DE102011009849B4 - Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführsystems - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführsystems einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem, wobei die Einstellung eines bestimmten Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas aus beiden Abgasrückführsystemen mittels eines geschlossenen Regelkreises auf Grundlage eines Sollwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und eines Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas erfolgt, wobei die Bereitstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem innerhalb des geschlossenen Regelkreises gesteuert erfolgt, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem korrigiert werden, wobei anhand der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas einen zu kleinen oder einen zu großen Wert aufweist, wobei eine Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem erfolgt, wobei in Abhängigkeit des berechneten Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem und in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruckabgasrückführsystem fehlerhaft ist oder nicht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführsystems mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1.
  • Zur Senkung des Anteils an Stickoxid im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine ist es bekannt, eine Rückführung von Abgas von der Abgasleitung in die Ansaugleitung vorzunehmen. Insbesondere hat sich ein Abgasrückführsystem durchgesetzt, das eine Abgasrückführleitung umfasst, die eine Verbindung zwischen der Abgasleitung stromaufwärts der Turbine eines Abgasturboladers und der Ansaugleitung stromabwärts des Verdichters des Abgasturboladers herstellt. Zur Beeinflussung des Anteils an rückzuführendem Abgas ist in der Abgasrückführleitung ein Ventil angeordnet, das neben beliebigen Zwischenstellungen vollständig geöffnet und geschlossen werden kann. Ein derartiges Abgasrückführsystem wird auch als Hochdruck-Abgasrückführsystem bezeichnet, da stromaufwärts der Turbine des Abgasturboladers ein relativ hohes Abgasdruckniveau herrscht. Weiterhin ist die Kombination aus einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem bekannt, wobei das Niederdruck-Abgasrückführsystem ebenfalls eine Abgasrückführleitung umfasst, die jedoch eine Verbindung zwischen der Abgasleitung stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und der Ansaugleitung stromaufwärts des Verdichters des Abgasturboladers herstellt. Zur Beeinflussung des Anteils an rückzuführendem Abgas ist in dieser Abgasrückführleitung ebenfalls ein Ventil angeordnet, das neben beliebigen Zwischenstellungen vollständig geöffnet und geschlossen werden kann. Da das Abgasdruckniveau stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers relativ niedrig ist, ergibt sich die entsprechende Bezeichnung. Zur Beeinflussung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem kann weiterhin ein Ventil in der Abgasleitung stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromabwärts der Abzweigung der Abgasrückführleitung angeordnet sein, wobei durch eine Verringerung des Querschnittes dieses Ventils eine Erhöhung des Anteils an rückgeführtem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem erfolgen kann.
  • Eine derartige Kombination aus einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem ist beispielsweise in der DE 10 2007 038 242 A1 offenbart.
  • Gemäß der DE 10 2007 000 236 A1 ist weiterhin ein Abgasrezirkulationsgerät Stand der Technik, das an einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist. Eine Hochdruck-EGR-Passage zweigt von einem Bereich stromaufwärts einer Turbine eines Turboladers in einem Abgassystem für ein Wiederzuführen von Abgas zu einem Bereich stromabwärts eines Kompressors des Turboladers in einem Einlasssystem ab. Eine Hochdruck-EGR-Regulationseinheit steuert Abgas durch die Hochdruck-EGR-Passage hindurch. Eine Niederdruck-EGR-Passage zweigt von einem Bereich stromabwärts der Turbine in dem Abgassystem für ein Wiederzuführen von Abgas zu einem Bereich stromaufwärts des Kompressors in dem Einlasssystem ab. Eine Niederdruck-EGR-Regulationseinheit steuert Abgas durch die Niederdruck-EGR-Passage hindurch. Eine Steuereinheit regelt die Hochdruck-EGR-Regulationseinheit und steuert die Niederdruck-EGR-Regulationseinheit, wenn Abgas durch die Hochdruck-EGR-Passage und die Niederdruck-EGR-Passage hindurch wieder zugeführt wird. Die Steuereinheit regelt die Niederdruck-EGR-Regulationseinheit, wenn Abgas durch nur die Niederdruck-EGR-Passage hindurch wieder zugeführt wird.
  • Gemäß der DE 11 2009 005 080 T5 ist außerdem eine Steuervorrichtung Stand der Technik, die gekennzeichnet ist durch eine äußere AGR-Vorrichtung, mit einem Abgas-Rückführ-Durchlass, der einen Abgasdurchlass und einen Einlassdurchlass der Verbrennungskraftmaschine verbindet, und einem AGR-Ventil, welches durch Anpassen von dessen Öffnungswinkel eine äußere AGR-Strömungsmenge, die von dem Abgasdurchlass durch den Abgas-Rückführ-Durchlass zurück in den Einlassdurchlass strömt, erhöhen und absenken kann; eine Ausgangswert-Erlangungseinrichtung, welche einen Ausgangswert der Maschine erlangt; und eine AGR-Fehler-Beurteilungseinrichtung, welche gemäß einem vorbestimmten Kriterium, basierend auf einer Differenz zwischen einem Ausgang der Maschine, bei dem eine erste AGR-Strömungsmenge zurückgeströmt ist, und einem Ausgang der Maschine, bei dem eine zweite AGR-Strömungsmenge zurückgeströmt ist, das Auftreten eines Fehlers in der äußeren AGR-Vorrichtung beurteilt.
  • Gemäß der DE 103 60 275 A1 ist darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben einer mehrflutigen Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor Stand der Technik, das eine Diagnose einer Abgasrückführvorrichtung ermöglicht. Dabei wird Abgas über mehrere Abgaskanäle entnommen. Für mindestens zwei Abgaskanäle ist jeweils eine Abgasrückführvorrichtung vorgesehen. Mindestens eine von der Abgasrückführvorrichtung beeinflusste, eine Abgaseigenschaft charakterisierende Größe wird für die mindestens zwei Abgaskanäle mit Abgasrückführvorrichtung gemessen und modelliert. Der gemessene Wert für die mindestens eine Größe wird mit dem modellierten Wert für die mindestens eine Größe für die mindestens zwei Abgaskanäle mit Abgasrückführvorrichtung verglichen. Ein Fehler einer der Abgasrückführvorrichtungen wird erkannt, wenn die Vergleichsergebnisse für die mindestens zwei Abgaskanäle mit Abgasrückführvorrichtung unzulässig voneinander abweichen.
  • Gemäß der US 7 392 797 B2 ist abschließend ein EGR-Ausfallbestimmungssystem für einen Verbrennungsmotor Stand der Technik, das in der Lage ist, Ausfälle sowohl einer externen EGR-Einrichtung als auch einer internen EGR-Einrichtung genau zu bestimmen, unabhängig davon, ob die EGR-Menge groß oder klein ist, wodurch die Marktfähigkeit des Systems verbessert werden kann. Das Ausfallbestimmungssystem umfasst eine ECU. Die ECU berechnet ein tatsächliches Frischluftverhältnis und legt einen Zielwert dafür fest. Ferner berechnet sie einen Rückkopplungskorrekturkoeffizienten entsprechend dem tatsächlichen Frischluftverhältnis und dem Zielwert und steuert einen Abgasrückführungsmechanismus und einen Mechanismus mit drei Variablen. Wenn der Rückkopplungskorrekturkoeffizient nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt und größer als 0,5 ist, wird mindestens einer der drei variablen Mechanismen als fehlerhaft bestimmt, während der Abgasrückführungsmechanismus als fehlerhaft bestimmt wird, wenn er nicht größer als 0,5 ist.
  • Eine Kombination aus einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem vereint vorteilhafte Eigenschaften der beiden Systeme. So kann mittels des Hochdruck-Abgasrückführsystems sehr schnell ein erhöhter/verringerter Anteil an rückzuführendem Abgas bereitgestellt werden, jedoch weist das Abgas im Vergleich zu dem Abgas, das mittels des Niederdruck-Abgasrückführsystems bereitgestellt wird, ein relativ hohes Temperaturniveau auf. Andererseits kann mittels des Niederdruck-Abgasrückführsystems nur vergleichsweise langsam auf Änderungen des Anteils an rückzuführendem Abgas reagieren, allerdings ist das so bereitgestellte Abgas kühler und wird durch seinen Weg zur Verbrennungskraftmaschine besser mit der Frischluft vermischt. Für eine Serienanwendung einer Kombination aus einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem erfolgt zur Einhaltung eines bestimmten Grenzwertes an Stickoxid im Abgas eine spezifische Bedatung der Steuerung und Regelung der beiden Systeme, so dass sichergestellt ist, dass stets die richtige „Komposition“ aus rückzuführendem Abgas mittels des Hochdruck- und des Niederdruck-Abgasrückführsystems erfolgt.
  • Die Einstellung eines bestimmten Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas aus beiden Systemen erfolgt beispielsweise mittels eines geschlossenen Regelkreises auf Grundlage eines vorgegebenen Sollwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und eines erfassten oder modellierten Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas. Innerhalb dieses geschlossenen Regelkreises kann die Einstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas mittels des Niederdruck-Abgasrückführsystems lediglich gesteuert erfolgen, beispielsweise modell- oder kennfeldbasiert, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem, also insbesondere mittels des Ventils in der entsprechenden Abgasrückführleitung als Stellelement, schnell und zuverlässig, d. h. mittels des geschlossenen Regelkreises kompensiert werden.
  • Natürlich kann, quasi umgekehrt, innerhalb dieses geschlossenen Regelkreises die Einstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas mittels des Hochdruck-Abgasrückführsystems gesteuert erfolgen, beispielsweise modell- oder kennfeldbasiert, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem, also insbesondere mittels des Ventils in der entsprechenden Abgasrückführleitung als Stellelement kompensiert werden.
  • Wie weiterhin allgemein bekannt, ist es erforderlich, Systeme mit einem Einfluss auf die Abgasemissionen einer Verbrennungskraftmaschine während des Betriebes beziehungsweise über die Lebensdauer auf ihre Wirksamkeit zu überwachen. Beispielsweise durch Ablagerungen von Verbrennungsrückständen innerhalb der Abgasrückführsysteme können Abweichungen zwischen den Soll- und Istwerten an rückzuführendem Abgas auftreten, insbesondere durch veränderte Rohrquerschnitte und/oder nicht mehr vollständig öffnende beziehungsweise schließende Ventile. Diese Abweichungen werden mittels des geschlossenen Regelkreises, auf Grundlage eines vorgegebenen Sollwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und eines erfassten oder modellierten Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas in der Regel kompensiert. Anhand der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas kann bestimmt werden, ob der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas zu klein oder zu groß ist. Weist die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas einen negativen Wert auf, kann darauf geschlossen werden, dass zu viel rückzuführendes Abgas bereitsteht (High Flow). Weist die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas demhingegen einen positiven Wert auf, kann darauf geschlossen werden, dass zu wenig rückzuführendes Abgas bereitsteht (Low Flow).
  • Wie schon beschrieben, kann die Kompensation der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem erfolgen, wobei wenn das Niederdruck-Abgasrückführsystem beispielsweise verstopft ist und der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem verringert oder sogar unterbrochen ist, der ungünstige Fall eintreten kann, dass der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas allein mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem eingestellt wird, wobei das ursprünglich vorgesehene Verhältnis von rückzuführendem Abgas über das Hochdruck- und das Niederdruck-Abgasrückführsystem nicht mehr eingehalten wird und der Ausstoß an Schadstoffen der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Fahrzeuges unzulässig steigt.
  • Insbesondere wird bei einem verstopften Niederdruck-Abgasrückführsystem das Ventil in der Abgasrückführleitung des Hochdruck-Abgasrückführsystems weiter geöffnet, so dass der fehlende Anteil an Abgas, der sonst über das Niederdruck-Abgasrückführsystem bereitsteht, kompensiert wird.
  • Außerdem kann der Fall eintreten, dass wenn der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem nicht mehr eingestellt werden kann und seitens des Niederdruck-Abgasrückführsystems ein Schließen des Ventils, das in der Abgasleitung stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromabwärts der Abzweigung der Abgasrückführleitung angeordnet ist, durchgeführt wird, dass ein Anstieg des Druckniveaus in der Abgasleitung erfolgt und der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem wieder eingestellt werden kann. Mit anderen Worten kann allein anhand der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas nicht sicher ermittelt werden, welches der beiden Abgasrückführsysteme fehlerhaft ist.
  • Angesichts dieser Problematik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführsystems mit einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, die beiden Abgasrückführsysteme einzeln zu diagnostizieren.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens zur Diagnose eines Abgasrückführsystems mit einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem gelöst, wobei die Einstellung eines bestimmten Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas aus beiden Abgasrückführsystemen mittels eines geschlossenen Regelkreises auf Grundlage eines Sollwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und eines Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas erfolgt, wobei innerhalb dieses geschlossenen Regelkreises der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem gesteuert erfolgt, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem korrigiert werden, wobei anhand der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas einen zu kleinen oder einen zu großen Wert aufweist, wobei eine Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem erfolgt, wobei in Abhängigkeit des berechneten Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem und in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruckabgasrückführsystem fehlerhaft ist oder nicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin mittels eines Verfahrens zur Diagnose eines Abgasrückführsystems mit einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem gelöst, wobei die Einstellung eines bestimmten Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas aus beiden Abgasrückführsystemen mittels eines geschlossenen Regelkreises auf Grundlage eines Sollwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und eines Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas erfolgt, wobei innerhalb dieses geschlossenen Regelkreises der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem gesteuert erfolgt, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem korrigiert werden, wobei anhand der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas einen zu kleinen oder einen zu großen Wert aufweist, wobei eine Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem erfolgt, wobei in Abhängigkeit des berechneten Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem und in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruckabgasrückführsystem fehlerhaft ist oder nicht.
  • Mit anderen Worten erfolgt bei einem Abgasrückführsystem umfassend ein Niederdruck- und ein Hochdruck-Abgasrückführsystem einerseits eine Prüfung der aktuell vorliegenden Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und andererseits eine Berechung des aktuellen Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck- oder das Hochdruck-Abgasrückführsystem, wobei durch eine Gegenüberstellung der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert und dem berechneten Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck- oder das Hochdruck-Abgasrückführsystem bestimmt wird, ob das Niederdruck- und/oder das Hochdruck-Abgasrückführsystem fehlerhaft ist.
  • Dadurch, dass sowohl die Regelabweichung für den gesamten rückzuführenden Abgasmassenstrom als auch der berechnete Massenstrom über das Niederdruck- oder das Hochdruck-Abgassystem zur Diagnose herangezogen wird, ist es auf einfache Weise möglich, einzelne Fehlerursachen zu isolieren.
  • Erfindungsgemäß vorteilhaft wird dazu die ohnehin im Zusammenhang mit der Steuerung/Regelung der Verbrennungskraftmaschine vorliegende Regelabweichung der Gesamt-Abgasrückführrate beziehungsweise Abgasmenge genutzt, also es sind keine weiteren Sensoren oder Regelstrukturen erforderlich.
  • Außerdem ist der Massenstrom über das Niederdruck- oder das Hochdruck-Abgassystem leicht zu ermitteln. Insbesondere werden zur Berechnung neben sowieso schon vorhandenen Größen, wie Druck-, Temperaturmess- oder modellwerten lediglich einfache Größen zusätzlich benötigt, wie die spezifische Gaskonstante.
  • Außerdem kann das ohnehin vorhandene Modell der Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine genutzt werden, also die allgemein bekannte Bilanz der Massen, die der Ansauganlage zufließen und wieder entnommen werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen, hierbei zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem,
    • 2: ein Flussdiagramm zu dem erfindungsgemäßen Verfahren,
    • 3: ein Flussdiagramm zu dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren
  • Wie allgemein bekannt, kann eine Verbrennungskraftmaschine 1 zur Senkung des Anteils an Stickoxid im Abgas eine Kombination eines Hochdruck-Abgasrückführsystems HD und eines Niederdruck-Abgasrückführsystems ND umfassen. Das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD umfasst eine Abgasrückführleitung 2, die eine erste Verbindung zwischen der Abgasleitung 3 und der Ansaugleitung 4 bildet. In der Abgasrückführleitung 2 ist ein Ventil 5 angeordnet, das ein vollständiges Öffnen und Schließen der Abgasrückführleitung 2 mit beliebigen Zwischenstellungen erlaubt. In der Ansaugleitung ist weiterhin ein Ventil 6 angeordnet, das eine Drosselung der Ansaugluft ermöglicht, insbesondere um gegebenenfalls ein bestimmtes Druckgefälle zwischen der Ansaugleitung 4 und der Abgasleitung 3 über die Abgasrückführleitung 2 sicherzustellen. Weiterhin ist in der Ansaugleitung 4 ein Wärmetauscher 7 vorgesehen. Ferner ist der Verdichter 8 eines Abgasturboladers in der Ansaugleitung 4 angeordnet. Das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND umfasst eine weitere Abgasrückführleitung 9, die eine zweite Verbindung zwischen der Ansaugleitung 4 und der Abgasleitung 3 erlaubt. In der weiteren Abgasrückführleitung 9 ist ein Ventil 10 angeordnet, das ein vollständiges Öffnen und Schließen der weiteren Abgasrückführleitung 9 mit beliebigen Zwischenstellungen erlaubt. In der Abgasleitung 3 ist stromabwärts des Abzweiges der weiteren Abgasrückführleitung 9 außerdem ein Ventil 11 angeordnet, das ein teilweises Schließen der Abgasleitung 3 mit beliebigen Zwischenstellungen erlaubt, insbesondere zu dem Zweck, den Anteil an rückzuführendem Abgas über die weitere Abgasleitung 9 zu beeinflussen. In der Abgasleitung 3 ist stromaufwärts des Abzweiges der weiteren Abgasrückführleitung 9 außerdem ein Katalysator 12 und die Turbine 13 des Abgasturboladers angeordnet. In der Ansaugleitung 4 ist ferner stromaufwärts des Abzweiges der weiteren Abgasrückführleitung 9 ein allgemein bekannter Luftmassensensor 14 angeordnet.
  • Ein System wie in 1 gezeigt, ist insbesondere zum Antrieb eines Fahrzeuges vorgesehen. Während des Betriebes eines solchen Systems ist es erforderlich, die Wirksamkeit der einzelnen Systembereiche zu überwachen. Beispielsweise kann die Abgasrückführleitung 2 und/oder das darin angeordnete Ventil 5 derart versotten, dass nicht mehr die vorgesehene Menge an rückzuführendem Abgas von der Abgasleitung 3 zur Ansaugleitung 4 geleitet werden kann. Das Gleiche kann auch bei der weiteren Abgasrückführleitung 9 passieren. Schlimmstenfalls kann die jeweilige Abgasrückführleitung 2 oder 9 auch vollständig verstopfen.
  • Erfindungsgemäß wird zur Bestimmung, ob das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD und/oder das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND fehlerhaft ist, wie folgt vorgegangen. Hierzu wird davon ausgegangen, dass die Einstellung eines bestimmten Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas auf Grundlage einer spezifischen Bedatung erfolgt. Diese Bedatung erfolgt, wie allgemein bekannt, während der Entwicklung der Verbrennungskraftmaschine 1 beziehungsweise des jeweiligen Antriebssystems, wobei dabei die Parameter eines geschlossenen Regelkreises für die Einstellung des Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas aus beiden Systemen (HD, ND) und der Steuerung des Anteils an rückzuführendem Abgas mittels des Niederdruck-Abgasrückführsystems bestimmt werden.
  • Im folgenden wird zunächst die erste Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei innerhalb dieses geschlossenen Regelkreises der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem gesteuert erfolgt, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem korrigiert werden. Der geschlossene Regelkreis wird dadurch gebildet, dass zunächst ein Sollwert W_EGR_Soll für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas vorgegeben wird. Der Sollwert W_EGR_Soll wird eben bei der Bedatung, beispielsweise betriebspunktabhängig bestimmt und im Speicherbereich eines Steuergerätes abgelegt. Die Einstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND erfolgt gesteuert, das heißt, während der Entwicklung der Verbrennungskraftmaschine 1 wird beispielsweise ein Steuerkennfeld bedatet, das in Verbindung mit dem Ventil 10 steht. Weiterhin kann ein Steuerkennfeld für das Ventil 11 vorgesehen sein. Der Sollwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Soll wird insbesondere derart bestimmt, dass die Konzentration an Stickoxiden im Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 eingehalten wird. Weiterhin wird ein Istwert W_EGR_Ist für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt. Der Istwert W_EGR_Ist kann zum Beispiel dadurch bestimmt werden, dass die mittels des Luftmassensensors 14 bestimmte Frischluftmasse W_Air, welche der Ansaugleitung 4 der Verbrennungskraftmaschine 1 aktuell zufließt, von der Masse W_Eng abgezogen wird, die aktuell aus der Ansaugleitung 4 in die Brennräume 4' der Verbrennungskraftmaschine 1 abfließt. Die Masse W_Eng kann mittels eines Kennfeldes betriebspunktabhängig bereitgestellt oder mittels eines Rechenmodells bestimmt werden. Der Sollwert W_EGR_Soll wird dann mit dem Istwert W_EGR_Ist verglichen und in Abhängigkeit einer Abweichung W_EGR_Diff zwischen diesen Werten wird mittels der Stellelemente des Hochdruck-Abgasrückführsystems HD, also des Ventils 5 und/oder des Ventils 6, mehr oder weniger Abgas von der Abgasleitung 3 zu der Ansaugleitung 4 geleitet. Der Wert für die Abweichung W_EGR_Diff kann mehr oder weniger groß sein und ein positives oder negatives Vorzeichen aufweisen. Insofern kann in Abhängigkeit der Abweichung W_EGR_Diff bestimmt werden, ob das gesamte Abgasrückführsystem bestehend aus dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD und dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND fehlerhaft arbeitet oder nicht. Hat der Wert für die Abweichung W_EGR_Diff ein positives Vorzeichen, ist dies ein Hinweis, dass eines der beiden Abgasrückführsysteme HD, ND oder aber auch beide beispielsweise versottet oder verstopft sind. Hat der Wert für die Abweichung W_EGR_Diff ein negatives Vorzeichen, ist dies ein Hinweis, dass eines der beiden Abgasrückführsysteme HD, ND oder auch beide zu viel rückzuführendes Abgas bereitstellen, beispielsweise weil die Ventile 5, 6, 10 und/oder 11 nicht korrekt arbeiten.
  • Erfindungsgemäß wird zur Isolation der Fehlerursachen, also der Bestimmung, welches der beiden Abgasrückführsysteme HD, ND nicht korrekt arbeitet und was für einen spezifischen Fehler es aufweist, also einen zu großen oder zu kleinen (oder gar keinen) Anteil an rückzuführendem Abgas bereitstellt, neben einer Betrachtung der Abweichung W_EGR_Diff der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist bestimmt und anhand einer Gegenüberstellung der Abweichung W_EGR_Diff mit dem Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist wird eine Fehlerseparation vorgenommen. Der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist wird beispielsweise dadurch bestimmt, dass in einem ersten Schritt der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist bestimmt wird. Diese Bestimmung kann mittels der Gleichung 1 erfolgen, wobei A_HD die von dem Ventil 5 aktuell freigegebene Querschnittsfläche ist, P_Abgas der Druck in der Abgasleitung 3 ist, R die spezifische Gaskonstante ist, T_Abgas die Temperatur des Abgases ist, k der Isentropenexponent und P_Ansaug der Druck in der Ansaugleitung 4 ist: W_EGR_HD_Ist = A_HD * ( P_Abgas / R * T_Abgas ) * ( 2 k / k 1 [ P_Abgas / P_Ansaug ) 2 / k ( P_Abgas / P _ Ansaug ) k + 1 / k ] ) 0,5
    Figure DE102011009849B4_0001
  • Die aufgeführten Druck- und Temperaturgrößen können auf eine dem Fachmann allgemein bekannte Art und Weise erfasst werden. Die thermodynamischen Kenngrößen R und k können versuchstechnisch ermittelt oder Tabellen entnommen werden. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf Grundlage einer Bilanzbetrachtung der der Ansaugleitung 4 zufließenden und von der Ansaugleitung 4 in die Brennräume 4' der Verbrennungskraftmaschine 1 abfließenden Massen gemäß Gleichung (2) der Istwert W_EGR_Ist für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt beziehungsweise der oben beschriebenen Berechnung dieses Istwertes für die Nutzung im Rahmen des geschlossenen Regelkreises abgezweigt: W_EGR_Ist = W_Eng W_Air = W_EGR_HD_Ist + W_EGR_ND_Ist
    Figure DE102011009849B4_0002
  • In einem noch weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist bestimmt, was dadurch erfolgt, dass Gleichung (2) umgestellt wird nach W_EGR_ND_Ist, nämlich wie in Gleichung (2') beschrieben: W_EGR_ND_Ist = W_EGR_Ist W_EGR_HD_Ist
    Figure DE102011009849B4_0003
    wobei W_EGR_HD_Ist gemäß Gleichung (1) ermittelt wird. In einem noch weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun geprüft, ob der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist gleich null ist oder unterhalb eines vorgebbaren Schwellenwertes liegt, wobei, wenn der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist gleich null ist oder unterhalb des Schwellenwertes liegt, darauf geschlossen werden kann, dass der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Ist allein durch das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD bereitgestellt wird und eben nicht über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND. In Verbindung mit einer Information aus der Bedatung beziehungsweise dem Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine 1, ob allein Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD oder das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND oder durch beide zusammen bereitgestellt werden kann und/oder in Verbindung mit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, kann nun eine gezielte Isolation der Fehler im gesamten Abgasrückführsystem HD, ND erfolgen.
  • Also im vorgenannten Beispiel, bei dem der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist gleich null ist oder unterhalb des Schwellenwertes liegt und darauf geschlossen werden kann, dass der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Ist allein durch das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD bereitgestellt wird, kann beispielsweise in Verbindung mit der Information, dass eigentlich kein rückzuführendes Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD, sondern nur über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND gefordert war, geschlussfolgert werden, dass es einen Fehler im Niederdruck-Abgasrückführsystem ND gibt, wobei zusätzlich in Verbindung mit der Information mit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, die ja bei einer offensichtlich verstopften weiteren Abgasrückführleitung 9 und keinem über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD angeforderten Anteil an rückzuführendem Abgas ein positives Vorzeichen aufweist, unzweifelhaft darauf geschlossen werden, dass zunächst einmal ein Fehler vorliegt, der auf einen zu geringen Anteil an rückzuführendem Abgas allgemein hinweist (Low Flow), aus der Betrachtung der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Schwellenwert- beziehungsweise Nullstellenbetrachtung des berechneten Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist, wobei jetzt bestimmt werden kann, welche Ursache der Fehler nun wirklich hat, nämlich ein offensichtlich verstopftes Niederdruck-Abgasrückführsystem ND.
  • Wie in 2 gezeigt, können erfindungsgemäß auf Grundlage der kombinierten Betrachtung der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff aus dem geschlossenen Regelkreis und der Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist alle möglichen Fehler isoliert werden. Block A soll darauf hinweisen, dass es sich um eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Kombination Hochdruck- Abgasrückführung HD und einer Niederdruck-Abgasrückführung ND handelt, wobei der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD geregelt und der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND lediglich gesteuert wird. In Block B erfolgt eine Überprüfung der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, quasi erfolgt so ein erste globale Analyse des Zustands des Gesamtsystems. Die Pfeile zwischen den einzelnen Blöcken und beispielsweise zwischen den Blöcken A und B sollen dabei eine Daten- beziehungsweise Informationsübertragung andeuten. Weist die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein positives Vorzeichen auf, wird darauf geschlossen, dass zunächst einmal generell ein zu kleiner Anteil an rückzuführendem Abgas W_EGR von dem Hochdruck- und/oder Niederdruck-Abgasrückführsystem HD, ND bereitgestellt wird und es erfolgt in der Verzweigung C ein Setzen einer Fehlereintragung „Low Flow“. Andererseits - weist die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein negatives Vorzeichen auf, wird darauf geschlossen, dass zunächst einmal generell ein zu großer Anteil an rückzuführendem Abgas W_EGR von dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD und/oder Niederdruck-Abgasrückführsystem ND bereitgestellt wird und es erfolgt in der Verzweigung C ein Setzen einer Fehlereintragung „High Flow“.
  • Weiterhin wird, wie in 2 gezeigt, zur weiteren Fehlerisolation eine Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist durchgeführt. In Block D erfolgt dann eine Überprüfung, ob der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, wobei, wenn dieser Anteil einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, in Block E in Abhängigkeit einer Information eine Verzweigung vorgenommen wird, ob allein aus dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD oder allein aus dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND oder aus dem Hochdruck- und dem Niederdruck-Abgasrückführsystem HD, ND zusammen ein Gemisch an rückzuführendem Abgas bereitgestellt werden soll, wobei diese Information aus der Bedatung beziehungsweise dem Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine 1 bereitsteht. Gemäß 2 und dem linken Ast der Verzweigung in Block E kann beispielsweise nur rückzuführendes Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND angefordert sein. Wobei in einem ersten Verknüpfungspunkt F erfindungsgemäß für eine kombinierte Betrachtung eine Verknüpfung der Informationen erfolgt, die sich aus der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff und dem berechneten Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist ergibt. Der Verknüpfungspunkt F entspricht einem logischen UND. Weist demgemäß die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein positives Vorzeichen auf, wird zunächst darauf geschlossen, dass generell ein zu kleiner Anteil an rückzuführendem Abgas W_EGR von dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD und/oder Niederdruck-Abgasrückführsystem ND bereitgestellt wird und durch die Verknüpfung dieser Information mit der Information, dass ursprünglich nur rückzuführendes Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND angefordert ist, jedoch der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, ein Setzen einer Fehlereintragung „LP EGR Low Flow“ erfolgt.
  • Mit anderen Worten erfolgt erfindungsgemäß eine Isolierung der eigentlichen Fehlerursache, nämlich hier ein offensichtlich verstopftes Niederdruck-Abgasrückführsystem ND. Andererseits - ist gemäß der Vorgabe aus der Bedatung ein Gemisch aus rückzuführendem Abgas aus dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND und dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD gefordert, erfolgt in Block E eine Verzweigung zum mittleren Ast gemäß 2. In einem Verknüpfungspunkt G könnte theoretisch eine Verknüpfung der Information, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, mit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff erfolgen, muss jedoch nicht, da ja schon die ausreichende Information vorliegt, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, so dass ohne Zweifel ein Setzen einer Fehlereintragung „LP EGR Low Flow“ erfolgen kann. Der Verknüpfungspunkt G entspricht somit einem logischen ODER. Weiterhin - ist gemäß der Vorgabe aus der Bedatung allein rückzuführendes Abgas aus dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD gefordert, erfolgt in Block E eine Verzweigung zum rechten Ast gemäß 2.
  • Es erfolgt also eine Verknüpfung der Information, dass nur rückzuführendes Abgas aus dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD gefordert ist, mit der Information, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt. In einem weiteren Verknüpfungspunkt H (logisches UND) erfolgt eine weitere Verknüpfung der beiden vorgenannten Informationen mit der Information über die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, dabei zunächst mit der Information, dass diese Abweichung ein positives Vorzeichen aufweist, also offensichtlich zu wenig rückzuführendes Abgas bereitgestellt wird, so dass zweifelsfrei auf einen Fehler in dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD geschlossen werden kann, beispielsweise eine versottete oder verstopfte Abgasrückführleitung 2.
  • Folglich erfolgt ein Setzen einer Fehlerinformation „HP EGR Low Flow“. Weiterhin kann in einem weiteren Verknüpfungspunkt I (logisches UND) eine Verknüpfung der Information, dass nur rückzuführendes Abgas aus dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD gefordert ist, mit der Information, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, mit der Information über die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, eben dass diese Abweichung ein negatives Vorzeichen aufweist, also offensichtlich zu viel rückzuführendes Abgas bereitgestellt wird, so dass zweifelsfrei auf einen Fehler in dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD geschlossen werden kann, beispielsweise ein nicht mehr korrekt schließendes Ventil 5 in der Abgasrückführleitung 2. Folglich erfolgt ein Setzen einer Fehlereintragung „HP EGR High Flow“.
  • Abschließend kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bestimmt werden, ob ein Fehler im Niederdruck-Abgasrückführsystem ND vorliegt, welcher der Bereitstellung eines zu großen Anteils an rückzuführendem Abgas entspricht, beispielsweise infolge eines nicht mehr schließenden Ventils 10 in der weiteren Abgasrückführleitung 9. Hierzu erfolgt in Block D eine Überprüfung, ob der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von größer null aufweist oder oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, wobei, wenn dieser Anteil einen Wert von größer null aufweist oder oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, auf Grundlage des berechneten Anteils an Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist in Block J eine Überprüfung erfolgt, ob der Anteil an Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt. Da es sich hier um eine Prüfung der Funktionsfähigkeit des Niederdruck-Abgasrückführsystems ND dahingehend handelt, dass über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND ein zu großer Anteil an rückzuführendem Abgas bereitgestellt wird, kann davon ausgegangen werden, dass mittels des geschlossenen Regelkreises ein vollständiges Schließen des Ventils 5 in der Abgasrückführleitung 2 erfolgt, um dem zu großen Angebot an Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND entgegenzuwirken, so dass sich mittels Gleichung (1) ein Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist mit einem Wert von null oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes ergibt, insbesondere weil die von dem Ventil 5 aktuell freigegebene Querschnittsfläche A_HD null ist. Als weitere Bedingung muss sich nun ergeben, dass der mittels Gleichung (3) berechnete Anteil an Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist W_EGR_ND_Ist = A_ND * ( P_Abgas / R * T_Abgas ) * ( 2 k / k 1 [ P_Abgas / P_Ansaug ) 2 / k ( P_Abgas / P _ Ansaug ) k + 1 / k ] ) 0,5
    Figure DE102011009849B4_0004
    abzüglich des gemäß Gleichung (2) bestimmten Istwertes W_EGR_Ist für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas den Wert null oder einen Wert unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes ergibt, so dass zweifelsfrei geschlussfolgert werden kann, dass der gesamte Anteil an Abgas vom Niederdruck-Abgasrückführsystem ND bereitgestellt wird. Erfindungsgemäß wird nun noch, wie in 2 gezeigt, die Information, dass der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist mit einem Wert von null oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, an dem Verknüpfungspunkt K mit der Information zur Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff kombiniert, wobei, wenn die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein negatives Vorzeichen aufweist, das Setzen einer Fehlereintragung „LP EGR High Flow“, was bedeutet, dass über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND ein zu großer Anteil an Abgas bereitgestellt wird, beispielsweise infolge eines im geöffneten Zustand verklemmten Ventils 10 in der weiteren Abgasrückführleitung 9.
  • Im folgenden wird eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei innerhalb des geschlossenen Regelkreises der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hockdruck-Abgasrückführsystem gesteuert erfolgt, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem korrigiert werden. Der geschlossene Regelkreis wird dadurch gebildet, dass zunächst ein Sollwert W_EGR_Soll für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas vorgegeben wird. Der Sollwert W_EGR_Soll wird bei der Bedatung, beispielsweise betriebspunktabhängig bestimmt und im Speicherbereich des Steuergerätes abgelegt.
  • Die Einstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD erfolgt gesteuert, das heißt, während der Entwicklung der Verbrennungskraftmaschine 1 wird beispielsweise ein Steuerkennfeld bedatet, das in Verbindung mit dem Ventil 5 steht. Weiterhin kann ein Steuerkennfeld für das Ventil 6 vorgesehen sein. Der Sollwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Soll wird insbesondere derart bestimmt, dass die Konzentration an Stickoxiden im Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 eingehalten wird.
  • Weiterhin wird ein Istwert W_EGR_Ist für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt. Der Istwert W_EGR_Ist kann zum Beispiel dadurch bestimmt werden, dass die mittels des Luftmassensensors 14 bestimmte Frischluftmasse W_Air, welche der Ansaugleitung 4 der Verbrennungskraftmaschine 1 aktuell zufließt, von der Masse W_Eng abgezogen wird, die aktuell aus der Ansaugleitung 4 in die Brennräume 4' der Verbrennungskraftmaschine 1 abfließt. Die Masse W_Eng kann mittels eines Kennfeldes betriebspunktabhängig bereitgestellt oder mittels eines Rechenmodells bestimmt werden. Der Sollwert W_EGR_Soll wird dann mit dem Istwert W_EGR_Ist verglichen und in Abhängigkeit einer Abweichung W_EGR_Diff zwischen diesen Werten wird mittels der Stellelemente des Niederdruck-Abgasrückführsystems ND, also des Ventils 10 und/oder des Ventils 11, mehr oder weniger Abgas von der Abgasleitung 3 zu der Ansaugleitung 4 geleitet. Der Wert für die Abweichung W_EGR_Diff kann mehr oder weniger groß sein und ein positives oder negatives Vorzeichen aufweisen. Insofern kann in Abhängigkeit der Abweichung W_EGR_Diff bestimmt werden, ob das gesamte Abgasrückführsystem bestehend aus dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD und dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND fehlerhaft arbeitet oder nicht. Hat der Wert für die Abweichung W_EGR_Diff ein positives Vorzeichen, ist dies ein Hinweis, dass eines der beiden Abgasrückführsysteme HD, ND oder aber auch beide beispielsweise versottet oder verstopft sind. Hat der Wert für die Abweichung W_EGR_Diff ein negatives Vorzeichen, ist dies ein Hinweis, dass eines der beiden Abgasrückführsysteme HD, ND oder auch beide zu viel rückzuführendes Abgas bereitstellen, beispielsweise weil die Ventile 5, 6, 10 und/oder 11 nicht korrekt arbeiten. Erfindungsgemäß wird zur Isolation der Fehlerursachen, also der Bestimmung, welches der beiden Abgasrückführsysteme HD, ND nicht korrekt arbeitet und was für einen spezifischen Fehler es aufweist, also einen zu großen oder zu kleinen (oder gar keinen) Anteil an rückzuführendem Abgas bereitstellt, neben einer Betrachtung der Abweichung W_EGR_Diff der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist bestimmt und anhand einer Gegenüberstellung der Abweichung W_EGR_Diff mit dem Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist wird eine Fehlerseparation vorgenommen.
  • Der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist wird beispielsweise dadurch bestimmt, dass in einem ersten Schritt der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist bestimmt wird. Diese Bestimmung kann mittels der Gleichung (1a) erfolgen, wobei A_ND die von dem Ventil 10 aktuell freigegebene Querschnittsfläche ist, P_Abgas der Druck in der Abgasleitung 3 ist, R die spezifische Gaskonstante ist, T Abgas die Temperatur des Abgases ist, k der Isentropenexponent und P_Ansaug der Druck in der Ansaugleitung 4 ist: W_EGR_ND_Ist = A_ND * ( P_Abgas / R * T_Abgas ) * ( 2 k / k 1 [ P_Abgas / P_Ansaug ) 2 / k ( P_Abgas / P _ Ansaug ) k + 1 / k ] ) 0,5
    Figure DE102011009849B4_0005
  • Die aufgeführten Druck- und Temperaturgrößen können auf eine dem Fachmann allgemein bekannte Art und Weise erfasst werden. Die thermodynamischen Kenngrößen R und k können versuchstechnisch ermittelt oder Tabellen entnommen werden. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf Grundlage einer Bilanzbetrachtung der der Ansaugleitung 4 zufließenden und von der Ansaugleitung 4 in die Brennräume 4' der Verbrennungskraftmaschine 1 abfließenden Massen gemäß Gleichung (2a) der Istwert W_EGR_Ist für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt beziehungsweise der oben beschriebenen Berechnung dieses Istwertes für die Nutzung im Rahmen des geschlossenen Regelkreises abgezweigt: W_EGR_Ist = W_Eng W_Air = W_EGR_HD_Ist + W_EGR_ND_Ist
    Figure DE102011009849B4_0006
  • In einem noch weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist bestimmt, was dadurch erfolgt, dass Gleichung (2a) umgestellt wird nach W_EGR_HD_Ist, nämlich wie in Gleichung (2'a) beschrieben: W_EGR_HD_Ist = W_EGR_Ist W_EGR_ND_Ist
    Figure DE102011009849B4_0007
    wobei W_EGR_ND_Ist gemäß Gleichung (1a) ermittelt wird. In einem noch weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun geprüft, ob der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist gleich null ist oder unterhalb eines vorgebbaren Schwellenwertes liegt, wobei, wenn der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist gleich null ist oder unterhalb des Schwellenwertes liegt, darauf geschlossen werden kann, dass der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Ist allein durch das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND bereitgestellt wird und eben nicht über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD. In Verbindung mit einer Information aus der Bedatung beziehungsweise dem Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine 1, ob allein Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD oder das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND oder durch beide zusammen bereitgestellt werden kann und/oder in Verbindung mit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, kann nun eine gezielte Isolation der Fehler im gesamten Abgasrückführsystem HD, ND erfolgen.
  • Also im vorgenannten Beispiel, bei dem der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist gleich null ist oder unterhalb des Schwellenwertes liegt und darauf geschlossen werden kann, dass der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Ist allein durch das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND bereitgestellt wird, kann beispielsweise in Verbindung mit der Information, dass eigentlich kein rückzuführendes Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD, sondern nur über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND gefordert war, geschlussfolgert werden, dass es einen Fehler im Hochdruck-Abgasrückführsystem HD gibt, wobei zusätzlich in Verbindung mit der Information mit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, die ja bei einer offensichtlich verstopften Abgasrückführleitung 2 und keinem über das Niederdruck-Abgasrückführsystem ND angeforderten Anteil an rückzuführendem Abgas ein positives Vorzeichen aufweist, unzweifelhaft darauf geschlossen werden, dass zunächst einmal ein Fehler vorliegt, der auf einen zu geringen Anteil an rückzuführendem Abgas allgemein hinweist (Low Flow), aus der Betrachtung der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Schwellenwert- beziehungsweise Nullstellenbetrachtung des berechneten Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist, wobei jetzt bestimmt werden kann, welche Ursache der Fehler nun wirklich hat, nämlich ein offensichtlich verstopftes Hochdruck-Abgasrückführsystem HD.
  • Wie in 3 gezeigt, können erfindungsgemäß auf Grundlage der kombinierten Betrachtung der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff aus dem geschlossenen Regelkreis und der Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist alle möglichen Fehler isoliert werden. Block A soll darauf hinweisen, dass es sich um eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Kombination Hochdruck- Abgasrückführung HD und einer Niederdruck-Abgasrückführung ND handelt, wobei der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND geregelt und der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD lediglich gesteuert wird. In Block B erfolgt eine Überprüfung der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, quasi erfolgt so ein erste globale Analyse des Zustands des Gesamtsystems. Die Pfeile zwischen den einzelnen Blöcken und beispielsweise zwischen den Blöcken A und B sollen dabei eine Daten- beziehungsweise Informationsübertragung andeuten. Weist die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein positives Vorzeichen auf, wird darauf geschlossen, dass zunächst einmal generell ein zu kleiner Anteil an rückzuführendem Abgas W_EGR von dem Hochdruck- und/oder Niederdruck-Abgasrückführsystem HD, ND bereitgestellt wird und es erfolgt in der Verzweigung C ein Setzen einer Fehlereintragung „Low Flow“. Andererseits - weist die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein negatives Vorzeichen auf, wird darauf geschlossen, dass zunächst einmal generell ein zu großer Anteil an rückzuführendem Abgas W_EGR von dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD und/oder Niederdruck-Abgasrückführsystem ND bereitgestellt wird und es erfolgt in der Verzweigung C ein Setzen einer Fehlereintragung „High Flow“.
  • Weiterhin wird, wie in 3 gezeigt, zur weiteren Fehlerisolation eine Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist durchgeführt. In Block D erfolgt dann eine Überprüfung, ob der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, wobei, wenn dieser Anteil einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, in Block E in Abhängigkeit einer Information eine Verzweigung vorgenommen wird, ob allein aus dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD oder allein aus dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND oder aus dem Hochdruck- und dem Niederdruck-Abgasrückführsystem HD, ND zusammen ein Gemisch an rückzuführendem Abgas bereitgestellt werden soll, wobei diese Information aus der Bedatung beziehungsweise dem Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine 1 bereitsteht.
  • Gemäß 3 und dem linken Ast der Verzweigung in Block E kann beispielsweise nur rückzuführendes Abgas über das Hockdruck-Abgasrückführsystem HD angefordert sein. Wobei in einem ersten Verknüpfungspunkt F erfindungsgemäß für eine kombinierte Betrachtung eine Verknüpfung der Informationen erfolgt, die sich aus der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff und dem berechneten Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist ergibt. Der Verknüpfungspunkt F entspricht einem logischen UND. Weist demgemäß die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein positives Vorzeichen auf, wird zunächst darauf geschlossen, dass generell ein zu kleiner Anteil an rückzuführendem Abgas W_EGR von dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD und/oder Niederdruck-Abgasrückführsystem ND bereitgestellt wird und durch die Verknüpfung dieser Information mit der Information, dass ursprünglich nur rückzuführendes Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD angefordert ist, jedoch der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, ein Setzen einer Fehlereintragung „HP EGR Low Flow“ erfolgt.
  • Mit anderen Worten erfolgt erfindungsgemäß eine Isolierung der eigentlichen Fehlerursache, nämlich hier ein offensichtlich verstopftes Hochdruck-Abgasrückführsystem HD. Andererseits - ist gemäß der Vorgabe aus der Bedatung ein Gemisch aus rückzuführendem Abgas aus dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND und dem Hochdruck-Abgasrückführsystem HD gefordert, erfolgt in Block E eine Verzweigung zum mittleren Ast gemäß 3.
  • In einem Verknüpfungspunkt G könnte theoretisch eine Verknüpfung der Information, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, mit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff erfolgen, muss jedoch nicht, da ja schon die ausreichende Information vorliegt, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, so dass ohne Zweifel ein Setzen einer Fehlereintragung „HP EGR Low Flow“ erfolgen kann. Der Verknüpfungspunkt G entspricht somit einem logischen ODER. Weiterhin - ist gemäß der Vorgabe aus der Bedatung allein rückzuführendes Abgas aus dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND gefordert, erfolgt in Block E eine Verzweigung zum rechten Ast gemäß 3. Es erfolgt also eine Verknüpfung der Information, dass nur rückzuführendes Abgas aus dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND gefordert ist, mit der Information, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt.
  • In einem weiteren Verknüpfungspunkt H (logisches UND) erfolgt eine weitere Verknüpfung der beiden vorgenannten Informationen mit der Information über die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, dabei zunächst mit der Information, dass diese Abweichung ein positives Vorzeichen aufweist, also offensichtlich zu wenig rückzuführendes Abgas bereitgestellt wird, so dass zweifelsfrei auf einen Fehler in dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND geschlossen werden kann, beispielsweise eine versottete oder verstopfte Abgasrückführleitung 9. Folglich erfolgt ein Setzen einer Fehlerinformation „LP EGR Low Flow“. Weiterhin kann in einem weiteren Verknüpfungspunkt I (logisches UND) eine Verknüpfung der Information, dass nur rückzuführendes Abgas aus dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND gefordert ist, mit der Information, dass der berechnete Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, mit der Information über die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff, eben dass diese Abweichung ein negatives Vorzeichen aufweist, also offensichtlich zu viel rückzuführendes Abgas bereitgestellt wird, so dass zweifelsfrei auf einen Fehler in dem Niederdruck-Abgasrückführsystem ND geschlossen werden kann, beispielsweise ein nicht mehr korrekt schließendes Ventil 10 in der Abgasrückführleitung 9. Folglich erfolgt ein Setzen einer Fehlereintragung „LP EGR High Flow“. Abschließend kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bestimmt werden, ob ein Fehler im Hochdruck-Abgasrückführsystem HD vorliegt, welcher der Bereitstellung eines zu großen Anteils an rückzuführendem Abgas entspricht, beispielsweise infolge eines nicht mehr schließenden Ventils 5 in der Abgasrückführleitung 2. Hierzu erfolgt in Block D eine Überprüfung, ob der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist einen Wert von größer null aufweist oder oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, wobei, wenn dieser Anteil einen Wert von größer null aufweist oder oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, auf Grundlage des berechneten Anteils an Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist in Block J eine Überprüfung erfolgt, ob der Anteil an Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist einen Wert von null aufweist oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt.
  • Da es sich hier um eine Prüfung der Funktionsfähigkeit des Hochdruck-Abgasrückführsystems HD dahingehend handelt, dass über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD ein zu großer Anteil an rückzuführendem Abgas bereitgestellt wird, kann davon ausgegangen werden, dass mittels des geschlossenen Regelkreises ein vollständiges Schließen des Ventils 10 in der weiteren Abgasrückführleitung 9 erfolgt, um dem zu großen Angebot an Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD entgegenzuwirken, so dass sich mittels Gleichung (1a) ein Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist mit einem Wert von null oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes ergibt, insbesondere weil die von dem Ventil 10 aktuell freigegebene Querschnittsfläche A_ND null ist. Als weitere Bedingung muss sich nun ergeben, dass der mittels Gleichung (3a) berechnete Anteil an Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_HD_Ist W_EGR_HD_Ist = A_HD * ( P_Abgas / R * T_Abgas ) * ( 2 k / k 1 [ P_Abgas / P_Ansaug ) 2 / k ( P_Abgas / P _ Ansaug ) k + 1 / k ] ) 0,5
    Figure DE102011009849B4_0008
    abzüglich des gemäß Gleichung (2a) bestimmten Istwertes W_EGR_Ist für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas den Wert null oder einen Wert unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes ergibt, so dass zweifelsfrei geschlussfolgert werden kann, dass der gesamte Anteil an Abgas vom Hochdruck-Abgasrückführsystem HD bereitgestellt wird.
  • Erfindungsgemäß wird nun noch, wie in 3 gezeigt, die Information, dass der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem W_EGR_ND_Ist mit einem Wert von null oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, an dem Verknüpfungspunkt K mit der Information zur Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff kombiniert, wobei, wenn die Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas W_EGR_Diff ein negatives Vorzeichen aufweist, das Setzen einer Fehlereintragung „HP EGR High Flow“, was bedeutet, dass über das Hochdruck-Abgasrückführsystem HD ein zu großer Anteil an Abgas bereitgestellt wird, beispielsweise infolge eines im geöffneten Zustand verklemmten Ventils 5 in der Abgasrückführleitung 2.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführsystems einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem, wobei die Einstellung eines bestimmten Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas aus beiden Abgasrückführsystemen mittels eines geschlossenen Regelkreises auf Grundlage eines Sollwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und eines Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas erfolgt, wobei die Bereitstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem innerhalb des geschlossenen Regelkreises gesteuert erfolgt, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem korrigiert werden, wobei anhand der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas einen zu kleinen oder einen zu großen Wert aufweist, wobei eine Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem erfolgt, wobei in Abhängigkeit des berechneten Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem und in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruckabgasrückführsystem fehlerhaft ist oder nicht.
  2. Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführsystems einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführsystem, wobei die Einstellung eines bestimmten Gesamtanteils an rückzuführendem Abgas aus beiden Abgasrückführsystemen mittels eines geschlossenen Regelkreises auf Grundlage eines Sollwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas und eines Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas erfolgt, wobei die Bereitstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem innerhalb des geschlossenen Regelkreises gesteuert erfolgt, wobei Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas mittels des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem korrigiert werden, wobei anhand der Abweichungen zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob der Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas einen zu kleinen oder einen zu großen Wert aufweist, wobei eine Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem erfolgt, wobei in Abhängigkeit des berechneten Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem und in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas bestimmt wird, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruckabgasrückführsystem fehlerhaft ist oder nicht.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei zusätzlich in Abhängigkeit einer Information, ob rückzuführendes Abgas allein aus dem Hochdruck-Abgasrückführungssystem, allein aus dem Niederdruck-Abgasrückführungssystem oder aus dem Hochdruck-Abgasrückführungssystem und dem Niederdruck-Abgasrückführungssystem zusammen bereitgestellt werden soll, bestimmt wird, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruck-Abgasrückführsystem fehlerhaft ist oder nicht.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, wobei die Bestimmung, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruck-Abgasrückführsystem fehlerhaft ist oder nicht, eine Bestimmung umfasst, ob das Niederdruck- und/oder Hochdruckabgasrückführsystem zu viel oder zu wenig rückzuführendes Abgas bereitstellt.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 4, wobei die Bestimmung des Istwertes für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas dadurch erfolgt, dass der Anteil an Frischluft, welcher der Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine zufließt, von dem Anteil an Frischluft und Abgas abgezogen wird, der aus der Ansaugleitung in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine abfließt.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 1, 3 bis 5, wobei die Steuerung der Bereitstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem innerhalb des geschlossenen Regelkreises modell- oder kennfeldbasiert erfolgt.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 2 bis 5, wobei die Steuerung der Bereitstellung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem innerhalb des geschlossenen Regelkreises modell- oder kennfeldbasiert erfolgt.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei die Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem dadurch erfolgt, dass in einem ersten Schritt der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem bestimmt wird und in einem weiteren Schritt der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Hochdruckabgasrückführsystem von dem Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas abgezogen wird.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei die Berechnung des Anteils an rückzuführendem Abgas über das Hochdruck-Abgasrückführsystem dadurch erfolgt, dass in einem ersten Schritt der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruck-Abgasrückführsystem bestimmt wird und in einem weiteren Schritt der Anteil an rückzuführendem Abgas über das Niederdruckabgasrückführsystem von dem Istwert für den Gesamtanteil an rückzuführendem Abgas abgezogen wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014006471B4 (de) 2014-04-29 2016-05-25 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102021203431A1 (de) * 2021-04-07 2022-10-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Diagnoseverfahren, Steuerung, Kraftfahrzeug
DE102021203432A1 (de) * 2021-04-07 2022-10-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Diagnoseverfahren für eine Ansaugstrecke einer Brennkraftmaschine, Diagnoseschaltung, Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360275A1 (de) * 2003-12-20 2005-07-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mehrflutigen Brennkraftmaschine
DE102007000236A1 (de) * 2006-04-25 2007-11-08 Denso Corp., Kariya Abgasrezirkulationsgerät für einen Verbrennungsmotor und Verfahren für ein Steuern desselben
US7392797B2 (en) * 2005-09-30 2008-07-01 Honda Motor Co., Ltd. EGR failure determination system and control system for internal combustion engine
DE102007038242A1 (de) * 2007-08-13 2009-02-19 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zur Rückführung von Abgas
DE112009005080T5 (de) * 2009-09-24 2012-08-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360275A1 (de) * 2003-12-20 2005-07-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mehrflutigen Brennkraftmaschine
US7392797B2 (en) * 2005-09-30 2008-07-01 Honda Motor Co., Ltd. EGR failure determination system and control system for internal combustion engine
DE102007000236A1 (de) * 2006-04-25 2007-11-08 Denso Corp., Kariya Abgasrezirkulationsgerät für einen Verbrennungsmotor und Verfahren für ein Steuern desselben
DE102007038242A1 (de) * 2007-08-13 2009-02-19 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zur Rückführung von Abgas
DE112009005080T5 (de) * 2009-09-24 2012-08-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine

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