-Regler-Emgriffs zur Fehlererkennung zeigt,
Figuren 2A und 2B Flussdiagramme von zwei Varianten des er- fmdungsgemaßen Fehleranalyseverfahrens zur Abklärung der Fehlerursache.
Das in den Figuren dargestellte erfmdungsgemaße Fehleranaly¬ severfahren lauft im Betrieb in einer Motorsteuerung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs neben sonstigen Steuer- und Regelprozessen ab.
In einem ersten Schritt Sl wird hierbei der aktuelle Wert eines Lambda-Regler-Emgriffs ermittelt, wobei es sich um ein Stellsignal eines Lambda-Reglers handelt, mit dem der Lambda- Regler versucht, eine Soll-Ist-Abweichung der Luftzahl im Abgas der Brennkraftmaschine auszuregeln.
In einem weiteren Schritt S2 wird die Starke des gemessenen Lambda-Regler-Emgriffs mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen, um zu überprüfen, ob der Lambda-Regler-Emgriff einen erlaubten Wertebereich verlasst. Hierbei erfolgt zusätzlich eine statistische Entprellung, um eine Fehldetektion von Fehlern zu vermeiden.
In einem weiteren Schritt S3 wird dann überprüft, ob der Lambda-Regler-Emgriff den erlaubten Wertebereich verlassen hat. Falls dies der Fall ist, so liegt ein Fehler mit zunächst noch unbestimmter Fehlerursache vor und es wird zu den Figuren 2A oder 2B verzweigt, um die Fehlerursache abzuklären, wie noch detailliert anhand der Figuren 2A und 2B erläutert wird.
Falls der Lambda-Regler-Emgriff dagegen den erlaubten Wertebereich nicht verlasst, so wird in einem nächsten Schritt S4 der zeitliche Gradient des Lambda-Regler-Eingriffs ermittelt, um die Fehleranalyse zu verfeinern.
In einem nächsten Schritt S5 wird dann der zuvor ermittelte zeitliche Gradient des Lambda-Regler-Eingriffs mit vorgegebe- nen Grenzwerten verglichen, wobei wiederum eine statistische Entprellung erfolgt, um Fehldetektionen zu vermeiden.
In einem nächsten Schritt S6 wird dann wieder geprüft, ob der zeitliche Gradient des Lambda-Regler-Eingriffs den erlaubten Wertebereich verlassen hat.
Falls dies der Fall ist, so wird zu den Figuren 2A oder 2B abgezweigt, wo die Fehlerursache weiter eingegrenzt wird.
Falls dagegen auch der zeitliche Gradient des Lambda-Regler- Emgπffs innerhalb des erlaubten Wertebereichs liegt, so wird zu einem Schritt S7 abgezweigt, in dem festgestellt wird, dass kein Fehler vorliegt. In diesem Fall wird ein entsprechender Fehlereintrag in der Motorsteuerung gespeichert.
Das vorstehend beschriebene Fehleranalyseverfahren wird dann in einer Endlosschleife wahrend des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine laufend wiederholt.
Im Folgenden wird nun die in Figur 2A dargestellte Variante eines Folgeabschnitts des erflndungsgemaßen Fehleranalyseverfahrens beschrieben, in dem die Fehlerursache weiter eingegrenzt wird. Hierzu wird zunächst in einem Schritt S8 das Tastverhaltnis PWM des Lambda-Sonden-Heizers auf 0% gesetzt, d.h. der Lamb- da-Sonden-Heizer wird abgeschaltet, was eine störende Heizer- einkopplung in das Ausgangssignal der Lambda-Sonde prinzi¬ piell ausschließt.
Anschließend wird dann in einem Schritt S9 der Lambda-Regler- Eingπff gemessen.
In einem folgenden Schritt SlO wird dann die Starke des Lamb- da-Regler-Emgriffs mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen, wobei wieder eine statistische Entprellung erfolgt.
In einem Schritt Sil wird dann überprüft, ob die Starke des Lambda-Regler-Emgriffs den erlaubten Wertebereich verlassen hat.
Falls dies der Fall ist, so wird zu einem Schritt S15 ver- zweigt, in dem festgestellt wird, dass der zunächst nur unspezifisch bestimmte Fehler nicht auf eine Heizereinkopplung zurückzuführen ist. Vielmehr wird in dem Schritt S15 ein Fehlereintrag gespeichert, der einen unbestimmten Fehler kennzeichnet .
Falls die Prüfung in dem Schritt Sil dagegen ergibt, dass die Starke des Lambda-Regler-Eingriffs innerhalb des erlaubten Wertebereichs liegt, so wird zu einem Schritt S12 verzweigt, wo der zeitliche Gradient des Lambda-Regler-Emgriffs ermit- telt wird.
In einem Schritt S13 wird dann der zuvor ermittelte zeitliche Gradient des Lambda-Regler-Eingriffs mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen, wobei wieder eine statistische Entprellung erfolgt. In einem anschließenden Schritt S14 wird dann überprüft, ob der zeitliche Gradient des Lambda-Regler-Emgπffs den erlaubten Wertebereich verlassen hat.
Falls dies der Fall ist, so wird von dem Schritt S14 zu dem Schritt S15 abgezweigt, da der zuvor nur unspezifisch ermittelte Fehler offensichtlich nicht auf eine Heizereinkopplung zurückzuführen ist.
Falls die Überprüfung in dem Schritt S14 dagegen ergibt, dass sowohl die Starke als auch der Gradient des Lambda-Regler- Eingπffs innerhalb des erlaubten Wertebereichs liegen, so wird von dem Schritt S14 zu dem Schritt S16 verzweigt, wo eine Heizereinkopplung als Fehlerursache angenommen und ein entsprechender Fehlereintrag gespeichert wird.
Wahrend der Abschaltung des Lambda-Sonden-Heizers in dem in Figur 2A dargestellten Verfahrensabschnitt wird laufend über¬ prüft, ob die Temperatur der Lambda-Sonde unter die notwendi- ge Betriebstemperatur abgesunken ist. Falls dies der Fall ist, so wird der in Figur 2A gestellte Verfahrensabschnitt unterbrochen und die Lambda-Sonde wird wieder über die not¬ wendige Betriebstemperatur hinaus aufgeheizt. Anschließend wird dann der in Figur 2A dargestellte Verfahrensabschnitt fortgeführt, bis die erforderliche Prufdauer erreicht ist.
Figur 2B zeigt einen Verfahrensabschnitt, der alternativ zu dem Verfahrensabschnitt gemäß Figur 2A möglich ist.
Im Gegensatz zu dem Verfahrensabschnitt gemäß Figur 2A wird hierbei das Pulsweitenverhaltnis PWM des Lambda-Sonden- Heizers wahrend der Abklärung der Fehlerursache nicht auf 0% gesetzt, sondern auf 100%, d.h. auf Gleichspannung, so dass ebenfalls keine Heizeremkopplung möglich ist.
Anschließend erfolgt dann die bereits zu Figur 2A beschriebene Abklärung der Fehlerursache, so dass diesbezüglich auf die vorstehenden Ausfuhrungen zu Figur 2A verwiesen wird. Eine Besonderheit der Variante gemäß Figur 2B besteht jedoch darin, dass bei einem Tastverhaltnis von 100% die Gefahr besteht, dass die Lambda-Sonde überhitzt.
Es wird deshalb wahrend der Abklärung der Fehlerursache in dem Verfahrensabschnitt gemäß Figur 2B laufend überprüft, ob die Temperatur der Lambda-Sonde eine vorgegebene Maximaltemperatur überschreitet. Falls dies der Fall ist, so wird der Verfahrensabschnitt gemäß Figur 2B unterbrochen und die Lamb¬ da-Sonde wird wieder mit einem Tastverhaltnis von weniger als 100% angesteuert, um die Lambda-Sonde abkühlen zu lassen, bis die Temperatur der Lambda-Sonde wieder unter die vorgegebene Maximaltemperatur abgesunken ist. Anschließend wird dann mit der Abklärung der Fehlerursache in dem Verfahrensabschnitt gemäß Figur 2B fortgefahren.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Aus- fuhrungsbeispiele beschrankt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Claims

Patentansprüche
1. Fehleranalyseverfahren für eine Lambda-Sonde einer Brennkraftmaschine mit einem Lambda-Sonden-Heizer zur Behei- zung der Lambda-Sonde, mit den folgenden Schritten: a) Messung einer Luftzahl im Abgas der Brennkraftmaschine mittels der Lambda-Sonde, b) Regelung der Luftzahl im Abgas der Brennkraftmaschine mittels eines Lambda-Reglers durch einen Lambda-Regler- Eingriff entsprechend der gemessenen Luftzahl, c) Erkennung einer fehlerbedingten Heizeremkopplung, bei der das Nutzsignal der Lambda-Sonde aufgrund von störenden elektrischen Verbindungen zwischen Anschlusskontakten des Lambda-Sonden-Heizers und Ausgangskontakten der Lambda-Sonde von einem Storsignal überlagert ist, g e k e n z e i c h n e t d u r c h folgenden Schritt: d) Auswertung des Lambda-Regler-Emgriffs zur Erkennung der fehlerbedingten Heizeremkopplung.
2. Fehleranalyseverfahren nach Anspruch 1, g e k e n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte (S2, S3) : a) Vergleich der Starke des Lambda-Regler-Emgriffs mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert, b) Detektion eines Fehlers, wenn die Starke des Lambda- Regler-Emgriffs den vorgegebenen Grenzwert überschrei¬ tet.
3. Fehleranalyseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte (S4, S5, S6) : a) Bestimmung des zeitlichen Gradienten des Lambda-Regler- Emgriffs, b) Vergleich des Gradienten des Lambda-Regler-Emgriffs mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert, c) Detektion eines Fehlers, wenn der Gradient des Lambda- Regler-Emgπffs den vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
4. Fehleranalyseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte (S8-S16) : a) Beheizung der Lambda-Sonde durch einen Lambda-Sonden-
Heizer mit einer vorgegebenen Heizleistung, b) Änderung der Heizleistung des Lambda-Sonden-Heizers, wenn durch die Auswertung des Lambda-Regler-Emgriffs ein Fehler detektiert wird, c) Wiederholung der Fehlererkennung bei der geänderten
Heizleistung zur Unterscheidung einer Heizereinkopplung von einem unbestimmten Fehler.
5. Fehleranalyseverfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g k e n n z e i c h n e t, d a s s a) dass der Lambda-Sonden-Heizer mit einem pulsweitenmodu- lierten Steuersignal mit einem vorgegebenen Tastverhalt- nis angesteuert wird, und b) dass das Tastverhaltnis des pulsweitenmodulierten Steu¬ ersignals des Lambda-Sonden-Heizers verändert wird, um die Heizleistung des Lambda-Sonden-Heizers zu andern.
6. Fehleranalyseverfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g k e n n z e i c h n e t, d a s s dass das Tastverhaltnis des pulsweitenmodulierten Steuersignals bei einer Fehlererkennung entweder auf 0% oder auf 100% geändert wird.
7. Fehleranalyseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte: a) Messung der Temperatur der Lambda-Sonde wahrend der Dau¬ er der Änderung der Heizleistung des Lambda-Sonden- Heizers, b) Vergleich der gemessenen Temperatur der Lambda-Sonde mit einer vorgegebenen Minimaltemperatur und/oder einer vorgegebenen Maximaltemperatur, c) Unterbrechung der Auswertung des Lambda-Regler-Ein- griffs, wenn die gemessene Temperatur der Lambda-Sonde die Minimaltemperatur unterschreitet oder die Maximaltemperatur überschreitet, d) Änderung der Heizleistung des Lambda-Sonden-Heizers wahrend der Unterbrechung der Auswertung des Lambda-Regler- Eingriffs, um die Temperatur der Lambda-Sonde nachzure- geln .
8. Fehleranalyseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n z e i c h n e t d u r c h folgenden Schritt:
Entprellung des ermittelten Lambda-Regler-Emgriffs .
9. Fehleranalyseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t, d a s s die Lambda-Sonde eine lineare Lambda-Sonde ist.
10. Fehleranalyseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n z e i c h n e t d u r c h folgenden Schritt (S15, S16) :
Speichern eines Fehlereintrags bei einer Erkennung eines Fehlers .
11. Motorsteuerung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Motorsteuerung zur Ausfuhrung des Fehleranalyseverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
12. Programmspeicher mit einem darauf gespeicherten Steuerprogramm, das bei einer Ausfuhrung in einer Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine das Fehleranalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausfuhrt.
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