DE102004016936B4 - System zum Prüfen eines Abgasrückführungsbetriebes - Google Patents

Abstract

System zum Prüfen eines Abgasrückführungsbetriebes in einem Verbrennungsmotor, mit: – einem Ansaug- und einem Abgaskrümmer, die jeweils betriebsmäßig mit dem Motor verbunden sind, – einer Abgasrückführungsleitung zum Rückführen von Abgas aus dem Abgaskrümmer in den Ansaugkrümmer, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner umfasst: – eine Einrichtung zum Ermitteln eines Abgasrückführungsanteils entsprechend einem Bruchteil rückgeführten Abgases in einer gesamten, dem Ansaugkrümmer zugeführten Luftfüllung, und – ein Steuergerät, welches während eines Prüfungszeitraumes fortwährend einen Abgasrückführungsanteilfehler als eine Differenz zwischen dem ermittelten Abgasrückführungsanteil und dem gewünschten Abgasrückführungsanteil berechnet, wobei das Steuergerät ferner während des Prüfungszeitraumes fortwährend wenigstens eine Abgasrückführungsanteilfehlersumme als eine Summe der Abgasrückführungsanteilfehler akkumuliert, und wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, den Abgasrückführungsbetrieb als normal zu diagnostizieren, wenn die wenigstens eine Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes kleiner als ein erster Schwellenwert bleibt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme zum Überwachen der rückgeführten Abgasmenge in einem Abgasrückführungssystem eines Verbrennungsmotors und insbesondere Systeme zum Diagnostizieren von Fehlern oder Fehlerzuständen beim Abgasrückführungsbetrieb.
• Wenn es in einer Umgebung mit einem Überschuss an Sauerstoff zur Verbrennung kommt, steigen die Spitzenverbrennungstemperaturen an, was zur Bildung unerwünschter Emissionen führt, z. B. zu Stickoxiden (NO_x). Dieses Problem wird durch den Einsatz von Aufladeeinrichtungen verstärkt, die den Massenstrom frischer Luft erhöhen und somit die Konzentrationen von in der Brennkammer vorhandenem Sauerstoff und Stickstoff erhöhen, wenn dort die Temperaturen während oder nach dem Verbrennungsvorgang hoch sind.
• Eine bekannte Methode zur Verringerung unerwünschter Emissionen wie etwa NO_x umfasst das Einführen chemisch inerter Gase in den Frischluftstrom zur anschließenden Verbrennung. Indem somit die Sauerstoffkonzentration der sich ergebenden, zu verbrennenden Zylinderfüllung verringert wird, verbrennt der Kraftstoff langsamer und die Spitzenverbrennungstemperaturen sind folglich herabgesetzt, wodurch die Erzeugung von NO_x verringert wird. In einer Verbrennungsmotorumgebung sind solche chemisch inerten Gase in Gestalt von Abgasen reichlich vorhanden und ein bekanntes Verfahren zur Erzielung der vorstehenden Wirkung besteht im Einsatz eines sogenannten Abgasrückführungssystems, auch EGR-System (Exhaust Gas Recirculation System) genannt, welches mittels eines steuerbaren Abgasrückführungsventils selektiv Abgas aus dem Abgaskrümmer in den zum Ansaugkrümmer fließenden Frischluftstrom einleiten, d. h. Abgas rückführen kann. Durch den Einsatz eines an Bord befindlichen Mikroprozessors wird eine Steuerung des Abgasrückführungsventils typischerweise abhängig von Informationen durchgeführt, die von einer Reihe von Motorbetriebssensoren bereitgestellt werden.
• Es ist wünschenswert, den Abgasrückführungsbetrieb zu überwachen, um sicherzustellen, dass der tatsächliche Abgasrückführungsanteil dem gewünschten oder vorgegebenen Abgasrückführungsanteil mit einer gewünschten Genauigkeit folgt. Benötigt wird deshalb ein System zum Überwachen des Abgasrückführungsbetriebes und zum Diagnostizieren von Abgasrückführungsmengenfehlern oder -fehlerzuständen, die auftreten können.
• Die DE 41 12 588 A1 offenbart eine Fehlerdiagnoseeinrichtung für einen Fahrzeugmotor, die eine Steuereinheit umfasst. Diese Steuereinheit ist mit einer Mehrzahl von Sensoren verbunden, die unter anderem die Temperatur im Abgasrückführungssystem bestimmen. Aus den von den Sensoren erhaltenen Daten bestimmt die Steuereinheit, ob sich der Motor in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, indem er akkumulierte Daten von den Sensoren mit vorgegebenen Werten vergleicht. Erst wenn der Motor sich in dem bestimmten Betriebszustand befindet, wird eine Fehlerdiagnose durchgeführt.
• Die JP 09-317568 A offenbart eine Vorrichtung zum Feststellen eines abnormen Verhaltens eines Dieselmotors. Bei dieser Vorrichtung wird aus den Ausgaben eines Drucksensors zum Messen des Drucks in der Verbrennungskammer, eines Motorrotationswinkelsensors und einer Vorrichtung zum Festlegen der Treibstoffeinspritzmenge mittels eines Modells der Verbrennungsvorgänge eine tatsächliche Abgasrückführungs-Rate berechnet. Diese wird mit einer gewünschten Abgasrückführungs-Rate verglichen.
• Die DE 199 19 126 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Diagnose von Abgasrückführungs-Systemen. Das System überwacht einen Brennkraftmaschinendrehzahl-Schwankungsparameter während des Abgasrückführungs-Betriebs und schließt auf eine mögliche Fehlfunktion des Abgasrückführungs-Systems, wenn der Schwankungsparameter größer ist als ein erster Beurteilungswert. Daraufhin unterbricht das System den Abgasrückführungs-Betrieb und bestimmt den Schwankungsparameter bei deaktivierter EGR. Wenn der Schwankungsparameter nun höchstens gleich einem zweiten Beurteilungswert ist, wird auf einen fehlerhaften Abgasrückführungs-Betrieb geschlossen.
• Erfindungsgemäß wird ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 bzw. 30 bereitgestellt. Ferner können die folgenden Merkmale und Merkmalskombinationen einzeln oder in beliebiger Kombination eingesetzt werden. Ein System zum Prüfen des Abgasrückführungsbetriebes in einem Verbrennungsmotor kann Ansaug- und Abgaskrümmer umfassen, die jeweils betriebsmäßig mit dem Motor verbunden sind, und eine Abgasrückführungsleitung zum Rückführen von Abgas aus dem Abgaskrümmer zum Ansaugkrümmer. Es ist eine Einrichtung zum Ermitteln eines Abgasrückführungsanteils vorgesehen, der einem Bruchteil rückgeführten Abgases in einer dem Ansaugkrümmer zugeführten Gesamtluftfüllung entspricht, und ein Steuergerät ist dazu konfiguriert, fortwährend wenigstens eine Abgasrückführungsanteilfehlersumme als Funktion des Abgasrückführungsanteils und eines gewünschten Abgasrückführungsanteils zu akkumulieren und den Abgasrückführungsbetrieb als Funktion des akkumulierten Wertes der zumindest einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme zu prüfen.
• Das Steuergerät kann dazu konfiguriert sein, den Abgasrückführungsbetrieb als fehlerhaft zu diagnostizieren, wenn der akkumulierte Wert der wenigstens einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während eines Prüfungszeitraumes einen ersten oder einen zweiten Schwellenwert erreicht oder übertrifft. Das Steuergerät kann so konfiguriert sein, dass es ein Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf FEHLER setzt, wenn der Abgasrückführungsbetrieb als fehlerhaft diagnostiziert wird.
• Das Steuergerät kann ferner dazu konfiguriert sein, den Abgasrückführungsbetrieb als normal zu diagnostizieren, wenn der akkumulierte Wert der wenigstens einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des Prüfungszeitraumes unter dem ersten oder zweiten Schwellenwert bleibt und nach Verstreichen des Prüfungszeitraumes kleiner als ein dritter oder vierter Schwellenwert ist. Das System kann ferner einen Speicher mit einem darin gespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag umfassen, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, das Abgasrückführungsmengen-diagnostizier-Flag auf BESTANDEN zu setzen, wenn der Abgasrückführungsbetrieb als normal diagnostiziert worden ist.
• Das Steuergerät kann darüber hinaus dazu konfiguriert sein, das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf VERWERFEN zu setzen, wenn der akkumulierte Wert der wenigstens einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des Prüfungszeitraumes kleiner als der erste oder zweite Schwellenwert bleibt, nach Verstreichen des Prüfungszeitraumes jedoch den dritten oder vierten Schwellenwert erreicht oder übertrifft.
• Das Steuergerät kann dazu konfiguriert sein, während des Prüfungszeitraumes fortwährend einen Abgasrückführungsanteilfehler als eine Differenz zwischen dem Abgasrückführungsanteil und dem gewünschten Abgasrückführungsanteil, eine positive Abgasrückführungsanteilfehlersumme als ein Maximum von Null und einer Summe eines früheren Wertes der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme und dem Abgasrückführungsanteilfehler, und eine negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme als ein Maximum von Null und einer Summe eines früheren Wertes der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme und dem Abgasrückführungsanteilfehler zu berechnen.
• Bei einer solchen Ausführungsform kann das Steuergerät dazu konfiguriert sein, den Abgasrückführungsbetrieb als fehlerhaft zu diagnostizieren, wenn entweder der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des Prüfungszeitraumes den ersten Schwellenwert erreicht oder übertrifft und der akkumulierte Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des Prüfungszeitraumes den zweiten Schwellenwert erreicht oder übertrifft.
• Das Steuergerät kann bei dieser Ausführungsform ferner dazu konfiguriert sein, den Abgasrückführungsbetrieb als normal zu diagnostizieren, wenn der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes kleiner als der erste Schwellenwert bleibt und der akkumulierte Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes kleiner als der zweite Schwellenwert bleibt, und wenn nach Ablauf des Prüfungszeitraumes die positive Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als ein dritter Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als ein vierter Schwellenwert ist, der kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Steuergerät ferner dazu konfiguriert sein, das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf VERWERFEN zu setzen, wenn während des gesamten Prüfungszeitraumes der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als der erste Schwellenwert bleibt und während des gesamten Prüfungszeitraumes der akkumulierte Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als der zweite Schwellenwert bleibt, und wenn nach Ablauf des Prüfungszeitraumes die positive Abgasrückführungsanteilfehlersumme den dritten Schwellenwert erreicht oder übertrifft und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme den vierten Schwellenwert erreicht oder übertrifft.
• Das Steuergerät kann weiterhin dazu konfiguriert sein, vor dem Start des Prüfungszeitraumes eine Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen zu überwachen, und den Prüfungszeitraum nur zu starten, wenn alle der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt sind. Das Steuergerät kann ferner dazu konfiguriert sein, die Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen während des gesamten Prüfungszeitraumes zu überwachen und den Prüfungszeitraum neu zu starten, wenn irgendeine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen nicht mehr erfüllt ist.
• Das System kann eine Einrichtung zur Ermittlung der Motordrehzahl enthalten, und eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen kann darin bestehen, dass die Motordrehzahl sich in einem vorgegebenen Drehzahlbereich befindet.
• Das Steuergerät kann auch dazu konfiguriert sein, einen Motorlastwert als Funktion eines Kraftstoffsteuerbefehls für den Motor zu ermitteln, und eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen kann darin bestehen, dass der Motorlastwert kleiner als ein Schwellenwert für die Motorlast ist.
• Das System kann ferner ein in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung angeordnetes Abgasrückführungsventil umfassen, wobei das Abgasrückführungsventil auf einen Abgasrückführungsventilsteuerbefehl anspricht, um eine Stellung des Abgasrückführungsventils bezüglich einer Referenzstellung zu steuern, und eine Einrichtung zum Ermitteln der Stellung des Abgasrückführungsventils bezüglich der Referenzstellung. Eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen kann darin bestehen, dass die Position des Abgasrückführungsventils größer als eine Schwellenwertposition des Abgasrückführungsventils ist.
• Das System kann schließlich dazu konfiguriert sein, vor oder während des Prüfungszeitraumes eine Anzahl von Datenerfassungsbedingungen zu überwachen und den Abgasrückführungsanteilfehler, die positive Abgasrückführungsanteilfehlersumme und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme nur dann zu berechnen, wenn alle der Anzahl von Datenerfassungsbedingungen erfüllt sind.
• Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren zusammen mit weiteren Vorteilen näher erläutert. Es zeigt:
• 1 ein Schema eines Ausführungsbeispiels eines Systems zum Prüfen des Abgasrückführungsbetriebes,
• 2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einiger der inneren Merkmale des in 1 gezeigten Steuergerätes, soweit sie das Prüfen des Abgasrückführungsbetriebes betreffen, und
• 3A und 3B ein Fließbild eines Ausführungsbeispiels eines Softwarealgorithmus zum Prüfen des Abgasrückführungsbetriebes unter Benutzung des in den 1 und 2 dargestellten Systems.
• Zum besseren Verständnis der Grundlagen der Erfindung wird im folgenden Bezug genommen werden auf in den Figuren wiedergegebene Ausführungsbeispiele und es werden zum Beschreiben derselben spezielle Begriffe verwendet werden. Es versteht sich allerdings, dass damit keine Beschränkung des Schutzbereiches der Erfindung beabsichtigt ist.
• In 1 ist ein Schema eines allgemein mit 10 bezeichneten Ausführungsbeispiels zum Prüfen eines Abgasrückführungsbetriebes in einem Verbrennungsmotor gezeigt. Das System 10 umfasst einen Verbrennungsmotor 12 mit einem Ansaugkrümmer 14 in Fluidverbindung mit einer Ansaugleitung 20, und mit einem Abgaskrümmer 30 in Fluidverbindung mit einer Abgasleitung 32. Das System 10 kann ferner, wie in 1 durch eine gestrichelte Umrandung 18 dargestellt, eine Aufladeeinrichtung, z. B. in Gestalt eines Turboladers oder Kompressors, aufweisen. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Systems 10 ist die Aufladeeinrichtung ein Turbolader mit einem Verdichter 16, der einen Verdichtereinlass, welcher mit einer Einlassleitung 22 zur daraus erfolgenden Aufnahme von frischer Umgebungsluft verbunden ist, und einen Verdichterauslass hat, der in Fluidverbindung mit der Ansaugleitung 20 steht. Optional kann das System 10, wie in 1 dargestellt, einen Ladeluftkühler 24 bekannter Konstruktion umfassen, der zwischen dem Turboladerverdichter 16 und dem Ansaugkrümmer 14 in der Ansaugleitung 20 angeordnet ist. Der Turboladerverdichter 16 ist mechanisch mittels einer Antriebswelle 28 mit einer Turboladerturbine 26 gekoppelt, wobei die Turbine 26 einen mit der Abgasleitung 32 in Fluidverbindung stehenden Turbineneinlass und einen Turbinenauslass hat, der über eine Abgasleitung 34 in Fluidverbindung mit der Umgebungsatmosphäre steht.
• In jedem Fall weist das Abgasrückführungssystem 10 ein in Reihe mit einer Abgasrückführungsleitung 38, die eine Fluidverbindung zwischen der Abgasleitung 32 und der Ansaugleitung 20 schafft, angeordnetes Abgasrückführungsventil 36 auf. Ein Abgasrückführungsauslass des Abgasrückführungsventils 36 steht über eine Leitung 38 in Fluidverbindung mit einem Einlass eines Abgasrückführungskühlers 40, der einen über die Abgasrückführungsleitung 38 in Fluidverbindung mit der Ansaugleitung 20 stehenden Auslass aufweist. Der Abgasrückführungskühler ist in bekannter Weise dazu konfiguriert, durch ihn strömendes rückgeführtes Abgas zu kühlen. Das Abgasrückführungsventil ist von bekanntem Aufbau und ist elektronisch steuerbar, um selektiv den durch es geführten Strom rückgeführten Abgases zum Ansaugkrümmer 14 zu steuern.
• Das System 10 enthält ein Steuergerät 42, welches allgemein dazu dient, den gesamten Betrieb des Motors 12 zu steuern und zu führen. Das Steuergerät 42 enthält eine Speichereinheit 45 sowie eine Anzahl von Eingängen und Ausgängen als Schnittstelle zu verschiedenen mit dem Motor 12 verbundenen Sensoren und Systeme. In einer Ausführungsform ist das Steuergerät 42 mikroprozessorbasiert und kann ein bekanntes Steuergerät sein, welches manchmal als ein elektronisches oder Motorsteuermodul (engine control module = ECM), elektronisches oder Motorsteuergerät (engine control unit = ECU) oder ähnlich bezeichnet wird, oder kann alternativ ein Mehrzwecksteuergerät sein, welches den im folgenden beschriebenen Betrieb ausführen kann. In jedem Fall enthält das Steuergerät 42, wie im folgenden detaillierter beschrieben werden wird, einen oder mehrere Steueralgorithmen zum Prüfen der Abgasrückführungsmenge bzw. des Abgasrückführungsbetriebes.
• Das Steuergerät 42 hat eine Anzahl von Eingängen zum Empfang von Signalen von unterschiedlichen dem System 10 zugehörigen Sensoren oder Sensiersystemen. Beispielsweise umfasst das System 10 einen geeignet angeordneten Umgebungslufttemperatursensor 44, der über einen Signalweg 43 elektrisch mit einem Umgebungstemperatureingang AT des Steuergeräts 42 verbunden ist. Der Umgebungslufttemperatursensor 44 kann von bekanntem Aufbau sein und liefert auf dem Signalweg 43 ein Temperatursignal, welches die Temperatur der Umgebungsluft angibt. Das System 10 umfasst ferner einen geeignet angeordneten Umgebungsluftdrucksensor 46, der über einen Signalweg 47 elektrisch mit einem Umgebungsdruckeingang AP des Steuergeräts 42 verbunden ist. Der Umgebungsdrucksensor 46 kann von bekannter Konstruktion sein und liefert auf dem Signalweg 47 ein Drucksignal, welches den Druck der Umgebungsluft angibt.
• Das System 10 enthält ferner eine Fahrzeugbatterie 48 mit einer Batteriespannung BV, die über einen Signalweg 49 einem Batteriespannungseingang BV des Steuergeräts 42 zugeführt wird. Die Fahrzeugbatterie 48 kann von herkömmlichem Aufbau sein und ist dazu konfiguriert, eine Nominalbatteriespannung BV von ungefähr 12 Volt zu liefern, obwohl die Batterie 48 alternativ dazu vorgesehen sein kann, eine Batteriespannung BV irgendwo in dem Bereich von ungefähr 7 bis 24 V zu liefern.
• Das System 10 umfasst auch einen Motordrehzahlsensor 50, der über einen Signalweg 52 elektrisch mit einem Motordrehzahleingang ES des Steuergeräts 42 verbunden ist. Der Motordrehzahlsensor 50 kann die Drehzahl des Motors 12 erfassen und erzeugt auf dem Signalweg 52 ein Motordrehzahlsignal, welches die Motordrehzahl angibt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 50 ein Halleffekt-Sensor, der die Motordrehzahl durch Erfassen des Passierens einer Anzahl winkelmäßig gleichmäßig beabstandeter Zähne ermittelt, die auf einem Zahnrad oder Resolverrad ausgebildet sind. Alternativ kann der Motordrehzahlsensor 50 jeder andere bekannte Sensor sein, der wie beschrieben funktioniert, einschließlich und nicht beschränkt auf einen Sensor mit variablem magnetischen Widerstand oder ähnliches.
• Das System 10 weist ferner einen in Fluidverbindung mit dem Ansaugkrümmer 14 stehenden Ansaugkrümmerdrucksensor 54 auf, der über einen Signalweg 56 elektrisch mit einem Ansaugkrümmerdruckeingang IMP des Steuergeräts 42 verbunden ist. Alternativ kann der Drucksensor 54 in Fluidverbindung mit der Ansaugleitung 20 stehen. In jedem Fall kann der Drucksensor 54 von bekannter Konstruktion sein und liefert auf dem Signalweg 56 ein Drucksignal, welches den Druck in der Ansaugleitung 20 und dem Ansaugkrümmer 14 angibt.
• Das System 10 umfasst auch einen in Fluidverbindung mit dem Ansaugkrümmer 14 des Motors 12 stehenden Ansaugkrümmertemperatursensor 58, der über einen Signalweg 60 elektrisch mit einem Ansaugkrümmertemperatureingang IMT des Steuergeräts 42 verbunden ist. Der Ansaugkrümmertemperatursensor 58 kann von bekanntem Aufbau sein und liefert auf dem Signalweg 60 ein Temperatursignal, welches die Temperatur der in den Ansaugkrümmer 14 fließenden Luftfüllung angibt, wobei die in den Ansaugkrümmer 14 strömende Luftfüllung allgemein aus von dem Turboladerverdichter 16 gelieferter Frischluft besteht, die mit rückgeführtem Abgas kombiniert wird, welches steuerbar durch das Abgasrückführungsventil 36 geleitet wird.
• Das System 10 weist ferner einen Differenzdrucksensor 62 auf, auch ΔP-Sensor genannt, der einen stromaufwärts des Abgasrückführungsventils 36 in Fluidverbindung mit der Abgasrückführungsleitung 38 in Verbindung stehenden Einlass und einen gegenüberliegenden Einlass aufweist, der stromabwärts des Abgasrückführungsventils 36 mit der Abgasrückführungsleitung 38 in Fluidverbindung steht. Alternativ kann der ΔP-Sensor 62 den Druckabfall einer anderen Strömungsbegrenzungsvorrichtung messen, die in der Abgasrückführungsleitung 38 angeordnet oder mit dieser in Reihe geschaltet ist. In jedem Fall kann der ΔP-Sensor 62 von bekannter Konstruktion sein und ist über einen Signalweg 64 elektrisch mit einem ΔP-Eingang des Steuergeräts 42 verbunden. Der ΔP-Sensor 62 liefert auf dem Signalweg 64 ein Differenzdrucksignal, welches die Druckdifferenz über das Abgasrückführungsventil 36 oder eine andere Strömungsbegrenzungsvorrichtung wie soeben beschrieben angibt.
• Das System 10 umfasst ferner einen Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursensor 66, der benachbart der Abgasrückführungskühlerauslassöffnung in Fluidverbindung mit der Abgasrückführungsleitung 38 steht und über einen Signalweg 68 elektrisch mit einem Abgasrückführungskühlerauslasstemperatureingang COT des Steuergeräts 42 verbunden ist. Der Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursensor 66 kann von bekannter Konstruktion sein und liefert auf dem Signalweg 68 ein Temperatursignal, welches die Temperatur des die Abgasauslassöffnung des Abgasrückführungskühlers 40 verlassenden Abgases angibt. Alternativ kann der Temperatursensor 66 an anderer Stelle entlang der Abgasrückführungsleitung 38 an einem Punkt angeordnet sein, der zum Bestimmen der Temperatur des die Abgasauslassöffnung des Abgasrückführungskühlers 40 verlassenden Abgases geeignet ist.
• Optional kann das System 10, wie gestrichelt in 1 dargestellt, ferner einen ersten Luftmassenstromsensor 78 aufweisen, der in Fluidverbindung mit dem Ansaugkrümmer 14 steht, oder alternativ mit der Ansaugleitung 20 stromabwärts der Verbindung der Ansaugleitung 20 mit der Abgasrückführungsleitung 38, und der in jedem Fall über einen Signalweg 80 elektrisch mit einem Füllungsmassenstromeingang CMF des Steuergeräts 42 verbunden ist. Der Luftmassenstromsensor 78 kann von bekanntem Aufbau sein und liefert auf dem Signalweg 80 ein Luftmassenstromsignal, welches den Massenstrom von in den Ansaugkrümmer 14 eintretender Luftfüllung angibt, wobei der Ausdruck ”Luftfüllung” im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als eine Kombination aus Frischluft und rückgeführtem Abgas verstanden wird.
• Das System 10 kann darüber hinaus optional einen zweiten Luftmassenstromsensor 82 umfassen, in 1 ebenfalls gestrichelt dargestellt, der in Fluidverbindung mit der Abgasrückführungsleitung 38 steht und über einen Signalweg 84 elektrisch mit einem Abgasrückführungsmassenstromeingang EGRMF des Steuergeräts 42 verbunden ist. Obwohl der Sensor 82 in 1 als in Fluidverbindung mit der Abgasrückführungsleitung 38 nahe der Verbindung der Abgasrückführungsleitung 38 und der Abgasleitung 32 dargestellt ist, versteht es sich, dass der Sensor 82 alternativ an jeder Stelle der Abgasrückführungsleitung 38 in Fluidverbindung mit derselben angeordnet sein kann. In jedem Fall ist der Luftmassenstromsensor 82 von bekanntem Aufbau und liefert auf dem Signalweg 84 ein Luftmassenstromsignal, welches den Massenstrom durch die Abgasrückführungsleitung 38 strömenden rückgeführten Abgases angibt.
• Das System 10 kann ferner optional einen Drucksensor 81 aufweisen, in 1 wiederum gestrichelt dargestellt, der in Fluidverbindung mit dem Abgaskrümmer 30 steht und über einen Signalweg 83 elektrisch mit einem Abgasdruckeingang EP des Steuergeräts 42 verbunden ist. Alternativ kann der Drucksensor 54 stromaufwärts der Verbindungsstelle der Abgasleitung 32 mit der Abgasrückführungsleitung 38 in Fluidverbindung mit der Abgasleitung 32 stehen. In jedem Fall kann der Drucksensor 81 von bekannter Konstruktion sein und liefert auf dem Signalweg 83 ein Drucksignal, welches den Abgasdruck im Abgaskrümmer 30 und der Abgasleitung 32 angibt.
• Das Steuergerät 42 weist ferner eine Reihe von Ausgängen zum Steuern einer oder mehrerer dem System 10 zugehöriger Motorfunktionen auf. So hat beispielsweise das Abgasrückführungsventil 36 einen Abgasrückführungsventilaktuator 70, der über einen Signalweg 72 elektrisch mit einem Ausgang eines ersten Aktuatortreiberkreises 71 verbunden ist, wobei der erste Aktuatortreiberkreis 71 einen über einen Signalweg 73 elektrisch mit einem Abgasrückführungsventilsteuerausgang EGRC des Steuergeräts 42 verbundenen Eingang hat. Der erste Aktuatortreiberkreis 71 spricht auf ein Abgasrückführungsventilsteuersignal an, das auf dem Signalweg 72 vom Steuergerät 42 erzeugt wird, um ein entsprechendes Abgasrückführungsventilaktuatorantriebssignal zu erzeugen, und der Aktuator 70 spricht auf das Abgasrückführungsventilaktuatorantriebssignal an, um die Stellung des Abgasrückführungsventils 36 auf bekannte Weise bezüglich einer Referenzstellung zu steuern. Das Steuergerät 42 ist somit dazu in der Lage, das Abgasrückführungsventil 36 auf bekannte Art und Weise zu steuern, um selektiv einen Strom rückgeführten Abgases vom Abgaskrümmer 30 zum Ansaugkrümmer 14 bereitzustellen. Das Abgasrückführungsventil 36 umfasst ferner einen Abgasrückführungsventilstellungssensor 74, der über einen Signalweg 76 elektrisch mit einem Abgasrückführungsventilstellungseingang EGRP des Steuergeräts 42 verbunden ist. Der Sensor 74 kann von bekanntem Aufbau sein und ist dazu in der Lage, die Stellung des Abgasrückführungsventils 36 durch Ermitteln der Stellung des Abgasrückführungsventilaktuators 70 relativ zu einer Aktuatorreferenzstellung zu ermitteln und auf dem Signalweg 76 ein Stellungssignal zu erzeugen, welches die Stellung des Abgasrückführungsventils 36 in Bezug auf eine Referenzstellung angibt.
• Das System 10 kann ferner eine Aufladeeinrichtung mit variabler Geometrie aufweisen, wie in 1 mit der Bezugziffer 75 gestrichelt dargestellt. Die Aufladeeinrichtung mit variabler Geometrie, VGT genannt, kann jede bekannte Vorrichtung sein, die das Schluckvermögen und/oder die Leistung der Aufladeeinrichtung 18 steuern kann. Beispiele für solche Vorrichtungen sind unter anderem ein Aufladeeinrichtungsaktuator, der auf ein Aktuatorantriebssignal anspricht, um selektiv die innere Geometrie der Turboladerturbine 26 zu steuern, ein Ablassventil, auch Wastegate genannt, mit einem Aktuator, der auf ein Aktuatorantriebssignal anspricht, um selektiv eine Abgasströmung um die Turbine 26 herum zu leiten, eine Abgasdrossel und Aktuatoreinheit, die auf ein Aktuatorantriebssignal anspricht, um selektiv den Strömungsquerschnitt der Abgasleitung 32 und/oder der Abgasleitung 34 zu steuern, oder dergleichen. In jedem Fall hat ein zweiter Aktuatortreiberkreis 77 einen Ausgang, der das Aktuatorantriebssignal erzeugt, und einen über einen Signalweg 79 elektrisch mit einem VGT-Turboladersteuereingang VGTC des Steuergeräts 42 verbundenen Eingang. Der zweite Aktuatortreiberkreis 77 spricht auf das VGT-Turboladersteuersignal an, welches vom Steuergerät 42 auf dem Signalweg 79 erzeugt wird, um eines oder mehrere Aktuatorantriebssignale zu erzeugen, und irgendeiner oder mehrere der VGT-Aktuatoren können auf entsprechende Aktuatorantriebssignale reagieren, um die Stellung des zugehörigen VGT-Vorrichtungsaktuators relativ zu einer Referenzstellung auf bekannte Art und Weise zu steuern. Das Steuergerät 42 ist somit dazu in der Lage, jegliche solche VGT-Vorrichtung auf bekannte Art und Weise wahlweise hinsichtlich des Schluckvermögens und/oder der Leistung des Turboladers 18 zu steuern.
• Das System 10 umfasst ferner ein Kraftstoffsystem 86, das über eine Anzahl K, wobei K jede positive Ganzzahl sein kann, von Signalwegen 88 elektrisch mit einem Kraftstoffsteuerbefehlausgang FC des Steuergeräts 42 verbunden ist. Das Kraftstoffsystem 86 reagiert auf die vom Steuergerät 42 erzeugten Kraftstoffsteuerbefehle FC, um dem Motor 12 auf bekannte Art und Weise Kraftstoff zuzuführen.
• In 2 ist ein Blockschaltbild wiedergegeben, welches einige der inneren Merkmale einer beispielhaften Konfiguration des Steuergeräts 42 aus 1 zeigt, soweit sie das Prüfen des Abgasrückführungsbetriebes betreffen. Das Steuergerät 42 enthält einen Kraftstoffmengenlogikblock 90, der als Eingänge eine Reihe von Motorbetriebszustandswerten EOC erhält, einschließlich beispielsweise der Motordrehzahl und anderer Motorbetriebsparameter. Der Block 90 reagiert auf die Anzahl von Motorbetriebszustandswerten EOC, um auf bekannte Art und Weise eine Reihe von Kraftstoffmengenparametern zu ermitteln, einschließlich eines angewiesenen Kraftstoffmengenwertes CF als Funktion dieser verschiedenen Kraftstoffmengenparameter. Der Block 90 ist ferner auf bekannte Art und Weise dazu in der Lage, den angewiesenen Kraftstoffmengenwert CF zu verarbeiten und daraus den Kraftstoffsteuerbefehl FC zu erzeugen, der dem Kraftstoffsystem 86 auf dem Signalweg 88 bereitgestellt wird. Das Kraftstoffsystem 86 reagiert auf den Kraftstoffsteuerbefehl FC, um dem Motor 12 wie zuvor beschrieben Kraftstoff zuzuführen.
• Das Steuergerät 42 umfasst ferner einen Motorlastermittlungsblock 92, der den angewiesenen Kraftstoffmengenbefehl CF von dem Kraftstoffmengenlogikblock 90 empfängt. Der Block 92 reagiert auf den angewiesenen Kraftstoffmengenwert CF, um auf herkömmliche Weise einen Motorlastwert EL zu ermitteln. In einem Ausführungsbeispiel ist z. B. der Block 92 dazu in der Lage, den Motorlastwert EL als ein Verhältnis aus CF und der Differenz zwischen einem ”Volllast”-Kraftstoffmengenwert und einem ”Leerlauf”-Kraftstoffmengenwert zu berechnen, wobei die ”Volllast”- und ”Leerlauf”-Kraftstoffmengenwerte typischerweise kalibrierbare Werte sind, die im Speicher 45 abgelegt sind. Fachleuten ist klar, dass der Block 92 alternativ dazu konfiguriert sein kann, den Motorlastwert EL gemäß anderen bekannten Funktionen der angewiesenen Kraftstoffmenge CF und/oder anderen Motorbetriebszuständen zu berechnen, und jegliche solche alternative Konfiguration des Blocks 92 fällt in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche. In jedem Fall ist allgemein der Motorlastwert EL ein Parameter, der die vom Motor 12 verrichtete Arbeit angibt.
• Das Steuergerät 42 umfasst ferner einen Abgasrückführungsanteilermittlungslogikblock 94 mit einem Motordrehzahleingang ES, der das Motordrehzahlsignal auf dem Signalweg 52 empfängt, einem Abgasrückführungsventilstellungseingang EGRP, der das Abgasrückführungsventilstellungssignal auf dem Signalweg 76 empfängt, einem Ansaugkrümmerdruckeingang IMP, der das Ansaugkrümmerdrucksignal auf dem Signalweg 56 empfängt, einen Ansaugkrümmertemperatureingang IMT, der das Ansaugkrümmertemperatursignal auf dem Signalweg 60 empfängt, einem Differenzdruckeingang ΔP, der das Differenzdrucksignal auf dem Signalweg 64 empfängt, und einem Abgasrückführungskühlerauslasstemperatureingang COT, der das Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursignal auf dem Signalweg 68 empfängt. Bei Ausführungsbeispielen des Systems 10, die einen Luftmassenstromsensor 78 haben, kann der Block 94 als einen Eingang das auf dem Signalweg 80 anliegende Füllungsmassenstromsignal empfangen, und bei Ausführungsbeispielen des Systems 10, die einen Luftmassenstromsensor 82 haben, kann der Block 94 als einen Eingang das auf dem Signalweg 84 anliegende Abgasrückführungsmassenstromsignal empfangen. In jedem Fall ist der Abgasrückführungsanteilermittlungslogikblock 94 dazu in der Lage, einen Abgasrückführungsanteilwert EGR_F zu ermitteln, wie im folgenden näher erläutert werden wird, und diesen Wert an einem Abgasrückführungsanteilausgang EGR_F des Blocks 94 bereitzustellen, wobei EGR_F dem Bruchteil des rückgeführten Abgases an der Gesamtfüllung entspricht, d. h. der Kombination aus Frischluft und rückgeführtem Abgas, die dem Ansaugkrümmer 14 zugeführt wird.
• Das Steuergerät 42 umfasst ferner einen Abgasrückführungsanteilbefehlslogikblock 96, der als Funktion einer oder mehrerer Eingangszustände einen einem gewünschten Abgasrückführungsbruchteil oder einem gewünschten Abgasrückführungsanteilwert entsprechenden angewiesenen Abgasrückführungsanteilwert CEGR_F erzeugt. Der Logikblock 96 kann zusätzlich dafür konfiguriert sein, weitere Befehlswerte zu erzeugen, wie gestrichelt in 2 dargestellt. In einer Ausführungsform ist der Logikblock 96 dafür konfiguriert, den angewiesenen Abgasrückführungsanteilswert CEGR_F als Funktion der Umgebungslufttemperatur, der Motordrehzahl und der Kühlmitteltemperatur zu erzeugen, und eine spezielle Ausführungsform eines solchen Logikblocks betreffende Details sind in der anhängigen US-Patentanmeldung Seriennummer 10/059,619 mit dem Titel ”SYSTEM FOR PRODUCING CHARGE FLOW AND EGR FRACTION COMMANDS BASED ON ENGINE OPERATING CONDITIONS” angegeben, die auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist und auf deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Alternativ kann der Abgasrückführungsanteilbefehlslogikblock 96 dazu konfiguriert sein, wenigstens den angewiesenen Abgasrückführungsanteilwert CEGR_F auf bekannte Art und Weise als Funktion einer oder mehrerer Motor- und/oder Luftbetriebssystemzustände zu erzeugen.
• Das Steuergerät 42 enthält auch einen Abgasrückführungsmassenstromdiagnoselogikblock 98 mit einem Abgasrückführungsanteileingang EGR_F, der den Abgasrückführungsanteilwert von dem Abgasrückführungsanteilermittlungslogikblock 94 erhält, einem Motordrehzahleingang ES, der das Motordrehzahlsignal auf dem Signalweg 52 erhält, einem Abgasrückführungsventilstellungseingang EGRP, der das Abgasrückführungsstellungssignal auf dem Signalweg 76 erhält, einem angewiesenen Abgasrückführungsanteileingang CEGR_F, der den angewiesenen Abgasrückführungsanteilwert von dem Abgasrückführungsanteilbefehlslogikblock 96 erhält, einem Umgebungstemperatureingang AT, der das Umgebungstemperatursignal auf dem Signalweg 43 erhält, einem Umgebungsdruckeingang, der das Umgebungsdrucksignal auf dem Signalweg 45 erhält, und einem Batteriespannungseingang BV, der die Batteriespannung auf dem Signalweg 49 erhält. Der Block 98 erhält ferner auf bekannte Art und Weise intern im Steuergerät 42 generierte Informationen, wobei solche Informationen Diagnoseinformationen von Sensoren und Treiberkreisen und bestimmte Motorbetriebsinformationen einschließen, wie im folgenden näher beschrieben werden wird. Der Block 98 ist dazu in der Lage, einen Abgasrückführungsbetrieb zu prüfen und einen Abgasrückführungsmassenstrom-Prüfwert an einem Prüfstatusausgang-Flag DFS zu erzeugen, der dem Prüfergebnis der Abgasrückführungsmassenstromprüfung entspricht, und einen solchen Prüfvorgang betreffende Details werden im folgenden unter Bezugnahme auf die 3A und 3B näher beschrieben werden. Der Speicher 45 umfasst einen Flag-Speicherort 95, an dem ein augenblicklicher Wert des Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flags vorliegt.
• Der Abgasrückführungsanteilermittlungslogikblock 94 ist dazu in der Lage, den Abgasrückführungsanteilwert EGR_F als Funktion augenblicklicher Motorbetriebszustände zu ermitteln. In einer Ausführungsform ist der Block 94 dazu konfiguriert, zunächst Werte des Abgasrückführungsmassenstroms EGRF und des Füllungsmassenstroms CF zu schätzen und dann den Abgasrückführungsanteilwert EGR_F als Funktion der geschätzten EGRF und CF Werte zu berechnen. Alternativ kann das System 10 die Massenstromsensoren 78 und 82 enthalten und das Steuergerät 42 kann bei dieser Ausführungsform dazu konfiguriert sein, den Abgasrückführungsanteilwert EGR_F als ein Verhältnis der Füllungsmassenstrominformation und der Abgasrückführungsmassenstrominformation zu ermitteln, die unmittelbar von den Sensoren 78 und 82 erhalten wird.
• Bei Ausführungsformen des Blocks 94, die zum Schätzen des Abgasrückführungsmassenstroms EGRF konfiguriert sind, kann das Steuergerät 42 zum Schätzen von EGRF als Funktion des Differenzdruckwertes ΔP, des Ansaugkrümmerdrucks IMP, der Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur COT und einer effektiven Strömungsfläche EFA entsprechend der durch die Abgasrückführungsleitung 38 festgelegten Strömungsquerschnittsfläche eingerichtet sein. Der Block 94 ist in einer speziellen Ausführungsform dazu konfiguriert, den effektiven Strömungsflächenwert EFA als Funktion des Abgasrückführungsventilstellungssignals EGRP zu berechnen. Bei dieser Ausführungsform kann der Block 94 eine oder mehrere Gleichungen, Graphen und/oder Tabellen enthalten, die Abgasrückführungsventilstellungswerte EGRP zu effektiven Strömungsquerschnittswerten EFA in Beziehung setzen. Alternativ kann der Block 94 dazu konfiguriert sein, den effektiven Strömungsquerschnittswert EFA in Übereinstimmung mit bekannten Vorgehensweisen zu ermitteln. In jedem Fall ist der Block 94 dazu in der Lage, den Abgasrückführungsmassenstromwert EGRF gemäß der Gleichung EGRF = EFA·sqrt[|(2·ΔP·IMP)/(R·COT)|] (1) abzuschätzen, in der

EFA

der wirksame Strömungsquerschnitt durch die Abgasrückführungsleitung 38 ist,

ΔP

die Druckdifferenz über das Abgasrückführungsventil 36 ist,

IMP

der Ansaugkrümmerdruck ist,

R

eine bekannte Gaskonstante ist (z. B. R = 53,3 ft-lbf/lbm °R oder R = 287 J/Kg °K), und

COT

die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist.

• Alternativ kann der Block ferner dazu konfiguriert sein, einen Abgastemperaturwert entsprechend der Temperatur des vom Motor 12 erzeugten Abgases zu ermitteln und in der Gleichung (1) den Abgasrückführungskühlerauslasstemperaturwert durch den Abgastemperaturwert zu ersetzen. Bei einer Ausführungsform kann z. B. der Block 94 dazu konfiguriert sein, die Abgastemperatur als Funktion einer Reihe von Motorbetriebsbedingungen zu schätzen. Eine solche Konfiguration des Blocks 94 betreffende Details sind im US-Patent Nr. 6 428 242 mit dem Titel ”SYSTEM FOR ESTIMATING ENGINE EXHAUST TEMPERATURE” beschrieben, das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist und auf dessen Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Fachleuten ist klar, dass der Abgastemperaturwert alternativ mittels anderer bekannter Abgastemperaturabschätztechniken berechnet werden kann. Alternativ kann das System 10 einen Abgastemperatursensor (nicht dargestellt) aufweisen und das Steuergerät 42 kann auf bekannte Art und Weise dazu eingerichtet sein, die Abgastemperaturinformation unmittelbar aus der von solch einem Sensor bereitgestellten Information zu ermitteln. Alle solchen alternativen Vorrichtungen und/oder Vorgehensweisen zum Ermitteln des Abgastemperaturwertes fallen in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche.
• Weitere die vorstehende Abgasrückführungsmassenstromabschätztechnik betreffende Details und andere geeignete Abgasrückführungsmassenstromabschätztechniken sind in der anhängigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/774,897 mit dem Titel ”SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING EGR MASS FLOW AND EGR FRACTION” beschrieben, die auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist und auf deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Fachleuten ist klar, dass andere bekannte Techniken dazu verwendet werden können, den Abgasrückführungsmassenstromwert EGRF abzuschätzen oder anderweitig zu ermitteln. Beispielsweise kann das System 10 einen CO- oder CO₂-Sensor von bekanntem Aufbau enthalten, der stromabwärts der Verbindungsstelle der Ansaugleitung 20 mit der Abgasrückführungsleitung 38 in Fluidverbindung mit dem Ansaugkrümmer 14 oder der Ansaugleitung 20 steht. Ein solcher CO- oder CO₂-Sensor ist dazu in der Lage, ein Signal zu erzeugen, welches den CO- oder CO₂-Gehalt der in den Ansaugkrümmer 14 eintretenden Luftfüllung angibt, und eine solche Information kann unter Verwendung bekannter Gleichungen dazu benutzt werden, den Abgasrückführungsstrommassenwert EGRF zu ermitteln. Als ein weiteres Beispiel kann das System 10 den Massenstromsensor 82 enthalten und das Steuergerät 42 kann in einer solchen Ausführungsform dazu eingerichtet sein, die Abgasrückführungsmassenstrominformation unmittelbar von dem Sensor 82 zu erhalten, wobei in einem solchen Fall die soeben beschriebene Abgasrückführungsmassenstromabschätztechnik aus dem Block 94 weggelassen werden kann. Als noch anderes Beispiel kann das Steuergerät 42 andere Abgasrückführungsmassenstromabschätzalgorithmen enthalten, wie etwa einen oder mehrere der in dem zuvor genannten Dokument beschriebenen Algorithmen, wobei das Steuergerät 42 dazu eingerichtet sein kann, den Abgasrückführungsmassenstrom gemäß einer oder mehrerer solcher alternativer Abgasrückführungsmassenstromabschätzstrategien zu schätzen. Jegliche solche alternative Abgasrückführungsmassenstromermittlungstechnik und -strategie fällt in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche.
• Der Abgasrückführungsanteilermittlungslogikblock 94 ist gemäß einer Ausführungsform ferner dazu konfiguriert, den Füllungsstromwert CF abzuschätzen, indem zunächst der volumetrische Wirkungsgrad (ηv) des Ansaugsystems abgeschätzt wird und dann CF als Funktion von ηv unter Verwendung einer herkömmlichen Geschwindigkeits/Dichtegleichung berechnet wird. Jede bekannte Verfahrensweise zum Abschätzen von ηv kann verwendet werden, und bei einer bevorzugten Ausführungsform des Blocks 142 wird ηv gemäß einer bekannten Taylor Mach-Zahl basierten volumetrischen Wirkungsgradgleichung berechnet, die lautet: ηv = A₁·{(Bore/D)²·(stroke·ES)^B/sqrt(γ·R·IMT)·[(1 + EP/IMP) + A₂]} + A₃ (2), wobei

A₁, A₂, A₃ und B

alles kalibrierbare Parameter sind, die auf der Grundlage gespeicherter Motordaten an die volumetrische Wirkungsgradgleichung angepasst sind,

Bore

die Ansaugventilbohrungslänge ist,

D

der Ansaugventildurchmesser ist,

stroke

der Kolbenhub ist, wobei Bore, D und stroke von der Motorgeometrie abhängen,

γ und R

bekannte Konstanten sind (z. B. γ·R = 387,414 J/kg/°K),

ES

die Motordrehzahl ist,

IMP

der Ansaugkrümmerdruck ist,

EP

der Abgasdruck ist, mit EP = IMP + ΔP, und

IMT

die Ansaugkrümmertemperatur ist.

• Mit dem gemäß der vorstehenden Gleichung geschätzten volumetrischen Wirkungsgradwert ηv wird der Block 94 dazu konfiguriert, den Ladungsstromwert CF gemäß der Gleichung CF = ηv·V_DIS·ES·IMP/(2·R·IMP) (3) zu berechnen, wobei

ηv

der geschätzte volumetrische Wirkungsgrad ist,

V_DIS

der Motorhubraum ist und allgemein von der Motorgeometrie abhängt,

ES

die Motordrehzahl ist,

IMP

der Ansaugkrümmerdruck ist,

R

eine bekannte Gaskonstante ist (z. B. R = 53,3 ft-lbf/lbm °R oder R = 287 J/Kg °K), und

IMT

die Ansaugkrümmertemperatur ist.

• Fachleuten ist klar, dass der Ladungsstromwert CF auf andere Weise berechnet oder anderweitig gemäß anderen bekannten Vorgehensweisen ermittelt werden kann. Beispielsweise kann das System 10 optional einen Massenstromsensor 78 aufweisen und das Steuergerät 42 kann auf bekannte Art und Weise dazu konfiguriert sein, Füllungsstromwerte unmittelbar aus der von einem solchen Sensor 78 bereitgestellten Information zu ermitteln. Als weiteres Beispiel kann das Steuergerät 42 dazu konfiguriert sein, den Füllungsstromwert CF in Übereinstimmung mit einer oder mehreren bekannten Füllungsstromabschätztechniken zu schätzen. Alle diese alternativen Vorrichtungen und/oder Vorgehensweisen zum Ermitteln des Füllungsstromwertes CF fallen in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche.
• In jedem Fall ist der Abgasrückführungsanteilermittlungslogikblock 94 mittels dem gemäß einer der vorstehenden Vorgehensweisen ermittelten Abgasrückführungsmassenstrom EGRF und Füllungsmassenstrom CF dazu konfiguriert, den Abgasrückführungsanteilwert EGR_F als Verhältnis von CF und EGRF zu berechnen, d. h. EGRFR = CF/EGRF. Es versteht sich, dass sowohl die Gleichung (1) als auch die soeben beschriebene Berechnung des Abgasrückführungsanteilwertes EGRFR vereinfachte Näherungen dieser zwei Parameter basierend auf der Annahme einer konstanten Abgastemperatur durch das Abgasrückführungsventil 36 und eines stationären Flusses des Abgases durch das Abgasrückführungsventil 36 darstellen und die aus unterschiedlichen Zeitverzögerungen zwischen dem Passieren rückgeführten Abgases durch das Abgasrückführungsventil 36 und der Ankunft des entsprechenden Abgasrückführungsanteils in den Zylindern des Motors resultierenden Wirkungen vernachlässigt. Weitere Details, die Strategien der Behandlung solcher Annahmen betreffen, sind in der anhängigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/774,897 mit dem Titel ”SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING EGR MASS FLOW AND EGR FRACTION” beschrieben, die auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist und auf deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Der in Übereinstimmung mit einer oder mehreren der soeben beschriebenen Vorgehensweisen ermittelte Abgasrückführungsanteilwert EGR_F wird dem Abgasrückführungsanteileingang EGR_F des Abgasrückführungsmengendiagnoselogikblocks 98 zugeführt. Der Block 98 ist dazu konfiguriert, den Abgasrückführungsbetrieb als Funktion des angewiesenen Abgasrückführungsanteilwertes CEGR_F und des gemessenen oder geschätzten Abgasrückführungsanteilwertes EGR_F zu prüfen und den Status des Abgasrückführungsmengenprüf-Flags, das am Speicherort 95 abgespeichert ist, auf der Grundlage der Prüfung zu steuern.
• In den 3A und 3B ist ein Fließbild gezeigt, welches eine Ausführungsform eines Softwarealgorithmus 100 zum Prüfen der Abgasrückführungsmenge unter Verwendung des in den 1 und 2 gezeigten Systems darstellt. Gemäß einer Ausführungsform ist der Algorithmus 100 in dem Speicher 45 abgespeichert und wird in jedem Fall von dem Steuergerät 42 ausgeführt. Der Algorithmus 100 beginnt mit dem Schritt 102 und danach ist das Steuergerät 42 im Schritt 104 betriebsbereit, um einen positiven Abgasrückführungsanteilfehlersummenwert EGRPS auf Null oder auf einen anderen vorgegebenen konstanten Wert zu setzen. Nach dem Schritt 104 setzt das Steuergerät 42 im Schritt 106 einen negativen Abgasrückführungsanteilfehlersummenwert EGRNS auf Null oder einen anderen vorgegebenen konstanten Wert, und danach wird im Schritt 108 ein Prüfungszeitgeber zurückgesetzt.
• Im Anschluss an den Schritt 108 schreitet die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 110 fort, um einen Prüfungszeitraum zu starten, in dem das Steuergerät 42 dazu bereit ist, eine Reihe von Freigabebedingungen für die Abgasrückführungsmengenprüfung zu kontrollieren. Danach ermittelt das Steuergerät 42 im Schritt 112, ob alle Freigabebedingungen für die Abgasrückführungsmengenprüfung erfüllt sind. In einer Ausführungsform ist das Steuergerät 42 dazu ausgelegt, den Schritt 110 durch Kontrollieren der in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Motorbetriebszustände und Vergleichen dieser verschiedenen Motorbetriebszustände mit entsprechenden Parameterschwellenwerten oder -bereichen auszuführen, die ebenfalls in Tabelle 1 angegeben sind. Wenn alle diese Freigabebedingungen erfüllt sind, schreitet die Algorithmusausführung zum Schritt 114 weiter, andernfalls springt sie zurück zum Schritt 104. Tabelle 1

  Motorbetriebsparameter	Freigabeschwellenwert oder -bereich
  Abgasrückführungsventilstellung	EGRP > EGRPTH
  Motorlast (EL)	EL < ELTH
  Motordrehzahl (ES)	ESL < ES < ESH

• Gemäß Tabelle 2 muss die Abgasrückführungsventilstellung EGRP größer als ein Schwellenwert EGRP_TH für die Abgasrückführungsventilstellung sein, um eine Prüfung der Abgasrückführungsmenge zu ermöglichen bzw. freizugeben. Sinnvollerweise wird EGRP_TM auf einen Wert gesetzt, der sicherstellt, dass ein gewisses Maß an rückgeführtem Abgas angewiesen worden ist, das zu einem detektierbaren Maß an Abgasrückführungsmenge und -anteil führt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel entspricht EGRP_TM einem zu 10% des offenen Abgasrückführungsventil, obwohl selbstverständlich auch andere Schwellenwerte für Abgasrückführungsventilstellungen vorgegeben werden können. Ferner muss die im Block 92 ermittelte Motorlast EL kleiner als ein Motorlastschwellenwert EL_TH sein. Es ist erstrebenswert, den Schwellenwert EL_TH auf ein unterhalb der Volllast befindliches Niveau einzustellen, das jedoch hoch genug ist um sicherzustellen, dass ein gewisses Maß an rückgeführtem Abgas angewiesen worden ist. In einem Ausführungsbeispiel beträgt EL_TH 95%, jedoch sind selbstverständlich andere Motorlastschwellenwerte möglich. Als weitere Freigabebedingung zur Abgasrückführungsmengenprüfung muss die Motordrehzahl ES in einem Bereich zwischen einer niedrigen Motordrehzahl ES_L und einer hohen Motordrehzahl ES_H sein. Es ist wünschenswert, dass ES_L und ES_H einen Motordrehzahlbereich festlegen, der einen Motorbetrieb betrifft, bei dem eine gewisse Abgasrückführungsmenge angewiesen worden ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ES_L auf 1000 U/min und ES_H auf 2800 U/min gesetzt, obwohl natürlich je nach Motor andere Motordrehzahlbereiche möglich sind.
• Fachleuten ist klar, dass die Tabelle 1 nur eine veranschaulichende Zusammenstellung von Freigabebedingungen für die Abgasrückführungsmengenprüfung darstellt und dass alternativ aus dieser Zusammenstellung einige der aufgeführten Bedingungen ausgeschlossen und/oder andere Motor- und/oder Systembetriebsbedingungen, die nicht in Tabelle 1 aufgeführt sind, eingeschlossen sein können. Jede solche alternative Zusammenstellung von Freigabebedingungen wird typischerweise durch die spezielle Anwendung und/oder die gewünschte Genauigkeit des Prüfalgorithmus diktiert und fällt jedenfalls unter den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche.
• Wenn das Steuergerät 42 im Schritt 112 (siehe 3A) feststellt, dass alle Freigabebedingungen für die Prüfung erfüllt sind, rückt die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 114 vor, in dem das Steuergerät 42 eine Reihe von Datenerfassungsbedingungen kontrolliert. Im anschließenden Schritt 116 ermittelt das Steuergerät 42 dann, ob der Prüfungszeitgeber abgelaufen ist. Falls ja, rückt die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 136 vor, falls nicht, rückt sie zum Schritt 118 vor, in dem das Steuergerät 42 feststellt, ob alle Datenerfassungsbedingungen erfüllt sind. Gemäß einer Ausführungsform führt das Steuergerät 42 den Schritt 114 aus, indem es die verschiedenen in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Betriebsbedingungen kontrolliert und diese Betriebsbedingungen mit entsprechenden Statusbedingungen, Parameterschwellenwerten und/oder Parameterbereichen vergleicht, die ebenfalls in Tabelle 2 angegeben sind. Wenn all diese Freigabebedingungen erfüllt sind, rückt die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 120 vor, andernfalls springt sie zurück zum Schritt 114. Die Schritte 114 bis 118 erlauben somit eine Datenerfassung durch den Abgasrückführungsmengenprüfbereich des Algorithmus 100 nur, wenn alle im Schritt 114 kontrollierten Datenerfassungsbedingungen erfüllt sind. Wenn der Prüfungszeitgeber abläuft, während auf die Erfüllung der Datenerfassungsbedingungen gewartet wird, verlässt das Steuergerät 42 den Datenerfassungsbereich des Algorithmus 100 und springt zum Schritt 136. Tabelle 2

  Motor-/System-Betriebsbedingung	Freigabeschwellenwert, -bereich oder -bedingung
  alle Systemsensoren	keine Spannungsversorgungbereichsüberoder -unterschreitung
  Ansaugkrümmerdrucksensor	keine Bereichsfehler oder Bereichsüber- bzw. -unterschreitungsfehler
  Ansaugkrümmertemperatursensor	keine Bereichsüber- bzw. -unterschreitungs- oder Rationalitätsfehler
  Abgasdrucksensor	keine Bereichsüber- bzw. -unterschreitungsfehler
  Umgebungstemperatursensor	keine Bereichsüber- bzw. -unterschreitungsfehler
  Umgebungsdrucksensor	keine Bereichsüber- bzw. -unterschreitungsfehler
  ΔP-Sensor	keine Bereichsüber- bzw. -unterschreitungs- oder Rationalitätsfehler
  Abgasrückführungsauslasstemperatursensor	keine Bereichsüber- bzw. -unterschreitungsfehler
  Abgasrückführungsventilstellungssensor	keine Bereichsfehler, Bereichsüber- bzw. -unterschreitungs- oder Rationalitätsfehler
  Kühlmitteltemperatursensor	keine Bereichsfehler oder Bereichsüber- bzw. -unterschreitungsfehler
  Treiber- und Steuerschaltkreise für Abgasrückführungsventil- und VGT-Einrichtungsaktuator	keine EGR/VGT-Steuerfunktionalität oder Treiberschaltkreisfehler
  Zapfleistungsstatus	inaktiv
  Motorbetriebszustand	Motor läuft
  Batteriespannung (BV)	BVL < BV < BVH
  Umgebungsluftdruck (AP)	AP > APTH
  Umgebungslufttemperatur (AT)	ATL < AT < ATH

• In Tabelle 2 betreffen die ersten zehn Bedingungen Bereichsfehler, Bereichsüber- bzw. -unterschreitungsfehler und/oder Rationalitätsfehler, die allesamt herkömmliche Sensorfehlerbedingungen sind, die allgemein von Fachleuten verstanden werden. Gemäß einer Ausführungsform weist das Steuergerät 42 Sensorüberwachungsschaltkreise und/oder Software (nicht dargestellt) zum Überwachen solcher Sensorfehlerbedingungen auf und bei dieser Ausführungsform bildet die entsprechende Bereichsfehlerinformation, Bereichsüber- oder -unterschreitungsfehlerinformation und Rationalitätsfehlerinformation einen Teil der intern erzeugten Sensor- und Treiberschaltkreisprüfinformation, die dem Abgasrückführungsmengenprüfblock 98 zugeführt wird, wie in 2 dargestellt. Alternativ kann der Abgasrückführungsmengenprüfblock 98 eine Sensorprüfsoftware enthalten, wobei bei einer solchen Ausführungsform die von allen Sensoren im System 10 erzeugten Signale dem Block 98 über herkömmliche Sensoreingänge zugeführt werden.
• Die EGR/VGT-Steuerfunktionalitäts- oder Treiberschaltkreisfehler betreffen den Betrieb und die Steuerung des Abgasrückführungsventils 36 und einer wie zuvor beschriebenen VGT-Steuereinrichtung 75. In einer Ausführungsform enthält das Steuergerät 42 Schaltkreise und/oder Software (nicht dargestellt) zum Überwachen solcher Abgasrückführungsventil- und VGT-Steuereinrichtungsfehlerbedingungen, wobei in dieser Ausführungsform die entsprechende EGR/VGT-Steuerfunktionalitäts- oder Treiberschaltkreisfehlerinformation einen Teil der intern erzeugten Sensor- und Treiberschaltkreisprüfinformation bildet, die wie in 2 dargestellt dem Abgasrückführungsmengenprüfungslogikblock 98 zugeführt wird. Alternativ kann der Abgasrückführungsmengenprüfungsblock 98 eine Prüfsoftware für die EGR/VGT-Steuereinrichtung aufweisen, wobei dann die von Prüfsensoren oder anderen Fehlerermittlungsschaltungen der EGR/VGT-Steuereinrichtung bereitgestellten Signale dem Block 98 über herkömmliche Sensoreingänge zugeführt werden.
• Das System 10 kann ferner ein herkömmliches Zapfzystem (power take off system) umfassen (nicht dargestellt), das dazu verwendet werden kann, den Motor bei einer oder mehreren bestimmten Motordrehzahlen zu betreiben und/oder eine herkömmliche Zapfleistungseinrichtung zu betreiben. In einer Ausführungsform enthält das Steuergerät 42 Schaltkreise und/oder Software (nicht dargestellt) zum Überwachen des Betriebsstatus des Zapfleistungssystems und die Zapfleistungssystemstatusinformation bildet bei dieser Ausführungsform einen Teil der intern erzeugten Motorbetriebsinformation, die wie in 2 dargestellt dem Abgasrückführungsmengenprüfungslogikblock 98 zugeführt wird. Alternativ kann der Abgasrückführungsmengenprüfungslogikblock 98 eine Zapfleistungssystemüberwachungssoftware umfassen, wobei dann von Zapfleistungssystembetriebsschaltern oder anderen Zapfleistungssystemsteuergeräten erzeugte Signale dem Block 98 über herkömmliche Sensoreingänge zugeführt werden.
• Das Steuergerät 42 umfasst auf bekannte Art und Weise ein Flag oder eine andere Anzeigeeinrichtung für den Motorbetriebszustand, wobei der Status eines solchen Flags oder anderer Anzeigeeinrichtung den Betriebszustand des Motors 12 wiederspiegelt, d. h. ”Motor läuft” oder ”Motor aus”. In einer Ausführungsform enthält das Steuergerät 42 Schaltkreise und/oder Software zur Überwachung des Betriebszustandes des Motors 12, und in dieser Ausführungsform bildet das Motorbetriebszustand-Flag oder die entsprechende andere Anzeigeeinrichtung einen Teil der intern erzeugten Motorbetriebsinformation, die wie in 2 dargestellt dem Abgasrückführungsmengenprüfungslogikblock 98 zugeführt wird. Alternativ kann der Abgasrückführungsmengenprüfungslogikblock 98 eine Motorbetriebszustandüberwachungssoftware aufweisen, wobei dann die von Sensoren oder Schaltern, mittels derer der Motorbetriebszustand ermittelt werden kann, erzeugten Signale dem Block 98 über herkömmliche Sensoreingänge zugeführt werden.
• Die verbleibenden in den Tabelle 2 angegebenen Datenerfassungsbedingungen stellen bestimmte Betriebsbereiche bestimmter Motor- und/oder Systembetriebsparameter dar. Beispielsweise muss die von der Fahrzeugbatterie (nicht dargestellt) erzeugte Spannung BV in einem Bereich zwischen einer niedrigen Batteriespannung BV_L und einer hohen Batteriespannung BV_H liegen. In einer Ausführungsform werden BV_L und BV_H auf Spannungswerte eingestellt, die Extreme darstellen, für die ein Betrieb des Steuergerätes 42 ausgelegt ist, obwohl selbstverständlich BV_L und BV_H alternativ auf andere gewünschte Batteriespannungswerte eingestellt werden können. Als weiteres Beispiel muss der Umgebungsluftdruck AP größer als ein Umgebungsluftdruckschwellenwert AP_TH sein. In einer Ausführungsform wird AP_TH auf einen Druck eingestellt, der einer ausreichend oberhalb des Meeresspiegels liegenden Höhe entspricht, die einen normalen Abgasrückführungsbetrieb gestattet, obwohl natürlich AP_TH auf andere gewünschte Druckwerte eingestellt werden kann. Als weiteres Beispiel muss die Umgebungstemperatur AT in einem Bereich zwischen einer niedrigen Umgebungstemperatur AT_L und einer hohen Umgebungstemperatur AT_H sein. In einer Ausführungsform legen AT_L und AT_H einen Umgebungstemperaturbereich fest, in dem die Ergebnisse der Abgasrückführungsmengenprüfung als verlässlich angesehen werden können, obwohl natürlich AT_L und AT_H alternativ auf andere gewünschte Umgebungstemperaturwerte eingestellt werden können. In jedem Fall wird die Motor- und/oder Systembetriebsinformation dem Block 98 über die in 2 dargestellten Sensoreingänge zugeführt.
• Fachleuten ist klar, dass die Tabelle 2 lediglich eine veranschaulichende Zusammenstellung von Datenerfassungsbedingungen enthält und dass diese Zusammenstellung wahlweise einige der angegebenen Bedingungen nicht enthalten kann und/oder weitere Motor- und/oder Systembetriebsbedingungen enthalten kann, die in Tabelle 2 nicht wiedergegeben sind. Jede solche alternative Zusammenstellung von Freigabebedingungen wird typischerweise von der jeweiligen Anwendung und/oder der gewünschten Genauigkeit des Prüfalgorithmus diktiert und soll in jedem Fall in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
• Wenn das Steuergerät 42 im Schritt 118 (siehe 3A) feststellt, dass alle Datenerfassungsbedingungen erfüllt sind, rückt die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 120 vor, in dem das Steuergerät 42 unter Verwendung irgendeiner der vorstehend beschriebenen Vorgehensweisen den gegenwärtigen Abgasrückführungsanteil EGR_F ermittelt. Anschließend ermittelt das Steuergerät 42 im Schritt 122 den vom Logikblock 96 erzeugten angewiesenen Abgasrückführungsanteil CEGR_F und berechnet danach im Schritt 124 einen Abgasrückführungsanteilfehler EGRFE als Differenz zwischen dem Abgasrückführungsanteil EGR_F und dem angewiesenen Abgasrückführungsanteil CEGR_F, d. h. EGRFE = EGR_F – CEGR_F. Anschließend aktualisiert das Steuergerät 42 im Schritt 126 die positive und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme EGRPS bzw. EGRNS. Gemäß einer Ausführungsform aktualisiert das Steuergerät 42 die positive und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme gemäß den Gleichungen EGRPS = MAX(0, EGRPS + EGRFE) und EGRNS = MAX(0, EGRNS – EGRFE). In einer alternativen Ausführungsform kann das Steuergerät 42 dazu konfiguriert sein, die positive und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme im Schritt 126 in Übereinstimmung mit einer anderen bekannten Fehlersummierungstechnik zu berechnen. In einer noch anderen Ausführungsform kann das Steuergerät 42 dazu konfiguriert sein, im Schritt 126 nur positive Abgasrückführungsanteilfehlersummen EGRPS oder nur negative Abgasrückführungsanteilfehlersummen EGRNS zu akkumulieren. In einer nochmals anderen Ausführungsform kann das Steuergerät 42 dazu konfiguriert sein, im Schritt 126 sowohl positive als auch negative Abgasrückführungsanteilfehler unter Verwendung lediglich eines einzigen Abgasrückführungsanteilfehlersummenparameters zu verfolgen und zu akkumulieren. Jede dieser Abgasrückführungsanteilfehlersummenakkumulierungsstrategien soll in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen und jede zum Herbeiführen einer solchen alternativen Strategie erforderliche Abwandlung des Algorithmus 100 gehört zum Fachwissen eines Fachmanns auf diesem Gebiet.
• Im Anschluss an den Schritt 126 vergleicht das Steuergerät 42 im Schritt 128 die positive und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme mit vorbestimmten Schwellenwerten TH1 bzw. TH2, wobei TH1 und TH2 kalibrierbare Schwellenwerte sind. Wenn das Steuergerät 42 im Schritt 124 feststellt, dass EGRPS den Wert TH1 erreicht oder übersteigt oder dass EGRNS den Wert TH2 erreicht oder übersteigt, rückt die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 130 vor, in dem das Steuergerät 42 das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf FEHLER setzt, und danach zum Schritt 132, in dem das Steuergerät 42 den Algorithmus 100 auf seine Aufrufroutine zurücksetzt. Stellt andererseits das Steuergerät 42 im Schritt 128 fest, dass EGRPS kleiner als TH1 ist und dass EGRNS kleiner als TH2 ist, rückt die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 134 vor, in dem das Steuergerät 42 ermittelt, ob der Prüfungszeitgeber abgelaufen ist. In einer Ausführungsform ist der Prüfungszeitgeber so konfiguriert, dass der Abgasrückführungsmengenprüfungszeitraum, der durch die Prüfschleife der Schritte 110 bis 134 des Algorithmus 100 festgelegt ist, ungefähr 200 Sekunden beträgt, obwohl natürlich andere Prüfungszeitgeberkonfigurationen und somit andere Abgasrückführungsmengenprüfungszeiträume möglich sind. In jedem Fall springt die Ausführung des Algorithmus, falls das Steuergerät 42 im Schritt 134 feststellt, dass der Prüfungszeitgeber nicht abgelaufen ist, zurück zum Schritt 110. Stellt andererseits das Steuergerät 42 im Schritt 134 fest, dass der Prüfungszeitgeber abgelaufen ist, signalisiert dies das Ende des durch die Prüfschleife der Schritte 110 bis 134 definierten Prüfungszeitraumes und die Ausführung des Algorithmus rückt vor zum Schritt 136.
• Im Schritt 136 vergleicht das Steuergerät 42 die positive und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme mit vorbestimmten Schwellenwerten TH3 bzw. TH4. In einer Ausführungsform ist TH1 > TH3 und TH2 > TH4, obwohl natürlich andere Werte für TH3 und TH4 möglich sind. In jedem Fall rückt die Ausführung des Algorithmus, falls das Steuergerät 42 im Schritt 136 feststellt, dass EGRPS kleiner als TH3 ist und dass EGRNS kleiner als TH4 ist, vor zum Schritt 138, in dem das Steuergerät 42 das Abgasrückführungsmengenprüf-Flag auf BESTANDEN setzt, und danach zum Schritt 142, in dem das Steuergerät 42 den Algorithmus 100 auf seine Aufrufroutine zurücksetzt. Stellt andererseits das Steuergerät 42 im Schritt 136 fest, dass EGRPS größer als oder gleich TH3 ist oder dass EGRNS größer als oder gleich TH4 ist, rückt die Ausführung des Algorithmus zum Schritt 140 vor, in dem das Steuergerät 42 das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf VERWERFEN setzt und danach zum Schritt 142, in dem das Steuergerät 42 den Algorithmus 100 auf seine Aufrufroutine zurücksetzt.
• Die Erfindung ist in der vorstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren dargestellt und im Detail erläutert worden. Jedoch ist die Beschreibung nur als veranschaulichend und ihrem Wesen nach nicht beschränkend zu sehen und es versteht sich, dass nur veranschaulichende Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind und dass alle Änderungen und Abwandlungen im Geiste der Erfindung geschützt sein sollen.

Claims (41)

1. System zum Prüfen eines Abgasrückführungsbetriebes in einem Verbrennungsmotor, mit: – einem Ansaug- und einem Abgaskrümmer, die jeweils betriebsmäßig mit dem Motor verbunden sind, – einer Abgasrückführungsleitung zum Rückführen von Abgas aus dem Abgaskrümmer in den Ansaugkrümmer, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner umfasst: – eine Einrichtung zum Ermitteln eines Abgasrückführungsanteils entsprechend einem Bruchteil rückgeführten Abgases in einer gesamten, dem Ansaugkrümmer zugeführten Luftfüllung, und – ein Steuergerät, welches während eines Prüfungszeitraumes fortwährend einen Abgasrückführungsanteilfehler als eine Differenz zwischen dem ermittelten Abgasrückführungsanteil und dem gewünschten Abgasrückführungsanteil berechnet, wobei das Steuergerät ferner während des Prüfungszeitraumes fortwährend wenigstens eine Abgasrückführungsanteilfehlersumme als eine Summe der Abgasrückführungsanteilfehler akkumuliert, und wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, den Abgasrückführungsbetrieb als normal zu diagnostizieren, wenn die wenigstens eine Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes kleiner als ein erster Schwellenwert bleibt.
2. System nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, den Abgasrückführungsbetrieb als normal zu diagnostizieren, wenn der akkumulierte Wert der wenigstens einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme bei Ablauf eines Prüfungszeitraumes kleiner als ein Schwellenwert ist.
3. System nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Speicher mit einem darin abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, beim Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als normal das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf BESTANDEN zu setzen.
4. System nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, den Abgasrückführungsbetrieb als fehlerhaft zu diagnostizieren, wenn der akkumulierte Wert der zumindest einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während eines Prüfungszeitraumes einen Schwellenwert erreicht oder übersteigt.
5. System nach Anspruch 4, ferner umfassend einen Speicher mit einem darin abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, beim Diagnostizieren der Abgasrückführungsmenge als fehlerhaft das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf FEHLER zu setzen.
6. System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Speicher mit einem darin abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf VERWERFEN zu setzen, wenn der akkumulierte Wert der zumindest einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme nach Ablauf eines Prüfungszeitraumes einen Schwellenwert erreicht oder übersteigt.
7. System nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, während des Prüfungszeitraumes fortwährend eine positive Abgasrückführungsanteilfehlersumme als ein Maximum von Null und einer Summe eines vorhergehenden Wertes der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme und dem Abgasrückführungsanteilfehler, und eine negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme als ein Maximum von Null und einer Summe eines vorhergehenden Wertes der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme und dem Abgasrückführungsanteilfehler zu berechnen.
8. System nach Anspruch 7, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, den Abgasrückführungsbetrieb als normal zu diagnostizieren, wenn ein akkumulierter Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes kleiner als ein erster Schwellenwert bleibt und ein akkumulierter Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes kleiner als ein zweiter Schwellenwert bleibt und wenn der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme nach Ablauf des Prüfungszeitraumes kleiner als ein dritter Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, und der akkumulierte Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als ein vierter Schwellenwert ist, der kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
9. System nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Speicher mit einem darin abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, beim Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als normal das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf BESTANDEN zu setzen.
10. System nach Anspruch 7, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, den Abgasrückführungsbetrieb als fehlerhaft zu diagnostizieren, wenn entweder ein akkumulierter Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des Prüfungszeitraumes einen ersten Schwellenwert erreicht oder übersteigt oder ein akkumulierter Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des Prüfungszeitraumes einen zweiten Schwellenwert erreicht oder übersteigt.
11. System nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Speicher mit einem darin abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, beim Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als fehlerhaft das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf FEHLER zu setzen.
12. System nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Speicher mit einem darin abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, das Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf VERWERFEN zu setzen, wenn ein akkumulierter Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes unter einem dritten Schwellenwert bleibt und ein akkumulierter Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme unter einem zweiten Schwellenwert bleibt und wenn nach Ablauf des Prüfungszeitraumes entweder der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme einen dritten Schwellenwert erreicht oder übersteigt, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, oder der akkumulierte Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme einen vierten Schwellenwert erreicht oder übersteigt, der kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
13. System nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, eine Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen vor einem Starten eines Prüfungszeitraumes, während dessen die zumindest eine Abgasrückführungsanteilfehlersumme fortwährend akkumuliert wird, zu überwachen und den Prüfungszeitraum nur dann zu starten, wenn alle der Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt sind.
14. System nach Anspruch 13, bei dem das Steuergerät ferner dazu konfiguriert ist, die Anzahl der Prüfungsfreigabebedingungen während des gesamten Prüfungszeitraumes zu überwachen und den Prüfungszeitraum neu zu starten, wenn eine der Prüfungsfreigabebedingungen nicht mehr erfüllt ist.
15. System nach Anspruch 14, ferner umfassend eine Einrichtung zum Ermitteln der Motordrehzahl, wobei eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen der sich in einem vorbestimmten Motordrehzahlbereich befindenden Motordrehzahl entspricht.
16. System nach Anspruch 14, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, einen Motorlastwert als Funktion eines Motorkraftstoffsteuerbefehls zu ermitteln, wobei eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen einem Motorlastwert entspricht, der kleiner als ein Schwellenwert für den Motorlastwert ist.
17. System nach Anspruch 14, ferner umfassend – ein in der Abgasrückführungsleitung angeordnetes Abgasrückführungsventil, welches auf einen Abgasrückführungsventilsteuerbefehl anspricht, um eine Stellung des Abgasrückführungsventils in Bezug auf eine Referenzstellung zu steuern, und – eine Einrichtung zum Ermitteln der Stellung des Abgasrückführungsventils in Bezug auf die Referenzstellung, wobei eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen einer Stellung des Abgasrückführungsventils entspricht, die größer als eine Schwellenwertstellung des Abgasrückführungsventils ist.
18. System nach Anspruch 7, bei dem das Steuergerät dazu konfiguriert ist, während des Prüfungszeitraumes eine Anzahl von Datenerfassungsbedingungen ständig zu überwachen und den Abgasrückführungsanteilfehler, die positive Abgasrückführungsanteilfehlersumme und die negative Abgasrückführungsanteilfehlersumme nur dann zu berechnen, wenn alle der Datenerfassungsbedingungen erfüllt sind.
19. Verfahren zum Prüfen eines Abgasrückführungsbetriebes in einem Verbrennungsmotor mit einem Ansaugkrümmer, einem Abgaskrümmer und einer Abgasrückführungsleitung zum Rückführen von Abgas aus dem Abgaskrümmer in den Ansaugkrümmer, mit den Schritten: – Ermitteln eines Abgasrückführungsanteils entsprechend einem Bruchteil rückgeführten Abgases in einer dem Ansaugkrümmer zugeführten Gesamtluftfüllung, – Ermitteln eines gewünschten Abgasrückführungsanteils, – fortwährendes Berechnen während eines Prüfungszeitraumes eines Abgasrückführungsanteilfehlers als eine Differenz zwischen dem ermittelten Abgasrückführungsanteil und dem gewünschten Abgasrückführungsanteil und Akkumulieren während des Prüfungszeitraumes wenigstens einer Abgasrückführungsanteilfehlersumme als eine Summe der Abgasrückführungsanteilfehler, und – Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als normal, wenn die wenigstens eine Abgasrückführungsanteilfehlersumme während des gesamten Prüfungszeitraumes kleiner als ein erster Schwellenwert bleibt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend den Schritt des Setzens eines in einem Speicher abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flags auf BESTANDEN nach dem Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als normal.
21. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Schritt des Prüfens des Abgasrückführungsbetriebes den Schritt des Diagnostizierens des Abgasrückführungsbetriebes als fehlerhaft einschließt, wenn der akkumulierte Wert der wenigstens einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme während eines Prüfungszeitraumes einen Schwellenwert erreicht oder übersteigt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, ferner umfassend den Schritt des Setzens eines in einem Speicher abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf FEHLER nach Diagnostizieren eines fehlerhaften Abgasrückführungsbetriebes.
23. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Schritt des Prüfens des Abgasrückführungsbetriebes das Setzen eines in einem Speicher abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flags auf VERWERFEN einschließt, wenn der akkumulierte Wert der wenigstens einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme nach Ablauf des Prüfungszeitraumes einen Schwellenwert erreicht oder übersteigt.
24. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend die Schritte des Überwachens einer Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen und des Ausführens der fortwährenden Berechnungs- und Prüfungsschritte nur dann, wenn alle Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt sind.
25. Verfahren nach Anspruch 24, ferner umfassend die Schritte des Überwachens der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen während einer gesamten Prüfungsdauer, während dessen der Abgasrückführungsanteilfehler fortwährend berechnet wird, und des Neustartens des Prüfungszeitraumes, wenn eine der Prüfungsfreigabebedingungen nicht mehr erfüllt ist.
26. Verfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend die Schritte des Ermittelns der Motordrehzahl und des Feststellens, dass eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt ist, wenn die Motordrehzahl sich in einem vorbestimmten Motordrehzahlbereich befindet.
27. Verfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend die Schritte des Ermittelns eines Motorlastwertes als Funktion eines Motorkraftstoffsteuerbefehls und des Feststellens, dass eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt ist, wenn der Motorlastwert kleiner als ein Schwellenwert für den Motorlastwert ist.
28. Verfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend die Schritte des Ermittelns der Stellung eines in der Abgasrückführungsleitung angeordneten Abgasrückführungsventils in Bezug auf eine Referenzstellung und des Feststellens, dass eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt ist, wenn die Stellung des Abgasrückführungsventils größer als eine Schwellenwertstellung des Abgasrückführungsventils ist.
29. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Schritt des fortwährenden Berechnens eines Abgasrückführungsanteilfehlers als eine Differenz zwischen dem Abgasrückführungsanteil und dem gewünschten Abgasrückführungsanteil und des Akkumulierens wenigstens einer Abgasrückführungsanteilfehlersumme als Funktion des Abgasrückführungsanteilfehlers ferner umfasst das Überwachen einer Anzahl von Datenerfassungsbedingungen und das Berechnen des Abgasrückführungsanteilfehlers und des Akkumulierens der wenigstens einen Abgasrückführungsanteilfehlersumme nur dann, wenn alle Datenerfassungsbedingungen erfüllt sind.
30. Verfahren zum Prüfen eines Abgasrückführungsbetriebes in einem Verbrennungsmotor mit einem Ansaugkrümmer, einem Abgaskrümmer und einer Abgasrückführungsleitung zum Rückführen von Abgas aus dem Abgaskrümmer in den Ansaugkrümmer, mit den Schritten: – Ermitteln eines Abgasrückführungsanteils entsprechend einem Bruchteil rückgeführten Abgases in einer dem Ansaugkrümmer zugeführten Gesamtluftfüllung, – Ermitteln eines gewünschten Abgasrückführungsanteils, – fortwährendes Berechnen eines Abgasrückführungsanteilfehlers als eine Differenz zwischen dem Abgasrückführungsanteil und dem gewünschten Abgasrückführungsanteil, einer positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme als ein Maximum von Null und einer Summe eines vorhergehenden Wertes der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme und des Abgasrückführungsanteilfehlers, und einer negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme als ein Maximum von Null und einer Summe eines vorhergehenden Wertes der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme und des Abgasrückführungsanteilfehlers, und – Prüfen des Abgasrückführungsbetriebes als Funktion akkumulierter Werte der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme und der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme.
31. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Schritt des Prüfens des Abgasrückführungsbetriebes das Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als normal einschließt, wenn während einer gesamten Prüfungsdauer der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als ein erster Schwellenwert bleibt und ein akkumulierter Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als ein zweiter Schwellenwert bleibt und wenn nach Ablauf des Prüfungszeitraumes der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als ein dritter Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, und der akkumulierte Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme kleiner als ein vierter Schwellenwert ist, der kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
32. Verfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend den Schritt des Setzens eines in einem Speicher abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flags auf BESTANDEN nach dem Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als normal.
33. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Schritt des Prüfens des Abgasrückführungsbetriebes das Diagnostizieren des Abgasrückführungsbetriebes als fehlerhaft einschließt, wenn während eines Prüfungszeitraumes entweder ein akkumulierter Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme einen ersten Schwellenwert erreicht oder übersteigt oder ein akkumulierter Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme einen zweiten Schwellenwert erreicht oder übersteigt.
34. Verfahren nach Anspruch 33, ferner umfassend den Schritt des Setzens eines in einem Speicher abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flag auf FEHLER nach Diagnostizieren eines fehlerhaften Abgasrückführungsbetriebes.
35. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem der Schritt des Prüfens des Abgasrückführungsbetriebes das Setzen eines in einem Speicher abgespeicherten Abgasrückführungsmengenprüfungs-Flags auf VERWERFEN einschließt, wenn während eines Prüfungszeitraumes ein akkumulierter Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme unter einem ersten Schwellenwert bleibt und ein akkumulierter Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme unter einem zweiten Schwellenwert bleibt und wenn nach Ablauf des Prüfungszeitraumes entweder der akkumulierte Wert der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme einen dritten Schwellenwert erreicht oder übersteigt, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, oder ein akkumulierter Wert der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme einen vierten Schwellenwert erreicht oder übersteigt, der kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
36. Verfahren nach Anspruch 30, ferner umfassend die Schritte des Überwachens einer Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen und des Ausführens der fortwährenden Berechnungs- und Prüfungsschritte nur dann, wenn alle Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt sind.
37. Verfahren nach Anspruch 36, ferner umfassend die Schritte des Überwachens der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen während des gesamten Prüfungszeitraumes, während dessen der Abgasrückführungsanteilfehler fortwährend berechnet wird, und des Neustartens des Prüfungszeitraumes, wenn eine der Prüfungsfreigabebedingungen nicht mehr erfüllt ist.
38. Verfahren nach Anspruch 37, ferner umfassend die Schritte des Ermittelns der Motordrehzahl und des Feststellens, dass eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt ist, wenn die Motordrehzahl sich in einem vorbestimmten Motordrehzahlbereich befindet.
39. Verfahren nach Anspruch 37, ferner umfassend die Schritte des Ermittelns eines Motorlastwertes als Funktion eines Motorkraftstoffsteuerbefehls und des Feststellens, dass eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt ist, wenn der Motorlastwert kleiner als ein Schwellenwert für den Motorlastwert ist.
40. Verfahren nach Anspruch 37, ferner umfassend die Schritte des Ermittelns der Stellung eines in der Abgasrückführungsleitung angeordneten Abgasrückführungsventils in Bezug auf eine Referenzstellung und des Feststellens, dass eine der Anzahl von Prüfungsfreigabebedingungen erfüllt ist, wenn die Stellung des Abgasrückführungsventils größer als eine Schwellenwertstellung des Abgasrückführungsventils ist.
41. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Schritt des fortwährenden Berechnens eines Abgasrückführungsanteilfehlers, der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme und der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme ferner umfasst das Überwachen einer Anzahl von Datenerfassungsbedingungen und das Berechnen des Abgasrückführungsanteilfehlers, der positiven Abgasrückführungsanteilfehlersumme und der negativen Abgasrückführungsanteilfehlersumme nur dann, wenn alle Datenerfassungsbedingungen erfüllt sind.

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