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DE10251873A1 - Verfahren und System zum Diagnostizieren eines Fehlers eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und System zum Diagnostizieren eines Fehlers eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors eines Fahrzeugs

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DE10251873A1
DE10251873A1 DE10251873A DE10251873A DE10251873A1 DE 10251873 A1 DE10251873 A1 DE 10251873A1 DE 10251873 A DE10251873 A DE 10251873A DE 10251873 A DE10251873 A DE 10251873A DE 10251873 A1 DE10251873 A1 DE 10251873A1
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air
predetermined value
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Chul-Soo Yook
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Original Assignee
Hyundai Motor Co
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Abstract

Ein Verfahren und System zum Diagnostizieren eines Fehlers eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors eines Fahrzeugs ist bereitgestellt. Es wird ermittelt, ob eine Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Wertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors kleiner als 0,078 V ist, und, wenn dies nicht der Fall ist, wird ermittelt, ob die Differenz zwischen 0,078 V und 0,3 V liegt. Wenn dies so ist, wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch für eine vorbestimmte Zeitdauer derart gesteuert, dass es fetter ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Dann werden Ausgabewerte eines frontseitigen Sauerstoff-Sensors und eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors entsprechend mit einem vorbestimmten ersten und zweiten Schwellenwert verglichen. Ist der Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors größer als der erste Schwellenwert und der Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors kleiner als der zweite Schwellenwert, wird ermittelt, dass der rückseitige Sauerstoff-Sensor einen Fehler aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen rückseitigen Sauerstoff-Sensor eines Fahrzeugs und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Diagnostizieren eines Fehlers (stuck fault) eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors.
  • Die On Board-Diagnose(OBD)-II, die ein aktualisierter On Board-Diagnose-Standard ist, der in Autos verwendet wird, die in den Vereinigten Staaten nach 1996 verkauft worden sind, erfordert eine Vorrichtung zum Diagnostizieren des Ausfalls von Emissions-Behandlungssystemen, die in Zusammenhang mit Emissionen von Auspuffrohren und mit Verdampfungs-Emissionen stehen, und erfordert ferner eine Vorrichtung zum Diagnostizieren einer Fehlfunktion solch einer Diagnose-Vorrichtung.
  • Ein Auto mit einem OBD-II-System ist im Allgemeinen mit zwei Sauerstoff-Sensoren (einem Dual-Sauerstoff-Sensor-System) versehen, um den Sauerstoff-Anteil im Abgas zu erfassen. Das Dual-Sauerstoff-Sensor-System weist einen frontseitigen Sauerstoff-Sensor, der zwischen dem Motor und dem Katalysator positioniert ist, d. h. eingangs des Katalysators, und einen rückseitigen Sauerstoff-Sensor auf, der ausgangs des Katalysators angeordnet ist.
  • Arbeitet ein Sauerstoff-Sensor nicht normal, kann eine genaue Regelung des Luft/Benzin-Verhältnisses nicht durchgeführt werden, sodass sich die Menge giftiger Emissionen erhöht, und deshalb ist es notwendig, einen Ausfall des Sauerstoff- Sensors zu diagnostizieren, um die Emissions-Bestimmungen erfüllen zu können.
  • Insbesondere ermittelt eine elektronische Motorsteuerung, ob der Katalysator normal arbeitet oder nicht, basierend auf Signalen des rückseitigen Sauerstoff-Sensors, weshalb das Diagnostizieren eines Ausfalls des rückseitigen Sauerstoff- Sensors wichtig ist für die Reduktion der Abgas-Emissionen.
  • Fig. 3 zeigt ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Ausfalls eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors gemäß dem Stand der Technik.
  • Zunächst empfängt eine Motor-Steuereinheit (weiterhin bezeichnet mit ECU) verschiedene Überwachungssignale. D. h., die ECU empfängt in Schritt S100 ein Motordrehzahl (RPM)- Signal von einem Motordrehzahl-Sensor, ein Signal des volumetrischen Wirkungsgrades von einem Luft-Durchfluss- Sensor, ein Fahrzeugs-Geschwindigkeitssignal von einem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor und ein Drossel- Positionssignal von einem Drossel-Positions-Sensor.
  • Die ECU ermittelt dann in Schritt S110, ob ein vorbestimmter Zustand zum Überwachen eines Sauerstoff-Sensor-Signals vorliegt. Ist die Kraftstoffzufuhr mittels einer vollständig geschlossenen Drossel oder mittels einer vorbestimmten Abbildungstabelle gemäß der Motorbelastung für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 2 s) dauerhaft unterbrochen, nachdem sich ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 10 s) in einem Zustand befand, in dem die Motordrehzahl höher als 1500 Umdrehungen pro Minute war, ein volumetrischer Wirkungsgrad höher als 40% war und eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als 30 km/h war, dann wird ermittelt, dass der vorbestimmter Zustand vorliegt.
  • Liegt der vorbestimmte Überwachungszustand nicht vor, endet die Prozedur. Liegt der vorbestimmte Überwachungszustand vor, ermittelt die ECU in Schritt S120, ob ein Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal, das von dem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor eingeben worden ist, 0 ist, und, wenn dies so ist, erlangt die ECU in Schritt S130 einen maximalen Ausgabewert Vmax und einen minimalen Ausgabewert Vmin des rückseitigen Sauerstoff- Sensors.
  • Die ECU ermittelt dann in Schritt S140, ob eine Differenz von Vmax und Vmin kleiner als 0,078 V ist, und, wenn dies der Fall ist, kann dies so betrachtet werden, dass der rückseitige Sauerstoff-Sensor einen Fehler aufweist, und deshalb erzeugt die ECU ein entsprechendes Fehlersignal, ansonsten wird ermittelt, dass der rückseitige Sauerstoff-Sensor normal arbeitet.
  • Eine Minimal-Amplitude (Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes) des rückseitigen Sauerstoff-Sensors für eine Diagnose der Leistungsfähigkeit des Katalysators beträgt 0,3 V. Daher kann, wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des Sauerstoff-Sensor zwischen 0,078 V und 0,3 V liegt, ein Fehler des rückseitigen Sauerstoff-Sensors nicht diagnostiziert werden.
  • D. h., wenn die Ausgabe-Spannung des rückseitigen Sauerstoff- Sensors zwischen 0,15 V und 0,45 V (die maximale Differenz ist kleiner als 0,3 V) liegt, obwohl die Differenz der maximalen Ausgabe-Spannung und der minimalen Ausgabe-Spannung des rückseitigen Sauerstoff-Sensors größer als 0,078 V ist, dann kann mittels des Diagnoseverfahrens gemäß dem Stand der Technik der Fehler des rückseitigen Sauerstoff-Sensors nicht diagnostiziert werden.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren zum Diagnostizieren eines Fehlers eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors eines Fahrzeugs auf:
    Ermitteln, ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt;
    Ermitteln, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist;
    Ermitteln, ob die Differenz eines Maximalwertes und eines Minimalwertes überwachter Signale des rückseitigen Sauerstoff-Sensors kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist;
    Ermitteln, ob die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt, wobei der zweite vorbestimmte Wert größer als der erste vorbestimmte Wert ist, wenn die Differenz nicht kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist;
    Einspritzen von Kraftstoff für eine vorbestimmte Zeitdauer derart, dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, wobei das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und dem zweiten vorbestimmten Wert liegt;
    Ermitteln eines Ausgabewertes des frontseitigen Sauerstoff- Sensors und eines Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors nach dem Einspritzen von Kraftstoff für die vorbestimmte Zeitdauer; und
    Ermitteln, ob der erfasste Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors größer als ein erster Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff- Sensors größer als der erste Schwellenwert ist und der erfasste Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensor kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors größer als der zweite Schwellenwert ist.
  • Es ist bevorzugt, dass das Verfahren ferner das Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals aufweist, wenn die Differenz des Maximalwertes und des Minimalwertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist.
  • Es ist ferner bevorzugt, dass das Verfahren weiterhin das Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals aufweist, wenn der erfasste Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors größer als der erste Schwellenwert ist und der erfasste Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
  • Bevorzugt beträgt der erste vorbestimmte Wert 0,078 V.
  • Es ist bevorzugt, dass für eine Diagnose eines Katalysators der zweite vorbestimmte Wert eine minimale Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors ist, und dass die minimale Differenz bevorzugt 0,3 V beträgt.
  • Es ist bevorzugt, dass das vorbestimmte Luft/Kraftstoff- Verhältnis 0,85 von Lambda, der erste Schwellenwert 0,5 V und der zweite Schwellenwert 0,45 V beträgt.
  • Ist eine Kraftstoffzufuhr mittels einer vollständig geschlossenen Drossel oder mittels einer vorbestimmten Abbildungstabelle gemäß der Motorbelastung für eine vorbestimmte Zeitdauer dauerhaft unterbrochen, nachdem ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Zustand gehalten wurde, in dem die Motordrehzahl höher war als eine vorbestimmte Drehzahl, ein volumetrischer Wirkungsgrad höher als ein vorbestimmter Wert war und eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit war, dann wird bevorzugt ermittelt, dass der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt.
  • Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das System zum Diagnostizieren eines Fehlers eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors eines Fahrzeugs auf: einen Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor, einen Motordrehzahl- Sensor, einen Luft-Durchfluss-Sensor, einen Drossel- Positions-Sensor, einen frontseitigen Sauerstoff-Sensor, einen rückseitigen Sauerstoff-Sensor, eine Steuereinheit und einen Kraftstoff-Injektor. Der Fahrzeugs-Geschwindigkeits- Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit; der Motordrehzahl-Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf eine Motordrehzahl; der Luft-Durchfluss- Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf eine Luft-Durchfluss-Rate; der Drossel-Positions-Sensor erzeugt ein Signal als Antwort auf eine Drossel-Position; der frontseitige Sauerstoff-Sensor und ein rückseitiger Sauerstoff-Sensor erzeugen Signale als Antwort auf den Sauerstoffgehalt in der Abgas-Emission, wobei der front- und der rückseitige Sauerstoff-Sensor entsprechend eingangs und ausgangs des Katalysators angeordnet sind; die Steuereinheit diagnostiziert einen Fehler des rückseitigen Sauerstoff-Sensors; und mittels des Kraftstoff-Injektors wird Kraftstoff gemäß einem Einspritz-Befehlssignal der Steuereinheit eingespritzt. Die Steuereinheit ist programmiert, ein Diagnoseverfahren auszuführen, das aufweist: Ermitteln, ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt; Ermitteln, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist; Ermitteln, ob die Differenz eines Maximalwertes und eines Minimalwertes überwachter Signale des rückseitigen Sauerstoff-Sensors kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist, wenn der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist; Ermitteln, ob die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt, wenn die Differenz nicht kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, wobei der zweite vorbestimmte Wert größer als der erste vorbestimmte Wert ist; Einspritzen von Kraftstoff für eine vorbestimmte Zeitdauer derart, dass ein Luft/Kraftstoff- Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, das fetter ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff- Verhältnis, wenn die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und dem zweiten vorbestimmten Wert liegt; Erfassen eines Ausgabewertes des frontseitigen Sauerstoff- Sensors und eines Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff- Sensors nach dem Einspritzen von Kraftstoff für die vorbestimmte Zeitdauer; und Ermitteln, ob der erfasste Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors größer als ein erster Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors größer als der erste Schwellenwert ist, und, ob der erfasste Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn der Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors größer als der zweite Schwellenwert ist.
  • Die beigefügten Figuren, die einbezogen sind und einen Teil der Beschreibung bilden, stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern, wobei:
  • Fig. 1 ein System zum Behandeln von Abgas-Emissionen zeigt, auf das ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Ausfalls (stuck fail) eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors anwendbar ist;
  • Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines Ausfalls des rückseitigen Sauerstoff-Sensors gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; und
  • Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines Ausfalls des rückseitigen Sauerstoff-Sensors gemäß dem Stand der Technik ist.
  • An dieser Stelle wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, weist ein Diagnosesystem für einen rückseitigen Sauerstoff-Sensor eine Motor-Steuereinheit (weiterhin bezeichnet mit ECU) 30 auf. Die ECU 30 empfängt verschiedene Signale von verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise ein Fahrzeug-Geschwindigkeits-Signal von einem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor 11, ein Motordrehzahl (RPM)- Signal von einem Motordrehzahl-Sensor 12, ein Luft-Durchfluss-Raten-Signal von einem Luft-Durchfluss-Sensor 13, ein Drossel-Positions-Signal von einem Drossel-Positions-Sensor 14 und Signale von einem frontseitigen Sauerstoff-Sensor 20 und einem rückseitigen Sauerstoff-Sensor 21.
  • Mittels eines Kraftstoff-Injektors 40 wird Kraftstoff gemäß einem Einspritz-Befehlssignal eingespritzt, das von der ECU 30 eingegeben worden ist.
  • Die ECU 30 kann eine Überwachungszeit unter Verwendung eines Timers 31 erfassen und einen Mikroprozessor, einen Speicher und andere notwendige Hardware- und Software-Komponenten aufweisen, wie es Fachleuten bekannt ist, um es der ECU 30 zu ermöglichen, mit Sensoren zu kommunizieren und ein Diagnoseverfahren auszuführen, wie an dieser Stelle beschrieben.
  • Ein Katalysator 3 ist in einem Auspuffrohr 1 angeordnet, und der frontseitige Sauerstoff-Sensor 20 und der rückseitige Sauerstoff-Sensor 21 sind entsprechend eingangs und ausgangs des Katalysators 3 angeordnet. Der frontseitige und der rückseitige Sauerstoff-Sensor 20 und 21 erzeugen ein Spannungssignal als Antwort im Verhältnis zu einem Unterschied des Sauerstoffgehalts des Abgases zu dem der Umgebungsluft.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, empfängt die ECU 30 in Schritt S10 Überwachungssignale, um zu ermitteln, ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt.
  • Die Überwachungssignale weisen ein Motordrehzahl-Signal des Motordrehzahl-Sensors 12, ein Luft-Durchfluss-Signal des Luft-Durchfluss-Sensors 13, ein Fahrzeugs-Geschwindigkeits- Signal des Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensors 11 und ein Drossel-Positions-Signal des Drossel-Positions-Sensors 14 auf.
  • Die ECU 30 ermittelt dann in Schritt S20 basierend auf den Überwachungssignalen, ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt.
  • Ist die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, was aus einem vollständig geschlossenen Drosselventil oder einer nicht vorhandenen Motorbelastung, die mittels einer Abbildungstabelle ermittelt werden kann, resultiert, für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 2 s) beibehalten worden, nachdem sich ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 10 s), in einem Zustand befand, in dem die Motordrehzahl höher als 1500 Umdrehungen pro Minute, ein volumetrischer Wirkungsgrad höher als 40% und eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als 30 km/h war, dann wird ermittelt, dass der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt.
  • Der volumetrische Wirkungsgrad ist ein Verhältnis einer Menge an Einlassluft zum Volumen eines Zylinders, und er kann mittels einer vorbestimmten Suchtabelle ermittelt oder mittels einer vorbestimmten Gleichung berechnet werden. Es ist bevorzugt, dass der volumetrische Wirkungsgrad basierend auf einer Menge der Einlassluft und der Motordrehzahl ermittelt wird.
  • Wird in Schritt S20 ermittelt, dass der vorbestimmte Überwachungszustand nicht vorliegt, endet die Prozedur, ansonsten ermittelt die ECU 30 in Schritt S30, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, basierend auf dem Fahrzeug-Geschwindigkeits- Signal, das von dem Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor 11 eingeben worden ist.
  • Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit 0, erlangt die ECU 30 in Schritt S40 einen maximalen Ausgabewert Vmax und einen minimalen Ausgabewert Vmin des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21 mittels Lesens der Überwachungssignale des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21.
  • Die ECU 30 ermittelt dann in Schritt S50, ob die Differenz des maximalen Ausgabewertes Vmax und des minimalen Ausgabewertes Vmin kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist.
  • Der erste vorbestimmte Wert kann für jeden Sauerstoff-Sensor eindeutig ermittelt werden und kann beispielsweise auf 0,078 V gesetzt sein.
  • Ist die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21 kleiner als 0,078 V, ermittelt die ECU in Schritt S52 einen Fehler des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21 und erzeugt ein entsprechendes Fehlersignal.
  • Ist in Schritt S50 die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes nicht kleiner als 0,078 V, ermittelt die ECU in Schritt S60, ob die Differenz zwischen 0,078 V und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt.
  • Es ist bevorzugt, dass der zweite vorbestimmte Wert eine minimale Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21 zum Diagnostizieren ist, ob der Katalysator 3 normal arbeitet oder nicht, und der zweite vorbestimmte Wert kann beispielsweise auf 0,3 V gesetzt sein. Ist die Differenz des maximalen und des minimalen Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors größer als diese minimale Differenz von 0,3 V, kann eine Diagnose der Operation des Katalysators basierend auf den Signalen des rückseitigen Sauerstoff- Sensors durchgeführt werden.
  • Ist in Schritt S60 die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes größer als 0,3 V, ermittelt die ECU 30, dass der rückseitige Sauerstoff-Sensor normal arbeitet, und erzeugt ein entsprechendes Diagnose-Signal.
  • Liegt in Schritt S60 die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes zwischen 0,078 V und 0,3 V, steuert die ECU 30 in Schritt S70 die Menge des eingespritzten Kraftstoffes derart, dass das Luft/Kraftstoff- Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis für eine vorbestimmte Zeitdauer wird.
  • Zu dieser Zeit ist das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Lambda-Wert = 1), und das vorbestimmte Luft/Kraftstoff- Verhältnis kann beispielsweise auf 0,85 von Lambda gesetzt sein. Das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist die Masse von 14,7 kg Luft auf 1 kg Kraftstoff, welches Verhältnis für eine vollständige Verbrennung theoretisch notwendig ist. Der Luftüberschuss-Faktor oder das Luftverhältnis (Lambda) kennzeichnet die Abweichung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem theoretisch erforderlichen Verhältnis. D. h., der Lambda-Wert ist ein Verhältnis der tatsächlich eingefüllten Luftmassen zu der theoretisch erforderlichen Luft.
  • Gleichzeitig erfasst die ECU 30 in Schritt S80 einen Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors 20 und einen Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21 in vorbestimmten Intervallen.
  • Dann ermittelt die ECU 30 in Schritt S90 für eine Fetthaltigkeits-Ermittlung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, ob der Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors 20 größer als ein erster Schwellenwert ist, und für eine Fetthaltigkeits-Ermittlung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, ob der Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21 kleiner als ein Schwellenwert ist.
  • Ist ein Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors größer als der erste Schwellenwert, ermittelt die ECU 30, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist. Auf die gleiche Weise ermittelt die ECU 30, wenn ein Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors größer ist als der zweite Schwellenwert, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist.
  • Der erste Schwellenwert kann bevorzugt auf 0,5 V gesetzt sein, und der zweite Schwellenwert kann bevorzugt auf 0,45 V gesetzt sein.
  • Ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, d. h. ist Lambda kleiner als 1, ist eine Ausgabe-Spannung des frontseitigen Sauerstoff-Sensors 20 größer als 0,5 V und eine Ausgabe- Spannung des rückseitigen Sauerstoff-Sensors 21 größer als 0,45 V, wenn der frontseitige und der rückseitige Sauerstoff- Sensor 20 und 21 normal arbeiten.
  • Folglich sollten, wenn das Luft/Kraftstoff-Gemisch für die vorbestimmte Zeitdauer derart geregelt wird, dass es fett ist, der Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors größer als 0,5 V und der Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors größer als 0,45 V sein.
  • Daher wird, wenn in Schritt S90 ermittelt worden ist, dass dauerhaft für eine vorbestimmte Zeitdauer die Ausgabe- Spannung des frontseitigen Sauerstoff-Sensors 20 größer als 0,5 V und die Ausgabe-Spannung des rückseitigen Sauerstoff- Sensors 21 kleiner als 0,45 V geblieben ist, ermittelt, dass der rückseitige Sauerstoff-Sensor 21 einen Fehler aufweist, sodass die ECU 30 in Schritt S92 ermittelt, dass der rückseitige Sauerstoff-Sensor 21 einen Fehler aufweist, und erzeugt ein entsprechendes Fehlersignal, und, wenn nicht, ermittelt die ECU 30 in Schritt S94, dass der rückseitige Sauerstoff-Sensor 21 normal arbeitet, und erzeugt ein entsprechendes Diagnose-Signal.
  • Bei dem Diagnoseverfahren für den rückseitigen Sauerstoff- Sensor 21 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, wenn die Differenz des maximalen Ausgabewertes und des minimalen Ausgabewertes zwischen 0,078 V und 0,3 V liegt, die Fehlerdiagnose mittels Steuerns des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses derart, dass es fetter als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und mittels Ermittelns, ob der rückseitige Sauerstoff-Sensor normal arbeitet, unter Verwenden der Ausgabe-Spannung des frontseitigen Sauerstoff-Sensors und des rückseitigen Sauerstoff-Sensors durchgeführt. Daher kann die Fehlerdiagnose des rückseitigen Sauerstoff-Sensors durchgeführt werden, selbst wenn die Differenz des Maximalwertes und des Minimalwertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors zwischen 0,078 V und 0,3 V liegt.

Claims (11)

1. Verfahren zum Diagnostizieren eines Fehlers eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) eines Fahrzeugs, aufweisend:
Ermitteln (S20), ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt;
Ermitteln (S30), ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist;
Ermitteln (S50), ob eine Differenz eines Maximalwertes und eines Minimalwertes überwachter Signale des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist, wenn der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist;
Ermitteln (S60), ob die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt, wenn die Differenz nicht kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, wobei der zweite vorbestimmte Wert größer als der erste vorbestimmte Wert ist;
Einspritzen von Kraftstoff (S70) für eine vorbestimmte Zeitdauer derart, dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, das fetter als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, wenn die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und dem zweiten vorbestimmten Wert liegt;
Erfassen (S80) eines Ausgabewertes des frontseitigen Sauerstoff-Sensors (20) und eines Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) nach dem Einspritzen von Kraftstoff für die vorbestimmte Zeitdauer; und
Ermitteln (S90), ob der erfasste Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors (20) größer als ein erster Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors (20) größer als der erste Schwellenwert ist, und, ob der erfasste Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) größer als der zweite Schwellenwert ist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend das Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals, wenn die Differenz des Maximalwertes und des Minimalwertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend das Erzeugen eines Fehlerdiagnose-Signals, wenn der erfasste Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors (20) größer als der erste Schwellenwert ist und der erfasste Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der erste vorbestimmte Wert 0,078 V beträgt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der zweite vorbestimmte Wert eine minimale Differenz eines maximalen Ausgabewertes und eines minimalen Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) ist, eingerichtet, für eine Diagnose eines Katalysators (3) verwendet zu werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die minimale Differenz 0,3 V beträgt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 0,85 von Lambda beträgt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der erste Schwellenwert 0,5 V beträgt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Schwellenwert 0,45 V beträgt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ermittelt wird, dass der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt, wenn eine Kraftstoffzufuhr mittels einer vollständig geschlossenen Drossel oder mittels einer vorbestimmten Abbildungstabelle gemäß der Motorbelastung für eine vorbestimmte Zeitdauer dauerhaft unterbrochen worden ist, nachdem ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Zustand lief, in dem die Motordrehzahl höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit war, ein volumetrischer Wirkungsgrad höher als ein vorbestimmter Wert war und eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit war.
11. System zum Diagnostizieren eines Fehlers eines rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) eines Fahrzeugs, aufweisend:
einen Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor (11) der ein Signal als Antwort auf eine Fahrzeug-Geschwindigkeit erzeugt;
einen Motordrehzahl-Sensor (12), der ein Signal als Antwort auf eine Motordrehzahl erzeugt;
einen Luft-Durchfluss-Sensor (13), der ein Signal als Antwort auf eine Luft-Durchfluss-Rate erzeugt;
einen Drossel-Positions-Sensor (14), der ein Signal als Antwort auf eine Drossel-Position erzeugt;
einen frontseitigen Sauerstoff-Sensor (20) und einen rückseitigen Sauerstoff-Sensor (21), die ein Signal als Antwort auf einen Sauerstoff-Gehalt in der Abgas-Emission erzeugen, wobei der frontseitige und der rückseitige Sauerstoff-Sensor entsprechend eingangs und ausgangs eines Katalysators (3) angeordnet sind;
eine Steuereinheit, eingerichtet, einen Fehler des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) zu diagnostizieren; und
einen Kraftstoff-Injektor (40), eingerichtet, Kraftstoff gemäß einem Einspritz-Befehlssignal der Steuereinheit einzuspritzen,
wobei die Steuereinheit programmiert ist, ein Diagnoseverfahren auszuführen, das aufweist:
Ermitteln (S20), ob ein vorbestimmter Überwachungszustand vorliegt;
Ermitteln (S30), ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist;
Ermitteln (S50), ob eine Differenz eines Maximalwertes und eines Minimalwertes von Überwachungssignalen des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn der vorbestimmte Überwachungszustand vorliegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist;
Ermitteln (S60), ob die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt, wenn die Differenz nicht kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, wobei der zweite vorbestimmte Wert größer als der erste vorbestimmte Wert ist;
Einspritzen von Kraftstoff (S70) für eine vorbestimmte Zeitdauer derart, dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, das fetter ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn die Differenz zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und dem zweiten vorbestimmten Wert liegt;
Erfassen (S80) eines Ausgabewertes des frontseitigen Sauerstoff-Sensors (20) und eines Ausgabewertes des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) nach dem Einspritzen des Kraftstoffes für die vorbestimmte Zeitdauer; und
Ermitteln (S90), ob der erfasste Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors (20) größer als ein erster Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des frontseitigen Sauerstoff-Sensors (20) größer als ein erster Schwellenwert ist, und, ob der erfasste Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei ermittelt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett ist, wenn ein Ausgabewert des rückseitigen Sauerstoff-Sensors (21) größer als der zweite Schwellenwert ist.
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