DE102017125987A1 - Verfahren und system für ein abgasumleitventil - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Systeme zum Diagnostizieren eines Abgasumleitventils in einem Motorsystem und zum Einstellen der Umleitventilstellung zum Regulieren des Fahrzeugabgasgeräuschs werden bereitgestellt, sodass dasselbe Abgasumleitventil zum Reduzieren von Emissionen und zum Beschleunigen des Aufwärmens des Motors während eines Kaltstarts sowie zum Regulieren des Abgasgeräuschs verwendet werden kann. In einem Beispiel kann ein Verfahren für eine Umleitventildiagnostik Bestimmen einer Umleitventilverschlechterung während eines Motorkaltstarts, wenn das Umleitventil geschlossen ist, auf der Grundlage der Änderung der Temperatur stromaufwärts des Umleitventils von der Temperatur beim Motorstart beinhalten. In einem anderen Beispiel kann ein Verfahren zur Abgasgeräuscheinstellung Einstellen der Umleitventilstellung beinhalten, um einen Zielabgasgegendruck bereitzustellen, der eine gewünschte Änderung des Fahrzeugabgasgeräuschs produziert.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern und Diagnostizieren eines Abgasumleitventils in einem Motorsystem eines Fahrzeugs.
  • Allgemeiner Stand der Technik/Kurzdarstellung
  • Ein Motorsystem eines Fahrzeugs kann mit einem Abgasumleitventil konfiguriert sein, welches eine Vielzahl von Funktionen erfüllen kann. Als ein Beispiel kann das Abgasumleitventil zum selektiven Leiten des Motorabgases zu einem Umgehungskanal verwendet werden, der mit einer Hilfsabgasnachbehandlungsvorrichtung konfiguriert ist. Zum Beispiel kann das Abgasumleitventil Abgas durch einen Benzinpartikelfilter oder eine HC-Falle in dem Umgehungskanal während eines Kaltstarts leiten, um die Abgasemissionen während des Aufwärmens des Motors und des Katalysators zu reduzieren. Als ein weiteres Beispiel kann das Abgasumleitventil Abgas durch einen Wärmetauscher in dem Umgehungskanal leiten, um Abgaswäre zum Wärmen des Motors sowie zum Kühlen von Abgas vor Abgasrückführung an einen Ansaugkrümmer zu gewinnen. Durch das Verwenden eines Abgasumleitventils zum Beschleunigen des Wärmens des Motors und der Abgaskatalysatoraktivierung kann die Kraftstoffeffizienz ebenfalls verbessert werden.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass das Abgasumleitventil ebenfalls zum Regulieren des Abgasgeräuschs verwendet werden kann. Zum Beispiel kann durch das Einstellen der Stellung des Umleitventils zum Variieren des Abgasgegendrucks eine Abgasgeräuscheigenschaft an eine Präferenz eines Bedieners angepasst werden. Indem man sich auf das Umleitventil zum Bereitstellen der gewünschten Abgasgeräuschsteuerung stützt, kann die Verwendung dedizierter Geräuschsteuervorrichtungen wie Schalldämpfer, Resonatoren, Schalldämmungsmaterial, Geräuschunterdrückungssoftware usw., die dazu neigen, schwer und teuer zu sein, reduziert werden.
  • Daher kann die Funktionalität des Umleitventils periodisch getestet werden, damit ein Abgasumleitventil die verschiedenen Funktionen zuverlässig erfüllt. Wenn das Umleitventil zum Beispiel verschlechtert ist und Abgas aus dem Umleitventil austritt, können Endrohremissionen beeinträchtigt werden. Verschiedene Ansätze zum Diagnostizieren eines Abgasumleitventils sind bereitgestellt. Wie zum Beispiel durch Melzig in US 9,116,075 gezeigt, kann Abgasumleitventilverschlechterung auf der Grundlage eines Abgasdruckprofils abgeleitet werden, das über einen Drucksensor geschätzt wird, der stromaufwärts des Abgasumleitventils angeordnet ist. Darin, wenn sich der Druck vor dem Ventil von einem erwarteten Druck verringert, kann die abgeleitete Menge der Umleitventilleckage erhöht sein. In einem anderen Beispiel, wie durch Takakura et al. in US 6,477,830 gezeigt, kann das Umleitventil auf der Grundlage einer Änderung des Abgasfeuchtigkeitsprofils diagnostiziert werden. In noch weiteren Beispielen kann das Abgasumleitventil auf der Grundlage des Profils einer Abgastemperatur diagnostiziert werden, die stromabwärts des Umleitventils gemessen wird.
  • Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung mögliche Probleme im Zusammenhang mit derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können die oben erörterten Ansätze in Bezug auf unzureichende Signal-Geräusch-Trennung unzuverlässig sein. Wenn zum Beispiel die Hilfsvorrichtung im Abgasumgehungskanal einen geringen Gegendruck aufweist (wie es zum Beispiel auftreten kann, wenn der Umgehungskanal einen Wärmetauscher beinhaltet), kann das Signal-Geräusch-Verhältnis des Drucks, der durch den Drucksensor stromaufwärts des Umleitventils gemessen wurde, gering sein. Aufgrund der geringen statistischen Trennung des nominellen Signal-Geräuschs von einem Diagnoseschwellen kann das druckbasierte Diagnoseverfahren unzuverlässig sein. Als weiteres Beispiel kann, aufgrund von heißem Abgas, das aus dem Endrohr strömt, ein Geräusch unabsichtlich in ein Diagnoseverfahren eingeführt werden, das sich auf die Abgastemperatur stützt, die stromabwärts des Abgasumleitventils geschätzt wird. Wenn eine falsch positive Angabe darüber vorliegt, dass das Umleitventil funktionsfähig ist (das heißt, dass das Umleitventil fälschlicherweise als funktionsfähig eingestuft wird, wenn tatsächlich eine Leckage vorhanden ist), können Endrohremissionen über Schwellenwertniveaus ansteigen. Außerdem kann die Kraftstoffeffizienz verschlechtert werden.
  • In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme mindestens teilweise durch ein Verfahren für einen Motor angegangen werden, das Folgende umfasst: als Reaktion auf eine Motorkaltstartbedingung, Betreiben mit einem geschlossenen Umleitventil, um Abgas von dem Hauptabgaskanal stromabwärts eines Abgaskatalysators in ein Umgehungsgehäuse einer Hilfsvorrichtung umzuleiten; und Angeben der Verschlechterung des Umleitventils auf der Grundlage einer Änderung der Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils für einen Zeitraum seit dem Motorstart bestimmt wird. Nach dem Diagnostizieren des Umleitventils kann eine Öffnung des Ventils eingestellt werden, um eine bedienerangegebene Abgasgeräuschanforderung zu erfüllen. Auf diese Weise kann ein robustes Abgasumleitventil-Diagnoseverfahren mit einem höheren Signal-Geräusch-verhältnis bereitgestellt werden. Außerdem kann dasselbe Umleitventil zum Beschleunigen des Aufwärmens des Motors und der Katalysatoraktivierung sowie zur Abgasgeräuschregulierung verwendet werden.
  • Als ein Beispiel kann ein Abgasumleitventil während eines Motorkaltstarts in eine geschlossene Stelle betätigt werden, um Abgas von einem Hauptabgaskanal stromabwärts eines Abgaskatalysators in ein Endrohr über einen Umgehungskanal umzuleiten, der eine Hilfsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Wärmetauscher beherbergt. Eine Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils gemessen wird, kann zum Zeitpunkt des Schließens des Umleitventils und für einen Zeitraum danach überwacht werden. Zum Beispiel kann die Temperatur kontinuierlich über den Zeitraum oder periodisch bei festen Intervallen überwacht werden. Wenn sich die Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils gemessen wird, um weniger als eine Schwellenwertmenge ändert (z. B. steigt), kann abgeleitet werden, dass das Umleitventil nicht verschlechtert ist und kein Abgas hinter dem Ventil austritt. Wenn sich die Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils gemessen wird, um mehr als die Schwellenwertmenge ändert, kann abgeleitet werden, dass das Umleitventil verschlechtert ist und ein Grad der Abgasleckage hinter dem Ventil kann auf der Grundlage des Grades des Anstiegs der Abgastemperatur über den Zeitraum hinweg bestimmt werden. Auf diese Weise kann das Umleitventil opportunistisch auf der Grundlage des Abgastemperaturprofils vor dem Ventil diagnostiziert werden, während das Ventil während des Motorstarts betrieben wird.
  • Beim Bestätigen, dass das Umleitventil funktionsfähig ist, und nachdem das Anspringen des Katalysators erreicht wurde, kann das Umleitventil für verschiedene anderen Funktonen verwendet werden, wie zum Beispiel Einstellen eines Fahrzeugabgasgeräuschs als Reaktion auf eine Bedienerabgasgeräuschanforderung. Darin kann auf der Grundlage der Anforderung für Geräuschverstärkung oder Geräuschreduzierung eine Stellung des Umleitventils variiert werden, um einen Zielabgasgegendruck stromaufwärts des Umleitventils bereitzustellen. Wenn zum Beispiel die angeforderte Einstellung Abgasgeräuschverstärkung beinhaltet, kann das Abgasumleitventil zu einem größeren Grad geöffnet werden, um einen geringeren Zielgegendruck bereitzustellen, und wenn die angeforderte Einstellung Abgasgeräuschreduzierung beinhaltet, kann das Abgasumleitventil zu einem größeren Grad geschlossen werden, um einen höheren Zielgegendruck bereitzustellen.
  • Auf diese Weise kann ein Abgasumleitventil zuverlässig und opportunistisch während eines Motorkaltstartbetriebs diagnostiziert werden und danach zum Regulieren des Abgasgeräuschs verwendet werden. Der technische Effekt des Diagnostizierens des Umleitventils auf der Grundlage eines Abgastemperaturprofils, das stromaufwärts eines geschlossenen Umleitventils gemessen wird, besteht darin, dass eine Signal-Geräusch-Verhältnistrennung von einem Diagnostikschwellenwert erhöht werden kann. Insbesondere kann durch das Messen der stromaufwärtigen Temperatur nach dem Schließen des Ventils und das Umleiten von Abgas durch eine Hilfsvorrichtung in einem Abgasumgehungskanal ein höheres Signal-Geräusch-Verhältnis erreicht werden, und zwar sogar dann, wenn eine Druckdifferenz über der Hilfsvorrichtung geringer ist. Durch das Erhöhen der Genauigkeit der Diagnose wird die Wahrscheinlichkeit für eine falsch positive Diagnostik reduziert, wodurch Motorkaltstartemissionen verbessert werden. Durch die Verwendung desselben Umleitventils zum Ermöglichen von Abgaswärmegewinnung werden Vorteile in Bezug auf das Wärmen des Motors Abgasgeräuschsteuerung, Komponentenreduzierung erreicht.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Patentansprüchen im Anschluss an die ausführliche Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
  • Figurenliste
    • 1A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motorsystems, das ein Abgaswärmeaustauschsystem beinhaltet, das in einem ersten Modus betrieben wird.
    • 1B zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motorsystems, das ein Abgaswärmeaustauschsystem beinhaltet, das in einem zweiten Modus betrieben wird.
    • 1C zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motorsystems, das ein Abgaswärmeaustauschsystem beinhaltet, das in einem dritten Modus betrieben wird.
    • 2 zeigt eine Tabelle, welche die unterschiedlichen Betriebsmodi des Abgaswärmetauschsystems aus den 1A-1C zusammenfasst.
    • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren veranschaulicht, das umgesetzt werden kann, um einen Abgasstrom durch das Abgaswärmetauschsystem aus den 1A-1C einzustellen.
    • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren veranschaulicht, das umgesetzt werden kann, um ein Abgasumleitventil des Abgaswärmetauschsystems aus den 1A-1C diagnostizieren.
    • 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Abgasumleitventilleckage und der Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils gemessen wird, demonstriert.
    • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein zweites beispielhaftes Verfahren veranschaulicht, das umgesetzt werden kann, um ein Abgassystemumleitventil zum Regulieren eines Abgasgeräuschs einzustellen.
    • 7 zeigt ein Beispiel für das Diagnostizieren eines Abgasumleitventils während eines Motorkaltstarts und das Einstellen des Umleitventils danach, um ein gewünschtes Motorabgasgeräuschprofil bereitzustellen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Diagnostizieren eines Abgasumleitventils und zum Steuern des Abgasumleitventils, um ein Abgasgeräusch einzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist das Abgasumleitventil dar Darstellung nach in einem Abgaswärmetauschsystem konfiguriert, wobei in den 1A-1C unterschiedliche Betriebsmodi des Abgaswärmetauschsystems gezeigt werden. Das Abgaswärmeaustauschsystem kann einen einzelnen Wärmetauscher (der an einen Umgehungskanal gekoppelt ist) zur Abgaswärmegewinnung und Abgasrückführung(exhaust gas recirculation - AGR)-Kühlung beinhalten. Die verschiedenen Betriebsmodi des Motorabgassystems sind in 2 tabellarisch dargestellt. Eine Motorsteuerung kann konfiguriert sein, um Steuerroutinen durchzuführen, wie zum Beispiel die beispielhaften Routinen aus den 3, 4 und 6, um den Betrieb des Abgaswärmetauschsystems, einschließlich des Abgasumleitventils, zu steuern. Eine Abgasumleitventilleckage kann auf der Grundlage eines Abgastemperaturprofils bestimmt werden, welches stromaufwärts des Umleitventils während eines Motorkaltstarts gemessen wurde, wie in dem beispielhaften Verfahren aus 4 beschrieben. Ein beispielhaftes Temperaturprofil für ein Abgasumleitventil ohne Leck, mit einem kleinen Leck und einem großen Leck ist in 5 veranschaulicht. Nach dem Diagnostizieren des Umleitventils und nach dem Abschluss des Anspringens des Katalysators kann ein Abgasgeräusch durch das Ändern der Stellung des Umleitventils eingestellt werden, um einen Zielgegendruck bereitzustellen, und zwar unter Verwendung des Verfahrens aus 6. Ein Beispiel für die Abgasumleitventildiagnostik und die Abgasgeräuschsteuerung wird in 7 gezeigt.
  • 1A zeigt schematisch Aspekte eines beispielhaften Motorsystems 100, das einen Motor 10 beinhaltet. In einem Beispiel ist das Motorsystem 100 an ein Antriebssystem gekoppelt, wie etwa ein Fahrzeug, das für den Straßenverkehr konfiguriert ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Motor 10 ein aufgeladener Motor, der an einen Turbolader 13 gekoppelt ist, der einen Verdichter 114 beinhaltet, der durch eine Turbine 116 angetrieben wird. Konkret wird Frischluft entlang eines Ansaugkanals 42 über einen Luftreiniger 112 in den Motor 10 eingespeist und strömt zu dem Verdichter 114. Der Verdichter kann ein beliebiger geeigneter Ansaugluftverdichter, wie etwa ein von einem Elektromotor angetriebener oder von einer Antriebswelle angetriebener Kompressorverdichter, sein. In dem Motorsystem 10 ist der Verdichter ein Turboladerverdichter, der mechanisch über eine Welle 19 an die Turbine 116 gekoppelt ist, wobei die Turbine 116 durch sich ausdehnende Motorabgase angetrieben wird.
  • Wie in 1 gezeigt, ist der Verdichter 114 durch den Ladeluftkühler (charge-air cooler - CAC) 21 an das Drosselventil 20 gekoppelt. Das Drosselventil 20 ist an den Motoransaugkrümmer 22 gekoppelt. Aus dem Verdichter strömt die verdichtete Luftfüllung durch den Ladeluftkühler 21 und das Drosselventil zu dem Ansaugkrümmer. In der in 1A gezeigten Ausführungsform wird der Druck der Luftfüllung innerhalb des Ansaugkrümmers durch den Krümmerluftdruck(manifold air pressure - MAP)-Sensor 124 erfasst.
  • Ein oder mehrere Sensoren können an einen Einlass des Verdichters 114 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor 55 zum Schätzen einer Verdichtereinlasstemperatur an den Einlass gekoppelt sein und ein Drucksensor 56 kann zum Schätzen eines Verdichtereinlassdrucks an den Einlass gekoppelt sein. Als ein anderes Beispiel kann ein Feuchtigkeitssensor 57 zum Schätzen einer Feuchtigkeit einer in den Verdichter eintretenden Luftfüllung an den Einlass gekoppelt sein. Zu wiederum anderen Sensoren können zum Beispiel Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren usw. gehören. In anderen Beispielen können eine oder mehrere der Verdichtereinlassbedingungen (wie etwa Feuchtigkeit, Temperatur, Druck etc.) auf der Grundlage von Motorbetriebsbedingungen abgeleitet werden. Zusätzlich können die Sensoren, wenn AGR aktiviert ist, eine Temperatur, einen Druck, eine Feuchtigkeit und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luftfüllungsgemisches, das Frischluft, zurückgeführte verdichtete Luft und Restabgase enthält, die bei dem Verdichtereinlass aufgenommen wurden, schätzen.
  • Ein Wastegate-Aktor 92 kann zum Öffnen betätigt werden, um mindestens einen Teil des Abgasdrucks von stromaufwärts von der Turbine über das Wastegate 91 zu einer Stelle stromabwärts von der Turbine abzulassen. Die Turbinendrehzahl kann durch das Reduzieren des Drucks stromaufwärts der Turbine reduziert werden, was wiederum beim Reduzieren von Verdichterpumpen hilft.
  • Der Ansaugkrümmer 22 ist durch eine Reihe von Einlassventilen (nicht gezeigt) an eine Reihe von Brennkammern 30 gekoppelt. Die Brennkammern sind ferner über eine Reihe von Auslassventilen (nicht gezeigt) an den Abgaskrümmer 36 gekoppelt. In der dargestellten Ausführungsform ist ein einzelner Abgaskrümmer 36 gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann der Abgaskrümmer jedoch eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten beinhalten. Konfigurationen, die eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten aufweisen, können ermöglichen, dass Abwasser aus unterschiedlichen Brennräumen an unterschiedliche Stellen in dem Motorsystem geleitet wird.
  • In einer Ausführungsform kann jedes der Auslass- und Einlassventile elektronisch betätigt oder gesteuert werden. In einer anderen Ausführungsform kann jedes der Auslass- und Einlassventile über Nocken betätigt oder gesteuert werden. Egal ob elektronisch betätigt oder über Nocken betätigt, kann die zeitliche Abstimmung des Öffnens und Schließens der Auslass- und Einlassventile auf der Grundlage der gewünschten Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung eingestellt werden.
  • Den Brennkammern 30 können über die Einspritzvorrichtung 66 ein oder mehrere Kraftstoffe wie etwa Benzin, Alkohol-Kraftstoff-Gemische, Diesel, Biodiesel, verdichtetes Erdgas usw. zugeführt werden. Der Kraftstoff kann den Brennkammern über Direkteinspritzung, Saugrohreinspritzung, Drosselventilkörpereinspritzung oder eine Kombination davon zugeführt werden. In den Brennkammern kann die Verbrennung über Fremdzündung und/oder Kompressionszündung eingeleitet werden.
  • Wie in 1A gezeigt, kann Abgas aus einem oder mehreren Abgaskrümmerabschnitten zu der Turbine 116 geleitet werden, um die Turbine anzutreiben. Die kombinierte Strömung aus der Turbine und dem Wastegate strömt dann durch die Emissionssteuervorrichtungen 170 und 173. In einem Beispiel kann die erste Emissionssteuervorrichtung 170 ein Anspringkatalysator sein und die zweite Emissionssteuervorrichtung 173 kann ein Unterbodenkatalysator sein. Im Allgemeinen sind die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 170 und 173 dazu konfiguriert, den Abgasstrom katalytisch zu behandeln und dadurch eine Menge von einer oder mehreren Substanzen in dem Abgasstrom zu reduzieren. Zum Beispiel können die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 170 und 173 dazu konfiguriert sein, NOx aus dem Abgasstrom zu speichern, wenn der Abgasstrom mager ist, und die gespeicherten NOx zu reduzieren, wenn der Abgasstrom fett ist. In weiteren Beispielen können die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 170 und 173 dazu konfiguriert sein, NOx zu disproportionieren oder NOx mithilfe eines Reduktionsmittels selektiv zu reduzieren. In noch weiteren Beispielen können die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 170 und 173 dazu konfiguriert sein, Kohlenwasserstoff- und/oder Kohlenstoffmonoxidrückstände im Abgasstrom zu oxidieren. Unterschiedliche Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung mit solcher Funktionalität können in Washcoats oder andernorts in den Abgasnachbehandlungsstufen entweder separat oder gemeinsam angeordnet sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 173 ein Abgasunterbodenkatalysator mit einem regenerierbaren Benzinpartikelfilter(gasoline particulate filter - GPF)-Beschichtung, die zum Fangen und Oxidieren von Rußpartikeln im Abgasstrom konfiguriert ist. Die Regeneration der GPF-Beschichtung des Unterbodenkatalysators kann auf der Grundlage der Ausgabe des Temperatursensors 177 reguliert werden. Wenn zum Beispiel die abgeleitete Feinstaubbelastung der GPF-Belastung über einem Schwellenwert liegt, kann die Motorkraftstoffversorgung und/oder der Zündzeitpunkt eingestellt werden, um die Abgastemperatur hoch genug anzuheben, um das angesammelte Ruß wegzubrennen. Als ein Beispiel kann die Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Spätzündung bereitgestellt werden, um die geschätzte Abgastemperatur über eine Schwellenwerttemperatur anzuheben, wobei die Schwellenwerttemperatur auf der Grundlage der abgeleiteten Rußbelastung ausgewählt wird.
  • Stromabwärts der zweiten Emissionssteuervorrichtung 173 kann Abgas über einen oder mehrere eines Hauptabgaskanals 102 und eines Umgehungskanals 174 zu dem Schalldämpfer 172 strömen. Zum Beispiel kann das behandelte Abgas aus den Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 170 und 173 ganz oder teilweise über den Hauptabgaskanal 102 an die Atmosphäre abgegeben werden, nachdem es einen Schalldämpfer 172 passiert hat. Alternativ kann das behandelte Abgas aus den Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 170 und 173 ganz oder teilweise über ein Abgaswärmeaustauschsystem 150, das an den Hauptabgaskanal gekoppelt ist, an die Atmosphäre abgegeben werden. Das Abgaswärmeaustauschsystem 150 kann zur Abgaswärmerückgewinnung zur Verwendung bei Motorheizen sowie zur AGR-Kühlung betrieben werden. Die Komponenten des Wärmeaustauschsystems ermöglichen zudem, dass Abgaswärmegewinnung und AGR-Kühlung gleichzeitig unter Verwendung eines einzelnen Wärmetauschers durchgeführt werden, wie nachstehend dargelegt wird.
  • Der Umgehungskanal 174 des Abgaswärmeaustauschsystems 150 kann stromabwärts von der zweiten Emissionssteuervorrichtung 173 an der Verbindungsstelle 106 an den Hauptabgaskanal 102 gekoppelt sein. Der Umgehungskanal 174 kann sich von stromabwärts von der zweiten Emissionssteuervorrichtung 173 zu stromaufwärts von dem Schalldämpfer 172 erstrecken. Der Umgehungskanal 174 kann parallel zu dem Hauptabgaskanal 102 angeordnet sein. Eine Hilfsvorrichtung kann mit dem Umgehungskanal gekoppelt sein. Im vorliegenden Beispiel ist der Darstellung nach ein Wärmetauscher 176 mit dem Umgehungskanal 174 gekoppelt, um das Abgas, das den Umgehungskanal 174 passiert, zu kühlen. In einem Beispiel ist der Wärmetauscher 176 ein Wasser-Gas-Tauscher. Ein Motorkühlmittelsystem 155 kann zur Abgaswärmegewinnung und AGR-Kühlung mit dem Abgaswärmetauscher 176 fluidgekoppelt sein. Ein Kühlmittel des Kühlmittelsystems kann über eine Kühlmitteleinlassleitung 160 durch den Wärmetauscher strömen, und nach dem Zirkulieren durch den Wärmetauscher kann das Kühlmittel zu dem Motor zurückströmen oder über eine Kühlmittelauslassleitung 162 zu einem Heizungswärmetauscher geführt werden. Man wird verstehen, dass in alternativen Beispielen eine oder mehrere andere Hilfsvorrichtungen mit dem Umgehungskanal 174 gekoppelt sein können. Zum Beispiel kann die Hilfsvorrichtung ein Benzinpartikelfilter oder eine Kohlenwasserstofffalle beinhalten.
  • Zurückkehrend zu dem Wärmetauschsystem 150 kann der AGR-Abgabekanal 180 kann an der Verbindungsstelle 108 stromabwärts von dem Wärmetauscher 176 an den Abgasumgehungskanal 174 gekoppelt sein, um dem Motoransaugkrümmer stromaufwärts von dem Verdichter 114 Niederdruck-AGR bereitzustellen. Auf diese Art und Weise kann über den Wärmetauscher 176 gekühltes Abgas zu dem Motoreinlass zurückgeführt werden. In weiteren Ausführungsformen kann das Motorsystem einen Hochdruck-AGR-Strömungsweg beinhalten, wobei Abgas von stromaufwärts von der Turbine 116 angesaugt und stromabwärts von dem Verdichter 114 zu dem Motoransaugkrümmer rückgeführt wird. Ein oder mehrere Sensoren können an den AGR-Kanal 180 gekoppelt sein, um Einzelheiten hinsichtlich der Zusammensetzung und der Bedingungen der AGR bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor bereitgestellt sein, um eine Temperatur der AGR zu bestimmen, kann ein Drucksensor bereitgestellt sein, um einen Druck der AGR zu bestimmen, kann ein Feuchtigkeitssensor bereitgestellt sein, um eine Feuchtigkeit oder einen Wassergehalt der AGR zu bestimmen, und kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor bereitgestellt sein, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der AGR zu schätzen. Alternativ können AGR-Bedingungen durch den einen oder die mehreren Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitssensoren 55-57 abgeleitet werden, die an den Verdichtereinlass gekoppelt sind.
  • Ein stromabwärts von dem Wärmetauscher 176 an die Verbindungsstelle des Hauptabgaskanals 102 und eines Auslasses des Umgehungskanals 174 gekoppeltes Umleitventil 175 kann verwendet werden, um die Strömung von Abgas durch den Umgehungskanal 174 zu regulieren. Eine Stellung des Umleitventils kann als Reaktion auf von einer Motorsteuerung empfangene Signale eingestellt werden, um das Abgaswärmeaustauschsystem in einem ausgewählten Betriebsmodus zu betreiben. In einem Beispiel kann das Umleitventil in eine erste, vollständig geschlossene Stellung betätigt werden, um es Abgas zu gestatten, von der zweiten Emissionssteuervorrichtung 173 über einen Abgasumgehungskanal 174 zu einem Endrohr 35 zu strömen, wodurch es ermöglicht wird, das Wärmetauschsystem in einem ersten Modus zu betreiben, in welchem Abgaswärmegewinnung bereitgestellt wird. Als ein anderes Beispiel kann das Umleitventil in eine zweite, vollständig geöffnete Stellung betätigt werden, um das gesamte Abgas über den Hauptabgaskanal zu dem Endrohr zu leiten, während der Abgasstrom von der zweiten Emissionssteuervorrichtung 173 über den Abgasumgehungskanal 174 zu dem Endrohr 35 deaktiviert wird, wie hier in Bezug auf 1C ausgearbeitet. Ein Temperatursensor 177 und eine Drucksensor 178 können mit dem Hauptabgaskanal 102 stromaufwärts des Umleitventils 175 und stromabwärts der Verbindungsstelle 106 gekoppelt sein. Die durch den Temperatursensor 177 gemessene Abgastemperatur kann zum Diagnostizieren einer Umleitventilleckage verwendet werden, wie in Bezug auf 4 beschrieben. Der stromaufwärts des Umleitventils 175 erfasste Abgasdruck kann zum Einstellen der Stellung des Umleitventils verwendet werden, um ein Abgasgeräusch zu regulieren, wie in Bezug auf 6 beschrieben.
  • Ein AGR-Ventil 52 kann an der Verbindungsstelle des AGR-Kanals 180 und des Einlasskanals 42 an den AGR-Kanal 180 gekoppelt sein. Das AGR-Ventil 52 kann als ein stufenlos verstellbares Ventil oder als ein Auf-/Zu-Ventil konfiguriert sein. In Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen wie etwa der Motortemperatur kann ein Teil des Abgases durch den Umgehungskanal 174 und danach zu dem Einlass des Verdichters 114 über den AGR-Kanal 180 und das AGR-Ventil 52 umgeleitet werden. Durch das gleichzeitige Einstellen der Stellung des AGR-Ventils 52 mit dem vollständig geöffneten Umleitventil 175 kann das Wärmetauschsystem in einem zweiten Modus betrieben werden, wobei AGR für den Motoreinlasskanal 42 bereitgestellt wird, wie hier in Bezug auf 1B ausgearbeitet.
  • Das Motorsystem 100 kann ferner das Steuersystem 14 beinhalten. Es wird gezeigt, dass das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 18 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 den Temperatursensor 177 und den Drucksensor 178, die mit dem Hauptabgaskanal 102 stromaufwärts des Abgasumleitventils 175 und stromabwärts des Abgaskatalysators 173 gekoppelt sind, den Abgassensor 126, der stromaufwärts der Turbine 116 angeordnet ist, den MAP-Sensor 124, den Abgastemperatursensor 128, den Verdichtereinlasstemperatursensor 55, den Verdichtereinlassdrucksensor 56 und den Verdichtereinlassfeuchtigkeitssensor 57 beinhalten. Andere Sensoren wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren können an verschiedene Stellen in dem Motorsystem 100 gekoppelt sein. Zu den Aktoren 18 können zum Beispiel die Drossel 20, das AGR-Ventil 52, das Umleitventil 175, der Wastegate-Aktor 92 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gehören. Das Steuersystem 14 kann eine Steuerung 12 beinhalten. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und verschiedene Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage darin programmierter Anweisungen oder eines darin programmierten Codes gemäß einer oder mehrerer Routinen auslösen. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen und AGR-Anforderungen einem an das Umleitventil 175 gekoppelten Aktor und einem an das AGR-Ventil 52 gekoppelten Aktor ein Signal befehlen, um Abgas über den Wärmetauscher 176 zu dem Ansaugkrümmer und/oder dem Endrohr zu leiten. Außerdem kann die Steuerung das Umleitventil 175 opportunistisch auf eine Leckage während eines Motorkaltstarts auf der Grundlage des stromaufwärtigen durch den Temperatursensor 177 gemessenen Temperaturprofils diagnostizieren. Ferner kann die Steuerung die Stellung des Umleitventils 175 auf der Grundlage eines geschätzten Drucks stromaufwärts des Umleitventils einstellen, um einen Zielgegendruck stromaufwärts des Umleitventils bereitzustellen, wobei der Zielgegendruck als Reaktion auf eine von einem Bediener angeforderte Fahrzeuggeräuscheinstellung ausgewählt ist. Beispielhafte Steuerroutinen zur Steuerung und Diagnostik des Abgaswärmeaustauschsystems 150 sind in Bezug auf die 3, 4 und 6 beschrieben.
  • 1A zeigt den Betrieb des Abgaswärmeaustauschsystems 150 in einem ersten Betriebsmodus. Daher stellt der erste Betriebsmodus eine erste Einstellung des Umleitventils 175 und des AGR-Ventils 52 dar, die Abgasstromsteuerung ermöglicht. In dem ersten Betriebsmodus kann sich das Umleitventil 175 in einer vollständig geschlossenen Stellung befinden und das AGR-Ventil 52 kann sich in einer vollständig geschlossenen Stellung befinden. In dem ersten Betriebsmodus kann aufgrund der ersten Stellung des Umleitventils 175 das gesamte Abgasvolumen, das aus der zweiten Emissionssteuervorrichtung 173 ausströmt, an der Verbindungsstelle 106 in den Umgehungskanal umgeleitet werden. Das Abgas kann dann durch den Wärmetauscher 176 strömen und über das Umleitventil 175 zu dem Hauptabgaskanal zurückströmen. Aufgrund der geschlossenen Stellung des AGR-Ventils 52 kann das durch den Umgehungskanal strömende Abgas nicht in den AGR-Kanal 180 strömen, und das gesamte Abgasvolumen kann erneut in den Hauptabgaskanal 102 eintreten. Nach dem erneuten Eintreten in den Hauptabgaskanal 102 kann Abgas durch den Schalldämpfer 172 strömen und dann über das Endrohr 35 in die Atmosphäre. In Ausführungsformen, in welchen der Umgehungskanal ein GPF anstelle des Wärmetauschers beinhaltet, wird während des ersten Betriebsmodus das gesamte Abgas, das durch den Umgehungskanal strömt, durch das GPF geleitet, in welchem die gesamten Kaltstartpartikelemissionen gefangen werden, bevor das Abgas über das Endrohr an die Atmosphäre abgegeben wird.
  • Das Abgaswärmeaustauschsystem kann im ersten Betriebsmodus (wie vorstehend beschrieben) während Bedingungen betrieben werden, wenn der Motor Heizen benötigt, wie zum Beispiel während Motorkaltstartbedingung. Wenn das Abgas den Wärmetauscher 176 passiert, kann Wärme von dem Abgas an das Kühlmittel, das durch den Wärmetauscher 176 zirkuliert, übertragen werden. Bei der Wärmeübertragung von dem Abgas an das Kühlmittel kann das heiße Kühlmittel zurück zu und um den Motor über die Kühlmittelauslassleitung 162 zirkuliert werden. Indem das Aufwärmen des Motors während des Kaltstarts beschleunigt wird, können Kaltstartabgasemissionen reduziert und die Motorleistung erhöht werden. Zusätzlich kann das heiße Kühlmittel, wenn der Motor in einem Fahrzeug gekoppelt ist, um einen Heizungswärmetauscher zirkuliert werden, um eine Fahrgastkabine des Fahrzeugs zu heizen.
  • Das Abgaswärmetauschsystem kann ebenfalls in dem ersten Betriebsmodus während Bedingungen betrieben werden, wenn die Luftmasse durch den Motor kleiner ist, wie zum Beispiel während Entschleunigungsereignisses oder während des Leerlaufs des Motors.
  • 1B zeigt eine schematische Ansicht des Abgaswärmetauschsystems 150 in einem zweiten Betriebsmodus. Zuvor in 1A vorgestellte Komponenten sind ähnlich nummeriert und werden nicht erneut vorgestellt. Daher stellt der zweite Betriebsmodus eine zweite Einstellung des Umleitventils 175 und des AGR-Ventils 52 dar, die Abgasstromsteuerung ermöglicht. Das Abgaswärmeaustauschsystem kann in dem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, wenn AGR angefordert wird, nachdem das Aufwärmen des Motors abgeschlossen ist, und wenn Abgaswärme nicht mehr zum Zweck der Motorheizung gewünscht ist. Im zweiten Betriebsmodus kann sich das Umleitventil 175 in der zweiten, vollständig geöffneten Stellung befinden und das AGR-Ventil 52 kann sich in einer offenen Stellung befinden. Aufgrund der offenen Stellung des Umleitventils 175 kann der Abgasstrom aus dem Umgehungskanal 174 zu dem Hauptabgaskanal 102 deaktiviert werden. Eine Öffnung des AGR-Ventils 52 kann eingestellt werden, um zuzulassen, dass eine gewünschte Abgasmenge in den Umgehungskanal 174 und den AGR-Abgabekanal 180 eintritt.
  • Im zweiten Betriebsmodus kann aufgrund der offenen Stellung von sowohl dem AGR-Ventil 52 als auch dem Umleitventil 175 ein erster Teil des Abgases aus dem Umgehungskanal stromabwärts des Wärmetauschers angesaugt werden, der als ein AGR-Kühler wirkt, und über den AGR-Abgabekanal 180 und das AGR-Ventil 52 an den Motoransaugkrümmer abgegeben werden. Ein zweiter (verbleibender) Teil des Abgases kann über den Schalldämpfer 172 direkt zu dem Endrohr strömen. Das Verhältnis des ersten Teils des Abgases (an den Ansaugkrümmer 22 abgegeben) zu dem zweiten Teil des Abgases (ohne Kühlung direkt zu dem Endrohr 35 geführt) kann auf Grundlage eines gewünschten AGR-Niveaus bestimmt werden. Es kann angefordert werden, dass die AGR eine gewünschte Motorverdünnung erzielt, wodurch die Kraftstoffeffizienz und Emissionsqualität verbessert werden. Eine angeforderte AGR-Menge kann auf Motorbetriebsbedingungen beruhen, zu denen Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur etc. gehören. Zum Beispiel kann sich die Steuerung auf eine Lookup-Tabelle beziehen, welche die Motordrehzahl und -last als Eingabe und als Ausgabe ein Signal aufweist, das einem Grad der Öffnung entspricht, der auf das AGR-Ventil anzuwenden ist, wobei der Grad der Öffnung eine Verdünnungsmenge bereitstellt, die der eingegebenen Motordrehzahl/-last entspricht. In noch weiteren Beispielen kann sich die Steuerung auf ein Modell stützen, das die Änderung der Motorlast mit einer Änderung der Verdünnungsanforderung des Motors korreliert und ferner die Änderung der Verdünnungsanforderung des Motors mit einer Änderung der AGR-Anforderung korreliert. Wenn zum Beispiel die Motorlast von einer Niedriglast zu einer Mittellast zunimmt, kann die AGR-Anforderung zunehmen; wenn die Motorlast von einer Mittellast zu einer Hochlast zunimmt, kann die AGR-Anforderung abnehmen.
  • 1C zeigt eine schematische Ansicht des Abgaswärmetauschsystems 150 in einem dritten Betriebsmodus. Zuvor in 1A vorgestellte Komponenten sind ähnlich nummeriert und werden nicht erneut vorgestellt. Das Abgaswärmeaustauschsystem 150 kann als Reaktion auf Motorlastbedingungen über einem Schwellenwert und nachdem das Aufwärmen des Motors abgeschlossen ist in dem dritten Betriebsmodus betrieben werden. Während derartiger Motorlastbedingungen über einem Schwellenwert kann AGR nicht angefordert werden. Außerdem kann Abgaswärmegewinnung nicht gewünscht sein, da der Motor warm ist. Daher stellt der dritte Betriebsmodus eine dritte Einstellung des Umleitventils 175 und des AGR-Ventils 52 dar, die Abgasstromsteuerung ermöglicht. Im dritten Betriebsmodus kann sich das Umleitventil 175 in der zweiten, vollständig geöffneten Stellung befinden und das AGR-Ventil 52 kann sich in der geschlossenen Stellung befinden. Aufgrund der offenen Stellung des Umleitventils 175 kann der Abgasstrom aus dem Umgehungskanal 174 zu dem Hauptabgaskanal 102 deaktiviert werden. In dem dritten Betriebsmodus kann aufgrund der zweiten Position des Umleitventils 175 und der geschlossenen Position des AGR-Ventils 52 das gesamte Abgasvolumen, das aus der zweiten Emissionssteuervorrichtung 173 austritt, nicht in den Umgehungskanal eintreten und über den Schalldämpfer 172 direkt zu dem Endrohr 35 strömen. Im dritten Betriebsmodus liegt kein Abgasstrom durch den Wärmetauscher 176 vor, daher wird keine Abgaswärme gewonnen.
  • Die drei beispielhaften Betriebsmodi des Motorabgaswärmetauschsystems 150 aus den 1A-1C werden in 2 tabellarisch dargestellt. Ziele 202 der Tabelle 200 zeigt Einstellungen, die dem Betrieb des Motorabgassystems im ersten Modus entsprechen, wie in Bezug auf 1A beschrieben. Ziele 204 zeigt Einstellungen, die dem Betrieb des Motorabgassystems im zweiten Modus entsprechen, wie in Bezug auf 1B beschrieben. Ziele 206 zeigt Einstellungen, die dem Betrieb des Motorabgassystems im dritten Modus entsprechen, wie in Bezug auf 1C beschrieben.
  • Auf diese Weise stellen die Komponenten aus den 1A-1C ein Motorsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Ansaugkrümmer; einen Abgaskanal, der einen Abgaskatalysator mit einer Partikelfilterbeschichtung und ein Endrohr beinhaltet; eine Umgehung, die mit dem Abgaskanal von stromabwärts des Abgaskatalysators bis stromaufwärts des Endrohrs gekoppelt ist, wobei die Umgehung einen Wärmetauscher beinhaltet; ein Kühlmittelsystem zum Zirkulieren von Kühlmittel durch den Motor und den Wärmetauscher; ein Umleitventil, welches einen Auslass der Umgehung mit dem Abgaskanal koppelt; einen Temperatursensor und einen Drucksensor, die mit dem Abgaskanal stromabwärts des Abgaskatalysators und stromaufwärts des Umleitventils gekoppelt sind; einen AGR-Kanal, der ein AGR-Ventil beinhaltet, welches die Umgehung stromabwärts des Wärmetauschers mit dem Ansaugkrümmer koppelt; und eine Steuerung. Die Steuern kann mit computerlesbaren Anweisungen konfiguriert sein zum: Betreiben des Motors in einem erstes Modus während eines Motorkaltstarts, wobei das Umleitventil geschlossen ist und das AGR-Ventil geschlossen ist; Betreiben des Motors in einem zweiten Modus nach einem Anspringen des Katalysators, wobei das Umleitventil offen ist und das AGR-Ventil offen ist; Betreiben des Motors in einem dritten Modus nach dem Anspringen des Katalysators, wobei das Umleitventil offen ist und das AGR-Ventil geschlossen ist; Diagnostizieren des Umleitventils, während des Betriebs im ersten Modus; und als Reaktion auf keine Angabe der Umleitventilverschlechterung, Einstellen des Grades der Öffnung des Umleitventils in jedem des zweiten Modus und des dritten Modus auf der Grundlage einer Bedienerabgasgeräuschanforderung. In einem Beispiel kann Diagnostizieren des Umleitventils Messen einer ersten Abgastemperatur über den Temperatursensor beim Schließen des Umleitventils, um im ersten Modus zu betreiben; Messen einer zweiten Abgastemperatur über den Temperatursensor nach einem Zeitraum des Betriebs im ersten Modus; Angeben der Verschlechterung des Umleitventils als Reaktion auf eine Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, die höher als ein Schwellenwert ist; und Angeben keiner Verschlechterung des Umleitventils als Reaktion auf die Differenz, die unter dem Schwellenwert liegt, beinhalten. Die Bedienerabgasgeräuschanforderung kann eins von Abgasgeräuschreduzierung und Abgasgeräuschverstärkung beinhalten. Dementsprechend kann das Einstellen Schätzen eines Zielabgasgegendrucks stromaufwärts des Umleitventils auf der Grundlage der Bedienerabgasgeräuschanforderung; Verringern eines Grads der Öffnung des Umleitventils, um den Abgasgegendruck, der über den Drucksensor gemessen wurde, auf den Zielgegendruck zu erhöhen; und Erhöhen des Grads der Öffnung des Umleitventils, um den Abgasgegendruck, der über den Drucksensor gemessen wurde, auf den Zielgegendruck zu verringern, beinhalten. Zusätzlich oder optional kann während des Betreibens in dem zweiten Modus das AGR-Ventil in eine erste Stellung eingestellt werden, um einen AGR-Durchsatz bereitzustellen; und ferner von der ersten Stellung in eine zweite Stellung auf der Grundlage des Grads der Öffnung des Umleitventils eingestellt werden, um den AGR-Durchsatz beizubehalten.
  • 3 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 300, das umgesetzt werden kann, um einen Abgasstrom durch das Motorabgassystem aus den 1A-1C einzustellen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen hier beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung auf der Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A-1C beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Das Verfahren 300 beginnt bei 302 und beinhaltet das Schätzen und/oder Messen der Motorbetriebsbedingungen. Bewertete Bedingungen können zum Beispiel Motortemperatur, Motorlast, Motordrehzahl, Fahrerdrehmomentbedarf, Umgebungsbedingungen, einschließlich Umgebungstemperatur, -druck und -feuchtigkeit, Krümmerluftstrom und -luftdruck, Drosselstellung, Abgasdruck, Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis usw. beinhalten. Die Betriebsbedingungen können durch einen oder mehrere Sensoren gemessen werden, die kommunikativ an eine Steuerung gekoppelt sind, oder können auf Grundlage verfügbarer Daten abgeleitet werden.
  • Bei 304 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob sich der Motor in einer Kaltstartbedingung befindet. Eine Motorkaltstartbedingung kann bestätigt werden, wenn der Motor als Reaktion auf eine Motorstartanforderung nach einem längeren Zeitraum der Inaktivität des Motors gestartet wird, wenn die Motortemperatur niedriger ist als ein Schwellenwert (wie etwa unterhalb einer Temperatur für das Abgaskatalysatoranspringen) und während Umgebungstemperaturen unterhalb eines Schwellenwerts liegen. Während Kaltstartbedingungen kann beschleunigtes Motorheizen gewünscht sein, um Kaltstartemissionen zu reduzieren. Zusätzlich kann Fahrgastkabinenheizen durch einen Fahrzeugbediener gewünscht sein. Ferner kann während eines Motorkaltstarts AGR nicht gewünscht sein.
  • Wenn eine Motorkaltstartbedingung bestätigt wird, geht das Verfahren zu 306 über und beinhaltet das Betreiben des Motorabgassystems im ersten Betriebsmodus. Das Betreiben im ersten Modus, wie in Bezug auf 1A beschrieben, beinhaltet bei 308 Verschieben des Umleitventils (wie zum Beispiel das Umleitventil 175 aus 1A), das mit einer Verbindungsstelle des Umgehungskanals (wie zum Beispiel der Umgehungskanal 174 aus 1A) und dem Hauptabgaskanal gekoppelt ist, in eine vollständig geschlossene Stellung, die den Abgasstrom in den Umgehungskanal und durch eine Hilfsvorrichtung in dem Umgehungskanal umleitet. Das Betreiben im ersten Modus beinhaltet bei 310 ebenfalls das Betätigen des AGR-Ventils (wie zum Beispiel das AGR-Ventil 52 aus 1A) in eine geschlossene Stellung. In einem Beispiel, wenn der Motor abgeschaltet und im Ruhezustand ist, kann sich das Umleitventil in einer offenen Stellung (z. B. eine Standardstellung) befinden. Als Reaktion auf eine Motorstartanforderung kann dem Umleitventil das Schießen befohlen werden, während die Motorkraftstoffversorgung wiederaufgenommen wird und der Motor gekurbelt wird.
  • Aufgrund der geschlossenen Stellung von sowohl dem Umleitventil als auch dem AGR-Ventil beinhaltet das Verfahren 300 bei 312 das Strömenlassen des gesamten Abgasvolumens, das aus dem Katalysator austritt, über den Umgehungskanal zu dem Endrohr. Aufgrund der geschlossenen Stellung des AGR-Ventils kann Abgasstrom aus dem Abgaskanal zu dem Motoransaugkrümmer über den AGR-Kanal deaktiviert sein. Folglich kann Abgas nach dem Passieren des Umgehungskanals zu dem Hauptabgaskanal stromaufwärts des Schalldämpfers (wie zum Beispiel der Schalldämpfer 172 aus 1A) über das Umleitventil zurückkehren.
  • In der beispielhaften Ausführungsform aus 1A ist ein Wärmetauscher in dem Umgehungskanal untergebracht. Wenn Abgas durch den Umgehungskanal und somit durch den Wärmetauscher strömt, wird Wärme von dem Abgas an das Motorkühlmittelsystem übertragen. Durch das Übertragen der Wärme von dem Abgas auf das Kühlmittel an einer Stelle stromabwärts von dem Abgaskatalysator kann ein Großteil der Abgaswärme dazu verwendet werden, den Abgaskatalysator zu erwärmen (und dadurch anzuschalten), während die verbleibende Abgaswärme vorteilhafterweise zum Beschleunigen des Heizens des Motors verwendet werden kann. Zum Beispiel kann das erwärmte Kühlmittel zu einem Motorblock und einem Zylinderkopf zirkulieren, um die Motortemperatur anzuheben, wodurch die Motorleistung bei kalten Bedingungen verbessert wird. In einem weiteren Beispiel, wenn Kabinenheizung durch einen Fahrzeugbediener aufgrund dessen angefordert wird, dass die Fahrzeugkabinentemperatur unter einer gewünschten Temperatur liegt, kann das erwärmte Kühlmittel durch einen Heizungswärmetauscher zirkuliert werden, um Kabinenheizung bereitzustellen.
  • In einer anderen Ausführungsform kann der Umgehungskanal ein Benzinpartikelfilter (GPF) beherbergen. Wenn Abgas durch den Umgehungskanal und somit durch das GPF strömt, werden Abgaskaltstartfeinstaub(FS)-Emissionen in dem GPF-System zurückgehalten und zu einem späteren Zeitpunkt weggebrannt, wenn das GPF regeneriert wird. Durch das Zurückhalten des Kaltstart-FS bei dem GPF werden Kaltstartabgasemissionen reduziert.
  • Nach 312 geht das Verfahren zu 314 über und beinhaltet das Aufzeichnen der Temperatur stromaufwärts des Abgasumleitventils bei der Einleitung des Motorstarts (Tstart) und für einen Zeitraum danach. Zum Beispiel kann die Abgastemperatur anfänglich gemessen werden (Tstart), wenn der Motor gekurbelt wird und die Kraftstoffabgabe an den Motor gestartet wird. Alternativ kann die Temperatur anfänglich gemessen werden, wenn das Umleitventil als Reaktion auf die Neustartanforderung in eine geschlossene Stellung betätigt wird. Danach kann die Motortemperatur für einen Zeitraum seit dem Motorstart gemessen werden. Dies beinhaltet das Messen der Temperatur kontinuierlich über den Zeitraum oder das Messen der Temperatur periodisch über den Zeitraum hinweg, wie zum Beispiel bei vordefinierten Intervallen (z. B. nach einer definierten Anzahl an Sekunden/Minuten, nach einer definierten Anzahl an Verbrennungsereignissen, nach einer definierten Fahrzeugfahrtstrecke usw.). In einem Beispiel können die Temperaturmesswerte in ein Diagramm eingetragen werden, um ein Temperaturprofil zu produzieren. Die Abgastemperatur kann durch einen Temperatursensor (z. B. der Temperatursensor 177 aus 1A) gemessen werden, der stromaufwärts des Umleitventils und stromabwärts einer Verbindungsstelle des Abgasumgehungskanals und des Hauptabgaskanals (z. B. die Verbindungsstelle 106 aus 1A) positioniert ist.
  • Bei 316 beinhaltet das Verfahren 300 das Diagnostizieren des Umleitventils auf der Grundlage des Temperaturprofils, das stromaufwärts des Umleitventils nach dem Motorstart geschätzt wurde, wie in Bezug auf 4 ausgearbeitet. Daher, wenn Abgas in den Umgehungskanal umgeleitet wird und durch die Hilfsvorrichtung in dem Umgehungskanal geleitet wird, wird es nicht erwartet, dass die Temperatur stromaufwärts des Umleitventils ausreichend ansteigt. Zum Beispiel kann sich die Temperatur um eine kleine Menge, wie zum Beispiel 4 °C ändern. Das Umleitventil kann jedoch im Laufe der Zeit aufgrund von Hardwareproblemen, einschließlich Abnutzung und Verschleiß, ein Leck entwickeln. Wenn dies geschieht, beginnt ein Teil des heißen Abgases in das Endrohr durch den Hauptabgaskanal auszutreten, ohne durch den Umgehungskanal zu strömen, wodurch es zu einem Temperaturanstieg stromaufwärts des Umleitventils kommt. Daher kann das Umleitventil als Reaktion auf einen Anstieg der Abgastemperatur, der über einem Schwellenwert liegt, diagnostiziert werden, die stromaufwärts des Ventils gemessen wird, wie bei 4 ausgearbeitet. Ferner kann ein Grad der Leckage auf der Grundlage eines tatsächlichen Anstiegs relativ zu einem erwarteten Anstieg abgeleitet werden, wie in Bezug auf 5 ausgearbeitet.
  • Bei 318 wird bestätigt, ob das Umleitventil als nicht verschlechtert diagnostiziert wurde, und es wird ferner bestimmt, ob die Temperatur des Abgaskatalysators (Tkat) über einem Schwellenwert liegt. Der Schwellenwert kann eine Anspringtemperatur des Katalysators darstellen, über welcher der Katalysator angeschaltet wird und Motorabgasemissionen effizient reduzieren kann. Wenn bestimmt wird, dass das Umleitventil funktionsfähig ist, und ebenfalls wenn Tkat über dem Schwellenwert liegt, kann somit abgeleitet werden, dass das Fahrzeug sich nicht länger in einer Kaltstartbedingung befindet, und das Verfahren geht zu 322 über. Wenn Tkat nicht über dem Schwellenwert liegt oder wenn bestimmt wurde, dass das Umleitventil verschlechtert ist, geht das Verfahren zu 320 über und beinhaltet das Aufrechterhalten des Betriebs des Abgaswärmetauschsystems im ersten Betriebsmodus. Alternativ, wenn Tkat nicht über dem Schwellenwert liegt, während bestimmt wird, dass das Umleitventil nicht verschlechtert ist, kann das Abgaswärmetauschsystem in ersten Modus betrieben werden. Wenn im Vergleich dazu bestimmt wird, dass das Umleitventil verschlechtert ist, und zwar unabhängig von Tkat, kann das Abgaswärmetauschsystem im dritten Modus betrieben werden, wobei der Abgasumgehungsstrom deaktiviert ist. Nach 320 endet das Verfahren 300.
  • Nach dem Bestätigen der Funktionalität des Umleitventils von jedem von 318 und 320 kann das Verfahren optional zu 342 übergehen, um die Umleitventilstellung einzustellen, um eine durch den Bediener angeforderte Abgasgeräuscheinstellung bereitzustellen. Wie in Bezug auf 6 beschrieben, kann eine Stellung des funktionsfähigen Umleitventils während des Betriebs in einem bestimmten Modus auf der Grundlage des angeforderten Geräuschprofils eingestellt werden, um einen Zielgegendruck stromaufwärts des Ventils bereitzustellen, wobei der Zielgegendruck entsprechend dem angeforderten Geräuscheffekt ausgewählt ist (der Abgasgeräuschreduzierung oder -verstärkung beinhalten kann).
  • Zurückkehrend zu 304, wenn bestimmt wird, dass sich der Motor nicht in einer Kaltstartbedingung befindet, wie zum Beispiel, wenn die Motortemperatur über dem Schwellenwert liegt oder wenn der Abgaskatalysator sich bereits beim Anspringen befindet, geht das Verfahren 300 zu 322 über und beinhaltet das Bestimmen, ob AGR gewünscht ist. AGR kann gewünscht, sein nachdem der/die Abgaskatalysator(en) dessen/deren entsprechende(n) Anspringtemperatur(en) erreicht hat/haben und optimal funktionieren. Ferner kann es gefordert werden, dass die AGR eine gewünschte Motorverdünnung erzielt, wodurch die Kraftstoffeffizienz und Emissionsqualität verbessert werden. Eine angeforderte AGR-Menge kann auf Motorbetriebsbedingungen beruhen, zu denen Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur etc. gehören. Zum Beispiel kann sich die Steuerung auf eine Lookup-Tabelle beziehen, welche die Motordrehzahl und -last als Eingabe und als Ausgabe ein Signal aufweist, das einem Grad der Öffnung entspricht, der auf das AGR-Ventil anzuwenden ist, wobei der Grad der Öffnung eine Verdünnungsmenge bereitstellt, die der eingegebenen Motordrehzahl/-last entspricht. In noch weiteren Beispielen kann sich die Steuerung auf ein Modell stützen, das die Änderung der Motorlast mit einer Änderung der Verdünnungsanforderung des Motors korreliert und ferner die Änderung der Verdünnungsanforderung des Motors mit einer Änderung der AGR-Anforderung korreliert. Wenn sich zum Beispiel eine Motorlast von einer niedrigen Last auf eine mittlere Last erhöht, kann sich die AGR-Anforderung erhöhen und eine größere Öffnung des AGR-Ventils kann angefordert werden. Wenn sich die Motorlast dann von einer mittleren Last auf eine größere Last erhöht, kann sich die AGR-Anforderung verringern und eine kleinere Öffnung des AGR-Ventils kann angefordert werden.
  • Zurückkehrend zu 322, wenn bestimmt wurde, dass AGR für den Motorbetrieb angefordert wird (wie zum Beispiel für niedrige bis mittlere Lastbereiche), geht das Verfahren 300 zu 324 über und beinhaltet das Betreiben des Abgasumgehungssystems im zweiten Modus, wie in Bezug auf 1B beschrieben. Das Betreiben im zweiten Modus beinhaltet bei 326 das Betätigen des Umleitventils in eine offene Stellung, bei 328 das Bestimmen der anfänglichen AGR-Ventilstellung für die angeforderte AGR-Menge und bei 330 das Betätigen des AGR-Ventils in die anfängliche offene Stellung. Die anfängliche offene Stellung des AGR-Ventils wird auf der Grundlage der Menge der angeforderten AGR bestimmt, wobei der Grad der Öffnung des AGR-Ventils erhöht ist, wenn die Menge der angeforderten AGR steigt.
  • Aufgrund der offenen Stellung des Umleitventils beinhaltet das Verfahren bei 332 das Strömenlassen eines ersten Teils des Abgases zu dem Ansaugkrümmer als AGR und eines zweiten Teils des Abgases über den Hauptabgaskanal zu dem Endrohr. Der erste Teil des Abgases kann vom Hauptabgaskanal aus in den Umgehungskanal eintreten. In der beispielhaften Ausführungsform aus 1B beherbergt der Umgehungskanal einen Wärmetauscher. Der erste Teil des Abgases kann durch den Wärmetauscher (der als ein AGR-Kühler wirkt) strömen, in welchem es abgekühlt wird. Beim Verlassen des Wärmetauschers kann aufgrund der Öffnung des AGR-Ventils der erste Teil des Abgases in den AGR-Abgabekanal eintreten, um über das AGR-Ventil und den Motoreinlasskanal an den Motoransaugkrümmer abgegeben zu werden. Der erste Teil des Abgases kann aufgrund der Stellung des Umleitventils nicht zum Hauptabgaskanal zurückkehren. Der zweite (verbleibende) Teil des Abgases kann nicht in den Umgehungskanal eintreten, sondern kann über den Hauptabgaskanal direkt zu dem Endrohr strömen. Nach 332 geht das Verfahren zu 342 zur Abgasgeräuschsteuerung über.
  • Wenn bei 322 AGR nicht für den Motorbetrieb gewünscht ist, geht das Verfahren zu 334 über und beinhaltet das Betreiben des Abgasumgehungssystems in einem dritten Modus, wie in Bezug auf 1C beschrieben. Zum Beispiel kann AGR während Motorlastbedingungen über einem Schwellenwert nicht gewünscht werden. Das Betreiben im dritten Modus beinhaltet bei 336 das Betätigen des Umleitventils in eine offene Stellung und bei 338 das Betätigen des AGR-Ventils in eine geschlossene Stellung.
  • Aufgrund der offenen Stellung des Umleitventils und der geschlossenen Stellung des AGR-Ventils beinhaltet das Verfahren bei 340 das Strömenlassen von Abgas über den Hauptabgaskanal zu dem Endrohr. Das Gesamte Abgasvolumen, das aus dem Katalysator austritt (wie zum Beispiel die zweite Emissionssteuervorrichtung 173 in 1C), kann nicht in den Umgehungskanal eintreten und kann über den Schalldämpfer 172 direkt zum Endrohr 35 strömen. In diesem Betriebsmodus liegt kein Abgasstrom durch den Umgehungskanal vor. Nach 340 geht das Verfahren 300 zu 342 zur Abgasgeräuschsteuerung über.
  • Beim Bestätigen, dass das Umleitventil nicht verschlechtert ist, und während des Betriebs des Abgaswärmetauschsystems in einem des ersten, zweiten und dritten Betriebsmodus wirb bei 342 bestimmt, ob eine Abgasgeräuscheinstellung durch einen Fahrzeugbediener angefordert wird. Zum Beispiel kann eine Abgasgeräuschreduzierung angefordert werden, um die Vorbeifahrtgeräuschvorschriften einzuhalten, oder aufgrund von Bedienereinwänden gegen Abgasgeräuschpegel. Als ein weiteres Beispiel kann Abgasgeräuschverstärkung angefordert werden, um das Fahrzeug „sportlicher“ klingen zu lassen. Wenn eine Abgasgeräuscheinstellung angefordert wird, geht das Verfahren zu 344 über und beinhaltet das Aktualisieren der Abgasumleitventilstellung auf der Grundlage der angeforderten Geräuscheinstellung, während Abgasemissionskonformität beibehalten wird, wie in Bezug auf 6 beschrieben. Nach 344 endet das Verfahren 300.
  • Wenn bei 342 keine Fahrzeuggeräuscheinstellung angefordert wurde, geht das Verfahren zu 346 über und beinhaltet das Beibehalten des Betriebs des Abgasumgehungssystems. Zum Beispiel kann die Stellung des Umleitventils beibehalten werden und das Abgaswärmetauschsystem kann weiter im ersten, zweiten oder dritten Betriebsmodus betrieben werden. Dadurch wird das Fahrzeugabgasgeräusch ebenfalls nicht eingestellt. Nach 346 endet das Verfahren 300.
  • Auf diese Weise kann ein Abgasumleitventil während eines Motorkaltstarts opportunistisch diagnostiziert werden, während ein Abgaswärmetauschsystem mit dem geschlossenen Umleitventil betrieben wird. Durch das Diagnostizieren des Umleitventils bevor ein Betriebsmodus des Abgaswärmetauschsystems über Einstellungen der Stellung des Umleitventils geändert wird, werden erhöhte Endrohremissionen von einer Abgasleckage hinter dem Umleitventil reduziert. Außerdem kann Abgasgeräuschsteuerung auf eine zuverlässigere Weise bereitgestellt werden.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 4 ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Diagnostizieren einer Abgasumleitventilverschlechterung unter Verwendung von Messungen von einem stromaufwärtigen Abgastemperatursensor gezeigt. Das Verfahren aus 4 kann als Teil des Verfahrens aus 3, wie zum Beispiel bei 316, enthalten sein. Das Verfahren ermöglich das zuverlässige Diagnostizieren einer Leckage in einem Umleitventil auch dann, wenn der Umgehungskanal des Abgaswärmetauschsystems eine Hilfsvorrichtung mit einem niedrigen Gegendruck beinhaltet, wie zum Beispiel den Wärmetauscher aus den 1A-1C.
  • Das Verfahren 400 beginnt bei 402 und beinhaltet das Bestimmen, ob Abgasumleitventildiagnostikbedingungen erfüllt sind. Abgasumleitventildiagnostikbedingungen gelten als erfüllt, wenn sich das Fahrzeug in einer Kaltstartbedingung befindet und das Abgasumleitventil in eine geschlossene Stellung betätigt wird, wobei kein Abgas durch das Umleitventil strömt. Dies beinhaltet das Betreiben des Abgaswärmetauschsystems in dem ersten Betriebsmodus, wobei Abgas in den Umgehungskanal umgeleitet wird (wie in Bezug auf 1A beschrieben). Daher kann die Diagnostikroutine opportunistisch während eines Motorkaltstarts durchgeführt werden. Wenn die Abgasumleitventildiagnostikbedingungen nicht erfüllt sind, geht das Verfahren 400 zu 404 über und beinhaltet das Offenhalten des Abgasumleitventils. In einem Beispiel kann die offene Stellung des Umleitventils eine Standardstellung des Ventils sein, wenn der Motor abgeschaltet ist und sich im Ruhezustand befindet. Das Abgasumleitventil kann ebenfalls offengehalten werden, wenn der Motor im zweiten (1B) oder dritten (1C) Betriebsmodus betrieben wird. Nach 404 endet das Verfahren 400.
  • Wenn bei 402 die Abgasumleitventildiagnostikbedingungen erfüllt sind, geht das Verfahren zu 406 über, um das Umleitventil auf der Grundlage einer Abgastemperatur zu diagnostizieren, die stromaufwärts des Umleitventils gemessen wird. Insbesondere beinhaltet das Verfahren bei 406 das Messen der Abgastemperatur stromaufwärts des Abgasumleitventils über einen Temperatursensor, der mit dem Abgaskanal unmittelbar stromaufwärts des Abgasumleitventils und stromabwärts des Abgaskatalysators in dem Hauptabgaskanal gekoppelt ist, wie zum Beispiel der Temperatursensor 177 aus 1. Eine erste Abgastemperatur (Tstart) kann zum Zeitpunkt des Motorstarts vom Ruhezustand gemessen werden, zum Beispiel dann, wenn dem Umleitventil das Schließen befohlen wird, wenn die Motorkraftstoffversorgung wiederaufgenommen und der Motor gekurbelt wird. Eine weitere Abgastemperatur (Taktuell) kann nach einem Zeitraum seit der Schätzung der ersten Abgastemperatur gemessen werden, wie zum Beispiel nach einem Zeitraum, seitdem die Motorkraftstoffversorgung wiederhergestellt wurde. Der Zeitraum kann ein Zeitraum sein, der sicherstellt, dass nach einem ersten Verbrennungsereignis seit dem Motorstart eine Schwellenwertanzahl an Verbrennungsereignissen verstrichen ist. Alternativ kann der Zeitraum auf einem Abgasluftstrom basieren, wobei der Zeitraum zunimmt, bis ein definiertes Abgasvolumen durch den Umgehungskanal geströmt ist. Darüber hinaus kann die Temperatur im Verlauf des Zeitraums kontinuierlich oder periodisch im Verlauf des Zeitraums überwacht werden, bei festen Zeitintervallen oder einer Verbrennungsereignisanzahl (wobei ab dem ersten Verbrennungsereignis seit dem Motorstart gezählt wird). Bei kontinuierlicher oder periodischer Überwachung kann ein Temperaturprofil durch das grafische Darstellen der Temperaturdaten im Verlauf der Zeit bestimmt werden. Man wird zu schätzen wissen, dass die Temperatur gemessen wird, während das Abgaswärmetauschsystem im ersten Modus arbeitet, wobei das Umleitventil geschlossen ist und Abgas durch den Umgehungskanal und nicht durch das Umleitventil strömt.
  • Bei 408 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen einer Änderung der Temperatur stromaufwärts des Abgasumleitventils (ΔT) als Taktuell - Tstart. Dies beinhaltet das Bestimmen einer Differenz zwischen den geschätzten Temperaturwerten und/oder das Schätzen eines Anstiegs des Temperaturprofils. Das Vergleichen der aktuellen (z. B. Echtzeit-) Temperatur, nachdem der Zeitraum verstrichen ist, mit Tstart normalisiert das Diagnostikverfahren, wodurch es zu einer robusten Diagnostik für alle Fahrtzyklen gemacht wird.
  • Unter kurzer Bezugnahme auf 5 wird ein Diagramm 500 beispielhafter Umleitventil-Temperaturprofile veranschaulicht. Die X-Achse stellt die Zeit nach dem Motorstart dar und die Y-Achse stellt die Temperatur stromaufwärts des geschlossenen Abgasumleitventils und stromabwärts einer Verbindungsstelle eines Einlasses des Abgasumgehungskanals und des Hauptkanals dar. Es ist anzumerken, dass sich der Motor in einer Kaltstartbedingung mit einer niedrigen (0 °C) anfänglichen Temperatur (Tstart) befindet, dargestellt durch die gestrichelte Linie 502. Nach dem Motorstart ist der Abgasstrom stromaufwärts des Ventils minimal, wobei sich das Abgasumleitventil aufgrund des Leerfahrteffekts in der geschlossenen Stellung befindet. Da der Abgasstrom stromaufwärts des Ventils minimal ist, erhöht sich die Temperatur stromaufwärts des Ventils (Taktuell) um eine kleine Menge (z. B. weniger als eine Schwellenwertmenge, wie zum Beispiel um 4 °C oder weniger), wenn das Ventil ordnungsgemäß abgedichtet ist, wie bei Verlauf 504 gezeigt. Ein Abgasumleitventil kann sich im Verlauf der Zeit verschlechtern und ein Leck entwickeln, zum Beispiel aufgrund von Verschleiß und Abnutzung oder aufgrund einer Ansammlung von Ruß, wodurch das vollständige Abdichten des Ventils verhindert wird. Wenn das Abgasumleitventil leckt, während es sich in der geschlossenen Stellung befindet, kann heißes Abgas durch das Umleitventil strömen, wodurch die Temperatur stromaufwärts des Ventils steigt. Ein Abgasumleitventil mit einem kleinen Leck wird bei 506 gezeigt und ein Abgasumleitventil mit einem großen Leck wird bei 508 gezeigt. Wenn sich die Größe des Lecks erhöht, verringert sich die Menge an Abgas, die durch den Umgehungskanal geleitet wird, und die Menge an Abgas, die durch das undichte Ventil und zu dem Endrohr über den Hauptabgaskanal strömt, erhöht sich. Dies führt zu einem entsprechenden Anstieg der Temperatur stromaufwärts des Umleitventils, wie bei Verlauf 506 und 508 angegeben. Wenn das Leck zum Beispiel kleiner ist (z. B. Verlauf 506), kann die Temperatur um ∼20 °C steigen, während die Temperatur um ∼30 °C steigen kann, wenn das Leck größer ist (z. B. Verlauf 508). Daher kann die Größe des Lecks als eine Funktion der Größe der Änderung der Temperatur (ΔT) von Tstart geschätzt werden. Insbesondere kann die abgeleitete Größe des Lecks des Umleitventils erhöht sein, wenn die tatsächliche Temperaturdifferenz eine erwartete Temperaturdifferenz übersteigt.
  • Zurückkehrend zu 4 beinhaltet das Verfahren 400 bei 410 nun das Bestimmen, ob ΔT (wie bei 408 berechnet) größer als ein Schwellenwert ist. Der Schwellenwert kann auf einem erwarteten Temperaturanstieg im Umleitventil beruhen, wenn keine Verschlechterung vorliegt. Wenn ΔT nicht größer als der Schwellenwert ist, geht das Verfahren 400 zu 412 über und keine Umleitventilverschlechterung wird angegeben. Als Reaktion auf keine Angabe der Umleitventilverschlechterung geht das Abgaswärmetauschsystem weiter zwischen dem ersten, zweiten und dritten Betriebsmodus auf der Grundlage von Motordrehzahl-/-lastbedingungen über. Außerdem wird die Verwendung des Umleitventils zur Abgasgeräuschsteuerung aktiviert. Nach 412 endet das Verfahren 400.
  • Wenn, zurückkehrend zu 410, ΔT größer als der Schwellenwert ist, geht das Verfahren 400 zu 414 über und beinhaltet das Einstellen eines Diagnostikcodes, um anzugeben, dass das Umleitventil verschlechtert ist, und das Ableiten des Grads der Leckage auf der Grundlage der Größe der Temperaturänderung (ΔT). Zum Beispiel kann eine Markierung eingestellt werden, die angibt, dass das Auslassventil leckt, und die Steuerung kann sich auf eine Lookup-Tabelle beziehen, die ΔT als eine Eingabe verwendet und einen Grad der Leckage des Umleitventils als eine Ausgabe bereitstellt. Der geschätzte Grad der Leckage kann erhöht sein, wenn sich die Größe von ΔT ändert. Ferner kann/können ein oder mehrere Motorbetriebsparameter auf der Grundlage der Angabe der Umleitventilleckage eingestellt werden, um die Feinstaub(FS)-Erzeugung zu reduzieren. Wenn zum Beispiel das Motorsystem mit Saugrohr- und Direktkraftstoffeinspritzung konfiguriert ist, kann die Steuerung ein Teilungsverhältnis der Motorkraftstoffversorgung einstellen, um die Kraftstoffmenge zu erhöhen, die über Saugrohrkraftstoffeinspritzung (port fuel injection - PFI) abgegeben wird, während die Kraftstoffmenge verringert wird, die über Direkteinspritzung (direct injection - DI) abgegeben wird, um FS-Erzeugung zu reduzieren. Der Grad der Änderung des Teilungsverhältnisses von PFI zu DI kann auf der Grundlage der Größe des Lecks bestimmt werden. Wenn sich die Größe des Lecks erhöht, kann das Verhältnis von PFI zu DI erhöht sein. Nach 414 endet das Verfahren 400.
  • Unter Bezugnahme auf 6 wird ein beispielhaftes Verfahren 600 zum Einstellen des Fahrzeugabgasgeräuschs durch das Ändern der Stellung des Abgasumleitventils (z. B. das Abgasumleitventil 175 aus den 1A-1C) gezeigt. Das Verfahren aus 6 kann als Teil des Verfahrens aus 3, wie zum Beispiel bei 344, enthalten sein. Das Verfahren ermöglicht das Einstellen eines Abgasgegendrucks stromaufwärts des Umleitventils, um die Abgasgeräuscheigenschaften an ein gewünschtes Abgasgeräuschprofil anzupassen. Auf diese Weise kann ein bestehendes Umleitventil zur Abgasgeräuschsteuerung genutzt werden, wodurch die Abhängigkeit von dedizierten Vorrichtungen reduziert wird.
  • Das Verfahren 600 beginnt bei 602 und beinhaltet das Empfangen einer Abgasgeräuscheinstellungsanforderung von einem Fahrzeugbediener. Zum Beispiel kann der Fahrzeugbediener eine Geräuschreduzierung wünschen, um das Fahrzeug leiser laufen zu lassen. Als ein weiteres Beispiel kann der Fahrzeugbediener eine Geräuschverstärkung anfordern, um das Fahrzeug „sportlicher“ klingen zu lassen.
  • Bei 604 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob eine Abgasumleitventilverschlechterung auf der Grundlage der Diagnostik des Umleitventils angegeben ist, wie in Bezug auf 4 beschrieben. Wenn Umleitventilverschlechterung angegeben wird, geht das Verfahren zu 606 über und das Fahrzeuggeräusch wird nicht unter Verwendung des Abgasumleitventils eingestellt. Ist das Abgasumleitventil verschlechtert, kann die Abgasgeräuschsteuerung über das Umleitventil vorübergehend deaktiviert werden. Nach 606 endet das Verfahren 600.
  • Wenn bei 604 keine Verschlechterung angegeben wird, geht das Verfahren 600 zu 608 über. Bei 608 beinhaltet das Verfahren das Berechnen eines Abgasgegendrucks, der die gewünschte Änderung des Abgasgeräuschs produzieren wird. Abgasgegendruck bezieht sich auf den Druck stromaufwärts des Abgasumleitventils, wie zum Beispiel durch einen Drucksensor gemessen, der mit dem Abgaskanal stromaufwärts des Umleitventils und stromabwärts des Abgaskatalysators gekoppelt ist (z. B. der Drucksensor 178 der 1A-1C). Der Abgasgegendruck kann durch das Schließen des Abgasumleitventils erhöht werden. Wenn sich der Grad des Schließens des Ventils erhöht, erhöht sich der Abgasgegendruck. Ferner, wenn sich der Abgasgegendruck erhöht, verringert sich der Abgasdruck stromabwärts des Abgasumleitventils, wodurch ein Druckverlust im Ventil erzeugt wird. Dies reduziert wiederum das Abgasgeräusch durch das Dämpfen der Abgasimpulse, die durch das Endrohr strömen. Die Steuerung kann sich auf eine Lookup-Tabelle beziehen, welche das gewünschte Abgasgeräusch als die Eingabe und den Abgasgegendruck, der zum Produzieren des gewünschten Abgasgeräuschs benötigt wird, als die Ausgabe aufweist. In einem weiteren Beispiel kann sich die Steuerung auf ein Modell stützen, welches eine Änderung des Abgasgeräuschs mit einer Änderung des Abgasgegendrucks korreliert.
  • Bei 610 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen der Stellung des Abgasumleitventils, welche den gewünschten Gegendruck produzieren wird (wie bei 608 bestimmt). Wie vorstehend beschrieben, erhöht sich der Abgasgegendruck, wenn das Abgasumleitventil von einer vollständig offenen Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung betätigt wird. Somit kann das Abgasumleitventil den gewünschten Gegendruck in einer teilweise geschlossenen Stellung produzieren. Eine anfängliche Stellung des Abgasumleitventils kann auf eine vorwärtsgekoppelte Weise bestimmt werden. Zum Beispiel kann sich die Steuerung auf eine Lookup-Tabelle beziehen, welche den gewünschten Abgasgegendruck als die Eingabe und die Stellung des Abgasumleitventils, die zum Produzieren des gewünschten Abgasgegendrucks benötigt wird, als die Ausgabe aufweist. In einem weiteren Beispiel kann sich die Steuerung auf ein Modell stützen, welches einen Abgasgegendruck mit einer Stellung des Abgasumleitventils korreliert. Nach 610 geht das Verfahren 600 zu 612 über.
  • Bei 612 wird bestimmt, ober der AGR-Strom vom Umgehungskanal in den AGR-Kanal und daran zu dem Ansaugkrümmer durch das Einstellen der Stellung des Abgasumleitventils beeinträchtigt wird. Zum Beispiel kann das Fahrzeug in einem AGR-Modus betrieben werden, um eine angeforderte AGR-Verdünnung auf der Grundlage von Motordrehzahl-/-lastbedingungen bereitzustellen, wie in Bezug auf 1B beschrieben. Darin werden das Umleitventil und das AGR-Ventil offen gehalten, wobei ein Grad der Öffnung des AGR-Ventils eingestellt wird, um zu ermöglichen, dass eine der angeforderten AGR-Verdünnung entsprechende Abgasmenge über den Umgehungskanal in den AGR-Kanal angesaugt wird. Wenn die Stellung des Umleitventils geändert wird und dadurch der Grad der Öffnung des Umleitventils geändert wird, kann sich die Abgasmenge, die durch den Umgehungskanal in den AGR-Abgabekanal (wie zum Beispiel der AGR-Abgabekanal 180 aus 1B) strömt, ebenfalls ändern. Daher kann dies de Motorverdünnung und dadurch die Abgasemissionen beeinträchtigen. Wenn zum Beispiel die Stellung des Umleitventils geändert wird, um den Abgasgegendruck zu erhöhen, kann sich der Teil des Abgases, der über den Abgasumgehungskanal zu dem Endrohr strömt, aufgrund des Druckverlustes im Abgasumleitventil erhöhen und der Teil des Abgases, der von dem Abgasumgehungskanal über den AGR-Abgabekanal zu dem Motoransaugkrümmer strömt, kann sich verringern. Wenn als ein weiteres Beispiel die Stellung des Umleitventils geändert wird, um den Abgasgegendruck zu verringern, kann sich der Teil des Abgases, der über den Abgasumgehungskanal zu dem Endrohr strömt, verringern und der Teil des Abgases, der von dem Abgasumgehungskanal über den AGR-Abgabekanal zu dem Motoransaugkrümmer strömt, kann sich erhöhen.
  • Wenn bei 614 bestimmt wird, dass die AGR durch die Einstellung beeinträchtigt wird, beinhaltet das Verfahren das Bestimmen einer aktualisierten AGR-Ventilstellung auf der Grundlage der Umleitventileinstellung, um den AGR-Strom aufrechtzuerhalten. Wenn zum Beispiel erwartet wird, dass sich der Teil des Abgases, der durch den AGR-Abgabekanal strömt, als Reaktion auf die Änderung der Stellung des Umleitventils verringert, um die unbeabsichtigte Verringerung zu kompensieren, kann eine aktualisierte AGR-Ventilstellung mit einem größeren Grad der Öffnung relativ zu der anfänglichen AGR-Ventilstellung bestimmt werden, um den angeforderten AGR-Strom und die angeforderte Motorverdünnung aufrechtzuerhalten. Wenn als ein weiteres Beispiel erwartet wird, dass sich der Teil des Abgases, der durch den AGR-Abgabekanal strömt, als Reaktion auf die Änderung der Stellung des Umleitventils erhöht, um die unbeabsichtigte Erhöhung zu kompensieren, kann eine aktualisierte AGR-Ventilstellung mit einem verringerten Grad der Öffnung relativ zu der anfänglichen AGR-Ventilstellung bestimmt werden, um den angeforderten AGR-Strom und die angeforderte Motorverdünnung aufrechtzuerhalten. Nach 614 geht das Verfahren 600 zu 616 über.
  • Bei 616 wird bestimmt, ob sich die aktualisierte AGR-Ventilstellung und die bestimmte Umleitventilstellung innerhalb von Systembeschränkungen befinden. Zu Systembeschränkungen können zum Beispiel Emissionen und Fahrzeuggeräuschanforderungen gehören. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob entweder die bestimmte Umleitventilstellung oder die aktualisierte AGR-Ventilstellung bewirken werden, dass Abgasemissionen einen Schwellenwert übersteigen. Systembeschränkungen können ferner physische Hardwaregrenzen beinhalten. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob sich das AGR-Ventil und das Umleitventil gegenwärtig bei einer Hardwaregrenze befinden (z. B. vollständig offen oder vollständig geschlossen), von welcher aus die Einstellung der aktualisierte AGR-Ventilstellung oder Umleitventilstellung physisch nicht möglich ist. Wenn als ein Beispiel das Umleitventil bereits vollständig geschlossen ist, ist eine weitere Erhöhung des Abgasgegendrucks durch weiteres Schließen des Umleitventils nicht möglich. Wenn als ein weiteres Beispiel das Umleitventil bereits vollständig offen ist, ist eine weitere Verringerung des Abgasgegendrucks durch weiteres Öffnen des Umleitventils nicht möglich. Wenn gleichermaßen das AGR-Ventil bereits vollständig offen (oder vollständig geschlossen) ist, ist eine aktualisierte AGR-Ventilstellung, die das AGR-Ventil weiter öffnet (oder weiter schließt), nicht möglich. Wenn sich eine aktualisierte AGR-Ventilstellung und eine aktualisierte Abgasumleitventilstellung nicht innerhalb von Systembeschränkungen befinden, beinhaltet das Verfahren bei 618 das Beibehalten der Stellung des Umleitventils und das Beibehalten der Stellung des AGR-Ventils. Da die Umleitventilstellung nicht eingestellt wird, wird zu diesem Zeitpunkt das Fahrzeugabgasgeräusch ebenfalls nicht eingestellt. Folglich wird die durch den Bediener angeforderte Fahrzeugabgasgeräuscheinstellung aufgrund von Systembeschränkungen (z. B. Emissionsbeschränkungen oder physische Einschränkungen) nicht erfüllt. Nach 618 endet das Verfahren 600.
  • Wenn sich, zurückkehrend zu 616, die aktualisierte AGR-Ventilstellung und die aktualisierte Abgasumleitventilstellung innerhalb von Systembeschränkungen befinden und daher machbar sind, geht das Verfahren zu 620 über und beinhaltet das Einstellen des Umleitventils und des AGR-Ventils in die bestimmten (aktualisierten) Stellungen, um das gewünschte Abgasgeräusch zu produzieren. Das heißt, das Umleitventil wird in die bei 610 bestimmte Stellung betätigt und das AGR-Ventil wird in die bei 614 bestimmte Stellung betätigt. Folglich wird die vom Bediener angeforderte Fahrzeugabgasgeräuscheinstellung über Einstellungen des Umleitventils und entsprechende Einstellungen des AGR-Ventils erfüllt. Nach 620 geht das Verfahren zu 632 über.
  • Bei 632 beinhaltet das Verfahren 600 das Messen des tatsächlichen Abgasgegendrucks zum Beispiel über einen Drucksensor stromaufwärts des Umleitventils. Bei 634 beinhaltet das Verfahren Rückkopplung, welche die Umleitventilstellung auf der Grundlage des geschätzten Abgasgegendrucks (wie bei 632 geschätzt) relativ zum Zielabgasgegendruck (wie bei 608 bestimmt) einstellt. Wenn zum Beispiel der geschätzte Druck über dem Zielgegendruck liegt, kann das Umleitventil in eine offenere Stellung eingestellt werden, wobei die Änderung der Stellung auf der Grundlage der Änderung des Gegendrucks bestimmt wird, der den Zielabgasgegendruck erreichen wird. Wenn als ein weiteres Beispiel der geschätzte Drück unter dem Zielgegendruck liegt, kann das Umleitventil in eine weniger offene Stellung eingestellt werden. Nach 634 endet das Verfahren 600.
  • In dem beispielhaften Motorsystem 100 aus den 1A-1C ist AGR im ersten (1A) und dritten (1C) Betriebsmodus deaktiviert und somit würde AGR nicht durch eine Änderung der Stellung des Abgasumleitventils beeinträchtigt werden. Wenn, zurückkehrend zu 612, AGR nicht durch das Einstellen der Stellung des Abgasumleitventils beeinträchtigt werden wird, beinhaltet das Verfahren bei 626 das Bestimmen, ob sich die aktualisierte Umleitventilstellung innerhalb von Systembeschränkungen befindet, wie in Bezug auf 616 beschrieben. Wenn sich die aktualisierte Umleitventilstellung nicht innerhalb von Systembeschränkungen befindet, geht das Verfahren zu 628 über und beinhaltet das Beibehalten der Umleitventilstellung. Da das Umleitventil nicht eingestellt wird, wird das Fahrzeuggeräusch ebenfalls nicht eingestellt. Nach 628 endet das Verfahren 600.
  • Wenn sich die aktualisierte Umleitventilstellung bei 626 innerhalb von Systembeschränkungen befindet, geht das Verfahren zu 630 über und beinhaltet das Einstellen der Umleitventilstellung zum Produzierten des gewünschten Abgasgeräuschs. Das heißt, das Umleitventil wird in die bei 610 bestimmte Stellung betätigt. Das Umleitventil kann um eine größere Menge geöffnet werden, um einen geringeren Gegendruck bereitzustellen, wenn der Bedienerabgasgeräuschbedarf Geräuschverstärkung beinhaltet, und das Umleitventil kann um eine geringere Menge geöffnet werden, um einen größeren Gegendruck bereitzustellen, wenn der Bedienerabgasgeräuschbedarf Geräuschreduzierung beinhaltet. Nach 630 geht das Verfahren 600 zu 632 über, um den tatsächlichen Abgasgegendruck nach dem Einstellen des Umleitventils zu messen, und dann zu 634, um die Stellung des Umleitventils auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem gemessenen Gegendruck und dem Zielgegendruck über Rückkopplung einzustellen, wie bereits beschrieben.
  • Auf diese Weise kann unter Verwendung einer Steuerung mit geschlossener Schleife der Abgasgegendruck verwendet werden, um die Stellung des Abgasumleitventils kontinuierlich genau abzustimmen, um einen vom Bediener angeforderten Effekt auf das Fahrzeugabgasgeräusch zu produzieren.
  • Das Diagramm 700 aus 7 zeigt ein beispielhaftes Zeitdiagramm, welches die Diagnose eines Abgasumleitventils in einem Motor (wie zum Beispiel das Motorsystem 100 aus den 1A-1C) während eines Motorkaltstarts veranschaulicht. Das Diagramm 700 veranschaulicht ebenfalls, wie die Stellung des Umleitventils eingestellt werden kann, um das Abgasgeräusch zu regulieren. Die Motordrehzahl wird bei Verlauf 702 gezeigt, eine angeforderte AGR-Menge wird bei Verlauf 704 gezeigt; die AGR-Ventilstellung wird bei Verlauf 706 gezeigt, die Abgasumleitventilstellung wird bei Verlauf 708 gezeigt; die Katalysatortemperatur wird bei Verlauf 710 gezeigt; das Abgasgeräusch wird bei Verlauf 712 gezeigt; der Abgasgegendruck wird bei Verlauf 714 gezeigt; eine Änderung der Abgastemperatur im Verlauf eines Zeitraums seit einem Motorstart (ΔT), wie stromaufwärts des Umleitventils geschätzt, wird bei Verlauf 716 gezeigt und eine Markierung, welche Umleitventilverschlechterung angibt, wird bei Verlauf 718 gezeigt. Außerdem wird ein Temperaturschwellenwert für Katalysatoranspringen bei der gestrichelten Linie 720 dargestellt und ein ΔT-Schwellenwert zum Diagnostizieren von Umleitventilleckage wird bei der gestrichelten Linie 722 dargestellt. Für alle vorstehenden Verläufe stellt die X-Achse die Zeit dar, wobei sich die Zeit entlang der X-Achse von links nach rechts erhöht. Die Y-Achse jedes einzelnen Verlaufs entspricht dem gekennzeichneten Parameter, wobei der Wert von unten nach oben größer wird, mit Ausnahme der Verläufe 706 und 708, bei welchen die Y-Achse die Ventilstellung darstellt (wobei sich „geschlossen“ auf vollständig geschlossen bezieht und „offen“ sich auf vollständig offen bezieht) und des Verlaufs 718, bei welchem die Y-Achse reflektiert, ob eine Umleitventildiagnostikmarkierung eingestellt ist oder nicht („ein“ oder „aus“).
  • Vor t1 ist der Motor abgeschaltet und befindet sich im Ruhemodus (Verlauf 702). Da kein Abgas produziert wird, wenn sich der Motor im Ruhemodus befindet, liebt der Druck stromaufwärts des Abgasumleitventils und stromabwärts des Abgaskatalysators (Verlauf 714) bei Atmosphärendruck und es ist kein Abgasgeräusch vorhanden (Verlauf 712). Ferner befindet sich der Katalysator bei Umgebungstemperatur (Verlauf 710). Im vorliegenden Beispiel ist die Umgebungstemperatur niedrig. Während sich der Motor im Ruhemodus befindet, kann das Abgasumleitventil offen gehalten werden, wie bei Verlauf 708 angegeben.
  • Bei t1 wird als Reaktion auf ein Schlüssel-Einschalt-Ereignis ein Motorstartbefehl abgeleitet und das Umleitventil ist geschlossen (Verlauf 708), bevor der Motor gekurbelt wird. Durch das Schließen des Umleitventils wird das Abgassystem im ersten Betriebsmodus betrieben, wie in Bezug auf 1A beschrieben. Dann wird Kraftstoff an die Motorzylinder abgegeben, um den Motor zu starten. Die Motordrehzahl (Verlauf 702) kann aufgrund des Kraftstoffs, der verbrannt wird, wenn der Motor sich dreht, damit beginnen, sich zu erhöhen, und zwar als Reaktion auf einen Fahrerbedarf. Aufgrund dessen, dass die Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts niedriger als ein Schwellenwert ist, befindet sich der Katalysator unter seiner Anschalttemperatur und der Motorstart bei t1 wird als ein Motorkaltstart abgeleitet.
  • Zwischen t1 und t2, wenn die Motorverbrennung fortschreitet, beginnt die Katalysatortemperatur (Verlauf 710) damit, anzusteigen, während sie unter dem Temperaturschwellenwert für Katalysatoranspringen (gestrichelte Linie 720) bleibt. Während sich das Fahrzeug in einer Kaltstartbedingung befindet, wird das Fahrzeugabgassystem somit im ersten Betriebsmodus betrieben, wie in Bezug auf 1A beschrieben. Da sich das Abgasumleitventil in der vollständig geschlossenen Stellung befindet (Verlauf 708), kann das gesamte Abgasvolumen, das den Katalysator verlässt, in einen Umgehungskanal umgeleitet werden, der eine Hilfsemissionsvorrichtung beherbergt. Im Beispiel aus 1A ist die Hilfsemissionsvorrichtung ein Wärmetauscher (z. B. der Wärmetauscher 176). AGR wird während des Kaltstarts (Verlauf 704) nicht angefordert und das AGR-Ventil bleibt vollständig geschlossen (Verlauf 706). Da sich das Fahrzeug in einer Kaltstartbedingung befindet und das Umleitventil vollständig geschlossen ist, kann die Steuerung ferner die Diagnose des Abgasumleitventils einleiten.
  • Da das Abgasumleitventil vollständig geschlossen ist, erhöht sich der Abgasgegendruck stromaufwärts des Umleitventils, wie durch Verlauf 714 gezeigt. Aufgrund eines Leerfahrteffekts des vollständig geschlossenen Abgasumleitventils erhöht sich ΔT stromaufwärts des Umleitventils (Verlauf 716) um eine unbedeutende Menge und bleibt unter dem Schwellenwert 722. Wie hier beschrieben, bezieht sich ΔT auf die Änderung der Abgastemperatur stromaufwärts des Umleitventils seit einem Motorstart und wird berechnet als Taktuell - Tstart, wobei Tstart der Abgastemperatur beim Motorstart entspricht und Taktuell der Temperatur nach einem Zeitraum entspricht. Im Beispiel aus 7 wird Taktuell kontinuierlich durch einen Temperatursensor stromaufwärts des Umleitventils und stromabwärts des Abgasumgehungseinlasses gemessen (z. B. der Temperatursensor 177 aus 1A) und ΔT wird im Verlauf der Zeit grafisch dargestellt. Da ΔT unter dem Schwellenwert 722 liegt, bleibt die Umleitventildiagnostikmarkierung aus (Verlauf 718), wodurch angegeben wird, dass das Abgasumleitventil nicht verschlechtert ist. Wie durch das gestrichelte Segment 715a gezeigt, wenn das Umleitventil verschlechtert wäre und lecken würde, würde der Abgasgegendruck im Vergleich zu dem Gegendruck, der durch ein funktionsfähiges (nicht leckendes) Umleitventil (Verlauf 714) erzeugt wird, aufgrund des Abgases, das durch das Umleitventil strömt, niedriger sein. Als ein Ergebnis des heißen Abgases, das durch das verschlechterte Umleitventil strömt, würde die Größe von ΔT stromaufwärts des Umleitventils, wie durch das gestrichelte Segment 717 angegeben, größer sein als bei einem funktionsfähigen Umleitventil (Verlauf 716). In einem derartigen Fall würde als Reaktion darauf, dass das gestrichelte Segment 717 zwischen t1 und t2 einen Schwellenwert 722 kreuzt, eine Umleitventildiagnostikmarkierung angegeben werden (wie bei dem gestrichelten Segment 719 gezeigt).
  • Bei t2 erreicht Tkat (Verlauf 710) die Katalysatoranspringtemperatur (gestrichelte Linie 720) und der Motor verlässt die Kaltstartbedingung. Als Reaktion auf das Anspringen des Katalysators wird dem Abgasumleitventil das Öffnen befohlen (Verlauf 708). Zwischen t2 und t3 erhöht sich die Motordrehzahl (Verlauf 702) als Reaktion auf eine Änderung des Fahrerbedarfs (z. B. aufgrund einer Bedienerpedalbetätigung) auf einen mittleren Drehzahl-Last-Bereich und AGR wird angefordert (Verlauf 704). Als Reaktion auf den AGR-Bedarf geht das Abgassystem in den zweiten Betriebsmodus über, wobei das AGR-Ventil in eine erste, teilweise offene Stellung betätigt wird (Verlauf 706), wobei der Grad der Öffnung auf der Grundlage der angeforderten AGR-Verdünnung bestimmt wird.
  • Da das Umleitventil offen ist, verringert sich der Abgasgegendruck stromaufwärts des Umleitventils (Verlauf 714). Dies bewirkt eine Erhöhung des Abgasgeräuschs (Verlauf 712). Ferner erhöht sich die Änderung der Temperatur stromaufwärts des Umleitventils, wenn ein Teil des Abgases durch das Umleitventil und über den Hauptabgaskanal (und durch das Umleitventil) zu dem Endrohr strömt. Obwohl ΔT zwischen t2 und t3 den Schwellenwert 722 übersteigt, bleibt die Umleitventildiagnostikmarkierung aus (Verlauf 718), da die Eintrittsbedingungen zum Diagnostizieren des Umleitventils nicht erfüllt sind (z. B. Umleitventil ist offen).
  • Bei t3 wird als Reaktion auf eine Fahrzeuggeräuschreduzierungsanforderung vom Fahrer das Umleitventil in eine teilweise geschlossene Stellung betätigt. Der Grad des Schließens des Ventils wird auf der Grundlage des Abgasgegendrucks bestimmt, der zum Produzieren der gewünschten Reduzierung des Fahrzeuggeräuschs benötigt wird. Da das Abgasumleitventil teilweise geschlossen ist, erhöht sich der Abgasgegendruck (Verlauf 714) und ΔT stromaufwärts des Umleitventils verringert sich (Verlauf 716). Als ein Ergebnis der Druckdifferenz im teilweise geschlossenen Umleitventil verringert sich das Abgasgeräusch (Verlauf 712). Um die Änderung der Abgasumleitventilstellung zu kompensieren (und somit eine Änderung der Abgasmenge, die durch den Umgehungskanal zu dem AGR-Abgabekanal strömt), wird das AGR-Ventil in eine offene Stellung betätigt, und zwar mit einem größeren Grad der Öffnung als bei der ursprünglichen offenen AGR-Ventilstellung, wie bei Verlauf 706 gezeigt.
  • Als Reaktion auf eine weitere Erhöhung des Fahrerbedarfs geht die Motordrehzahl (Verlauf 702) bei t4 in einen hohen Drehzahl-Last-Bereich über, in welchem keine Motorverdünnung benötigt wird. daher wird AGR durch den Übergang des Motorabgassystems in einen dritten Betriebsmodus deaktiviert (Verlauf 704). Wie in Bezug auf 1C beschrieben, wird AGR im dritten Betriebsmodus durch das Betätigen des AGR-Ventils in die vollständig geschlossene Stellung deaktiviert, wie durch Verlauf 706 gezeigt. Währen des Betriebs im dritten Betriebsmodus wird das Abgasumleitventil in die vollständig offene Stellung betätigt (Verlauf 708). Da das Umleitventil vollständig offen ist, verringert sich der Abgasgegendruck stromaufwärts des Umleitventils (Verlauf 714). Das gesamte Abgasvolumen kann über den Hauptabgaskanal zu dem Endrohr strömen, wodurch der Anstieg von ΔT stromaufwärts des Umleitventils (und stromabwärts der Abgasumgehungsverbindungsstelle) bewirkt wird.
  • Bei t5 wird die Motordrehzahl (Verlauf 702) als Reaktion auf einen Rückgang des Fahrerbedarfs auf eine niedrige bis mittlere Drehzahl-Last reduziert. Folglich geht das Motorabgassystem in den zweiten Betriebsmodus über (wie in Bezug auf 1B beschrieben) und AGR wird angefordert (Verlauf 704). Die bei t5 angeforderte AGR-Menge kann größer als die Menge sein, die zwischen t2 und t4 angefordert wurde, und somit kann das AGR-Ventil bei t5 zu einem größeren Grad geöffnet werden. Im dargestellten Beispiel wird das AGR-Ventil zwischen t5 und t6 in die vollständig offene Stellung betätigt. Als Reaktion auf den Betrieb im zweiten Betriebsmodus bleibt das Abgasumleitventil in der vollständig offenen Stellung (Verlauf 708).
  • Bei t6 wird eine Abgasgeräuschreduzierungsanforderung vom Fahrer empfangen, wie durch das gestrichelte Segment 713 angegeben. Um die angeforderte Geräuschreduzierung bereitzustellen, würde das Umleitventil in eine weiter geschlossene Stellung eingestellt werden und das AGR-Ventil würde in eine offenere Stellung eingestellt werden, um die Änderung des AGR-Stroms aufgrund der Einstellung des Umleitventils zu kompensieren. Da das AGR-Ventil jedoch bereits vollständig offen ist (Verlauf 706), kann das AGR-Ventil nicht weiter geöffnet werden, um den AGR-Strom nach der angeforderten Umleitventileinstellung (Verlauf 704) aufrechtzuerhalten. Anstatt das Umleitventil in eine teilweise geschlossene Stellung zu betätigen (gestricheltes Segment 709), um die angeforderte Geräuschreduzierung bereitzustellen, wird das Abgasumleitventil zu diesem Zeitpunkt daher vollständig offen gehalten (Verlauf 708). Da das Abgasumleitventil vollständig offen ist, bleibt der Abgasgegendruck niedrig (Verlauf 714), da es nicht möglich ist, den gewünschten Anstieg des Gegendrucks bereitzustellen (gestricheltes Segment 715b) und innerhalb von Systembeschränkungen zu bleiben. Die gewünschte Geräuschreduzierungsanforderung (gestricheltes Segment 713) wird in diesem Szenario nicht erfüllt und das Abgasgeräusch bleibt erhöht (Verlauf 712).
  • Auf diese Weise kann ein Abgasumleitventil, das zum Leiten von Abgas zu einem Umgehungskanal verwendet wird, der eine Hilfsabgasnachbehandlungsvorrichtung beherbergt, während eines Motorkaltstarts opportunistisch in Bezug auf Verschlechterung diagnostiziert werden, während das Abgasumleitventil vollständig geschlossen ist, anstatt das Abgassystem in einem dedizierten Diagnostikbetriebsmodus zu betreiben. Indem sich auf eine Ausgabe eines Abgastemperatursensors, der stromaufwärts des Abgasumleitventils und stromabwärts eines Einlasses des Umgehungskanals positioniert ist, gestützt wird und indem die Abgastemperatur, die beim Motorstart gemessen wird, normalisiert wird, kann eine robuste Diagnose des Umleitventils mit einem hohen Signal-Geräusch-Verhältnis ermöglicht werden. Ferner, wenn das Umleitventil verschlechtert ist, kann eine Größe einer Leckage auf der Grundlage des Temperaturprofils stromaufwärts des Umleitventils geschätzt werden und Motorbetriebsbedingungen können auf der Grundlage der Größe des Lecks eingestellt werden. Indem Abgasumleitventilverschlechterung zuverlässig und früh während eines Fahrzeugfahrzyklus angegangen wird, können Kaltstart- und unbeabsichtigte Abgasemissionen reduziert werden. Außerdem kann dasselbe Abgasumleitventil zum Regulieren des Fahrzeugabgasgeräuschs anstelle einer dedizierten Geräuschreduzierungsvorrichtung genutzt werden. Daher stellt dies Vorteile in Bezug auf Komponentenkosten und Komplexitätsreduzierung bereit.
  • In einem Beispiel wird ein Verfahren für einen Motor bereitgestellt, umfassend, als Reaktion auf eine Motorkaltstartbedingung, Betreiben mit einem geschlossenen Umleitventil, um Abgas von dem Hauptabgaskanal stromabwärts eines Abgaskatalysators in ein Umgehungsgehäuse einer Hilfsvorrichtung umzuleiten; und Angeben der Verschlechterung des Umleitventils auf der Grundlage einer Änderung der Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils für einen Zeitraum seit dem Motorstart bestimmt wird. Im vorhergehenden Beispiel wird die Abgastemperatur zusätzlich oder optional über einen Temperatursensor bestimmt, der mit dem Hauptabgaskanal stromaufwärts des Umleitventils und stromabwärts des Abgaskatalysators gekoppelt ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional, nach Anspringen des Abgaskatalysators, Einstellen des Betriebs des Umleitventils als Reaktion auf eine Bedienerabgasgeräuschanforderung umfassen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen nach Bestimmen keiner angegebenen Verschlechterung des Umleitventils zusätzlich oder optional Vergrößern einer Öffnung des Umleitventils, wenn die Bedienerabgasgeräuschanforderung Geräuschverstärkung beinhaltet, und Verkleinern einer Öffnung des Umleitventils beinhaltet, wenn die Bedienerabgasgeräuschanforderung Geräuschreduzierung beinhaltet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional ferner Einstellen eines Grades der Öffnung des Umleitventils, um einen Zielabgasgegendruck stromaufwärts des Umleitventils bereitzustellen, wobei der Zielabgasgegendruck auf der Bedienerabgasgeräuschanforderung beruht. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann die Hilfsvorrichtung zusätzlich oder optional eins von einem Wärmetauscher und einem Feinstaubfilter beinhalten. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Angeben zusätzlich oder optional Angeben der Verschlechterung als Reaktion auf eine über einem Schwellenwert liegende Differenz zwischen der Abgastemperatur, die bei der Einleitung des Motorstarts bestimmt wurde, und der Abgastemperatur, die nach dem Zeitraum seit dem Motorstart bestimmt wurde, wobei die Schwellendifferenz auf einer Abgasmasse beruht, die während der Motorkaltstartbedingung von dem Hauptabgaskanal in die Umgehung umgeleitet wurde. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Angeben der Verschlechterung zusätzlich oder optional Angeben einer Umleitventilleckage, wobei das Verfahren ferner Schätzen einer Größe einer Leckage im Umleitventil auf der Grundlage der über dem Schwellenwert liegenden Differenz umfasst, wobei die Größe der Leckage erhöht ist, wenn die Größe der Differenz steigt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Hilfsvorrichtung zusätzlich oder optional ein Wärmetauscher, der mit einer Motorkühlmittelleitung fluidgekoppelt ist, wobei das Verfahren als Reaktion auf die Angabe der Verschlechterung ferner Deaktivieren des Kühlmittelstroms über die Kühlmittelleitung zu dem Wärmetauscher umfasst. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, nach Anspringen des Abgaskatalysators, Öffnen des Umleitventils und Rückführen des Abgases von der Umgehung stromabwärts des Wärmetauschers zu einem Motoransaugkrümmer über einen AGR-Kanal, der ein AGR-Ventil beherbergt.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst, während sich ein Motor im Ruhemodus befindet, Offenhalten eines Umleitventils, welches einen Hauptabgaskanal mit einer Umgehung koppelt, die einen Wärmetauscher beherbergt, als Reaktion auf einen Motorstart, Schließen des Umleitventils vor dem Kurbeln des Motors; Diagnostizieren des Umleitventils auf der Grundlage einer Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils beim Schließen des Umleitventils und nach einem Zeitraum des Betriebs mit dem geschlossenen Umleitventil gemessen wird; und als Reaktion auf keine Angabe der Umleitventilverschlechterung, Einstellen des Umleitventils auf der Grundlage eines Bedienerabgasgeräuschbefehls. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional Umleiten von Abgas aus dem Hauptabgaskanal zu der Umgehung und durch den Wärmetauscher über das Schließen des Umleitventils, Zirkulieren von Kühlmittel durch den Wärmetauscher und Übertragen von Wärme aus dem umgeleiteten Abgas auf das zirkulierende Kühlmittel bei dem Wärmetauscher; und abführen auf eine Angabe der Umleitventilverschlechterung, Deaktivieren des Kühlmittelstroms durch den Wärmetauscher und Betätigen des Umleitventils in eine offene Stellung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist das Umleitventil zusätzlich oder optional stromaufwärts einer Verbindungsstelle eines Auslasses der Umgehung und des Hauptabgaskanals gekoppelt, wobei die Abgastemperatur über einen Temperatursensor gemessen wird, der stromabwärts einer Verbindungsstelle eines Einlasses der Umgehung und des Hauptabgaskanals gekoppelt ist, und wobei Abgas in die Umgehung von stromabwärts eines Abgaskatalysators mit einer Feinstaubfilterbeschichtung umgeleitet wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen des Umleitventils zusätzlich oder optional, nachdem der Abgaskatalysator eine Anspringtemperatur erreicht hat, Öffnen des Umleitventils um eine Menge, um einen Abgasgegendruck stromaufwärts des Umleitventils bereitzustellen, wobei der Abgasgegendruck auf dem Bedienerabgasgeräuschbedarf beruht, wobei das Umleitventil um eine größere Menge geöffnet wird, um einen kleineren Gegendruck bereitzustellen, wenn der Bedienerabgasgeräuschbedarf Geräuschverstärkung beinhaltet, wobei das Umleitventil um eine kleinere Menge geöffnet wird, um einen größeren Gegendruck bereitzustellen, wenn der Bedienerabgasgeräuschbedarf Geräuschreduzierung beinhaltet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, mit offenem Umleitventil, Öffnen eines AGR-Ventils zum Rückführen von Abgas von der Umgehung stromabwärts des Wärmetauschers zu einem Abführen über einen AGR-Kanal, wobei ein Grad der Öffnung des eingestellten AGR-Ventils auf dem Öffnen des Umleitventils zum Erfüllen eines Motorverdünnungsbedarfs beruht. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Diagnostizieren zusätzlich oder optional, Angeben keiner Verschlechterung des Umleitventils, wenn die Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils nach dem Zeitraum des Betriebs mit dem geschlossenen Umleitventil gemessen wird, die Abgastemperatur, die beim Schließen gemessen wird, um weniger als eine erste Schwellenwertmenge übersteigt; Angeben von Verschlechterung des Umleitventils mit einem kleinen Leck, wenn die Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventil nach dem Zeitraum gemessen wird, die Abgastemperatur, die beim Schließen gemessen wird, um mehr als die erste Schwellenwertmenge und weniger als eine zweite Schwellenwertmenge übersteigt, wobei die zweite Schwellenwertmenge größer als die erste Schwellenwertmenge ist; und Angeben von Verschlechterung des Umleitventils mit einem größeren Leck, wenn die Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils nach dem Zeitraum gemessen wird, die Abgastemperatur, die beim Schließen gemessen wird, um mehr als die zweite Schwellenwertmenge übersteigt.
  • Ein weiteres beispielhaftes System für ein Fahrzeug umfasst einen Motor, der einen Ansaugkrümmer beinhaltet; einen Abgaskanal, der einen Abgaskatalysator mit einer Partikelfilterbeschichtung und einem Endrohr beinhaltet; eine Umgehung, die mit dem Abgaskanal von stromabwärts des Abgaskatalysators zu stromaufwärts des Endrohrs gekoppelt ist, wobei die Umgehung einen Wärmetauscher beinhaltet; ein Kühlmittelsystem zum Zirkulieren von Kühlmittel durch den Motor und den Wärmetauscher; ein Umleitventil, das einen Aufweisen der Umgehung mit dem Abgaskanal koppelt; einen Temperatursensor und einen Drucksensor, die mit dem Abgaskanal stromabwärts des Abgaskatalysators und stromaufwärts des Umleitventils gekoppelt sind; einen AGR-Kanal, der ein AGR-Ventil beinhaltet, dass die Umgehung stromabwärts des Wärmetauschers mit dem Ansaugkrümmer koppelt; und eine Steuerung mit computerlesbaren Abweisungen zum: Betreiben des Motors in einem ersten Modus während eines Motorkaltstarts, wobei das Umleitventil geschlossen und das AGR-Ventil geschlossen ist; Betreiben des Motors in einem zweiten Motors nach dem Anspringen des Katalysators, wobei das Umleitventil offen und das AGR-Ventil offen ist; Betreiben des Motors in einem dritten Modus nach dem Anspringen des Katalysators, wobei das Umleitventil offen und das AGR-Ventil geschlossen ist; Diagnostizieren des Umleitventils während des Betriebs im ersten Modus; und als Reaktion auf keine Angabe der Umleitventilverschlechterung, Einstellen eines Grads der Öffnung des Umleitventils in jedem des zweiten Modus und des dritten Modus auf der Grundlage einer Bedienerabgasgeräuschanforderung. Im vorhergehenden Beispiel beinhaltet Diagnostizieren des Umleitventils zusätzlich oder optional Messen einer ersten Abgastemperatur über den Temperatursensor beim Schließen des Umleitventils, um im ersten Modus zu betreiben; Messen einer zweiten Abgastemperatur über den Temperatursensor nach einem Zeitraum des Betriebs im ersten Modus; Angeben der Verschlechterung des Umleitventils als Reaktion auf eine Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, die höher als ein Schwellenwert ist; und Angeben keiner Verschlechterung des Umleitventils als Reaktion auf die Differenz, die unter dem Schwellenwert liegt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Bedienerabgasgeräuschanforderung zusätzlich oder optional eins von Abgasgeräuschreduzierung und Abgasgeräuschverstärkung, und wobei das Einstellen Schätzen eines Zielabgasgegendrucks stromaufwärts des Umleitventils auf der Grundlage der Bedienerabgasgeräuschanforderung; Verringern eines Grads der Öffnung des Umleitventils, um den Abgasgegendruck, der über den Drucksensor gemessen wurde, auf den Zielgegendruck zu erhöhen; und Erhöhen des Grads der Öffnung des Umleitventils, um den Abgasgegendruck, der über den Drucksensor gemessen wurde, auf den Zielgegendruck zu verringern, beinhaltet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional ferner Anweisungen zum: beim Betrieb im zweiten Modus, Einstellen des AGR-Ventils in eine erste Stellung, um einen AGR-Durchsatz bereitzustellen; und weiteres Einstellen des AGR-Ventils von der ersten Stellung in eine zweite Stellung auf der Grundlage des Grads der Öffnung des Umleitventils eingestellt werden, um den AGR-Durchsatz beizubehalten.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Abläufe können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können unterschiedliche dargestellte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der dargestellten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Konfigurationen und weitere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
  • Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 9116075 [0004]
    • US 6477830 [0004]

Claims (15)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend: als Reaktion auf eine Motorkaltstartbedingung, Betreiben mit einem geschlossenen Umleitventil, um Abgas von dem Hauptabgaskanal stromabwärts eines Abgaskatalysators in ein Umgehungsgehäuse einer Hilfsvorrichtung umzuleiten; und Angeben der Verschlechterung des Umleitventils auf der Grundlage einer Änderung der Abgastemperatur, die stromaufwärts des Umleitventils für einen Zeitraum seit dem Motorstart bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abgastemperatur über einen Temperatursensor bestimmt wird, der mit dem Hauptabgaskanal stromaufwärts des Umleitventils und stromabwärts des Abgaskatalysators gekoppelt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, nach Anspringen des Abgaskatalysators, Einstellen des Betriebs des Umleitventils als Reaktion auf eine Bedienerabgasgeräuschanforderung.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Einstellen nach Bestimmen keiner angegebenen Verschlechterung des Umleitventils Vergrößern einer Öffnung des Umleitventils, wenn die Bedienerabgasgeräuschanforderung Geräuschverstärkung beinhaltet, und Verkleinern einer Öffnung des Umleitventils beinhaltet, wenn die Bedienerabgasgeräuschanforderung Geräuschreduzierung beinhaltet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Einstellen ferner Einstellen eines Grades der Öffnung des Umleitventils beinhaltet, um einen Zielabgasgegendruck stromaufwärts des Umleitventils bereitzustellen, wobei der Zielabgasgegendruck auf der Bedienerabgasgeräuschanforderung beruht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Hilfsvorrichtung eins von einem Wärmetauscher und einem Feinstaubfilter beinhaltet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Angeben Angeben der Verschlechterung als Reaktion auf eine über einem Schwellenwert liegende Differenz zwischen der Abgastemperatur, die bei der Einleitung des Motorstarts bestimmt wurde, und der Abgastemperatur, die nach dem Zeitraum seit dem Motorstart bestimmt wurde, beinhaltet, wobei die Schwellendifferenz auf einer Abgasmasse beruht, die während der Motorkaltstartbedingung von dem Hauptabgaskanal in die Umgehung umgeleitet wurde.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Angeben der Verschlechterung Angeben einer Umleitventilleckage beinhaltet, wobei das Verfahren ferner Schätzen einer Größe einer Leckage im Umleitventil auf der Grundlage der über dem Schwellenwert liegenden Differenz umfasst, wobei die Größe der Leckage erhöht ist, wenn die Größe der Differenz steigt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Hilfsvorrichtung ein Wärmetauscher ist, der mit einer Motorkühlmittelleitung fluidgekoppelt ist, wobei das Verfahren als Reaktion auf die Angabe der Verschlechterung ferner Deaktivieren des Kühlmittelstroms über die Kühlmittelleitung zu dem Wärmetauscher umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend, nach Anspringen des Abgaskatalysators, Öffnen des Umleitventils und Rückführen des Abgases von der Umgehung stromabwärts des Wärmetauschers zu einem Motoransaugkrümmer über einen AGR-Kanal, der ein AGR-Ventil beherbergt.
  11. Motorsystem, umfassend: einen Motor, der einen Ansaugkrümmer beinhaltet; einen Abgaskanal, der einen Abgaskatalysator mit einer Partikelfilterbeschichtung und ein Endrohr beinhaltet; eine Umgehung, die mit dem Abgaskanal von stromabwärts des Abgaskatalysators bis stromaufwärts des Endrohrs gekoppelt ist, wobei die Umgehung einen Wärmetauscher beinhaltet; ein Kühlmittelsystem zum Zirkulieren von Kühlmittel durch den Motor und den Wärmetauscher; ein Umleitventil, welches einen Auslass der Umgehung mit dem Abgaskanal koppelt; einen Temperatursensor und einen Drucksensor, die mit dem Abgaskanal stromabwärts des Abgaskatalysators und stromaufwärts des Umleitventils gekoppelt sind; einen AGR-Kanal, der ein AGR-Ventil beinhaltet, welches die Umgehung stromabwärts des Wärmetauschers mit dem Ansaugkrümmer koppelt; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen zum: Betreiben des Motors in einem ersten Modus während eines Motorkaltstarts, wobei das Umleitventil geschlossen ist und das AGR-Ventil geschlossen ist; Betreiben des Motors in einem zweiten Modus nach einem Anspringen des Katalysators, wobei das Umleitventil offen ist und das AGR-Ventil offen ist; Betreiben des Motors in einem dritten Modus nach dem Anspringen des Katalysators, wobei das Umleitventil offen ist und das AGR-Ventil geschlossen ist; Diagnostizieren des Umleitventils, während des Betriebs im ersten Modus; und als Reaktion auf keine Angabe der Umleitventilverschlechterung, Einstellen des Grades der Öffnung des Umleitventils in jedem des zweiten Modus und des dritten Modus auf der Grundlage einer Bedienerabgasgeräuschanforderung.
  12. System nach Anspruch 11, wobei Diagnostizieren des Umleitventils Folgendes beinhaltet: Messen einer ersten Abgastemperatur über den Temperatursensor beim Schließen des Umleitventils, um im ersten Modus zu betreiben; Messen einer zweiten Abgastemperatur über den Temperatursensor nach einem Zeitraum des Betriebs im ersten Modus; Angeben der Verschlechterung des Umleitventils als Reaktion auf eine Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, die höher als ein Schwellenwert ist; und Angeben keiner Verschlechterung des Umleitventils als Reaktion auf die Differenz, die unter dem Schwellenwert liegt.
  13. System nach Anspruch 11, wobei die Bedienerabgasgeräuschanforderung eins von Abgasgeräuschreduzierung und Abgasgeräuschverstärkung beinhaltet, und wobei das Einstellen Folgendes beinhaltet: Schätzen eines Zielabgasgegendrucks stromaufwärts des Umleitventils auf der Grundlage der Bedienerabgasgeräuschanforderung; Verringern des Grads der Öffnung des Umleitventils, um den Abgasgegendruck, der über den Drucksensor gemessen wurde, auf den Zielgegendruck zu erhöhen; und Erhöhen des Grads der Öffnung des Umleitventils, um den Abgasgegendruck, der über den Drucksensor gemessen wurde, auf den Zielgegendruck zu verringern.
  14. System nach Anspruch 13, wobei das Verringern des Grads der Öffnung des Umleitventils als Reaktion auf die Bedienerabgasgeräuschanforderung, die Abgasgeräuschreduzierung beinhaltet, erfolgt und das Erhöhen des Grads der Öffnung des Umleitventils als Reaktion auf die Bedienerabgasgeräuschanforderung, die Abgasgeräuschverstärkung beinhaltet, erfolgt.
  15. System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner Anweisungen beinhaltet für: während des Betreibens in dem zweiten Modus, Einstellen des AGR-Ventils in eine erste Stellung, um einen AGR-Durchsatz bereitzustellen; und weiteres Einstellen des AGR-Ventils von der ersten Stellung in eine zweite Stellung auf der Grundlage des Grads der Öffnung des Umleitventils, um den AGR-Durchsatz beizubehalten.
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