DE10025133B4 - Method for checking an exhaust gas recirculation system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Überprüfen eines Abgasrückführungssystems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem aus einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine eine Teilmenge eines Abgases (14) abgezweigt und über eine Sauganlage (20) einer Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, wobei eine Verbindung zwischen dem Abgasstrang und der Sauganlage durch ein ansteuerbares Schaltmittel (28) geöffnet beziehungsweise geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansteuersignal (38, 38') für das Schaltmittel mit einer, einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine definierenden Messgröße kreuzkorreliert wird und ein Korrelationskoeffizient als Diagnosesignal des Abgasrückführungssystems ausgewertet wird und dass als Messgröße ein Saugrohrdruck (34, 40) verwendet wird und dass vor Durchführung der Kreuzkorrelation (62) Freigabebedingungen für das Prüfverfahren überprüft werden und dass den Saugrohrdruck (34, 40) beeinflussende Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine auf die Einhaltung wenigstens eines Grenzwertes und/oder die Beibehaltung eines definierten Betriebsparameters überprüft werden.A method for checking an exhaust gas recirculation system, in particular a motor vehicle, in which a partial amount of an exhaust gas (14) is branched off from an exhaust gas line of an internal combustion engine and supplied to combustion air of the internal combustion engine via an intake system (20), a connection between the exhaust gas system and the intake system being provided by a controllable switching means (28) is opened or closed, characterized in that a control signal (38, 38 ') for the switching means is cross-correlated with a measured variable defining an operating state of the internal combustion engine and a correlation coefficient is evaluated as a diagnostic signal of the exhaust gas recirculation system and that a Intake manifold pressure (34, 40) is used and that release conditions for the test method are checked before the cross-correlation (62) is carried out and that operating parameters of the combustion engine which influence the intake manifold pressure (34, 40) machine can be checked for compliance with at least one limit value and / or the maintenance of a defined operating parameter.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Abgasrückführungssystems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a method for checking an exhaust gas recirculation system, in particular of a motor vehicle, with the features mentioned in the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, in Kraftfahrzeugen Abgasrückführungssysteme vorzusehen, mittels denen eine Teilmenge eines Abgases einer Verbrennungsluft einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden kann. Durch ein derartiges nochmaliges Zuführen eines Abgases zu einem Verbrennungsprozess einer Verbrennungskraftmaschine kann bekanntermaßen eine Absenkung einer Verbrennungs-Spitzentemperatur erzielt werden. Da eine NOX-Emission einer Verbrennungskraftmaschine temperaturabhängig ist, kann über die Abgasrückführung als temperatursenkende Maßnahme ein Beitrag zu einer Senkung einer NOX-Emission erzielt werden.It is known to provide in motor vehicles exhaust gas recirculation systems, by means of which a subset of an exhaust gas combustion air of an internal combustion engine can be supplied. By such a re-supplying of an exhaust gas to a combustion process of an internal combustion engine, a lowering of a combustion peak temperature can be achieved, as is known. Since an NO x emission of an internal combustion engine is temperature-dependent, a contribution to a reduction in NO x emission can be achieved via the exhaust gas recirculation as a temperature-reducing measure.
Das Zuführen einer Teilmenge des Abgases zu der Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine – bei gleichbleibender Verbrennungsluftmenge – führt zur Vergrößerung einer dem Verbrennungsprozess zugeführten Gesamtluftmenge, so dass die Verbrennungskraftmaschine weniger stark gedrosselt werden muss, um ein bestimmtes Drehmoment zu erreichen. Hierdurch ergeben sich Einsparungen im Kraftstoffverbrauch.The supply of a subset of the exhaust gas to the combustion air of the internal combustion engine - with a constant amount of combustion air - leads to an increase in the combustion process supplied total amount of air, so that the internal combustion engine must be less throttled to achieve a certain torque. This results in savings in fuel consumption.
Bekannt ist, eine Teilmenge des Abgases der Verbrennungsluft über eine Verbindung zwischen einem Abgasstrang und einer Sauganlage zu leiten, wobei diese Verbindung durch ein ansteuerbares Schaltmittel (Schaltventil) geöffnet beziehungsweise geschlossen wird. Entsprechend einer Ansteuerung des Schaltmittels, das beispielsweise als ein elektromagnetisches Ventil ausgebildet ist, ergibt sich ein dem Ansteuersignal proportionaler Öffnungsquerschnitt, der wiederum die Menge des der Verbrennungsluft zugeführten Abgases bestimmt..It is known to direct a portion of the exhaust gas of the combustion air via a connection between an exhaust line and an intake system, wherein this connection is opened or closed by a controllable switching means (switching valve). In accordance with a control of the switching means, which is formed for example as an electromagnetic valve, there is an opening proportional to the control signal opening cross-section, which in turn determines the amount of the combustion air supplied exhaust gas.
Da eine zu hohe Abgasrückführung sich negativ auf den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auswirkt, insbesondere in einem Leerlaufbetrieb zu einer erhöhten Emission von Kohlenwasserstoffen führt, ist eine Überwachung des rückgeführten Abgasmassenstroms notwendig. Insbesondere defekte Abgasrückführungsventile, durch Rußablagerungen verstopfte Abgasrückführungsventile beziehungsweise durch Rußablagerung in der Verbindung zwischen Abgasstrang und Sauganlage, kann es zu einer von der gewollten Abgasrückführung abweichenden Abgasrückführung kommen. Um derartige Fehlerquellen zu diagnostizieren, sind verschiedene Methoden bekannt. Bekannt ist hier beispielsweise eine sogenannte Differenzdruckmethode, bei der bei nicht störenden Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine das Abgasrückführungsventil um einen bestimmten Betrag geöffnet wird und dabei überprüft wird, ob ein Saugrohrdruck um einen Mindestbetrag ansteigt. Ferner ist eine sogenannte Temperaturmethode bekannt, bei der mittels eines zusätzlich erforderlichen Temperatursensors in der Abgasrückführungsleitung überwacht wird, ob sich bei Öffnen des Abgasrückführungsventils ein Temperaturanstieg einstellt. Ferner ist eine Drehzahlmethode bekannt, bei der im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine des Abgasrückführungsventils kurzzeitig um einen bestimmten Betrag geöffnet wird und geprüft wird, ob sich hierdurch eine Mindestdrehzahlabweichung einstellt. Ferner ist eine sogenannte Lambdamethode bekannt, bei der in geeigneten Betriebsphasen der Verbrennungskraftmaschine geprüft wird, ob sich nach Verändern der Abgasrückführungsventilstellung eine ausreichend große Lambdaänderung einstellt, die mittels einer Lambdasonde erfasst werden kann. Ein weiteres bekanntes Verfahren ist die sogenannte Abgasrückführungs-Adaptionsmethode, bei der das Abgasrückführungsventil so lange nachgeregelt wird, bis die Differenz zwischen einem gemessenen Saugrohrdruck und einem aus einem Luftmassenstromsignal (HSM) errechneten Saugrohrdruck zu Null wird. Der Korrekturwert wird dann als Diagnosekriterium herangezogen. Schließlich ist eine sogenannte Druckabfallmethode bekannt, bei der in die Verbindung zwischen Abgasstrang und Sauganlage eine zusätzliche Blende angeordnet wird, über der ein Druckabfall mittels eines Drucksensors gemessen wird, der ein Maß für einen Abgasrückführungs-Massenstrom ist.Since excessive exhaust gas recirculation has a negative effect on the operation of the internal combustion engine, especially in an idling operation leads to increased emission of hydrocarbons, a monitoring of the recirculated exhaust gas mass flow is necessary. In particular, defective exhaust gas recirculation valves, exhaust gas recirculation valves clogged by soot deposits or by soot deposition in the connection between exhaust system and intake system can lead to an exhaust gas recirculation deviating from the desired exhaust gas recirculation. To diagnose such sources of error, various methods are known. Known here is, for example, a so-called differential pressure method, in which the exhaust gas recirculation valve is opened by a certain amount at non-disturbing operating conditions of the internal combustion engine and it is checked whether an intake manifold pressure increases by a minimum amount. Furthermore, a so-called temperature method is known in which it is monitored by means of an additionally required temperature sensor in the exhaust gas recirculation line, whether a temperature increase occurs when opening the exhaust gas recirculation valve. Furthermore, a speed method is known in which the internal combustion engine of the exhaust gas recirculation valve is briefly opened at idle by a certain amount and it is checked whether this sets a minimum speed deviation. Furthermore, a so-called lambda method is known in which it is checked in suitable operating phases of the internal combustion engine whether a sufficiently large lambda change occurs after changing the exhaust gas recirculation valve position, which can be detected by means of a lambda probe. Another known method is the so-called exhaust gas recirculation adaptation method, in which the exhaust gas recirculation valve is readjusted until the difference between a measured intake manifold pressure and an intake manifold pressure calculated from an air mass flow signal (HSM) becomes zero. The correction value is then used as a diagnostic criterion. Finally, a so-called pressure drop method is known in which in the connection between the exhaust system and the intake system, an additional diaphragm is arranged, via which a pressure drop is measured by means of a pressure sensor, which is a measure of an exhaust gas recirculation mass flow.
Bei allen bekannten Verfahren ist nachteilig, dass diese einen zusätzlichen Bedarf an Bauelementen, beispielsweise Sensoren. Blenden oder dergleichen erfordern und darüber hinaus zum Teil nicht während aller Betriebsphasen der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt werden können, zum Teil zu Beeinträchtigungen von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine führen und zum anderen Teil relativ ungenau sind.A disadvantage of all known methods is that they require additional components, for example sensors. In some cases, diaphragms or the like may not be required and in some cases can not be performed during all operating phases of the internal combustion engine, in some cases lead to impairments of operating parameters of the internal combustion engine and, on the other hand, are relatively inaccurate.
Die
Die
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem in einfacher und sicherer Weise eine Überprüfung eines Abgasrückführungssystems möglich ist.The invention is therefore an object of the invention to provide a method of the generic type, with a simple and safe way a review of an exhaust gas recirculation system is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass ein Ansteuersignal für das Schaltmittel mit einer einem Saugrohrdruck als einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine definierenden Messgröße kreuzkorreliert wird, und ein Korrelationskoeffizient als Diagnosesignal des Abgasrückführungssystems ausgewertet wird, wird vorteilhaft ein sehr genaues und sicheres Diagnoseergebnis erhalten. Korrelationsverfahren zur Ermittlung der Ähnlichkeit zweier Kurvenverläufe, hier des Ansteuersignals und der die Verbrennungskraftmaschine definierenden Messgröße, sind als zuverlässige und einfach zu handhabende Verfahren bekannt. Diese Verfahren üben keinen relevanten Einfluss auf die zu korrelierenden Messgrößen aus, so dass ein Einfluss auf den Betrieb des Abgasrückführungssystems beziehungsweise der gesamten Verbrennungskraftmaschine nicht gegeben ist. Ein zusätzlicher apparativer Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner nicht erforderlich.According to the invention this object is achieved by a method having the features mentioned in claim 1. Characterized in that a drive signal for the switching means is cross-correlated with a suction pipe as an operating condition of the internal combustion engine defining measure, and a correlation coefficient is evaluated as a diagnostic signal of the exhaust gas recirculation system, a very accurate and reliable diagnosis result is advantageously obtained. Correlation methods for determining the similarity of two curves, in this case the drive signal and the measured variable defining the internal combustion engine, are known as reliable and easy-to-use methods. These methods do not exert a relevant influence on the measured variables to be correlated, so that there is no influence on the operation of the exhaust gas recirculation system or of the entire internal combustion engine. An additional expenditure on equipment for carrying out the method according to the invention is also not required.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als eine den Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine definierende Messgröße ein Saugrohrdruck, ein Lambdasondensignal, ein Zündwinkel, ein Drosselklappenwinkel und/oder ein Luftmassensensorsignal verwendet wird. Diese Messgrößen sind einfach abzugreifen und stehen bei üblichen Ausstattungen von Kraftfahrzeugen bereits zur Verfügung. Insbesondere, wenn die Kreuzkorrelation durch ein Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, können die Messgrößen so in einfacher Weise abgegriffen werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that an intake manifold pressure, a lambda probe signal, an ignition angle, a throttle valve angle and / or an air mass sensor signal is used as a parameter defining the operating state of the internal combustion engine. These parameters are easy to access and are already available for standard equipment of motor vehicles. In particular, if the cross-correlation is performed by an engine control unit of the motor vehicle, the measured variables can be tapped in a simple manner.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor Durchführung der Kreuzkorrelation Freigabebedingungen für das Prüfverfahren überprüft werden. Hierdurch wird eine Zuverlässigkeit der Überprüfung des Abgasrückführungsventils weiter erhöht. Insbesondere wird hierdurch sichergestellt, dass für die Kreuzkorrelation mit dem Ansteuersignal des Schaltmittels herangezogene, einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine definierende Messgrößen nicht durch momentane Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine beeinflusst beziehungsweise verfälscht sind. Hierdurch können Einflüsse auf ein Betriebsmanagement der Verbrennungskraftmaschine erkennt werden, die zu einer Störung der den Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine definierenden Messgrößen führen und so das Prüfen des Abgasrückführungssystems durch Kreuzkorrelation in seinem Ergebnis verfälschen könnten. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Diagnoseverfahrens wird hierdurch insgesamt wesentlich erhöht.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that release conditions for the test method are checked before carrying out the cross-correlation. As a result, a reliability of the examination of the exhaust gas recirculation valve is further increased. In particular, this ensures that measured variables which are used for the cross-correlation with the drive signal of the switching means and define an operating state of the internal combustion engine are not influenced or falsified by current operating parameters of the internal combustion engine. As a result, influences on an operating management of the internal combustion engine can be detected, which lead to a disturbance of the operating state of the internal combustion engine defining measures and thus could falsify the testing of the exhaust gas recirculation system by cross-correlation in its result. The accuracy and reliability of the diagnostic method is thereby significantly increased overall.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Die Sauganlage
Der Abgaskanal
Die in
Zum Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
For operation of the
Um eine exakte Abgasrückführung zu gewährleisten, muss die Funktion des Abgasrückführungsventils
Anhand von
Ein Abbruch
Bei der anhand von
Die Kreuzkorrelation kann passiv oder aktiv durchgeführt werden. Bei der passiven Kreuzkorrelation werden die auszuwertenden Signale, hier das Ansteuersignal
Während der Stimulation des Testmusters
Anhand des in
Für eine Verbrennungskraftmaschine mit Saugrohreinspritzung (Block
92 Verbrennungskraftmaschine
94 ein Saugrohrdruck ist stabil, das heißt, eine Differenz zwischen einem maximalen und einem minimalen Saugrohrdruck innerhalb einer Zeitspanne vor der Diagnose und während der Diagnose des Abgasrückführungssystems befindet sich unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes;
96 das Abgasrückführungsventil
98 ein Tankentlüftungssystem ist geschlossen;
100 vom Motorsteuergerät
102 ein Bremsschalter ist für eine festlegbare Zeit vor der Diagnose des Abgasrückführungssystems nicht geschlossen gewesen, die festlegbare Zeit ist aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit ableitbar, da bei einem Bremsvorgang bei höherer Geschwindigkeit der Saugrohrdruck stärker zur Betätigung der Bremsanlage beansprucht wird:
104 eine Betriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine liegt oberhalb eines vorgebbaren Schwellenwertes, z. B. erfassbar über eine Kühlmitteltemperatur bzw. Kühlwassertemperatur;
106 eine Motordrehzahl ist größer als ein vorgebbarer Schwellenwert. insbesondere ist eine Startenddrehzahl erreicht;
108 ein Diagnosemanager gibt die Diagnose des Abgasrückführungssystems frei;
110 eine elektrische Laständerung ist kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert;
112 es findet keine Katalysator-Heizmaßnahme, wie beispielsweise eine Beeinflussung des Zündwinkels oder eine Aktivierung der Einspritzung, statt, die Einfluss auf einen Saugrohrdruck haben könnten;
114 es findet keine Nockenwellenverstellung statt;
116 es findet keine Saugrohrumschaltung statt. For an internal combustion engine with intake manifold injection (block
92
94 an intake manifold pressure is stable, that is, a difference between a maximum and a minimum intake manifold pressure within a period of time prior to diagnosis and during the diagnosis of the exhaust gas recirculation system is below a predetermined threshold value;
96 the exhaust
98 a tank ventilation system is closed;
100 from the
102, a brake switch has not been closed for a definable time prior to the diagnosis of the exhaust gas recirculation system, the determinable time can be derived from a vehicle speed, since in a braking operation at higher speed of the intake manifold pressure is more stressed for actuating the brake system:
104 an operating temperature of the internal combustion engine is above a predetermined threshold, z. B. detectable via a coolant temperature or cooling water temperature;
106 an engine speed is greater than a predetermined threshold. in particular, a starting end speed is reached;
108 a diagnostic manager releases the diagnosis of the exhaust gas recirculation system;
110 an electrical load change is smaller than a predefinable threshold value;
112 there is no catalyst heating action, such as influencing the firing angle or activating the injection, which could affect intake manifold pressure;
114 there is no camshaft adjustment;
116 There is no Saugrohrumschaltung instead.
Ferner sind vor Auslösung des Quittiersignals
118 während der Diagnose wird das zuletzt vor der Diagnose bestimmte Tastverhältnis des Signals
120 dem nunmehr festen Tastverhältnis des Signals
122 eine Leerlaufregelung der Verbrennungskraftmaschine
118 during the diagnosis, the pulse duration of the signal determined last before the diagnosis becomes
120 the now fixed duty cycle of the
122, an idle control of the
Im Block
Zusätzlich zu den bereits vorhergehend benannten Freigabebedingungen beziehungsweise definierten Betriebsparametern sind deshalb folgende Freigabebedingungen einzuhalten:
124 es findet keine Betriebsartenumschaltung, beispielsweise zwischen Schichtbetrieb und Homogenbetrieb, statt und es ist eine Mindestzeit seit der letzten Betriebsartenumschaltung vergangen;
126 es findet keine Änderung der Ladungsbewegungsklappe statt.In addition to the release conditions or defined operating parameters already mentioned above, the following release conditions must therefore be observed:
124 there is no change of operating mode, for example between shift operation and homogeneous operation, and a minimum time has elapsed since the last operating mode changeover;
126 There is no change in the charge movement flap.
Ferner sind vor Auslösung des Freigabesignales
128 eine Prioritätensteuerung der Betriebsarten (Schichtbetrieb oder Homogenbetrieb) ist so verändert, dass dann, wenn die Diagnose des Abgasrückführungssystems gestartet wurde, eine Betriebsartenumschaltung nicht stattfindet;
130 eine Saugrohrdruckregelung im Schichtbetrieb wird während der Diagnose des Abgasrückführungssystems ausgesetzt.Furthermore, before the release signal is triggered
A priority control of the modes (stratified operation or homogeneous operation) is changed such that when the diagnosis of the exhaust gas recirculation system has been started, a mode switch does not take place;
130 an intake manifold pressure control in stratified operation is suspended during the diagnosis of the exhaust gas recirculation system.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1212
- Sauganlagesuction
- 1414
- Abgasanlageexhaust system
- 1616
- AbgasführungskanalExhaust duct
- 1818
- Abgasauslassexhaust outlet
- 2020
- Saugrohrsuction tube
- 2222
- Quellesource
- 2424
- Drosselklappethrottle
- 2626
- Verbindungsleitungconnecting line
- 2828
- AbgasrückführungsventilExhaust gas recirculation valve
- 3030
- Lambdasondelambda probe
- 3232
- LuftmassensensorAir mass sensor
- 3434
- Saugrohrdrucksensorintake manifold pressure sensor
- 3636
- MotorsteuergerätEngine control unit
- 3838
- Ansteuersignalcontrol signal
- 4040
- Lambdasignallambda signal
- 4242
- Signalsignal
- 4444
- Signalsignal
- 4848
- Prüfungsverfahrenexamination procedure
- 5050
- Startbegin
- 5252
- Initialisierung PrüfungsverfahrenInitialization examination procedure
- 5454
- Abfragequery
- 5656
- Freigabebedingungenrelease conditions
- 5858
- Signalsignal
- 6262
- Korrelationsrechnungcorrelation calculation
- 6464
- Stimulationssignalstimulation signal
- 6666
- KreuzkorrelationssignalCross-correlation signal
- 6868
- Wiederholungsprüfungresit
- 7070
- Signalsignal
- 7272
- Signalsignal
- 7474
- Diagnosediagnosis
- 7676
- Fehlererror
- 7878
- Abbruchcancellation
- 8080
- Signalsignal
- 8282
- Signalsignal
- 8484
- Abfragequery
- 8686
- Blockblock
- 8888
- Blockblock
- 9090
- Quittiersignalacknowledgment signal
- 9292
- Freigabebedingungenrelease conditions
- 130130
- Freigabebedingungenrelease conditions
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