DE102005006362A1 - Method for functional diagnosis of two functional components of exhaust gas recirculation system involves establishing of deviation in set value-/actual value of operating parameters of exhaust gas recirculation system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Funktionsdiagnose eines Abgasrückführsystems einer abgasrückführenden Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.The The invention relates to a method and a device for functional diagnosis an exhaust gas recirculation system an exhaust gas recirculating Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle according to the preambles the respective independent claims.
Ein
hier umfaßtes
Abgasrückführsystem
einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges geht bspw. aus der
Aufgrund bestehender „OBD"-Regularien haben sämtliche an der Verbrennung mittelbar oder unmittelbar beteiligten Komponenten einer Abgasrückführung, deren Ausfall zu einer merklichen Verschlechterung der Abgasemission führen kann, von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine fortwährend überwacht zu werden. Die Abkürzung „OBD" oder besser „EOBD" steht als Abkürzung für „European On-Board Diagnostics", welche die Eigendiagnose in Kraftfahrzeugen fordert, d.h. die Bereitstellung eines im Steuergerät der Brennkraftmaschine integrierten Diagnosesystems, welches ständig abgasrelevante (Regel-)systeme und Bauteile eines Regelungssystems der Brennkraftmaschine überwacht. Die EOBD ist Bestandteil der Euronorm-Stufe 3, die offiziell am 01.01.2001 bei Fahrzeug-Erstzulassungen in Kraft trat. Ein solches Diagnosesystem beinhaltet eine Abgas-Warnleuchte, die im Falle einer emissionsbezogenen Fehlfunktion eines der genannten Teile aufleuchtet.by virtue of existing "OBD" rules all components directly or indirectly involved in combustion an exhaust gas recirculation, whose Failure can lead to a noticeable deterioration of the exhaust emission, from a controller the internal combustion engine is constantly monitored to become. The abbreviation "OBD" or better "EOBD" stands as an abbreviation for "European On-Board Diagnostics ", which requires self-diagnosis in motor vehicles, i. the provision one in the control unit the internal combustion engine integrated diagnostic system, which is constantly exhaust gas relevant (Control) systems and components of a control system of the internal combustion engine monitors. The EOBD is part of the Euronorm Level 3, which officially took place on 01.01.2001 came into force for vehicle registration. Such Diagnostic system includes an exhaust gas warning lamp, which in the case of an emissions-related Malfunction of one of the mentioned parts lights up.
Das genannte Diagnosesystem überwacht dabei bspw. das Kraftstoffsystem und die genannte Abgasrückführung. Nicht permanent überwachte Bauteile und Systeme werden erst beim Durchfahren eines Fahrzyklus überprüft, welcher insbesondere eine Kaltstart-Leerlaufphase und eine Konstantfahrt in wenigstens zwei Geschwindigkeitsbereichen umfaßt. Ein Funktionsfehler der Abgasrückführung wird dann angenommen, wenn festgelegte Diagnoseschwellen bzw. -grenzwerte überschritten werden.The called diagnostic system monitors it For example, the fuel system and the aforementioned exhaust gas recirculation. Not permanently monitored components and systems are checked only when driving through a driving cycle, which in particular a cold start idling phase and a constant travel in at least two speed ranges includes. A malfunction of the exhaust gas recirculation will then assumed when specified diagnostic thresholds or limits exceeded become.
Im Zuge bevorstehender Zertifizierungen für die EOBD wurde in bestehenden Steuerprogrammen (Applikationen) der genannten Steuergeräte ein sogenannter „Flow Check Test" eingeführt, mittels dessen die Wirksamkeit der Abgasrückführung überprüft wird. Dieser Test läuft unabhängig von der sogenannten „HFM-Plausibilisierung" ab, bei der die Meßdaten eines im (Frischluft-)Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordneten Luftmengenmessers (HFM) in an sich bekannter Weise bereits einer Funktionsprüfung unterzogen werden.in the Upcoming certifications for the EOBD have been in existing Control programs (applications) of the aforementioned control units a so-called "flow check Test "introduced by means of whose effectiveness of exhaust gas recirculation is checked. This test runs independently of the so-called "HFM plausibility check", in which the Measured data of a arranged in the (fresh air) intake tract of the internal combustion engine Air flow meter (HFM) in a conventional manner already one functional test be subjected.
Beim Flow Check Test kann nun der Fall eintreten, daß ein klemmendes oder blockierendes Abgasrückführventil fälschlicherweise einen Plausibilitätsfehler des HFM verursacht. Umgekehrt kann auch ein HFM, der keine plausiblen Werte liefert, einen Flow-Check Fehler hervorrufen. In beiden genannten Fällen ist es nicht möglich, ein in Frage kommendes defektes Bauteil sicher zu diagnostizieren. Dadurch besteht die Notwendigkeit des Austausches aller in Frage kommenden Komponenten der Abgasrückführung und damit eine überhöhte Kostenlast für alle Beteiligten.At the Flow check test can now be the case that a jamming or blocking Exhaust gas recirculation valve falsely a plausibility error caused by the HFM. Conversely, an HFM, which is not plausible Returns values, causing a flow check error. In both mentioned make it is impossible, to reliably diagnose a defective component in question. Thereby There is a need for the exchange of all possible Components of exhaust gas recirculation and thus an excessive cost burden for all Involved.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren und eine Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß die vorbeschriebene Mehrdeutigkeit bei einer hier betroffenen Funktionsdiagnose vermieden und insbesondere eine sichere und zuverlässige Ortung einer defekten Komponente des Abgasrückführsystems ermöglicht wird.Of the Invention is therefore based on the object, an aforementioned Method and an apparatus to improve in that the above-described Ambiguity avoided in a functional diagnosis affected here and in particular a secure and reliable location of a defective component the exhaust gas recirculation system is possible.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Die Erfindung schlägt vor, bei einem hier betroffenen Verfahren zur Funktionsdiagnose wenigstens zweier Funktionskomponenten eines Abgasrückführsystems einer abgasrückführenden Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges im Rahmen eines Zusatztests vorzusehen, daß eine Sollwert-/Istwert-Regelabweichung wenigstens einer Betriebskenngröße des Abgasrückführsystems, bevorzugt der Luftmenge, festgestellt wird, daß im Falle einer festgestellten Regelabweichung der Sollwert der Betriebskenngröße verändert wird, daß eine sich dabei etwa ergebende Änderung wenigstens einer Betriebsgröße der wenigstens zwei Funktionskomponenten, bevorzugt des Tastverhältnisses eins Abgasrückführstellers, festgestellt wird und daß aus der festgestellten Änderung der wenigstens einen Betriebsgröße der wenigstens zwei Funktionskomponenten auf das mögliche Vorliegen einer Funktionsstörung mindestens einer der wenigstens zwei Funktionskomponenten des Abgasrückführsystems geschlossen wird.The Invention proposes before, in a method involved here for functional diagnosis at least two functional components of an exhaust gas recirculation system an exhaust gas recirculating Internal combustion engine, in particular a motor vehicle in the frame an additional test provide that a setpoint / actual value control deviation at least one operating characteristic of the exhaust gas recirculation system, preferably the amount of air, it is found that in case of a detected Control deviation of the setpoint of the operating characteristic is changed, that one about resulting change at least one operating size of the at least two functional components, preferably the duty cycle one exhaust gas recirculation actuator, is determined and that out the change detected the at least one operating size of the at least two functional components on the possible existence of a malfunction at least one of the at least two functional components of the exhaust gas recirculation system is closed.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Zusatztest verbessert in erheblichem Maße die Qualität der Funktionsdiagnose eines hier betroffenen Abgasrückführsystems, da er eine sichere und zuverlässige Ortung einer defekten Komponente bzw. einer anderen Fehlerursache für den Defekt und damit eine anschließende gezielte Reparatur ermöglicht. Die Erfindung ermöglicht insbesondere eine sichere Unterscheidung eines Abgasrückführungs- oder HFM-Plausibilitätsfehlers in einer hier betroffenen Brennkraftmaschine.The additional test proposed according to the invention considerably improves the quality of the functional diagnosis of an exhaust gas recirculation system affected here, since it enables a reliable and reliable locating of a defective component or another fault cause for the defect and thus a subsequent targeted repair. In particular, the invention enables a reliable distinction of an exhaust gas recirculation or HFM plausibility error in an internal combustion engine affected here.
Insbesondere ist dank des Zusatztests ein Auslesen eines in einem Steuergerät etwa angeordneten Fehlerspeichers nur dann erforderlich, wenn die beiden genannten Fehler/Defekte gleichzeitig auftreten, d.h. daß ein klemmendes oder blockierendes Abgasrückführventil fälschlicherweise einen Plausibilitätsfehler des HFM verursacht und ein HFM, der keine plausiblen Werte liefert, seinerseits einen Flow-Check Fehler hervorruft.Especially thanks to the additional test is a reading of a arranged approximately in a control unit Fault memory required only if the two mentioned Errors / defects occur simultaneously, i. that a pinching or blocking Exhaust gas recirculation valve falsely a plausibility error of the HFM and an HFM that does not provide plausible values, in turn causes a flow check error.
Der erfindungsgemäße Zusatztest kann unmittelbar an einem Kraftfahrzeug durchgeführt werden und vermeidet damit eine aufwendige Untersuchung des Abgasrückführsystems in einer Werkstatt. Der Zusatztest bedeutet somit im Ergebnis ein erhebliches Einsparpotential sowohl für den Fahrzeughersteller als auch den/die Zulieferer und den/die Endkunden, da mithin nur noch eine tatsächlich defekte Komponente ausgetauscht werden muß.Of the inventive additional test can be performed directly on a motor vehicle and avoids it a complex investigation of the exhaust gas recirculation system in a workshop. Of the Additional test thus means a significant potential savings as well as the vehicle manufacturer as well as the supplier (s) and the end customer (s), because then only one actually defective component must be replaced.
Der Zusatztest erfüllt sämtliche EOBD-Bestimmungen, da er fortdauernd und frei programmierbar (applizierbar) angewendet werden kann, bei Bedarf sogar während eines vorbeschriebenen europäischen Fahrzyklusses. Wird mittels des Zusatztests kein Funktionsfehler diagnostiziert, werden auf anderem Wege ermittelte Diagnoseergebnisse durch diesen nicht beeinträchtigt.Of the Additional test fulfilled all EOBD regulations, as it is continuous and freely programmable (applicable) can be applied, if necessary, even during a prescribed European Driving cycle. Does not function by means of the additional test diagnosed, diagnostic results obtained by other means not affected by this.
Der Zusatztest kann in vorteilhaft einfacher und kostengünstiger Weise in ein bestehendes Steuergerät einer abgasrückführenden Brennkraftmaschine, bevorzugt in Form eines entsprechenden Steuerprogramms, implementiert werden.Of the Additional test can be beneficial in easier and cheaper Way in an existing control unit of an exhaust gas recirculation Internal combustion engine, preferably in the form of a corresponding control program, be implemented.
Die erfindungsgemäß ebenfalls vorgeschlagene Vorrichtung zur Funktionsdiagnose eines Abgasrückführsystems einer hier betroffenen Brennkraftmaschine umfaßt wenigstens eine Logikschaltung, mittels welcher der erfindungsgemäße Zusatztest realisiert ist.The according to the invention also proposed device for functional diagnosis of an exhaust gas recirculation system an internal combustion engine affected here comprises at least one logic circuit, by means of which the additional test according to the invention is realized.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachfolgend, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, anhand von Ausführungsbeispielen eingehender beschrieben, aus denen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervorgehen.The The invention will be described below with reference to the attached drawing. based on embodiments described in more detail, from which further features and benefits of the invention.
In der Zeichnung zeigen im einzelnenIn show the drawing in detail
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Die
Die
in der
Die
Dieselbrennkraftmaschine
Eine
vorbeschriebene Vorrichtung ist im wesentlichen aus der eingangs
bereits erwähnten Druckschrift
Der
vorgeschlagene und nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Im folgenden werden die Vorgehensweise und Interpretation des Ergebnisses des vorgeschlagenen Zusatztests anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben.in the Following are the procedure and interpretation of the result the proposed additional test using preferred embodiments described.
In
der vorliegenden
Als
Eingangsgröße wird
der Schaltung über die
Leitung
Liegt
am Ausgang
Das
am Ausgang
Am
Ausgang des logischen UND-Glieds
Stellt
man die oben beschriebenen Vorbedingungen fest und sind aus Gründen einer
möglichst
sicheren Diagnose auch die in der
So
wird die Lufttemperatur mittels des Vergleichers
Zusätzlich wird
mittels des Vergleichers
Zusätzlich geht
bei dem UND-Glied
Es
ist anzumerken, daß die
vorbeschriebenen Vergleichswerte
Die
genannte Offsetierung des Luftmassensollwertes wird nun unter Hinweis
auf das in der
Am
Eingang der in der
Der
Ausgang des ersten Schalters
Der
offsetierte Luftmassensollwert wird demnach in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
anhand der folgenden Gleichung berechnet:
Es werden die beiden folgenden Fallkonstellationen unterschieden:
- a) liegt eine Abweichung oder eine Fehlfunktion des im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordneten Luftmengenmessers (HFM) vor, so wird sich das Tastverhältnis gegenüber dem nicht offsetierten Luftmengensollwert ändern und keine extremen Tastverhältnisse mehr annehmen. Auch die Regelabweichung wird dann ebenfalls geringer werden. Im Ergebnis kann hierdurch auf einen defekten HFM geschlossen werden;
- b) klemmt der ARF-Steller oder ist die Unterdruckversorgung des Stellers abgefallen oder undicht, so bleibt das Tastverhältnis TV des ARF-Stellers maximal oder minimal und die Regelabweichung wird geringer, bleibt aber dennoch bestehen. Im Ergebnis kommt dabei heraus, daß der ARF-Steller klemmt.
- a) If there is a deviation or a malfunction of the air flow meter (HFM) arranged in the intake tract of the internal combustion engine, then the duty cycle will change with respect to the non-offset air quantity setpoint and no longer assume extreme duty cycles. The control deviation will then also be lower. As a result, it can be concluded that a defective HFM;
- b) If the ARF controller is stuck or if the negative pressure supply of the actuator is dropped or leaking, the duty cycle TV of the ARF controller remains maximum or minimum and the control deviation becomes smaller, but it still remains. As a result, it turns out that the ARF controller is stuck.
Es ist anzumerken, daß das Tastverhältnis des ARF-Stellers die für die genannte Zuordnung maßgebende Größe darstellt.It It should be noted that the Duty cycle of ARF-Steller's for the named assignment authoritative Size represents.
In
der
Beim Start der Routine wird das Testergebnis zunächst mit dem Wert ,0' initialisiert. In Fällen, in denen der Zusatztest unterbrochen oder beendet wird, wird der Testzustand jeweils wieder auf den Wert ,0' gesetzt.At the When the routine starts, the test result is first initialized with the value '0'. In cases in which the additional test is interrupted or terminated, the Test state again set to the value '0'.
Der
erste Testzustand mit dem Wert ,0' stellt eine Warteschleife dar, in der
das Erfülltsein
der in
Der
Testzustand mit dem Wert ,4' liegt
vor, wenn der Timer ,T1' abgelaufen
ist, die Mindestbedingungen weiterhin erfüllt sind und das Testergebnis „TV-ARF
kritisch" vorliegt.
Zusätzlich
ergibt der Zusatztest, daß bei
dem Luftmassen-Sollwert ein Offset 1 vorliegt. In diesem Testzustand
wird lediglich der genannte Timer ,T2' gestartet und zugewartet, bis dieser
abgelaufen ist. Ein Testergebnis wird in diesem Fall nicht ausgegeben.
Der Testzustand mit dem Wert ,8' liegt
vor, wenn die Mindestbedingungen weiterhin erfüllt sind und der Timer ,T2' abgelaufen ist.
In diesem Fall wird ein Testergebnis ,1' ausgegeben, wonach die Tastverhältnisse
als „TV-ARF
kritisch" eingestuft
werden und der Test als durchgeführt
und beendet gilt. Das Tastverhältnis
wird dann als „kritisch" eingestuft, wenn
die in der
Der Testzustand mit dem Wert ,16' liegt vor, wenn der Timer ,T2' abgelaufen ist, die Mindestbedingungen noch erfüllt sind und das Testergebnis „TV-ARF nicht kritisch" vorliegt. Zusätzlich ergbit der Test, daß bei dem Luftmassen-Sollwert ein Offset 2 vorliegt. In diesem Testzustand wird der genannte Timer ,T3' gestartet und zugewartet, bis dieser abgelaufen ist. In diesem Testzustand wird kein Testergebnis ausgegeben.Of the Test state with the value '16' before, when the timer, T2 'expired is, the minimum conditions are still met and the test result is "TV-ARF not critical ". additionally ergbit the test that at the air mass setpoint is an offset 2. In this test condition the said timer, T3 'is started and wait until it has expired. In this test condition no test result is output.
Es ist anzumerken, daß im Testzustand ,16' das Tastverhältnis an sich zwar als nicht kritisch angenommen wird, aber der Zusatztest hier noch nicht beendet werden kann. Es wird in diesem Zustand jedoch ein zweiter Offset auf den Luftmassen-Sollwert aufaddiert und der Timer ,T3' gestartet, während dessen Ablaufs die genannten Mindestbedingungen ebenfalls erfüllt sein müssen. Mit diesem zweiten Offset wird bei einem blockierenden ARF-Ventil die Situation vermieden, daß der mit dem ersten Offset beaufschlagte Sollwert in der blockierten Position des ARF-Stellers erreicht wird, daß also zufälligerweise der neue Sollwert und der Istwert übereinstimmen. Dadurch würde der Zustand eines nicht klemmenden Ventils vorgetäuscht. Bei einem unterschiedlichen Offsetwert („Offset 2") kann sich dieser Spezialfall nicht wiederholen.It It should be noted that in Test condition, 16 'the duty cycle Although not considered critical in itself, but the additional test can not be finished here yet. It will be in this state, however a second offset added to the air mass setpoint and the Timer, T3 'started, while whose expiration of said minimum conditions also be met have to. With this second offset is at a blocking ARF valve avoided the situation that the The setpoint applied to the first offset in the blocked offset Position of the ARF controller is achieved, so that coincidentally, the new setpoint and the actual value match. Thereby would the Condition of a non-clamping valve simulated. At a different offset value ( "Offset 2 ") can this Do not repeat special case.
Der vorletzte Testzustand mit dem Wert ,32' liegt vor, wenn der Timer ,T3' abgelaufen ist und die Mindestbedingungen noch erfüllt sind. Der Zusatztest gibt in diesem Testzustand das bereits genannte Testergebnis ,1' aus, wonach die Tastverhältnisse als „TV-ARF kritisch" eingestuft werden und der Zusatztest beendet wird.Of the penultimate test state with the value, 32 'is present when the timer, T3' has expired and the minimum conditions still met are. The additional test gives the already mentioned test result in this test condition , 1 ', after which the duty cycles as "TV ARF classified critically and the additional test is terminated.
Der letzte Testzustand mit dem Wert ,64' liegt vor, wenn der Timer ,T3' abgelaufen ist und die Mindestbedingungen noch erfüllt sind. Jedoch ergibt der Zusatztest in diesem Testzustand das bereits genannte Testergebnis ,2' aus, wonach die Tastverhältnisse als „TV-ARF nicht kritisch" eingestuft werden und der Zusatztest beendet wird.Of the last test state with the value, 64 'is present when the timer, T3' has expired and the minimum conditions still met are. However, the supplemental test in this test condition yields that already called test result, 2 ', after which the duty cycles as "TV ARF not critical " and the additional test is terminated.
Es ist schließlich zu erwähnen, daß mittels der genannten Timer T1 – T3 sichergestellt wird, daß der Zusatztest jeweils in einem stabilen Zustand durchgeführt wird.It is finally to mention, that by means of Timer T1 - T3 it is ensured that the Supplementary test is carried out in each case in a stable state.
Die
Als
weitere Eingangsgrößen für die vorliegende
Schaltung dienen der bereits genannte HFM-Plausibilitätsfehler
Die
Ausgänge
der beiden Vergleicher
Aus
der
Wird der Zusatztest hingegen mit dem Ergebnis, daß das Tastverhältnis TV-ARF „nicht kritisch" ist, abgeschlossen, d.h. in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ergibt sich danach ein Wert „ 2" für das Testergebnis und ein Wert „2" oder „64" für den Testzustand, und sind zusätzlich Fehler bezüglich der „HFM-Plausibilität" und dem „Flow Check" aufgetreten, so wird der HFM als (endgültig) defekt und als die Ursache der beiden genannten Fehler angenommen. In diesem Fall brauchen somit der ARF-Steller und die pneumatische Führung samt des elektropneumatischen Ventils nicht ausgetauscht zu werden.Becomes the additional test, however, with the result that the duty cycle TV-ARF "not critical "is, completed, i.e. in the present embodiment then results in a value "2" for the test result and a value of "2" or "64" for the test condition, and are additional Mistake regarding the "HFM Plausibility" and the "Flow Check" occurred, so is the HFM considered (finally) defective and accepted as the cause of the two mentioned errors. In this case, therefore, the ARF actuator and the pneumatic guide together with of the electropneumatic valve can not be replaced.
Es
ist ferner anzumerken, daß anstelle
des „Flow
Check"-Fehlers auch
die Ergebnisse anderer Überwachungsfunktionen
herangezogen werden können.
In Frage kommen dabei grds. solche Überwachungsfunktionen, welche
im allgemeinen Fehler im Luftsystem oder AGR-System der Brennkraftmaschine
melden wie bspw. die Erkennung einer bleibenden Regelabweichung
eines Luftmassenreglers oder eines Abgasrückführratenreglers. In der
Auch
kann die genannte Offsetierung des Luftmassen-Sollwerts alternativ
relativ zum Luftmassen-Istwert erfolgen, anstatt relativ zum Luftmassen-Sollwert.
In diesem Ausführungsbeispiel
erfolgt dann die Berechnung des genannten Offsetierungswertes, gegenüber der
Gleichung Gl. 1, anhand der folgenden Gleichung:
Diese Vorgehensweise hat gegenüber derjenigen gemäß Gl. 1 den weiteren Vorteil, daß der Offset-Wert nicht sehr groß gewählt werden muß, damit der offsetierte Luftmassen-Sollwert in jedem Fall, d.h. je nach positiver oder negativer Regelabweichung, entweder unterhalb oder oberhalb des aktuellen Istwertes zu liegen kommt. Anstelle dessen wird mit der Vorgehensweise gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geprüft, ob sich eine Luftmasse einstellen läßt, die sich etwas vom aktuellen Istwert unterscheidet. Die Auswertung in Bezug auf das genannte „kritische Tastverhältnis" stimmt in diesem Fall allerdings mit der vorbeschriebenen Vorgehensweise überein.These Approach has opposite that according to Eq. 1 the further advantage that the Offset value can not be chosen very large must, so that offset air mass setpoint in any case, i. depending on the positive or negative control deviation, either below or above the current actual value. Instead, with the procedure according to the present embodiment checked, whether it is possible to adjust an air mass that is slightly different from the current one Actual value is different. The evaluation in terms of the said "critical Duty cycle "is correct in this Case however with the above procedure.
Es
ist anzumerken, daß in
dem zuletzt genannten Ausführungsbeispiel
in der
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102005006362A DE102005006362A1 (en) | 2005-02-11 | 2005-02-11 | Method for functional diagnosis of two functional components of exhaust gas recirculation system involves establishing of deviation in set value-/actual value of operating parameters of exhaust gas recirculation system |
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ID=36775998
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---|---|---|---|
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