DE102013201141B4

DE102013201141B4 - Surveillance Procedures and Motor Vehicle

Info

Publication number: DE102013201141B4
Application number: DE102013201141.5A
Authority: DE
Inventors: Albert Breuer; Thomas Lorenz; Jan Mehring; Helmut Ruhland; Klaus Moritz Springer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2033-01-25
Also published as: CN203769953U; DE102013201141A1

Abstract

Überwachungsverfahren (10) für ein Brennkraftsystem (11) mit Abgasrückführung, bei dem ein Teil eines durch einen Betrieb eines Ottomotors (13) entstehenden Abgases aus einem Abgasstrang (37) an einer Stelle stromabwärts eines Katalysators (34) entnommen und an einer Einleitstelle (35) eines Luftversorgungsstrangs (20) in den Luftversorgungsstrang (20) des Brennkraftsystems (11) zurückgeführt wird und dem Ottomotor (13) damit ein Luftgemisch aus Abgas und Frischluft zum weiteren Betrieb bereitgestellt wird, wobei die Abgasrückführung in der Weise überwacht wird, dass im Luftversorgungsstrang (20) stromabwärts der Einleitstelle (20) ein aktueller Rückführungswert (15) als Ist-Wert ermittelt (14) und mit einem hinterlegten vordefinierten Wert (16) als Soll-Wert verglichen (17) wird und bei einer Abweichung eine Fehlermeldung (18) an eine Kontrolleinheit erfolgt, die dann eine Maßnahme zur Reduzierung einer Verbrennungsgeschwindigkeit veranlasst.Monitoring method (10) for an internal combustion system (11) with exhaust gas recirculation, in which part of an exhaust gas produced by the operation of an Otto engine (13) is removed from an exhaust line (37) at a point downstream of a catalytic converter (34) and fed to a discharge point (35 ) of an air supply line (20) is fed back into the air supply line (20) of the internal combustion system (11) and the Otto engine (13) is thus provided with an air mixture of exhaust gas and fresh air for further operation, the exhaust gas recirculation being monitored in such a way that in the air supply line (20) downstream of the discharge point (20) a current feedback value (15) is determined as the actual value (14) and compared (17) with a stored predefined value (16) as the target value and, if there is a deviation, an error message (18) takes place to a control unit, which then initiates a measure to reduce a combustion rate.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungsverfahren für ein Brennkraftsystem mit Abgasrückführung sowie ein Kraftfahrzeug mit diesem Brennkraftsystem.The present invention relates to a monitoring method for an internal combustion system with exhaust gas recirculation and a motor vehicle with this internal combustion system.

Es ist bekannt, bei Dieselmotoren beziehungsweise Compression Ignition Engines, insbesondere von Kraftfahrzeugen, Abgasrückführung (AGR) zu betreiben. Abgasrückführung erlaubt dort eine effizientere, schadstoffärmere Verbrennung.It is known to operate exhaust gas recirculation (EGR) in diesel engines or compression ignition engines, in particular in motor vehicles. Exhaust gas recirculation allows more efficient, lower-emission combustion.

Aus der DE 197 50 389 A1 geht eine Vorrichtung zum Diagnostizieren eines Fehlers in einem Abgasrückführungssystem eines Dieselmotors hervor. Die Vorrichtung umfasst einen Fühler zum Nachweisen einer Durchflussmenge von Frischluft, die in den Motor eintritt, und umfasst einen Mikroprozessor, der dazu programmiert ist, einen Einlassdruck des Motors von der Frischluft-Einlassdurchflussmenge vorherzusagen, einen Abgasdruck des Motors aus der Frischluft-Einlassdurchflussmenge vorherzusagen und zu bestimmen, ob ein Fehler in dem Abgasrückführungssystem basierend auf dem Einlassdruck und dem Auslassdruck vorhanden ist.From the DE 197 50 389 A1 discloses a device for diagnosing a fault in an exhaust gas recirculation system of a diesel engine. The apparatus includes a sensor for detecting a flow rate of fresh air entering the engine and includes a microprocessor programmed to predict an intake pressure of the engine from the fresh air intake flow rate, to predict an exhaust gas pressure of the engine from the fresh air intake flow rate, and determine if there is a fault in the exhaust gas recirculation system based on the inlet pressure and the outlet pressure.

Die DE 10 2007 062 097 A1 zeigt ein Verfahren zur Diagnose wenigstens eines Zusatzventils, das zum Einstellen einer Abgasrückführrate bei einer Abgasrückführeinrichtung einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Beim Diagnoseverfahren wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine einem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine zugeordnete und mit dem wenigstens einen Zusatzventil eingestellte Abgasrückführrate durch eine entsprechende Betätigung des wenigstens einen Zusatzventils vorübergehend verändert. Zur Diagnose des wenigstens einen Zusatzventils wird die Änderung zumindest eines von der Abgasrückführrate abhängigen Betriebsparameters der Brennkraftmaschine ausgewertet.the DE 10 2007 062 097 A1 shows a method for diagnosing at least one additional valve, which is provided for setting an exhaust gas recirculation rate in an exhaust gas recirculation device of an internal combustion engine. In the diagnostic method, during operation of the internal combustion engine, an exhaust gas recirculation rate assigned to a current operating point of the internal combustion engine and set with the at least one additional valve is temporarily changed by a corresponding actuation of the at least one additional valve. To diagnose the at least one additional valve, the change in at least one operating parameter of the internal combustion engine that is dependent on the exhaust gas recirculation rate is evaluated.

Die DE 41 20 196 A1 schlägt eine Vorrichtung zum Erfassen der Abgasrückführrate an einer Brennkraftmaschine vor. Es wird eine Anordnung eines Temperatursensors vorgeschlagen. Der Sensor sitzt dabei gewissermaßen als „letztes Glied“ in der Abgasrückführung und soll somit jede stromaufliegende Störung erfassen können. Kommt kein oder zu wenig zurückgeführtes Abgas an, so wird dies durch eine zu geringe Temperatur über den Temperatursensor erkannt. Da der Temperatursensor zudem der Ansaugluft der Brennkraftmaschine ausgesetzt ist, über die er in einem bestimmten Masse gekühlt wird, spricht dieser sofort auf derartige Störungen an; d. h., dass beispielsweise bei einem Ausfall der Abgasrückführung dies durch sofortige Abkühlung des Sensors erkannt wird. Gleiches gilt für eine unzulässige Verminderung der Abgasrückführrate, die sich ebenfalls sofort durch eine Änderung des Temperaturwertes des Sensors anzeigt.the DE 41 20 196 A1 proposes a device for detecting the exhaust gas recirculation rate on an internal combustion engine. An arrangement of a temperature sensor is proposed. To a certain extent, the sensor is the “last link” in the exhaust gas recirculation and should therefore be able to detect any upstream fault. If no or too little recirculated exhaust gas arrives, this is recognized by the temperature sensor as a temperature that is too low. Since the temperature sensor is also exposed to the intake air of the internal combustion engine, which cools it to a certain extent, it responds immediately to such disturbances; This means that, for example, if the exhaust gas recirculation fails, this is detected by the sensor cooling down immediately. The same applies to an impermissible reduction in the exhaust gas recirculation rate, which is also immediately indicated by a change in the temperature value of the sensor.

Auch die sogenannte Niederdruck-Abgasrückführung, bei der das Abgas einem Abgasstrang stromabwärts eines Katalysators entnommen wird und einem Luftversorgungsstrang zugeführt wird, ist bekannt.The so-called low-pressure exhaust gas recirculation, in which the exhaust gas is removed from an exhaust line downstream of a catalytic converter and fed to an air supply line, is also known.

Die DE 10 2012 206 033 A1 offenbart ein Verfahren, welches eine Funktionsminderung eines AGR-Ventils unter Verwendung einer Ausgabe eines Sauerstoffsensors, der in dem Ansaugluftstrom angeordnet ist, erkennen soll. Die DE 10 2012 206 033 A1 stellt ein Diagnoseverfahren für einen Motor bereit, der ein AGR-Ventil zum Steuern der Verdünnung der Ansaugluft aufweist. Das Verfahren umfasst, während dem Motor Kraftstoff zugeführt wird, das Anzeigen einer Funktionsminderung des Ventils, wenn das Ventil geschlossen wird, die Sensorausgabe aber einem Sauerstoffgehalt unter dem von Luft entspricht. Das Verfahren umfasst ferner, während dem Motor kein Kraftstoff zugeführt wird, das Anzeigen einer Funktionsminderung des Sensors, wenn das Ventil geschlossen wird, die Sensorausgabe aber einem Sauerstoffgehalt unter dem von Luft entspricht. Auf diese Weise werden die Funktionsminderungen des Sensors und des AGR-Ventils eindeutig voneinander unterschieden, was das Vornehmen einer geeigneten Korrektur ermöglicht.the DE 10 2012 206 033 A1 discloses a method intended to detect degradation of an EGR valve using an output of an oxygen sensor disposed in the intake air flow. the DE 10 2012 206 033 A1 provides a diagnostic method for an engine having an EGR valve for controlling intake air dilution. The method includes, while the engine is being fueled, indicating valve degradation when the valve is closed but the sensor output corresponds to an oxygen content below that of air. The method further includes, while the engine is not being fueled, indicating sensor degradation if the valve is closed but the sensor output corresponds to an oxygen content below that of air. In this way, the sensor and EGR valve degradations are clearly distinguished from each other, allowing appropriate correction to be made.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Brennkraftsystem mit einem Ottomotor beziehungsweise Spark Ignition Engine ein Überwachungsverfahren anzubieten und ein Brennkraftsystem sowie ein Kraftfahrzeug mit diesem Brennkraftsystem bereitzustellen.The object of the present invention is to offer a monitoring method for an internal combustion system with an Otto engine or Spark Ignition Engine and to provide an internal combustion system and a motor vehicle with this internal combustion system.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 und einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.This object is achieved with a monitoring method according to claim 1 and a motor vehicle according to claim 5. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims and described in the description.

Bei dem erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren für ein Brennkraftsystem mit Abgasrückführung wird ein Teil eines durch einen Betrieb eines Ottomotors entstehenden Abgases aus einem Abgasstrang an einer Stelle stromabwärts eines Katalysators entnommen und an einer Einleitstelle eines Luftversorgungsstrangs in den Luftversorgungsstrang des Brennkraftsystems zurückgeführt. Dem Ottomotor wird damit ein Luftgemisch aus Abgas und Frischluft zum weiteren Betrieb bereitgestellt. Die Abgasrückführung wird in der Weise überwacht, dass im Luftversorgungsstrang stromabwärts der Einleitstelle ein aktueller Rückführungswert als Ist-Wert ermittelt und mit einem hinterlegten vordefinierten Wert als Soll-Wert verglichen wird. Bei einer Abweichung erfolgt eine Fehlermeldung an eine Kontrolleinheit, die dann eine Maßnahme zur Reduzierung einer Verbrennungsgeschwindigkeit veranlasst.In the monitoring method according to the invention for an internal combustion system with exhaust gas recirculation, part of an exhaust gas produced by the operation of an Otto engine is removed from an exhaust line at a point downstream of a catalytic converter and fed back into the air supply line of the internal combustion system at an introduction point of an air supply line. An air mixture of exhaust gas and fresh air is thus made available to the petrol engine for further operation. The exhaust gas recirculation is monitored in such a way that a current recirculation value is determined as the actual value in the air supply line downstream of the point of introduction and with a behind specified predefined value is compared as a target value. If there is a deviation, an error message is sent to a control unit, which then initiates a measure to reduce the combustion rate.

Zurückgeführtes, gekühltes Abgas mildert die Klopfneigung und hilft die Verbrennungsgeschwindigkeit zu steuern. Damit ist es möglich Ottomotoren mit einer höheren Verdichtung zu betreiben. Fiele die Abgasrückführung aus, würde es im Ottomotor zu ungünstigen Verbrennungen kommen, dem sogenannten Klopfen. Das erfindungsgemäße Verfahren hilf dabei, den Ottomotor vor Schäden zu bewahren. Es wird vorteilhaft sehr früh nach einer unbeabsichtigten Senkung der Rückführungsrate eine Fehlermeldung ausgegeben und eine Schutzmaßnahme von der Kontrolleinheit eingeleitet, bevor die Versorgungsluft mit dem niedrigen Abgasanteil den Ottomotor erreicht. Der Ottomotor ist damit vor ungünstigen Betriebsbedingungen und vor dadurch hervorgerufenen Schäden geschützt.Recirculated, cooled exhaust gas mitigates knock tendencies and helps control combustion rate. This makes it possible to operate gasoline engines with a higher compression ratio. If the exhaust gas recirculation were to fail, unfavorable combustion would occur in the petrol engine, so-called knocking. The method according to the invention helps to protect the Otto engine from damage. An error message is advantageously output very early after an unintentional reduction in the recirculation rate and a protective measure is initiated by the control unit before the supply air with the low exhaust gas content reaches the Otto engine. The petrol engine is thus protected against unfavorable operating conditions and the damage caused as a result.

Insbesondere wird der aktuelle Rückführungswert im erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren zwischen der Einleitstelle und einem stromabwärts nächstfolgenden Bauteil ermittelt, um eine möglichst frühzeitige Fehlermeldung zu erhalten.In particular, the current feedback value is determined in the monitoring method according to the invention between the point of introduction and a component that follows next downstream in order to obtain an error message as early as possible.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens wird der aktuelle Rückführungswert stromaufwärts eines Verdichters ermittelt.In an advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention, the current feedback value is determined upstream of a compressor.

Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einem Brennkraftsystem anwendbar, welches über eine Aufladung der Versorgungsluft verfügt, beispielsweise mittels eines Abgasturboladers.The method according to the invention can therefore also be used in an internal combustion system which has supercharging of the supply air, for example by means of an exhaust gas turbocharger.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens ist der aktuelle Rückführungswert ein Wert für eine Temperatur oder einen Druck oder einen Sauerstoffgehalt.In a further advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention, the current feedback value is a value for a temperature or a pressure or an oxygen content.

Das ermöglicht eine Ermittlung der Abgasrate in der Versorgungsluft mit relativ einfachen und zuverlässigen Messverfahren.This enables the exhaust gas rate in the supply air to be determined using relatively simple and reliable measurement methods.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Antriebseinheit und ein mit der Antriebseinheit drehmomentübertragbar verbundenes Brennkraftsystem mit einem Ottomotor, einem Luftversorgungsstrang, einem Abgasstrang und einem den Luftversorgungsstrang und den Abgasstrang abgasleitbar verbindenden Rückführungsstrang. Der Rückführungsstrang mündet in einer Einleitstelle des Luftversorgungsstrangs. Stromabwärts der Einleitstelle ist ein Rückführungssensor zur Ermittlung des aktuellen Rückführungswerts angeordnet. Insbesondere ist kein weiteres Bauteil zwischen der Einleitstelle und dem Rückführungssensor im Luftversorgungsstrang vorgesehen.The motor vehicle according to the invention comprises a drive unit and an internal combustion system connected to the drive unit in a torque-transmittable manner, with an Otto engine, an air supply line, an exhaust line and a recirculation line connecting the air supply line and the exhaust line in an exhaust-gas ductable manner. The recirculation line opens into an introduction point of the air supply line. A feedback sensor for determining the current feedback value is arranged downstream of the introduction point. In particular, no further component is provided between the introduction point and the feedback sensor in the air supply line.

Vorteilhaft ist damit ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches geeignet ist, das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren auszuführen. Die Positionierung des Rückführungssensors ermöglicht eine frühe Fehlererkennung.A motor vehicle is thus advantageously provided which is suitable for carrying out the monitoring method according to the invention. The positioning of the feedback sensor enables early fault detection.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weist der Luftversorgungsstrang einen Verdichter auf und der Rückführungssensor ist stromaufwärts des Verdichters angeordnet.In an advantageous embodiment of the motor vehicle according to the invention, the air supply line has a compressor and the feedback sensor is arranged upstream of the compressor.

Aufgeladene Motoren bieten die Möglichkeit besonders effizient betrieben werden zu können. Mit der Anordnung des Rückführungssensors in Strömungsrichtung vor dem Verdichter ist eine Position des Rückführungssensors möglichst weit vor dem Einlasskrümmer vorgegeben. Diese Ausführung vereint mithin die Vorteile eines aufgeladenen Ottomotors mit der Möglichkeit einer frühen Erkennung einer zu niedrigen Abgasrückführungsrate. Ein sowohl verbrauchsoptimiertes als auch zuverlässiges Brennkraftsystem ist damit bereitgestellt. Der Verdichter ist hierbei insbesondere von einer im Abgasstrang angeordneten Turbine antreibbar, was zusätzlich die Möglichkeit bietet, den Verdichter mittels der Energie des schon vorhandenen Abgasmassenstroms anzutreiben. Der Verdichter und die Turbine sind in dieser Weise Bestandteile eines Abgasturboladers.Supercharged engines offer the possibility of being operated particularly efficiently. With the arrangement of the feedback sensor upstream of the compressor in the direction of flow, a position of the feedback sensor is predetermined as far as possible upstream of the intake manifold. This design therefore combines the advantages of a supercharged Otto engine with the possibility of early detection of an exhaust gas recirculation rate that is too low. An internal combustion system that is both consumption-optimized and reliable is thus provided. In this case, the compressor can be driven in particular by a turbine arranged in the exhaust line, which also offers the possibility of driving the compressor using the energy of the exhaust gas mass flow that is already present. In this way, the compressor and the turbine are components of an exhaust gas turbocharger.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfasst der Rückführungssensor einen Temperaturdetektor und/oder einen Sauerstoffgehaltdetektor und/oder einen Druckmesser.In a further advantageous embodiment of the motor vehicle according to the invention, the feedback sensor includes a temperature detector and/or an oxygen content detector and/or a pressure gauge.

Damit können technisch relativ einfache und günstige Sensortypen zur Ermittlung der Rückführungsrate angeordnet sein, was die Kosten der gesamten Baugruppe positiv beeinflusst und der Zuverlässigkeit zugutekommt.In this way, technically relatively simple and inexpensive sensor types can be used to determine the feedback rate, which has a positive effect on the costs of the entire assembly and benefits reliability.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Überwachungsverfahren,
2 ein erfindungsgemäßes Brennkraftsystem und
3 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description. Show it:

1 a monitoring method according to the invention,
2 an internal combustion system according to the invention and
3 a motor vehicle according to the invention.

In der 1 ist in einem Flussdiagramm beispielhaft ein erfindungsgemäßes Überwachungsverfahren 10 dargestellt. Das Überwachungsverfahren 10 wird bevorzugt mit einem in 2 dargestellten Brennkraftsystem 11 eines in 3 gezeigten Kraftfahrzeugs 12 ausgeführt.In the 1 1 is a flowchart of an exemplary monitoring process according to the invention drive 10 shown. The monitoring method 10 is preferably used with an in 2 illustrated internal combustion system 11 of a 3 Motor vehicle 12 shown running.

Das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren 10 dient insbesondere der Überwachung einer Niederdruck-Abgasrückführung. Bei der Abgasrückführung wird durch den Betrieb eines Ottomotors 13 entstandenes Abgas zum Teil zum Ottomotor 13 zurückgeleitet. Entnommen wird das Abgas bei der Niederdruckvariante aus einem Abgasstrang 37, insbesondere an einer Stelle stromabwärts eines Katalysators 34. Das Abgas wird durch einen Rückführungsstrang 38 in einen Luftversorgungsstrang 20, der den Ottomotor 13 mit Versorgungsluft speist, hinein geleitet. Mithin steht dem Ottomotor 13 für seinen weiteren Betrieb ein Luftgemisch aus dem zurückgeleiteten Abgas und Frischluft, die aus einer Umgebung 30 entnommen wird, zur Verfügung.The monitoring method 10 according to the invention serves in particular to monitor low-pressure exhaust gas recirculation. In the case of exhaust gas recirculation, part of the exhaust gas produced by the operation of an Otto engine 13 is returned to the Otto engine 13 . In the low-pressure variant, the exhaust gas is removed from an exhaust line 37, in particular at a point downstream of a catalytic converter 34. The exhaust gas is routed through a recirculation line 38 into an air supply line 20, which feeds the gasoline engine 13 with supply air. Consequently, an air mixture from the returned exhaust gas and fresh air, which is taken from an environment 30, is available to the Otto engine 13 for its further operation.

Ziel des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens 10 ist es, eine unbeabsichtigte Verringerung oder Unterbrechung eines Abgasrückführungsstroms zu ermitteln. Die Verringerung oder Unterbrechung des Abgasrückführungsstroms würde zu einer plötzlichen Verringerung des Anteils an Abgas in der Versorgungsluft führen. Darauf nicht rechtzeitig reagieren zu können, kann zu einem ungünstigen Betriebszustand, dem Klopfen und damit zu Schäden an dem Ottomotor 13 führen.The aim of the monitoring method 10 according to the invention is to determine an unintentional reduction or interruption in an exhaust gas recirculation flow. The reduction or interruption of the exhaust gas recirculation flow would result in a sudden decrease in the proportion of exhaust gas in the supply air. Not being able to react to this in good time can lead to an unfavorable operating state, knocking and thus to damage to the Otto engine 13 .

Beim erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren 10 findet zunächst eine Ermittlung 14 eines aktuellen Rückführungswerts 15 statt. Die Ermittlung 14 wird dabei mit einem Rückführungssensor 21 stromaufwärts eines Einlasskrümmers 32, also in Strömungsrichtung vor dem Einlasskrümmer 32, und stromabwärts einer Einleitstelle 35 des Abgasrückstroms, also in Strömungsrichtung hinter der Einleitstelle 35, vorgenommen. Die Einleitstelle 35 ist die Stelle des Luftversorgungsstrangs 20 des Brennkraftsystems 11, an der das Abgas in den Luftversorgungsstrang 20 eingeführt wird und mit der Frischluft vermengt wird. Der aktuelle Rückführungswert 15 wird somit im Luftversorgungsstrang 20 des Brennkraftsystems 11 ermittelt 14. Der Rückführungswert 15 wird dabei aus einem Strom der Versorgungsluft gewonnen. Im normalen Betrieb des Brennkraftsystems 11 ist es beabsichtigt, dass die Versorgungsluft zu einem bestimmten Betrachtungszeitpunkt ein Luftgemisch mit einem vordefinierten Verhältnis aus Abgas und Frischluft ist.In the monitoring method 10 according to the invention, a determination 14 of a current feedback value 15 takes place first. The determination 14 is carried out with a feedback sensor 21 upstream of an intake manifold 32, ie upstream of the intake manifold 32 in the flow direction, and downstream of an inlet point 35 of the exhaust gas return flow, ie behind the inlet point 35 in the flow direction. The introduction point 35 is the point of the air supply line 20 of the internal combustion system 11 at which the exhaust gas is introduced into the air supply line 20 and is mixed with the fresh air. The current feedback value 15 is thus determined 14 in the air supply line 20 of the internal combustion system 11. The feedback value 15 is obtained from a flow of the supply air. In normal operation of the internal combustion system 11, it is intended that the supply air at a specific point in time under consideration is an air mixture with a predefined ratio of exhaust gas and fresh air.

Bei aufgeladenen Ottomotoren 13 ist die Versorgungsluft Ladeluft. Hier wird der aktuelle Rückführungswert 15 bevorzugt stromaufwärts eines im Luftversorgungsstrang 20 angeordneten Verdichters 24 ermittelt, also in Strömungsrichtung vor dem Verdichter 24. In dieser Weise ist es in der 2 dargestellt.In turbocharged Otto engines 13, the supply air is charge air. Here the current feedback value 15 is preferably determined upstream of a compressor 24 arranged in the air supply line 20, ie upstream of the compressor 24 in the direction of flow 2 shown.

Aus dem Rückführungswert 15 kann die Rate des zurückgeführten Abgases in der Versorgungsluft ermittelt werden. Der aktuelle Rückführungswert 15 wird in dem Überwachungsverfahren 10 in einem nächsten Schritt mit einem vordefinierten Wert 16 verglichen 17. In diesem Vergleich 17 wird festgestellt, ob der ermittelte Rückführungswert 15 mit dem vordefinierten Wert 16 übereinstimmt. Der aktuelle Rückführungswert 15 stellt somit einen Ist-Wert dar und der vordefinierte Wert 16 einen Soll-Wert.The rate of the recirculated exhaust gas in the supply air can be determined from the feedback value 15 . The current feedback value 15 is compared 17 in the monitoring method 10 in a next step with a predefined value 16 . In this comparison 17 it is determined whether the determined feedback value 15 matches the predefined value 16 . The current feedback value 15 thus represents an actual value and the predefined value 16 represents a target value.

Der vordefinierte Wert 16 kann dabei aus einer Reihe von vordefinierten Werten stammen, die für unterschiedliche Betriebszustände des Ottomotors 13 hinterlegt sind. Die unterschiedlichen Betriebszustände sind beispielsweise Drehzahl, Temperatur und/oder Leistungsanforderung des Ottomotors 13. Entsprechend des aktuellen Betriebszustands des Ottomotors 13 wird ein vordefinierter Wert 16 zum Vergleich 17 mit dem aktuellen Rückführungswert 15 herangezogen.The predefined value 16 can come from a series of predefined values that are stored for different operating states of the Otto engine 13 . The different operating states are, for example, speed, temperature and/or power requirement of the Otto engine 13. According to the current operating state of the Otto engine 13, a predefined value 16 is used for the comparison 17 with the current feedback value 15.

Wird im Vergleich 17 eine Übereinstimmung des aktuellen Rückführungswerts 15 mit dem vordefinierten Wert 16 ermittelt, so wird der Betrieb des Ottomotors 13 ohne zusätzliche Maßnahmen fortgeführt 19, es erfolgt keine Fehlermeldung 18.If a match between the current feedback value 15 and the predefined value 16 is determined in the comparison 17, the operation of the Otto engine 13 is continued without additional measures 19, and there is no error message 18.

Ergibt der Vergleich 17, dass der aktuelle Rückführungswert 15 nicht mit dem vordefinierten Wert 16 übereinstimmt, so ist eine unbeabsichtigte Verringerung oder Unterbrechung des Rückführungsstroms ermittelt worden. Daraufhin wird eine Fehlermeldung 18 an eine Kontrolleinheit vorgenommen, die dann Schutzmaßnahmen veranlassen kann, die den Ottomotor 13 vor einer Beschädigung schützen. Die Kontrolleinheit ist insbesondere ein Motorsteuergerät.If the comparison 17 shows that the current feedback value 15 does not match the predefined value 16, then an unintentional reduction or interruption of the feedback current has been determined. An error message 18 is then sent to a control unit, which can then initiate protective measures that protect the Otto engine 13 from damage. The control unit is in particular an engine control unit.

Aus dem Rückführungswert 15 kann auf die Menge an Abgas in der Versorgungsluft geschlossen werden. Der aktuelle Rückführungswert 15 ist somit ein Indikator für den Abgasrückführungsstrom.The amount of exhaust gas in the supply air can be inferred from the feedback value 15 . The current feedback value 15 is thus an indicator for the exhaust gas recirculation flow.

Der aktuelle Rückführungswert 15 kann verschiedene physikalische Einheiten betreffen. Der vordefinierte Wert 16, mit dem der aktuelle Rückführungswert 15 verglichen 17 wird, beschreibt entsprechend dieselbe physikalische Einheit. Es kann der Rückführungswert 15 insbesondere eine Temperaturangabe, eine Druckangabe oder auch die Angabe eines Sauerstoffgehalts sein.The current feedback value 15 can affect different physical units. The predefined value 16 with which the current feedback value 15 is compared 17 correspondingly describes the same physical unit. The feedback value 15 can be, in particular, a temperature indication, a pressure indication or also an indication of an oxygen content.

Gibt der aktuelle Rückführungswert 15 eine Temperatur an, so wird mit dem Vergleich 17 ermittelt, ob die aktuelle Temperatur der Luft im Luftversorgungsstrang 20 mit der durch den vordefinierten Wert 16 vorgegebenen Temperatur übereinstimmt. Eine niedrigere aktuelle Temperatur als die vorgegebene Temperatur kann in einer Verringerung oder Unterbrechung des Abgasrückführungsstroms begründet sein.If the current feedback value 15 indicates a temperature, the comparison 17 is used to determine whether the current temperature of the air in the air supply supply line 20 corresponds to the temperature specified by the predefined value 16 . A lower current temperature than the predetermined temperature may be due to a reduction or interruption in EGR flow.

Gibt der aktuelle Rückführungswert 15 einen Druck an, so wird mit dem Vergleich 17 ermittelt, ob der aktuelle Druck der Luft im Luftversorgungsstrang 20 mit dem durch den vordefinierten Wert 16 vorgegebenen Druck übereinstimmt. Ein geringerer aktueller Druck als der vorgegebene Druck kann in einer Verringerung oder Unterbrechung des Abgasrückführungsstroms begründet sein.If the current feedback value 15 indicates a pressure, the comparison 17 is used to determine whether the current pressure of the air in the air supply line 20 matches the pressure specified by the predefined value 16 . A lower actual pressure than the predetermined pressure may be due to a reduction or interruption in EGR flow.

Gibt der aktuelle Rückführungswert 15 einen Sauerstoffgehalt an, so wird mit dem Vergleich 17 ermittelt, ob der aktuelle Sauerstoffgehalt der Luft im Luftversorgungsstrang 20 mit dem durch den vordefinierten Wert 16 vorgegebenen Sauerstoffgehalt übereinstimmt. Ein höherer aktueller Sauerstoffgehalt als der vorgegebene Sauerstoffgehalt kann in einer Verringerung oder Unterbrechung des Abgasrückführungsstroms begründet sein.If current feedback value 15 indicates an oxygen content, comparison 17 is used to determine whether the current oxygen content of the air in air supply line 20 matches the oxygen content specified by predefined value 16 . A higher actual oxygen level than the default oxygen level may be due to a reduction or interruption in EGR flow.

Um dann auf eine ermittelte Verringerung oder Unterbrechung des Abgasrückführungsstroms zu reagieren und den Ottomotor 13 vor einem ungünstigen Betriebszustand oder einer möglichen Beschädigung zu bewahren, wird eine oder es werden mehrere Schutzmaßnahmen von der Kontrolleinheit veranlasst.In order to then react to a determined reduction or interruption in the exhaust gas recirculation flow and to protect the Otto engine 13 from an unfavorable operating state or possible damage, one or more protective measures are initiated by the control unit.

Der Ottomotor 13 ist bevorzugt ein aufgeladener Verbrennungsmotor, insbesondere mit einem eine Turbine 33 und einen Verdichter 24 aufweisenden Abgasturbolader. Die veranlassten Schutzmaßnahmen sind Maßnahmen der Motorsteuerung zur Reduzierung einer Verbrennungsgeschwindigkeit und eines Verbrennungsrucks. Durch das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren können die Schutzmaßnahmen eingeleitet werden, bevor die Versorgungsluft mit dem zu geringen Abgasanteil den Ottomotor 13 erreicht.The Otto engine 13 is preferably a supercharged internal combustion engine, in particular with an exhaust gas turbocharger having a turbine 33 and a compressor 24 . The protective measures initiated are engine control measures to reduce combustion speed and combustion jerk. The protective measures can be initiated by the monitoring method according to the invention before the supply air with too low a proportion of exhaust gas reaches the Otto engine 13 .

Die Schutzmaßnahmen können insbesondere eine Verzögerung des Zündzeitpunkts und/oder ein Schließen einer Drosselklappe 22 und/oder ein Reduzieren der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und/oder eine Anpassung der Ventilöffnungszeiten und/oder eine Verringerung des Ladedrucks bei aufgeladenen Motoren, insbesondere durch Öffnung eines Wastegates, und/oder eine Reduzierung der Kompressionsrate und/oder eine Anpassung der Temperatur der Ladeluft durch eine Anpassung eines Ladeluftkühlers 23 sein. Die Schutzmaßnahmen können dabei in Abhängigkeit ihrer Ansprechbarkeit in verschiedenen Betriebszuständen hinterlegt sein. Es kann dann die Schutzmaßnahme oder Schutzmaßnahmenkombination gewählt werden, die im aktuellen Betriebszustand am schnellsten wirkt.The protective measures can in particular delay the ignition point and/or close a throttle valve 22 and/or reduce the quantity of fuel to be injected and/or adjust the valve opening times and/or reduce the charging pressure in supercharged engines, in particular by opening a wastegate and/or or a reduction in the compression rate and/or an adjustment in the temperature of the charge air by adjusting a charge air cooler 23 . The protective measures can be stored in different operating states depending on their responsiveness. The protective measure or combination of protective measures that works the fastest in the current operating state can then be selected.

Das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren 10 wird bevorzugt regelmäßig während des Betriebs des Ottomotors 13 durchgeführt. Insbesondere wird das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren 10 im Volllastbereich und/oder im Bereich erhöhter Last des Ottomotors 13 durchgeführt, da hier mögliche Schäden durch einen zu geringen Abgasanteil in der Versorgungsluft tendenziell größer sind, als im Teillastbereich. Aber auch eine Anwendung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens 10 im Teillastbereich bietet dem Ottomotor 13 Schutz.The monitoring method 10 according to the invention is preferably carried out regularly during the operation of the Otto engine 13 . In particular, the monitoring method 10 according to the invention is carried out in the full-load range and/or in the range of increased load of the Otto engine 13, since possible damage due to an insufficient proportion of exhaust gas in the supply air tends to be greater here than in the partial-load range. However, an application of the monitoring method 10 according to the invention in the partial load range also offers the spark-ignition engine 13 protection.

In der 2 ist beispielhaft ein Brennkraftsystem 11 skizziert. Der Ottomotor 13 ist hierbei in eine Anlage mit Luftversorgungsstrang 20 und Abgasstrang 37 integriert. Das Brennkraftsystem 11 umfasst zudem einen Rückführungsstrang 38, welcher den Abgasstrang 37 des Ottomotors 13 mit dem Luftversorgungsstrang 20 des Ottomotors 13 verbindet und einen Teil des durch den Betrieb des Ottomotors 13 entstehenden Abgases zum Luftversorgungsstrang 20 zurückführt. Die Menge an Abgas wird dabei insbesondere mittels einer Abgasdrosselklappe 25 eingestellt.In the 2 an internal combustion system 11 is outlined as an example. In this case, the Otto engine 13 is integrated into a system with an air supply line 20 and an exhaust line 37 . The internal combustion system 11 also includes a recirculation line 38, which connects the exhaust line 37 of the Otto engine 13 to the air supply line 20 of the Otto engine 13 and recirculates part of the exhaust gas produced by the operation of the Otto engine 13 to the air supply line 20. The amount of exhaust gas is adjusted in particular by means of an exhaust gas throttle valve 25 .

Neben der Abgasdrosselklappe 25 weist der Rückführungsstrang 38 beispielhaft einen Abgaskühler 27 und einen Abgasfilter 31 auf. Das Brennkraftsystem 11 umfasst den Rückführungssensor 21, der erfindungsgemäß im Luftversorgungsstrang 20 des Ottomotors 13 angeordnet ist.In addition to the exhaust gas throttle valve 25 , the recirculation line 38 has an exhaust gas cooler 27 and an exhaust gas filter 31 , for example. The internal combustion system 11 includes the feedback sensor 21 which, according to the invention, is arranged in the air supply line 20 of the Otto engine 13 .

In 2 ist der Ottomotor 13 beispielsweise als ein dreizylindriger Hubkolbenmotor skizziert. Die Abgase des Ottomotors 13 gelangen in den Abgasstrang 37. Der Abgasstrang 37 weist insbesondere einen Auslasskrümmer 36 und einen Katalysator 34 auf. Nicht zurückgeführtes Abgas gelangt durch einen Auspuff 29 in eine Umgebung 30.In 2 the Otto engine 13 is outlined, for example, as a three-cylinder reciprocating engine. The exhaust gases of the Otto engine 13 reach the exhaust line 37 . The exhaust line 37 has in particular an exhaust manifold 36 and a catalytic converter 34 . Exhaust gas that is not recirculated passes through an exhaust pipe 29 into an environment 30.

Im Abgasstrang 37 ist zudem insbesondere eine Turbine 33 eines Abgasturboladers angeordnet. Die Turbine 33 wird durch den Abgasstrom angetrieben. Die Turbine 33 treibt wie bei Abgasturboladern üblich den Verdichter 24 an. Der Verdichter 24 ist in dem Luftversorgungsstrang 20 stromabwärts der Einleitstelle 35 platziert. Stromabwärts des Verdichters 24 ist der Ladeluftkühler 23 angeordnet und stromabwärts des Ladeluftkühlers 23 ist in 2 die Drosselklappe 22 positioniert.In addition, in particular a turbine 33 of an exhaust gas turbocharger is arranged in the exhaust line 37 . The turbine 33 is driven by the flow of exhaust gas. The turbine 33 drives the compressor 24 as is usual with exhaust gas turbochargers. The compressor 24 is placed in the air supply line 20 downstream of the introduction point 35 . The charge air cooler 23 is arranged downstream of the compressor 24 and downstream of the charge air cooler 23 is in 2 the throttle valve 22 positioned.

Der Luftversorgungsstrang 20 ist stromaufwärts des Einlasskrümmers 32 angeordnet. Mit Hilfe des Luftversorgungsstrangs 20 wird der Umgebung 30 Frischluft entnommen. Ein Frischluftfilter 28 filtert Partikel aus der Frischluft heraus. Die Menge an aufgenommener Frischluft wird beispielsweise durch ein Frischluftventil 26 gesteuert. Der Frischluftfilter 28 ist insbesondere stromaufwärts des Frischluftventils 26 angeordnet.The air supply line 20 is arranged upstream of the intake manifold 32 . Fresh air is taken from the environment 30 with the aid of the air supply line 20 . A fresh air filter 28 filters out particles from the fresh air. The amount of fresh air taken in is controlled, for example, by a fresh air valve 26 . The fresh air filter 28 is arranged in particular upstream of the fresh air valve 26 .

Zur Ermittlung 14 des Rückführungswerts 15 ist der Rückführungssensor 21 erfindungsgemäß im Luftversorgungsstrang 20 und damit stromaufwärts des Einlasskrümmers 32 angeordnet. Insbesondere ist der Rückführungssensor 21 direkt stromabwärts der Einleitstelle 35 positioniert. Bei aufgeladenen Ottomotoren 13 ist der Rückführungssensor 21 erfindungsgemäß insbesondere stromaufwärts des Verdichters 24 platziert. In der Weise ist es in der 2 gezeigt.In order to determine 14 the feedback value 15 , the feedback sensor 21 is arranged according to the invention in the air supply system 20 and thus upstream of the intake manifold 32 . In particular, the feedback sensor 21 is positioned directly downstream of the point of introduction 35 . In turbocharged Otto engines 13, the feedback sensor 21 is placed, in particular, upstream of the compressor 24 according to the invention. In the way it is in the 2 shown.

In der 3 ist beispielhaft ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 12 skizziert. In dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 12 ist das erfindungsgemäße Brennkraftsystem 11 integriert. Das Brennkraftsystem 11 ist mit einer Antriebseinheit 39 des Kraftfahrzeugs 12 drehmomentübertragbar verbunden.In the 3 a motor vehicle 12 according to the invention is sketched as an example. The internal combustion engine 11 according to the invention is integrated in the motor vehicle 12 according to the invention. The internal combustion system 11 is connected to a drive unit 39 of the motor vehicle 12 in a torque-transmittable manner.

In der 3 ist beispielhaft ein frontgetriebenes Kraftfahrzeug 12 dargestellt. Gemäß der Erfindung kann das Kraftfahrzeug 12 auch eine andere Antriebskonfiguration aufweisen.In the 3 a front-wheel drive motor vehicle 12 is shown as an example. According to the invention, the motor vehicle 12 can also have a different drive configuration.

Der Ottomotor 13 des Brennkraftsystems 11 weist insbesondere eine Aufladeeinrichtung, beispielsweise einen Abgasturbolader auf. Die Abgase, die nicht zum Ottomotor 13 zurückgeführt werden, gelangen durch den Auspuff 29 in die Umgebung des Kraftfahrzeugs 12.The Otto engine 13 of the internal combustion system 11 has in particular a charging device, for example an exhaust gas turbocharger. The exhaust gases that are not returned to the Otto engine 13 pass through the exhaust pipe 29 into the surroundings of the motor vehicle 12.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Überwachungsverfahrensurveillance procedures
1111: Brennkraftsysteminternal combustion system
1212: Kraftfahrzeugmotor vehicle
1313: Ottomotorgasoline engine
1414: Ermittlung RückführungswertDetermination of return value
1515: Rückführungswertfeedback value
1616: Vordefinierter Wertpredefined value
1717: Vergleichcomparison
1818: Fehlermeldungerror message
1919: Betriebsfortführungbusiness continuity
2020: Luftversorgungsstrangair supply line
2121: Rückführungssensorfeedback sensor
2222: Drosselklappethrottle
2323: Ladeluftkühlerintercooler
2424: Verdichtercompressor
2525: Abgasrückführungsventilexhaust gas recirculation valve
2626: Frischluftventilfresh air valve
2727: Abgaskühlerexhaust gas cooler
2828: Frischluftfilterfresh air filter
2929: AuspuffExhaust
3030: Umgebungvicinity
3131: Abgasfilterexhaust filter
3232: Einlasskrümmerintake manifold
3333: Turbineturbine
3434: Katalysatorcatalyst
3535: Einleitstelledischarge point
3636: Auslasskrümmerexhaust manifold
3737: Abgasstrangexhaust line
3838: Rückführungsstrangreturn line
3939: Antriebseinheitdrive unit

Claims

Monitoring method (10) for an internal combustion system (11) with exhaust gas recirculation, in which part of an exhaust gas produced by the operation of an Otto engine (13) is removed from an exhaust line (37) at a point downstream of a catalytic converter (34) and fed to a discharge point (35 ) of an air supply line (20) is fed back into the air supply line (20) of the internal combustion system (11) and the Otto engine (13) is thus provided with an air mixture of exhaust gas and fresh air for further operation, the exhaust gas recirculation being monitored in such a way that in the air supply line (20) downstream of the discharge point (20) a current feedback value (15) is determined as the actual value (14) and compared (17) with a stored predefined value (16) as the target value and, if there is a deviation, an error message (18) takes place to a control unit, which then initiates a measure to reduce a combustion rate.

Monitoring procedure (10) according to claim 1 , in which the current feedback value (15) between the point of introduction (20) and a component following next downstream is determined (14).

Monitoring procedure (10) according to claim 1 or 2 , in which the current feedback value (15) upstream of a compressor (24) is determined (14).

Monitoring method (10) according to one of Claims 1 until 3 , where the current feedback value (15) is a value for a temperature or a pressure or an oxygen content.

Motor vehicle (12) for carrying out a monitoring method (10) according to one of Claims 1 until 4 , wherein the motor vehicle (12) has a drive unit (39) and an internal combustion system (11) which is connected to the drive unit (39) in a torque-transmittable manner and has an Otto engine (13), an air supply line (20), an exhaust gas line (37) and an air supply line (20 ) and the return line (38) connecting the exhaust line (37) in such a way that the exhaust gas can be ducted, the return line (38) opening into an inlet point (35) of the air supply line (20), and downstream of the inlet point (20) a feedback sensor (21) for determining the current feedback value (15), the motor vehicle (12) being designed to monitor the exhaust gas recirculation in the air supply line (20) downstream of the introduction point (20) to determine (14) a current feedback value (15) as an actual value and with a stored one to compare a predefined value (16) as a target value (17) and, in the event of a deviation, an error message (18) to a control unit, in particular an engine control unit of the motor vehicle (12), the control unit being designed to initiate a measure to reduce the combustion rate in response to the error message (18).

Motor vehicle (12) after claim 5 , wherein no further component is arranged in the air supply line (20) between the introduction point (20) and the feedback sensor (21).

Motor vehicle (12) after claim 5 or 6 , wherein the air supply train comprises a compressor (24) and the feedback sensor (21) is arranged upstream of the compressor (24).

Motor vehicle (12) after claim 7 , wherein the compressor (24) can be driven by a turbine (33) arranged in the exhaust line.

Motor vehicle (12) according to one of Claims 5 until 8th wherein the feedback sensor (21) comprises a temperature detector and/or an oxygen content detector and/or a pressure gauge.