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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Fehlers in einer Hochdruck-Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine, wobei der Brennkraftmaschine über eine Luftzuführung Verbrennungsluft zugeführt und über einen Abgaskanal Abgas abgeführt wird, wobei die Luftzuführung und der Abgaskanal durch einen Turbolader jeweils in einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich aufgeteilt sind, wobei der Luftzuführung aus der Außenluft ein Frischluftmassenstrom zugeführt und dessen Wert bestimmt wird, wobei aus dem Niederdruckbereich des Abgaskanals über eine Niederdruck-Abgasrückführung ein erster Abgasmassenstrom zu dem Niederdruckbereich der Luftzuführung geleitet, dessen Wert bestimmt und mit dem Frischluftmassenstrom zu einem ersten Verbrennungsluftmassenstrom vereint wird, wobei aus dem Hochdruckbereich des Abgaskanals über die Hochdruck-Abgasrückführung ein zweiter Abgasmassenstrom zu dem Hochdruckbereich der Luftzuführung geleitet und mit dem ersten Verbrennungsluftmassenstrom zu einem zweiten Verbrennungsluftmassenstrom vereint und der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Erkennung eines Fehlers in einer Hochdruck-Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine.
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Zur Einhaltung der Vorschriften über Abgasbestandteile von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, einen Teil des Abgases über eine so genannte Abgasrückführung der Zuluft der Brennkraftmaschine beizumengen. Hierbei sind Hochdrucksysteme bekannt, bei denen das Abgas dem Abgaskanal nahe der Brennkraftmaschine entnommen und der Luftzuführung der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Weiterhin sind Niederdruck-Abgasrückführsysteme bekannt, bei denen das Abgas nach Durchströmen einer Abgasturbine und eines Oxidationskatalysators und/oder eines Partikelfilters entnommen wird und in die Luftzuführung der Brennkraftmaschine vor einem Verdichter zugemischt wird.
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Die
DE 10 2010 027 976 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine einen Zuführstrang zur Zuführung eines Luftgemischs in die Brennkraftmaschine aufweist, wobei der Zuführstrang in Zuführrichtung nacheinander einen ersten Abschnitt mit einem vergleichsweise niedrigen Druck, einen Verdichter zur Verdichtung des zugeführten Luftgemischs und einen zweiten Abschnitt mit einem vergleichsweise hohen Druck aufweist, wobei die Brennkraftmaschine einen Abgasstrang zur Ableitung von Abgas aus der Brennkraftmaschine aufweist, wobei der Abgasstrang einen Abschnitt mit einem vergleichsweise niedrigen Druck des Abgases aufweist, und wobei die Brennkraftmaschine eine Abgasrückführung aufweist, die mindestens einen Teil desjenigen Abgases in den ersten Abschnitt der Luftzuführung zurückführt, welches den Abschnitt des Abgasstrangs mit dem vergleichsweise niedrigen Druck durchströmt, und wobei der rückgeführte Teil des Abgases und zugeführte Frischluft das den Zuführstrang durchströmende Luftgemisch bilden. Dabei ist es vorgesehen, dass ein Massenstrom des rückgeführten Teils des Abgases mittels folgender Schritte ermittelt wird:
- (a) Ermittlung eines durch den Verdichter strömenden Massenstroms;
- (b) Ermittlung eines Massenstroms der zugeführten Frischluft; und
- (c) Subtraktion des im Schritt (b) ermittelten Massenstroms von dem in Schritt (a) ermittelten Massenstrom.
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Die so ermittelte Differenz entspricht dem durch die Niederdruck-Abgasrückführung strömenden Abgasmassenstrom.
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Die Schrift
DE 10 2010 027 976 A1 beschreibt weiterhin die Bestimmung des durch den Verdichter strömenden Massenstroms mittels eines Drehzahlsensors an Hand eines Modells. Das Verfahren ermöglicht so die genaue Ermittlung des Massenstroms einer Niederdruck-Abgasrückführung, was zur vorteilhaften Einstellung der Brennkraftmaschine verwendet werden kann.
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In der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung 10 2013 200 536.9 der Anmelderin ist, aufbauend auf dem in der Schrift
DE 10 2010 027 976 A1 beschriebene Verfahren, ein Verfahren zur Diagnose eines Niederdruck-Abgasrückführungsfehlers beschrieben. Hierbei wird der berechnete Massenstrom des rückgeführten Abgases mit einem erwarteten Massenstrom, welcher zum Beispiel mit Hilfe einer Drosselgleichung über ein in der Niederdruck-Abgasrückführung vorgesehenes Niederdruck-Abgasrückführungs-Ventil bestimmt wird, verglichen und so ein eventueller Fehler des Niederdruck-Abgasrückführungs-Traktes erkannt.
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Ein bekanntes Verfahren zur Diagnose von Fehlern in einem Hochdruck-Abgasrückführungsstrang einer Brennkraftmaschine beruht auf der Berechnung der Zylinderfüllung auf Grund von Systemgrößen und dem Vergleich mit der nominalen Zylinderfüllung für bestimmte Betriebspunkte. Nachteilig hierbei ist, dass bei Systemen mit einer Hochdruck- und einer Niederdruck-Abgasrückführung in der Regel ein aktiver Eingriff in die Steuer- und Regelstrategie der Abgasrückführung erforderlich ist, um eine eindeutige Zuordnung des Fehlers zu ermöglichen. Dieser aktive Eingriff ist unerwünscht, da er zu einer erhöhten Schadstoffemission der Brennkraftmaschine führen kann.
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Weitere Verfahren zur Fehlerdiagnose im Hochdruck-Abgasrückführungs-Strang basieren auf der Erkennung von Positionsabweichungen des Hochdruck-Abgasrückführungs-Stellers und erfordern so eine Lagerückmeldung des Aktuators. Zur Kosteneinsparung ist jedoch der Einsatz von Aktuatoren ohne Lagerückmeldung vorzuziehen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose von Fehlern in einem Luftsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck- und einer Niederdruck-Abgasrückführung bereitzustellen, welches einen Fehler in der Hochdruck-Abgasrückführung erkennt.
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Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Wert des Frischluftmassenstroms auf Plausibilität geprüft wird, dass der Wert des ersten Abgasmassenstroms auf Plausibilität geprüft wird, dass der Wert des zweiten Abgasmassenstrom bestimmt und daraus zusammen mit dem ersten Verbrennungsluftmassenstrom ein Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom bestimmt und mit einem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom verglichen wird, und dass bei einer Abweichung zwischen dem Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom und dem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom bei plausiblen Werten für den ersten Abgasmassenstrom und den Frischluftmassenstrom auf einen Fehler in der Hochdruck-Abgasrückführung geschlossen wird.
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In den Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom gehen demnach additiv der zugeführte Frischluftmassenstrom, der von der Niederdruck-Abgasrückführung zugeleitete erste Abgasmassenstrom und der von der Hochdruck-Abgasrückführung zugeleitete zweite Abgasmassenstrom ein. Der modellierte zweite Verbrennungsluftmassenstrom wird hingegen mit bekannten Modellen betriebspunktabhängig modelliert. Weicht der Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom von dem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom ab, so deutet dies zunächst auf einen Fehler in der Zuführung der Verbrennungsluft, also des Frischluftmassenstroms, des ersten Abgasmassenstroms oder des zweiten Abgasmassenstroms, hin. Werden im Rahmen einer Diagnose des Gesamtsystems nach bekannten Verfahren der Frischluftmassenstrom und der erste Abgasmassenstrom überprüft und als korrekt befunden, bleibt nur ein fehlerhafter zweiter Abgasmassenstrom aus der Hochdruck-Abgasrückführung als Fehlerursache.
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Das Verfahren ermöglicht somit bei einer Brennkraftmaschine mit einer Hochruck- und einer Niederdruck-Abgasrückführung die Erkennung eines Fehlers in der Hochdruck-Abgasrückführung ohne einen aktiven Einriff in die Steuer- und Regelstrategie der Abgasrückführung. Gesetzliche Vorgaben bezüglich der zulässigen Abgasemissionen der Brennkraftmaschine und der durchzuführenden On-Board-Diagnosen können so eingehalten werden.
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Ist es vorgesehen, dass der erste Verbrennungsluftmassenstrom mit Hilfe eines Modells aus einer Drehzahl eines Verdichters des Turboladers oder aus einem Druck vor dem Verdichter oder aus einem Druck nach dem Verdichter oder aus einer Temperatur vor dem Verdichter oder aus einer Temperatur nach dem Verdichter jeweils für sich betrachtet oder in Kombination der Kenngrößen bestimmt wird, so kann bei Kenntnis des zugeführten Frischluftmassenstroms der erste Abgasmassenstrom durch die Niederdruck-Abgasrückführung bestimmt und plausibilisiert werden. Bei Bedarf können weitere Kenngrößen, beispielsweise zur Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung des ersten Verbrennungsluftmassenstroms und somit des ersten Abgasmassenstroms, herangezogen werden. Ein Fehler in der Hochdruck-Abgasrückführung kann so ohne zusätzlich vorzusehende Sensoren erkannt werden.
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Zur Bestimmung des ersten Verbrennungsluftmassenstroms ist die Kenntnis des zugeführten Frischluftmassenstroms erforderlich. Eine einfache Bestimmung des Frischluftmassenstroms kann dadurch ermöglicht werden, dass der Frischluftmassenstrom mit einem Heißfilmluftmassenmesser (HFM) bestimmt wird. Der so bestimmte Frischluftmassenstrom kann nach bekannten Verfahren plausibilisiert werden.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass bei einem im Vergleich zu dem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom zu niedrigen Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom auf einen zu niedrigen Wert des zweiten Abgasmassenstroms geschlossen wird.
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Dabei kann es zur genaueren Fehlerdiagnose vorgesehen sein, dass bei einem zu niedrigen Wert des zweiten Abgasmassenstroms auf ein geschlossen klemmendes Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil oder auf einen versotteten Hochdruck-Abgasrückführungs-Kühler oder auf ein geschlossen klemmendes Bypass-Ventil des Hochdruck-Abgasrückführungs-Kühlers geschlossen wird. Alle diese Fehler führen zu einem im Vergleich zum vorgegebenen Wert zumindest reduzierten zweiten Abgasmassenstrom durch die Hochdruck-Abgasrückführung, was im Vergleich zu dem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom zu einem zu niedrigen Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom führt.
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Entsprechend kann es vorgesehen sein, dass bei einem im Vergleich zu dem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom zu hohen Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom auf einen zu hohen Wert des zweiten Abgasmassenstroms geschlossen wird.
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Dabei kann es zur genaueren Fehlerdiagnose vorgesehen sein, dass bei einem zu hohen Wert des zweiten Abgasmassenstroms auf ein offen klemmendes Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil oder auf ein offen klemmendes Bypass-Ventil des Hochdruck-Abgasrückführungs-Kühlers geschlossen wird. Diese Fehler führen zu einem im Vergleich zum vorgegebenen Wert erhöhten zweiten Abgasmassenstrom durch die Hochdruck-Abgasrückführung, was im Vergleich zu dem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom zu einem zu hohen Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom führt.
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Durch Hinzuziehen weiterer Systemgrößen, die üblicherweise serienmäßig bereits zur Verfügung stehen, können die Fehlerursachen weiter eingegrenzt werden.
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Eine einfache, genaue und für andere Aufgabenstellungen bereits eingesetzte Modellierung des zweiten Verbrennungsluftmassenstroms kann dadurch erfolgen, dass der zweite Verbrennungsluftmassenstrom über eine Luftaufwandsberechnung modelliert wird. Es können jedoch auch andere Verfahren, welche eine Berechnung des der Brennkraftmaschine zugeführten zweiten Verbrennungsluftmassenstroms ermöglichen, eingesetzt werden.
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Der Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom wird aus dem ersten Verbrennungsluftmassenstrom und dem zweiten Abgasmassenstrom durch die Hochdruck-Abgasrückführung ermittelt. Eine einfache und genaue Bestimmung des zweiten Abgasmassenstroms kann dadurch erfolgen, dass der zweite Abgasmassenstrom über eine Drosselgleichung für das Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil bestimmt wird. Das Hochdruck-Abgasrückführungsventil ist in der Hochdruck-Abgasrückführung für die Einstellung des zweiten Abgasmassenstroms vorgesehen und wird von dem gesamten Abgasmassenstrom durchflossen. Mit Hilfe der Drosselfläche, der Druckdifferenz über das Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil und der Abgastemperatur vor dem Ventil kann über die bekannte Drosselgleichung der zweite Abgasmassenstrom bestimmt und zur Bildung des Vergleichswerts für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom zu dem ersten Verbrennungsluftmassenstrom addiert werden.
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Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird durch eine Steuerung mit einem Programmablauf zur Durchführung des Verfahrens nach dem beschriebenen Verfahren gelöst.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem und einer Luftzuführung,
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2 ein Ablaufdiagramm zur Erkennung eines Fehlers in der Hochdruck-Abgasrückführung.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 10 mit einer Luftzuführung 30 und einem Abgasnachbehandlungssystem 20. Die Darstellung ist dabei auf die für die Beschreibung der Erfindung wesentlichen Teile beschränkt. Entlang eines Zuluftkanals 34 der Luftzuführung 30 wird ein Frischluftmassenstrom 60 über einen Heißfilmluftmassenmesser 31, eine Frischluftdrossel 32 und einen Verdichter 12 eines Turboladers 11 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. Die Luftzuführung 30 ist in einen Zuluft-Niederdruckbereich 33 in Strömungsrichtung vor dem Verdichter 12 und einen Zuluft-Hochdruckbereich 35 in Strömungsrichtung nach dem Verdichter 12 unterteilt.
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Abgas 25 der Brennkraftmaschine 10 wird durch das Abgasnachbehandlungssystem 20 aus der Brennkraftmaschine 10 entlang eines Abgaskanal 21 über eine Abgasturbine 13 des Turboladers 11, einen Partikelfilter 22, eine Abgasklappe 23 und einen Schalldämpfer 24 an die Umgebung abgegeben. Das Abgasnachbehandlungssystem 20 ist durch den Turbolader 11 in einen Abgas-Hochdruckbereich 27 und in einen Abgas-Niederdruckbereich 26 unterteilt, wobei der Abgas-Niederdruckbereich 26 in Strömungsrichtung nach der Abgasturbine 13 beginnt.
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Eine Niederdruck-Abgasrückführung 40 verbindet den Abgas-Niederdruckbereich 26 nach dem Partikelfilter 22 mit dem Zuluft-Niederdruckbereich 33 nach der Frischluftdrossel 32. Die Niederdruck-Abgasrückführung 40 enthält einen Niederdruck-Abgasrückführungs-Kühler 41 sowie ein Niederdruck-Abgasrückführungs-Ventil 42. Parallel zu dem Niederdruck-Abgrasrückführungs-Kühler 41 ist ein Bypass mit einem ND-AGR-Kühler-Bypass-Ventil 43 und parallel zu dem Niederdruck-Abgasrückführungs-Ventil 42 ist ein ND-Differenzdrucksensor 44 vorgesehen.
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Eine Hochdruck-Abgasrückführung 50 verbindet den Abgas-Hochdruckbereich 27 vor der Abgasturbine 13 über einen Hochdruck-Abgasrückführungs-Kühler 51 und ein Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil 53 mit dem Zuluft-Hochdruckbereich 35 nach dem Verdichter 12. Parallel zu dem Hochdruck-Abgrasrückführungs-Kühler 51 ist ein Bypass mit einem HD-AGR-Kühler-Bypass-Ventil 52 und parallel zu dem Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil 53 ist ein HD-Differenzdrucksensor 54 vorgesehen.
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Im Betrieb wird der der Brennkraftmaschine 10 zugeführte Frischluftmassenstrom 60 mit dem Heißfilmluftmassenmesser 31 bestimmt. Über die Niederdruck-Abgasrückführung 40 wird dem Frischluftmassenstrom 60 ein erster Abgasmassenstrom 61 beigemischt. Ein so entstehender erster Verbrennungsluftmassenstrom 62 wird durch den Verdichter 12 des Turboladers 11 verdichtet. Über die Hochdruck-Abgasrückführung 50 wird ein zweiter Abgasmassenstrom 63 dem ersten Verbrennungsluftmassenstrom 62 zugeführt und so ein zweiter Verbrennungsluftmassenstrom 64 gebildet, welcher der Brennkraftmaschine 10 zugeführt wird.
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Das bei der Verbrennung in der Brennkraftmaschine entstehende Abgas 25 treibt über die Abgasturbine 13 den Turbolader 11 und damit den Verdichter 12 an und wird dabei auf ein niedrigeres Druckniveau entspannt. Anschließend werden mit dem Partikelfilter 22 Partikel aus dem Abgas 26 gefiltert.
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Durch die Niederdruck-Abgasrückführung 40 wird ein mit dem Niederdruck-Abgasrückführungs-Ventil 42 regelbarer Anteil des Abgases 25 dem Frischluftmassenstrom 60 beigemischt. Das ND-AGR-Kühler-Bypass-Ventil 43 ermöglicht es, Abgas an dem Niederdruck-Abgasrückführungs-Kühler 41 vorbeizuleiten. Mit dem ND-Differenzdrucksensor 44 wird die Druckdifferenz über dem Niederdruck-Abgasrückführungs-Ventil 42 bestimmt.
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Durch die Hochdruck-Abgasrückführung 50 wird ein mit dem Hochdruck-Abgasrückführungsventil 53 regelbarer Anteil des Abgases 25 dem ersten Verbrennungsluftmassenstrom 62 beigemischt. Das HD-AGR-Kühler-Bypass-Ventil 52 ermöglicht es, Abgas an dem Hochdruck-Abgasrückführungs-Kühler 51 vorbeizuleiten. Mit dem HD-Differenzdrucksensor 54 wird die Druckdifferenz über dem Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil 53 bestimmt.
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Die Rückführung von Abgas 25 dient der Verringerung der Emissionen der Brennkraftmaschine 10.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird im Rahmen einer Diagnose der Abgasrückführung der erste Verbrennungsluftmassenstrom 62 gemäß einem bekannten Verfahren an Hand der Drehzahl des Turboladers 11 und gegebenenfalls weiterer Kenngrößen, wie den Drücken und Temperaturen vor und nach dem Verdichter 12, bestimmt. Mit dem Heißfilmluftmassenmesser 31 wird der Frischluftmassenstrom 60 gemessen. Aus der Differenz des ersten Verbrennungsluftmassenstroms 62 und des Frischluftmassenstroms 60 wird der erste Abgasmassenstrom 61 durch die Niederdruck-Abgasrückführung berechnet.
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Um einen fehlerhaft bestimmten Frischluftmassenstrom 31 oder ersten Abgasmassenstrom 61 als Fehlerursachen auszuschließen werden die so bestimmten Werte nach bekannten Verfahren auf Plausibilität geprüft. Für die Niederdruck-Abgasrückführung 40 wird dazu beispielsweise der nach dem oben beschriebenen Vorgehen berechnete erste Abgasmassenstrom 61 mit einem erwarteten ersten Abgasmassenstrom 61, wie er beispielsweise mit Hilfe einer Drosselgleichung über das Niederdruck-Abgasrückführungs-Ventil 42 erhalten wird, verglichen. Treten hier zu große Abweichungen auf ist von einem Fehler in der Niederdruck-Abgasrückführung 40 auszugehen.
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Sind die Werte für den Frischluftmassenstrom 60 und den ersten Abgasmassenstrom 61 plausibel wird in einem nächsten Schritt die Hochdruck-Abgasrückführung 50 überprüft. Dazu wird, beispielsweise über eine Drosselgleichung über das Hochdruck-Abgasrückführungs-Ventil 53, der zweite Abgasmassenstrom 63 bestimmt und aus dem zweiten Abgasmassenstrom 63 und dem zuvor bestimmten ersten Verbrennungsluftmassenstrom 62 durch Addition ein Vergleichswert für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom 64 gebildet. Der zweite Verbrennungsluftmassenstrom 64 wird weiterhin, beispielsweise über eine Luftaufwandsberechnung, in Abhängigkeit von dem vorliegenden Betriebspunkt modelliert. Weicht der Vergleichswerte des zweiten Verbrennungsluftmassenstroms 64 von dem modellierten Verbrennungsluftmassenstrom 64 ab, ist bei vorher nachgewiesener Plausibilität des bestimmten Frischluftmassenstroms 60 und des ersten Abgasmassenstroms 61 von einem Fehler in der Hochdruck-Abgasrückführung 50 auszugehen.
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Ist dabei der Vergleichswert des zweiten Verbrennungsluftmassenstroms 64 kleiner als der modellierte Verbrennungsluftmassenstrom 64, ist der Wert des zweiten Abgasmassenstroms 63 zu niedrig. Mögliche Fehlerursachen hierzu sind ein geschlossen klemmendes Hochdruck-Abrasrückführungs-Ventil 53, ein versotteter Hochdruck-Abgasrückführungs-Kühler 51 oder ein geschlossen klemmendes HD-AGR-Kühler-Bypass-Ventil 52.
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Ist der Vergleichswert des zweiten Verbrennungsluftmassenstroms 64 hingegen größer als der modellierte Verbrennungsluftmassenstrom 64, ist der Wert des zweiten Abgasmassenstroms 63 zu hoch. Mögliche Fehlerursachen sind dann ein offen klemmendes Hochdruck-Abrasrückführungs-Ventil 53 oder ein offen klemmendes HD-AGR-Kühler-Bypass-Ventil 52.
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Ist ein Fehler in der Hochdruck-Abgasrückführung 50 erkannt, können für eine genauere Fehlereingrenzung weitere Systemgrößen, wie sie bei modernen Brennkraftmaschinen serienmäßig erfasst werden, hinzugezogen werden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erkennung eines Fehlers in der in 1 gezeigten Hochdruck-Abgasrückführung 50. In einem ersten Ablaufstrang wird die Niederdruck-Abgasrückführung 40 auf einen Fehler hin untersucht. Dazu erfolgt in einem ersten Funktionsblock 70 eine Bestimmung des ersten Abgasmassestroms 61 durch die Niederdruck-Abgasrückführung 40 an Hand der Drehzahl des Turboladers 11 und gegebenenfalls der vorliegenden Temperatur und des Druckes der Verbrennungsluft an dem Verdichter 12 des Turboladers 11. In einem zweiten Funktionsblock 71 erfolgt eine Überprüfung des so ermittelten ersten Abgasmassenstroms 61 durch einen Vergleich mit einem mit Hilfe einer Drosselgleichung über dem Niederdruck-Abgasrückführungs-Ventil 42 bestimmten Abgasmassenstroms 61. In einem ersten Abfrageblock 72 wird bewertet, ob die beiden vorliegenden Werte des ersten Abgasmassenstroms 61 innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich sind. Sind die beiden Werte gleich, erfolgt in einem vierten Funktionsblock 73 die Bestätigung einer intakten Niederdruck-Abgasrückführung 40. Weichen die Werte zu stark voneinander ab, wird in einem fünften Funktionsblock 74 auf einen Fehler in der Niederdruck-Abgasrückführung 40 geschlossen.
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Zur Diagnose der Hochdruck-Abgasrückführung 50 erfolgt zunächst in einem sechsten Funktionsblock 80 eine Überprüfung des mit dem Heißfilmluftmassenmessers 31 bestimmten Frischluftmassenstroms 60. In einem zweiten Abfrageblock 81 wird entschieden, ob der bestimmte Frischluftmassenstrom 60 ausreichend genau ist. Ist dies der Fall, erfolgt eine entsprechende Bestätigung in einem siebten Funktionsblock 82. Ansonsten endet der Ablauf ein einem achten Funktionsblock 83 mit einer entsprechenden Fehlermeldung.
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In einem neunten Funktionsblock 90 erfolgt eine Diagnose der Zylinderfüllung der Brennkraftmaschine 10. Dazu wird, beispielsweise über eine Luftaufwandsberechnung, der der Brennkraftmaschine 10 zugeführte zweite Verbrennungsluftmassenstrom 64 modelliert. Mit Hilfe einer Drosselgleichung über das Hochdruck-Abgasrückführungsventil 53 wird der zweite Abgasmassenstrom 63 durch die Hochdruck-Abgasrückführung 50 bestimmt und zu dem ersten Verbrennungsluftmassenstrom 62 addiert. Dadurch ergibt sich ein zweiter Verbrennungsluftmassenstrom 62, der mit dem modellierten zweiten Verbrennungsluftmassenstrom 62 verglichen wird. In einem dritten Abfrageblock 91 wird entschieden, ob die beiden so bestimmten Werte für den zweiten Verbrennungsluftmassenstrom 64 ausreichend gut übereinstimmen. Ist dies der Fall, endet die Diagnose in einem elften Funktionsblock 93 mit dem Ergebnis eines fehlerfreien Systems. Weichen die Werte zu stark voneinander ab, erfolgt in einem zehnten Funktionsblock 92 die Diagnose einer fehlerhaften Zylinderfüllung. Einem zwölften Funktionsblock 100 werden die Diagnosen eines intakten Niederdruck-Abgasrückführungssystems 40, eines korrekt bestimmten Frischluftmassenstroms 60 und einer dennoch fehlerhaften Zylinderfüllung zugeführt und ausgewertet. Daraufhin erfolgt in einem dreizehnten Funktionsblock 101 die Diagnose eines Fehlers in der Hochdruck-Abgasrückführung 50 mit einem entsprechend fehlerhaften zweiten Abgasmassenstroms 63.
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Das Verfahren erlaubt durch Kombination zum Teil bekannter Bestimmungen und Überprüfungen von Massenströmen die Erkennung von Fehlern im Luftsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Abgasrückführung 50 und einer Niederdruck-Abgasrückführung 40, die von einem fehlerhaften zweiten Abgasmassenstrom 63 durch die Hochdruck-Abgasrückführung 50 verursacht sind. Dies dient der Einhaltung gesetzlicher Vorgaben bezüglich Abgasemissionen und der On-Board-Diagnose. Insbesondere können zu hohe (High-Flow) und zu niedrige (Low-Flow) zweite Abgasmassenströme 63 erkannt und voneinander unterschieden werden.
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Mittels des Verfahrens kann im Rahmen eines systemorientierten Diagnose-Konzepts nach Ausschluss von Fehlern des Heißfilmluftmassenmessers 31 und der Niederdruck-Abgasrückführung 40 beim Feststellen einer fehlerhaften Zylinderfüllung auf einen Fehler der Hochdruck-Abgasrückführung geschlossen werden.
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Der in 2 gezeigte Ablauf ist in Form eines Programmablaufs in einem nicht dargestellten Steuergerät der Brennkraftmaschine umgesetzt. Das Verfahren lässt sich so kostengünstig ohne zusätzliche Bauteile umsetzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010027976 A1 [0004, 0006, 0007]
