DE102006037781A1

DE102006037781A1 - Steuerung anhand einer gelernten AGR-Ventilposition

Info

Publication number: DE102006037781A1
Application number: DE102006037781A
Authority: DE
Inventors: Kurt D. Clarkston Mc Lain
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2007-03-01
Also published as: US20070043498A1; CN100538057C; US7198038B2; CN1916388A

Abstract

Ein Abgasrückführungs-Ventilpositionierungssystem (AGR-Ventilpositionierungssystem) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ventilbetätigungsmodul, ein AGR-Ventilpositionsmodul und ein Steuervariablen-Einstellmodul. Das Ventilbetätigungsmodul verwendet selektiv gelernte und Standardvariablen als Steuervariablen, um ein AGR-Ventil zu positionieren. Das AGR-Ventilpositionsmodul ermittelt, ob das AGR-Ventil in einer Zielposition positioniert ist. Das Steuervariablen-Einstellmodul kommuniziert mit dem Ventilbetätigungsmodul und dem AGR-Ventilpositionsmodul und stellt die gelernten Variablen ein, wenn das AGR-Ventilpositionsmodul ermittelt, dass das AGR-Ventil außerhalb der Zielposition positioniert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Abgasrückführungssysteme (AGR-Systeme) für Verbrennungsmotoren und spezieller ein Steuersystem und -verfahren zum Positionieren eines AGR-Ventils während eines Strömungsbeschränkungstests für ein AGR-System.
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern, um in wechselweise Kolben anzutreiben. Die Kolben treiben eine Kurbelwelle rotierend an, um einem Antriebsstrang ein Antriebsdrehmoment zu liefern. Abgas, das durch den Verbrennungsprozess erzeugt wird, entweicht aus dem Motor über einen Abgaskrümmer und wird durch ein Abgassystem behandelt.

Motorsysteme umfassen oft ein Abgasrückführungssystem (AGR-System), um Motoremissionen zu reduzieren. AGR-Systeme führen Abgase in die Zylinder zurück, was tendenziell die Menge an für die Verbrennung verfügbarem Sauerstoff begrenzt. Ein Begrenzen des Sauerstoffs, der für die Verbrennung verfügbar ist, verringert die Verbrennungstemperaturen und reduziert Motoremissionen. AGR-Systeme können auch eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder Leistung verbessern, wenn die Zündzeitpunkteinstellung und die Kraftstoffeinspritzung zusammen mit dem Betrieb des AGR-Systems optimiert werden. Ablagerungen, die sich in dem AGR-System bilden, beschränken die Abgasströmung und minimieren den Wirkungsgrad des AGR-Systems. Somit kann ein AGR-Diagnosetest durchgeführt werden, um zu ermitteln, wenn die AGR-Strömung beschränkt ist.

Der AGR-Diagnosetest vergleicht einen maximalen Krümmerabsolutdruck (MAP von manifold absolute pressure), wenn das AGR-Ventil offen ist, mit einem maximalen MAP, wenn das AGR-Ventil geschlossen ist. Der Diagnosetest verwendet die maximale MAP-Differenz als eine Angabe der AGR-Strömung. Dieses Verfahren erfordert ein Positionieren des AGR-Ventils in offenen und geschlossenen Positionen.

Während des Betriebs des Motors werden Betriebseigenschaften des AGR-Ventils durch Temperaturänderungen beeinflusst. Jedes Mal, wenn der AGR-Diagnosetest durchgeführt wird, muss das AGR-Ventil eine neue Zielposition einnehmen. Die neue Zielposition wird durch Beginnen von einer Anfangsposition und Hinarbeiten zu einer Position, die eine gewünschte Strömung über das AGR-Ventil erlaubt, ermittelt. Ein Versuch, die neue Zielposition zu einzunehmen, kann übermäßige Schwankungen der AGR-Strömung erzeugen, was Emissionen erhöht. Ferner ist es aufgrund der unterschiedlichen AGR-Ventileigenschaften während des Betriebs des Motors schwierig, das momentane Positionierungsverfahren zu kalibrieren.

Bei anderen Ausführungsformen verwendet das AGR-Ventilpositionierungssystem die Standardvariablen, wenn das AGR-Ventilpositionierungssystem zum ersten Mal läuft. Gelernte Variablen werden durch das AGR-Ventilpositionierungssystem verwendet, wenn das AGR-Ventilpositionierungssystem nach dem ersten Mal läuft. Die gelernten Variablen werden gespeichert, wenn das AGR-Ventilpositionierungsmodul ermittelt, dass das AGR-Ventil in der Zielposition positioniert ist.

Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es sei angemerkt, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erklären, nur Erläuterungszwecken dienen und nicht den Schutzumfang der Erfindung begrenzen sollen.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
1 ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems, das ein AGR-Ventil umfasst;
2 ein funktionales Blockdiagramm eines AGR-Ventilpositionierungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und
3 ein Flussdiagramm, das beispielhafte Schritte zeigt, die durch das AGR-Ventilpositionierungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist lediglich beispielhafter Natur und beabsichtigt auf keine Weise, die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Zu Klarheitszwecken werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC von application specific integrated circuit), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, die einen oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis mit kombinatorischer Logik und/oder andere geeignete Bauteile, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
In Bezug auf 1 ist ein beispielhaftes Motorsystem 10 gezeigt. Das Motorsystem 10 umfasst einen Motor 12, einen Einlasskrümmer 14 und einen Auslasskrümmer 16. Der Motor 12 verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern (nicht gezeigt), um Kolben (nicht gezeigt) anzutreiben, die eine Kurbelwelle 18 rotierend antreiben. Luft wird über eine Drosseleinrichtung 20 und in den Einlasskrümmer 14 angesaugt, der die Luft auf die Zylinder verteilt. Abgas von dem Verbrennungsprozess wird aus den Zylindern und in den Auslasskrümmer 16 gepumpt. Das Abgas wird in einem Abgassystem (nicht gezeigt) behandelt und in die Atmosphäre entlassen.
Das Motorsystem 10 umfasst des Weiteren ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 22. Das AGR-Ventil 22 wird selektiv betätigt, um einen Teil des Abgases in den Einlasskrümmer 14 zurück umzuleiten. Das AGR-Ventil 22 arbeitet in den Betriebsarten AGR AN und AGR AUS. In der Betriebsart AGR AUS ist das AGR-Ventil 22 geschlossen und kein Abgas wird in den Einlasskrümmer 14 rückgeführt. In der Betriebsart AGR AN ist das AGR-Ventil 22 offen und ein Teil des Abgases wird in den Einlasskrümmer 14 rückgeführt.
Ein Controller 24 regelt den Motorbetrieb und stellt eine AGR-Strömungsbeschränkungssteuerung bereit, die das Positionieren des AGR-Ventils 22 umfasst. Ein AGR-Ventilpositionssensor 26 antwortet auf die Position des AGR-Ventils 22 und erzeugt auf der Grundlage davon ein Positionssignal. Wie nachstehend ausführlich erläutert, empfängt der Controller 24 das Positionssignal und positioniert das AGR-Ventil 22 auf der Grundlage davon.
Bezug nehmend auf 2 umfasst der Controller 24 einen Speicher 28, der Informationen, wie beispielsweise, ob das AGR-Ventil 22 für einen ersten Test 30 positioniert wurde, einen Satz von Standardsteuervariablen 32 und einen Satz von gelernten Steuervariablen 34, die ermittelt werden, speichert. Die Informationen des ersten Tests 30 geben an, ob das AGR-Ventil 22 seit einem Code-Löschungsereignis positioniert wurde. Code-Löschungsereignisse umfassen einen Energieverlust oder ein Zurücksetzen bei einer Wartung, aber sind nicht darauf beschränkt. Der Controller 24 umfasst auch ein AGR-Ventilpositionierungssystem 36, welches das AGR-Ventil 22 unter Verwendung des ersten Tests 30, des Satzes von Standardsteuervariablen 32 und des Satzes von gelernten Steuervariablen 34, die in dem Speicher 28 gespeichert sind, positioniert. Zusätzlich umfasst der Controller 24 ein Testergebnis-Berechnungsmodul 38, das eine Strömungsbeschränkung in dem AGR-Ventil 22 ermittelt.
Das AGR-Ventilpositionierungssystem 36 umfasst ein Ventilbetätigungsmodul 40, das die Informationen des ersten Tests 30 aus dem Speicher 28 liest und ermittelt, ob der momentane Zyklus ein erster Zyklus seit einem Code-Löschungsereignis ist. Wenn er der erste Zyklus seit einem Code- Löschungsereignis ist, verwendet das Ventilbetätigungsmodul 40 den Satz von Standardsteuervariablen 32 als Steuervariablen, um das AGR-Ventil 22 zu positionieren. Wenn das Ventilbetätigungsmodul 40 ermittelt, dass der momentane Zyklus nicht der erste Zyklus seit einem Code-Löschungsereignis ist, dann verwendet das Ventilbetätigungsmodul 40 den Satz von gelernten Steuervariablen 34 als Steuervariablen, um das AGR-Ventil 22 zu positionieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Steuervariablen eine Stromstärke und eine Zeitdauer, während der die Stromstärke geliefert wird.
Bei Betätigung des AGR-Ventils 22 kommuniziert ein AGR-Ventilpositionsmodul 42 periodisch mit dem AGR-Ventilpositionssensor 26 und ermittelt, ob das AGR-Ventil 22 in einer Zielposition positioniert ist. Die Zielposition ist eine Position, die eine gewünschte Strömung durch das AGR-Ventil 22 erlaubt. Wenn das AGR-Ventilpositionsmodul 42 ermittelt, dass sich das AGR-Ventil 22 nicht in der Zielposition befindet, wird ein Steuervariablen-Einstellmodul 44 aktiviert, um den Satz von gelernten Steuervariablen 34 einzustellen, und der Prozess kehrt für einen weiteren Zyklus zu dem Ventilbetätigungsmodul 40 zurück. Wenn das AGR-Ventilpositionsmodul 42 jedoch ermittelt, dass sich das AGR-Ventil 22 in der Zielposition befindet, dann wird das Testergebnis-Berechnungsmodul 38 aktiviert, um die Abgasströmung über das AGR-Ventil 22 zu berechnen, und der Satz von gelernten Steuervariablen 34 wird für den nächsten Zyklus in dem Speicher 28 gespeichert.
Bezug nehmend auf 3 führt das AGR-Ventilpositionierungsssystem 36 ein Verfahren aus, das allgemein mit 46 bezeichnet ist, um die Position des AGR-Ventils 22 zu steuern. Das Verfahren 46 beginnt mit Schritt 48, wenn ein AGR-Strömungstest beginnt. Der AGR-Strömungstest beginnt, wenn Aktivierungsbedingungen erfüllt wurden. Beispielhafte Aktivie rungsbedingungen umfassen eine Geschwindigkeitsabnahme, eine geschlossene Drosseleinrichtung und Motorumdrehungen in einem vorbestimmten Bereich, aber sind nicht darauf beschränkt. In Schritt 50 ermittelt das AGR-Ventilpositionierungsssystem 36, ob der momentane Zyklus der erste Zyklus seit einem Code-Löschungsereignis ist. Wenn dies der Fall ist, verwendet das AGR-Ventilpositionierungsssystem 36 in Schritt 52 den Satz von Standardsteuervariablen 32 als Steuervariablen, um in Schritt 54 das AGR-Ventil 22 zu betätigen. Wenn dies nicht der Fall ist, verwendet das AGR-Ventilpositionierungssystem 36 in Schritt 56 den Satz von gelernten Steuervariablen 34 aus dem letzten Zyklus als Steuervariablen, um in Schritt 54 das AGR-Ventil 22 zu betätigen.
Sobald das AGR-Ventil 22 betätigt wurde, ermittelt die Steuerung in Schritt 58, ob sich das AGR-Ventil 22 in der Zielposition befindet. Wenn sich das AGR-Ventil 22 nicht in der Zielposition befindet, wird der Satz von gelernten Steuervariablen 34 in Schritt 60 eingestellt, und der Zyklus kehrt zu Schritt 54 zurück. Sobald sich das AGR-Ventil 22 in der Zielposition befindet, werden die Strömungstestergebnisse in Schritt 62 berechnet, der Satz von gelernten Steuervariablen 34 wird in Schritt 64 gespeichert und der Prozess endet in Schritt 66.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung ein Abgasrückführungs-Ventilpositionierungssystem (AGR-Ventilpositionierungssystem), das ein Ventilbetätigungsmodul, ein AGR-Ventilpositionsmodul und ein Steuervariablen-Einstellmodul umfasst. Das Ventilbetätigungsmodul verwendet selektiv gelernte Variablen und Standardvariablen als Steuervariablen, um ein AGR-Ventil zu positionieren. Das AGR-Ventilpositionsmodul ermittelt, ob das AGR-Ventil in einer Zielposition positioniert ist. Das Steuervariablen-Einstellmodul kommuniziert mit dem Ventilbetätigungsmodul und dem AGR-Ventilpositionsmodul und stellt die gelernten Variablen ein, wenn das AGR-Ventilpositionsmodul ermittelt, dass das AGR-Ventil außerhalb der Zielposition positioniert ist.

Claims

Abgasrückführungs-Ventilpositionierungssystem (AGR-Ventilpositionierungsssystem), das umfasst: ein Ventilbetätigungsmodul, das selektiv gelernte und Standardvariablen als Steuervariablen verwendet, um ein AGR-Ventil zu positionieren; ein AGR-Ventilpositionsmodul, das ermittelt, ob das AGR-Ventil in einer Zielposition positioniert ist; und ein Steuervariablen-Einstellmodul, das mit dem Ventilbetätigungsmodul und dem AGR-Ventilpositionsmodul kommuniziert und das die gelernten Variablen einstellt, wenn das AGR-Ventilpositionsmodul ermittelt, dass das AGR-Ventil außerhalb der Zielposition positioniert ist.
AGR-Ventilpositionierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardvariablen als die Steuervariablen verwendet werden, wenn das AGR-Ventilpositionierungssystem zum ersten Mal läuft.
AGR-Ventilpositionierungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen als die Steuervariablen verwendet werden, wenn das AGR-Ventilpositionierungssystems nach dem ersten Mal läuft.
AGR-Ventilpositionierungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen gespeichert werden, wenn das AGR-Ventilpositionierungsmodul ermittelt, dass das AGR-Ventil in der Zielposition positioniert ist.
AGR-Ventilpositionierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen durch schrittweises Bewegen des AGR-Ventils zu der Zielposition hin eingestellt werden.
AGR-Ventilpositionierungssystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen AGR-Ventilpositionsensor, der die Position des AGR-Ventils an das AGR-Ventilpositionsmodul überträgt.
AGR-Ventilpositionierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervariablen eine Stromstärke und eine Zeitdauer, während der die Stromstärke geliefert wird, umfassen.
Verfahren zum Positionieren eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils), das umfasst, dass selektiv gelernte und Standardvariablen als Steuervariablen verwendet werden, um das AGR-Ventil zu positionieren; ermittelt wird, ob sich die Position des AGR-Ventils in einer Zielposition befindet; und die gelernten Variablen eingestellt werden, wenn das AGR-Ventil außerhalb der Zielposition positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardvariablen als die Steuervariablen verwendet werden, wenn das AGR-Ventil zum ersten Mal positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen als die Steuervariablen verwendet werden, wenn das AGR-Ventil nach dem ersten Mal positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen gespeichert werden, wenn das AGR-Ventil in der Zielposition positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen durch schrittweises Bewegen des AGR-Ventils zu der Zielposition hin eingestellt werden.
Verfahren zum Positionieren eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) während eines Strömungsbeschränkungstests, das umfasst, dass ermittelt wird, ob Bedingungen erfüllt wurden, um den Strömungsbeschränkungstest zu aktivieren; selektiv gelernte und Standardvariablen als Steuervariablen verwendet werden, um das AGR-Ventil zu positionieren, wenn die Bedingungen erfüllt wurden, um den Strömungsbeschränkungstest zu aktivieren; ermittelt wird, ob sich die Position des AGR-Ventils in einer Zielposition befindet; und die gelernten Variablen eingestellt werden, wenn das AGR-Ventil außerhalb der Zielposition positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardvariablen als die Steuervariablen verwendet werden, wenn das AGR-Ventil zum ersten Mal positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen als die Steuervariablen verwendet werden, wenn das AGR-Ventil nach dem ersten Mal positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen gespeichert werden, wenn das AGR-Ventil in der Zielposition positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernten Variablen durch schrittweises Bewegen des AGR-Ventils zu der Zielposition hin eingestellt werden.