DE102018110408A1 - Systeme und verfahren zur motorsteuerung - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Einstellen eines Zündzeitpunkts und einer Kraftstoffzufuhr in einen Motor in Reaktion auf eine Angabe einer Beeinträchtigung eines Abgasrückführungs(AGR)-Systems aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren in Reaktion darauf, dass eine integrierte Klopfintensität größer als eine Schwellenintensität ist und eine Kraftstoffregelungskorrektur größer als eine Schwellenanreicherung ist, Einstellen einer AGR-Rate auf null und Auslösen eines Durchführens einer Diagnoseroutine an einem vorgelagerten Schlauch eines AGR-Differenzdrucksensors beinhalten. Weiterhin können der Zündzeitpunkt und die Kraftstoffzufuhr für null AGR eingestellt werden.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Motors in Reaktion auf eine Beeinträchtigung einer Abgasrückführungssteuerung.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
  • Ein Motor kann ein externes Abgasrückführungs(AGR)-System beinhalten, um NOx-Emissionen zu reduzieren und die Energieeffizienz zu erhöhen. Das externe AGR-System kann einen Motorabgaskrümmer an einen Motoransaugkrümmer über einen AGR-Kanal koppeln. Weiterhin kann das AGR-System Temperatur- und/oder Drucksensoren beinhalten, um die zu Motorzylindern strömende AGR-Menge zu schätzen. Im Verlauf des Betriebs kann sich ein AGR-Aktor, ein Sensor, eine Leitung oder ein Schlauch lösen. Die AGR-Systemkomponente kann aufgrund von Motorladedruck, durch unregelmäßige Straßenbeläge verursachten Vibrationen oder anderen Bedingungen verrutschen. Durch die Beeinträchtigung des AGR-Systems kann sich die Motorleistung verschlechtern, z. B. durch zunehmende Emissionen oder verringerte Kraftstoffeffizienz.
  • Als ein Beispiel kann eine AGR-Strömungsrate auf Grundlage einer Ausgabe eines Differenzdrucksensors, wie z. B. eines Sensors für eine Differenzdruckrückkopplung bei AGR (Delta Pressure Feedback of EGR - DPFE), bestimmt werden. Typischerweise beinhaltet der Differenzdrucksensor einen vorgelagerten Schlauch und einen nachgelagerten Schlauch, die beide mit dem AGR-Kanal auf jeder Seite einer Dosieröffnung gekoppelt sind. Beim Strömen von AGR durch den AGR-Kanal tritt ein Druckabfall an der Dosieröffnung auf, die von dem Differenzdrucksensor gemessen und zum Bestimmen der AGR-Strömungsrate verwendet wird. Wenn sich der vorgelagerte Schlauch löst, kann der Differenzdrucksensor einen hohen Druckunterschied (z. B. Differenzdruck) messen, der eine hohe AGR-Strömungsrate anzeigt, selbst wenn keine AGR strömt. Dadurch kann z. B. die Luft-Kraftstoff-Regelung beeinträchtigt werden, können Emissionen zunehmen und kann es zu Motorklopfen kommen.
  • Es werden verschiedene Ansätze zum periodischen oder opportunistischen Überwachen von AGR-Systemkomponenten bereitgestellt. Ein beispielhafter Ansatz zur Diagnose bei einem AGR-Differenzdrucksensor wird von Cullen et. al. in US 5 190 017 gezeigt. Darin wird eine gemessene AGR-Strömung mit einer erwarteten AGR-Strömung auf Grundlage von Messungen durch redundante Sensoren verglichen, um zu bestimmen, ob eine der AGR-Systemkomponenten funktionsunfähig geworden ist. Wenn die beiden Schätzungen um einen kalibrierten Betrag für einen längeren Zeitraum abweichen, dann wird ein Fehlerzustand in dem AGR-System angegeben. Konkret kann ein Lösen des vorgelagerten Schlauchs auf Grundlage davon angegeben werden, dass ein vom AGR-Differenzdrucksensor gemessener Differenzdruck größer als eine erwartete Abweichung von einem Abgasgegendruck ist.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei solchen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können durch redundante Sensoren und Verfahren zum Bestimmen der AGR-Strömung die Fahrzeugkomplexität und -kosten zunehmen. Weiterhin kann, wenn sich der vorgelagerte Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors löst, nachdem der Test des vorgelagerten Schlauchs durchgeführt wurde, das Lösen nicht rechtzeitig erkannt werden, wodurch der Motorbetrieb beeinträchtigt werden kann, sich Emissionen erhöhen können und sich die Lebensdauer von Motorkomponenten verringern kann.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass eine Beeinträchtigung des AGR-Systems aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors zu einer spezifischen Kombination aus Veränderungen messbarer Motorparameter führen kann, die zum Erkennen der Beeinträchtigung des AGR-Systems genutzt werden kann. Insbesondere tritt, wenn sich der vorgelagerte Schlauch löst, tatsächlich keine AGR auf, was zu verstärktem Motorklopfen führt. Infolge des verstärkten Klopfens kann eine adaptive Zündung verzögert werden, wie z. B. hin zu einer maximalen Verzögerungsgrenze, obwohl der AGR-Sensor weiterhin angibt, dass eine hohe AGR-Strömungsrate vorliegt (eine Bedingung, bei der kein Klopfen erwartet wird). Überdies wird, da Luft im Ansaugsystem tatsächlich nicht durch AGR verdrängt wird, ein geringerer Luftstrom gemessen und kann die Motorsteuerung dem Motor gemäß dem geringeren Luftstrom Kraftstoff zuführen. Infolgedessen kann ein gemessenes Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer sein als erwartet. Durch Überwachen auf die obengenannte Veränderung der Motorparameter (oder eine Kombination davon) kann eine Beeinträchtigung eines AGR-Differenzdrucksensors aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs opportunistisch mittels bestehender Motorkomponenten diagnostiziert werden.
  • In einem Beispiel kann eine Beeinträchtigung des AGR-Systems durch ein Verfahren diagnostiziert werden, umfassend: während eines Motorbetriebs mit einer befohlenen AGR-Menge in Reaktion auf wenigstens eines davon, dass eine integrierte Klopfintensität eines Motors größer als eine Schwellenintensität ist und eine Kraftstoffregelungskorrektur von dem Motor zugeführtem Kraftstoff größer als eine Schwellenanreicherung ist, Einstellen einer Abgasrückführungs(AGR)-Rate auf null. Weiterhin kann eine Beeinträchtigung des AGR-Systems angegeben werden und kann ein Diagnosetest an einem vorgelagerten Schlauch eines aktiven AGR-Differenzdrucksensors durchgeführt werden, um die Diagnose zu bestätigen.
  • Als ein Beispiel kann während eines Motorbetriebs mit befohlener AGR eine Motorsteuerung einen oder mehrere Motorparameter eingriffsfrei überwachen, um ein Lösen des vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors zu diagnostizieren. Beispielsweise kann die Steuerung eine Motorklopfintensität und -frequenz über eine Anzahl von Motorzyklen überwachen. Wenn die integrierte Intensität einen Schwellenwert überschreitet, kann ein Kriterium für ein potenzielles Lösen des Schlauchs als erfüllt gelten. Als ein anderes Beispiel kann eine adaptive Zündung überwacht werden und wenn die Zündung auf eine Verzögerungsgrenze innerhalb einer definierten Anzahl von Motorzyklen trifft, kann ein anderes Kriterium als für ein potenzielles Lösen des Schlauchs erfüllt gelten. Als ein weiteres Beispiel kann eine Kraftstoffrückkopplungsregelung überwacht werden, und wenn Kraftstoff um mehr als einen Schwellenwert angereichert werden muss, um ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten (z. B. um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf einer Rückkopplung von einem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor aufrechtzuerhalten), dann kann ein weiteres Kriterium als erfüllt gelten. Wenn eines oder mehrere oder alle der Kriterien erfüllt sind, kann die Steuerung ableiten, dass sich der an den Differenzdrucksensor des AGR-Systems gekoppelte vorgelagerte Schlauch gelöst hat. In Reaktion auf die Angabe einer Beeinträchtigung kann eine weitere AGR-Strömung durch Einstellen der AGR-Rate auf null deaktiviert werden, während Zündung und Kraftstoff basierend auf einer AGR-Strömungsrate von null unabhängig von der Ausgabe des AGR-Sensors eingestellt werden. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt im Verhältnis dazu, wenn eine AGR-Menge ungleich null zugeführt wird, verzögert werden und kann die Kraftstoffmenge erhöht werden, um eine höhere Zylinderluftmenge im Vergleich dazu, wenn AGR zugeführt wird, zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann eine eingreifende Überwachung des AGR-Differenzdrucksensors sobald möglich durchgeführt werden, um die Angabe einer Beeinträchtigung zu bestätigen.
  • Auf diese Weise kann eine Beeinträchtigung des AGR-Systems unter Verwendung bestehender Motorsensoren diagnostiziert werden, ohne die Genauigkeit der Diagnose zu gefährden. Die technische Wirkung des Überwachens auf eine spezifische Kombination aus Veränderungen der Motorklopfintensität, Zündregelung und Kraftstoffregelung während des Motorbetriebs mit befohlenem AGR besteht darin, dass ein Lösen des AGR-Schlauchs zuverlässig zu jedem Zeitpunkt, zu dem es während des Motorbetriebs stattfindet, einschließlich nach Durchführen einer speziellen Überwachung des vorgelagerten Schlauchs, erkannt werden kann. Indem befohlen wird, dass die Schlauchüberwachung in Reaktion darauf durchgeführt wird, dass eine Beeinträchtigung während des Motorbetriebs festgestellt wird, kann ein Lösen rechtzeitig bestätigt und geregelt werden. Durch Deaktivieren der AGR und Einstellen des Zündzeitpunkts und der Kraftstoffzufuhr für null AGR in Reaktion auf die Beeinträchtigung kann ein weiteres Auftreten von Klopfen verringert werden, wodurch sich die Kraftstoffeffizienz verbessert und die Lebensdauer von Motorkomponenten erhöht. Überdies kann die Qualität von Abgasemissionen verbessert werden.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu vorgesehen, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Ansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems eines Fahrzeugs, das ein Abgasrückführungs(AGR)-System beinhaltet.
    • 2 ist ein Ablaufdiagramm auf höherer Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Feststellen einer Beeinträchtigung des AGR-Systems und Einstellen des Motorbetriebs in Reaktion auf die Beeinträchtigung.
    • 3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur AGR-Regelung in einem Motor.
    • 4 ist ein beispielhaftes Verfahren zur Luft-Kraftstoff-Regelung in einem Motor.
    • 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen einer Beeinträchtigung eines AGR-Differenzdrucksensors aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs.
    • 6 ist ein vorausschauendes Beispiel zum Einstellen des Motorbetriebs in Reaktion auf eine Angabe einer Beeinträchtigung des AGR-Systems aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Diagnostizieren einer Beeinträchtigung eines AGR-Systems aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors. Ein beispielhaftes Motorsystem, das ein AGR-System beinhaltet, ist in 1 dargestellt. Eine AGR kann bereitgestellt werden, um eine gewünschte Motorverdünnung z. B. gemäß dem beispielhaften Verfahren aus 3 zu erreichen. Wie in dem Verfahren aus 4 dargestellt, kann die AGR-Menge, die in den Motor eintritt, beim Erzeugen eines Kraftstoffbefehls verwendet werden. Wenn sich der vorgelagerte Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors löst, kann es so scheinen, als würde mehr AGR in den Motor eintreten, als dies tatsächlich der Fall ist, was eingriffsfrei durch eine Motorsteuerung gemäß dem Verfahren aus 2 festgestellt werden kann. Dann kann der vorgelagerte Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors z. B. durch Durchführen einer speziellen Überwachung gemäß dem Verfahren aus 5 diagnostiziert werden. 6 zeigt einen beispielhaften Zeitverlauf zum Erkennen einer Beeinträchtigung des AGR-Systems aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors und entsprechenden Einstellen des Motorbetriebs.
  • 1 veranschaulicht eine schematische Darstellung, die einen Zylinder 30 eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Motorsystem 1 enthalten sein kann. Das Motorsystem 1 kann ein Antriebssystem sein, das in einem Kraftfahrzeug 5 enthalten ist. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Eine Brennkammer (z. B. ein Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 aufweisen. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft aus einem Ansaugkrümmer 44 über einen Ansaugkanal 42 aufnehmen und Verbrennungsgase über einen Abgaskanal 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskanal 48 können über ein entsprechendes Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile beinhalten. In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und Auslassventil 54 durch Nockenbetätigung über einen oder mehrere Nocken gesteuert werden und eines oder mehrere von Systemen zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), zur variablen Nockenansteuerung (Variable Cam Timing - VCT), zur variablen Ventilansteuerung (Variable Valve Timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, verwenden, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Stellung des Einlassventils 52 und Auslassventils 54 kann durch Stellungssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, darunter CPS- und/oder VCT-Systeme, beinhalten.
  • In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ausgelegt sein, um diesen Kraftstoff bereitzustellen. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 30 so dargestellt, dass er eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 beinhaltet, der Kraftstoff von dem Kraftstoffsystem 172 zugeführt wird. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 direkt an den Zylinder 30 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Pulsweite des Signals FPW, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bereit.
  • Es versteht sich, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 in einer alternativen Ausführungsform eine Einspritzvorrichtung mit einer Düse pro Einlasskanal sein kann, die Kraftstoff in den Einlasskanal vor dem Zylinder 30 bereitstellt. Es versteht sich außerdem, dass der Zylinder 30 Kraftstoff von einer Vielzahl von Einspritzvorrichtungen, wie etwa einer Vielzahl von Einspritzvorrichtungen mit einer Düse pro Einlasskanal, einer Vielzahl von Direkteinspritzvorrichtungen oder einer Kombination davon, erhalten kann.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann der Einlasskanal 42 eine Drossel 62 beinhalten, die eine Drosselklappe 64 aufweist. In diesem konkreten Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, das einem elektrischen Antrieb oder einem Aktor bereitgestellt wird, der in der Drossel 62 enthalten ist, wobei es sich um eine Auslegung handelt, die üblicherweise als elektronische Drosselsteuerung (Electronic Throttle Control - ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 derart betrieben werden, dass sie die Ansaugluft variiert, die der Brennkammer 30 neben anderen Motorzylindern durch den Ansaugkanal 42 und den Ansaugkrümmer 44 bereitgestellt wird. Die Stellung der Drosselklappe 64 kann der Steuerung 12 durch das Drosselstellungssignal TP bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 42 kann einen Sensor 120 für den Luftmassenstrom (Mass Air Flow - MAF) und einen Sensor 122 für den Krümmerluftdruck (Manifold Air Pressure - MAP) beinhalten, um der Steuerung 12 die entsprechenden Signale MAF und MAP bereitzustellen.
  • Ein Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 in Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten dargestellt sind, können in einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
  • Der Motor 10 kann ferner einen Klopfsensor 90 umfassen, der zum Erkennen anormaler Zylinderverbrennungsereignisse an jeden Zylinder 30 gekoppelt ist. In alternativen Ausführungsformen können ein oder mehrere Klopfsensoren 90 an ausgewählte Stellen des Motorblocks gekoppelt sein. Der Klopfsensor kann ein Beschleunigungsmesser an dem Zylinderblock oder ein Ionisierungssensor, der in der Zündkerze jedes Zylinders ausgelegt ist, sein. Die Ausgabe des Klopfsensors kann mit der Ausgabe eines Kurbelwellenbeschleunigungssensors kombiniert werden, um ein anormales Verbrennungsereignis in dem Zylinder anzuzeigen. In einem Beispiel lässt sich eine anormale Verbrennung aufgrund von einem oder mehreren aus Klopfen und Frühzündung auf Grundlage der Ausgabe des Klopfsensors 90 in einem oder mehreren definierten Fenstern (z. B. Kurbelwellenwinkel-Ansteuerungsfenster) erkannt und voneinander unterschieden werden. Beispielsweise kann Klopfen in Reaktion darauf erkannt werden, dass eine Klopfsensorausgabe, die in einem Klopffenster erhalten wird, über einem Klopfschwellenwert liegt, während eine Frühzündung in Reaktion darauf erkannt werden kann, dass eine Klopfsensorausgabe, die in einem Frühzündungsfenster erhalten wird, über einem Frühzündungsschwellenwert liegt. Der Frühzündungsschwellenwert kann über dem Klopfschwellenwert liegen und das Frühzündungsfenster kann z. B. früher als das Klopffenster sein. Sobald es erkannt und differenziert wurde, kann das anormale Verbrennungsereignis entsprechend geregelt werden, wie in Bezug auf 2 näher beschrieben.
  • Ein Abgassensor 126 ist der Darstellung nach an den Abgaskanal 48 vorgelagert zu einer Emissionssteuervorrichtung 70 gekoppelt. Bei dem Abgassensor 126 kann es sich um einen jeden geeigneten Sensor zum Bereitstellen einer Angabe des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (LKV) handeln, wie etwa eine lineare Breitband-Lambdasonde (UEGO); eine Schmalband-Lambdasonde mit zwei Zuständen (EGO); eine beheizte EGO (HEGO); oder einen NOx-, HC- oder CO-Sensor. In den hier beschriebenen nicht einschränkenden Ausführungsformen ist der Abgassensor 126 eine UEGO-Sonde, die dazu ausgelegt ist, eine Ausgabe wie etwa ein Spannungssignal bereitzustellen, die zu der in dem Abgas vorhandenen Sauerstoffmenge proportional ist. Die Steuerung 12 verwendet die Ausgabe, um das Abgas-LKV zu bestimmen, das als Rückkopplung zum Erzeugen eines Kraftstoffbefehls verwendet werden kann, wie in Bezug auf 4 näher beschrieben.
  • In der Darstellung ist die Emissionssteuervorrichtung 70 nachgelagert zum Abgassensor 126 entlang des Abgaskanals 48 angeordnet. In den hier beschriebenen nicht einschränkenden Ausführungsformen ist die Emissionssteuervorrichtung 70 ein Dreiwegekatalysator (Three-Way-Catalyst -TWC), der dazu ausgelegt ist, NOx zu reduzieren und CO und unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu oxidieren. In anderen Ausführungsformen kann es sich bei der Emissionssteuervorrichtung 70 jedoch um eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
  • Das Motorsystem 1 kann ein externes Abgasrückführungs(AGR)-System beinhalten, um einen gewünschten Teil des Abgases über einen AGR-Kanal 140 vom Abgaskanal 48 zum Ansaugkrümmer 44 zu leiten. Die dem Ansaugkrümmer 44 zugeführte AGR-Menge kann durch die Steuerung 12 über ein AGR-Ventil 142 variiert werden. Beispielsweise kann das AGR-Ventil 142 in verschiedenen Graden von vollständig geöffnet bis vollständig geschlossen geöffnet werden, sodass eine gewünschte AGR-Menge zugeführt wird. Bei dem AGR-Ventil 142 kann es sich um ein vakuumbetätigtes Ventil, ein elektronisch betätigtes Magnetventil oder eine andere Art von Strömungsregelventil handeln.
  • Ein AGR-Sensor kann innerhalb des AGR-Kanals 140 angeordnet sein, um eine Angabe von einem oder mehreren aus Druck, Temperatur und Sauerstoffkonzentration des zurückgeführten Abgases bereitstellen. In dem Beispiel aus 1 ist der AGR-Sensor ein Differenzdrucksensor 144, wie z. B. ein Sensor für eine Differenzdruckrückkopplung bei AGR (DPFE). Der Differenzdrucksensor 144 kann eine Rückkopplung zum Steuern einer AGR-Strömungsrate durch Überwachen eines Druckunterschieds (z. B. Differenzdrucks) an einer Dosieröffnung 150 (z. B. begrenzend) bereitstellen. Der Differenzdrucksensor 144 beinhaltet einen vorgelagerten Schlauch 146, der eine Fluidverbindung eines vorgelagerten Druckanschlusses des Sensors mit dem AGR-Kanal 140 vorgelagert zur Öffnung 150 herstellt, und einen nachgelagerten Schlauch 148, der eine Fluidverbindung des nachgelagerten Druckanschlusses des Sensors mit dem AGR-Kanal 140 nachgelagert zur Öffnung 150 herstellt. Der vorgelagerte Druckanschluss und der vorgelagerte Schlauch 146 können z. B. einen größeren Innendurchmesser als der nachgelagerte Druckanschluss und der nachgelagerte Schlauch 148 aufweisen.
  • Eine druckempfindliche Scheibe, wie z. B. eine piezokeramische Scheiben, kann in dem Differenzdrucksensor 144 zwischen dem vorgelagerten und nachgelagerten Druckanschluss enthalten sein und kann verwendet werden, um eine Spannung proportional zum Differenzdruck an der Öffnung 150 zu erzeugen. Wenn das AGR-Ventil 142 geschlossen ist, strömt kein Abgas durch die Öffnung 150 und ist der Druck am vorgelagerten Druckanschluss gleich dem Druck am nachgelagerten Druckanschluss des Differenzdrucksensors 144. Ohne eine Druckdifferenz kann der Differenzdrucksensor 144 eine niedrige Spannung (z. B. 0,45-1,0 V) ausgeben, die zu einer Druckdifferenz von 0 inH2O äquivalent ist. Während das AGR-Ventil 142 geöffnet ist, strömt Abgas durch die Öffnung 150, um das Abgas zu ersetzen, das zum Ansaugkrümmer 44 über das AGR-Ventil 142 strömt. An der Öffnung 150 tritt ein Druckabfall aufgrund der Begrenzung durch die Öffnung 150 auf. Beispielsweise ist ein erster Druck am vorgelagerten Schlauch 146 und vorgelagerten Druckanschluss des Differenzdrucksensors 144, der gleich einem Abgasdruck ist, größer als ein zweiter Druck am nachgelagerten Schlauch 148 und nachgelagerten Druckanschluss, sodass ein negativer Differenzdruck (definiert als der erste Druck, subtrahiert vom zweiten Druck) entsteht. Während der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 142 zunimmt, steigt der Druckabfall an der Öffnung 150 (wird z. B. noch negativer), was eine höhere Spannungsausgabe des Differenzdrucksensors 144 zur Folge hat.
  • Der Differenzdrucksensor 144 kann zum Bestimmen einer AGR-Strömungsrate verwendet werden. Beispielsweise kann eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12) auf eine Lookup-Tabelle mit der Spannungsausgabe des Differenzdrucksensors 144 als Eingabe und der AGR-Strömungsrate als Ausgabe Bezug nehmen. Die Steuerung kann dann die bestimmte AGR-Strömungsrate als Rückkopplung verwenden, um eine Stellung des AGR-Ventils 142 einzustellen, bis eine gewünschte (z. B. befohlene) AGR-Strömungsrate erreicht wird, wie in Bezug auf 3 näher beschrieben. Wenn z. B. die bestimmte AGR-Strömungsrate höher als die gewünschte AGR-Strömungsrate ist, kann die Steuerung das AGR-Ventil 142 in eine weiter geschlossene Stellung betätigen, und wenn die bestimmte AGR-Strömungsrate niedriger als die gewünschte AGR-Strömungsrate ist, kann die Steuerung das AGR-Ventil 142 in eine weiter geöffnete Stellung betätigen.
  • Während der Differenzdrucksensor 144 vorgelagert zum AGR-Ventil 142 dargestellt ist, kann sich der Differenzdrucksensor 144 in anderen Beispielen nachgelagert zum AGR-Ventil 142 und vorgelagert zum Ansaugkrümmer 44 befinden. In wieder anderen Beispielen kann der Differenzdrucksensor 144 ein Kombisensor sein, der sowohl ein Differenzdruckmesselement als auch ein Krümmerabsolutdruckmesselement umfasst.
  • Der Differenzdrucksensor 144 kann periodisch einer Diagnose durch Durchführen einer oder mehrerer spezielleren, eingreifender Überwachungen unterzogen werden. Beispielsweise kann der vorgelagerte Schlauch 146 einer Diagnose auf Lösen einmal pro Antriebszyklus unterzogen werden, nachdem eine Schwellendauer abgelaufen ist, oder nach einer Schwellenfahrstrecke des Fahrzeugs, wie in Bezug auf 5 beschrieben. Der vorgelagerte Schlauch 146 kann sich jedoch lösen, nachdem die Überwachung durchgeführt wurde. Wenn sich der vorgelagerte Schlauch 146 löst, kann Abgas in die Atmosphäre entweichen. Wenn sich der vorgelagerte Schlauch 146 z. B. löst, während eine AGR angefordert wird, kann eine AGR-Menge, die dem Ansaugkrümmer 44 zugeführt wird, viel niedriger sein als befohlen, was dazu führen kann, dass Motorklopfen auftritt. Um dazu beizutragen, dass sich das Auftreten von Klopfen vermindert, kann eine adaptive Spätzündung verwendet werden. Weiterhin wird dadurch, dass eine viel geringere AGR-Menge Luft im Ansaugkrümmer verdrängt, ein geringerer Luftstrom gemessen, was die Luft-Kraftstoff-Regelung beeinträchtigt, wie in Bezug auf 4 näher beschrieben. Infolgedessen kann ein gemessenes Abgas-LKV magerer sein als erwartet. Das magere Abgas-LKV kann als Rückkopplung zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet werden, die dem Motor zugeführt wird, um ein gewünschtes LKV (z. B. Stöchiometrie) zu erreichen, was eine starke Korrekturanreicherung der Kraftstoffregelung zur Folge hat. Die Steuerung 12 kann auf Klopfen, adaptive Spätzündung und Korrektur der Kraftstoffregelung überwachen, während der Motor mit befohlener AGR läuft, und eine Beeinträchtigung des AGR-Systems, wie z. B. aufgrund eines Lösens des vorgelagerten Schlauchs 146, in Reaktion darauf ableiten, dass eine integrierte Klopfintensität eine Schwellenintensität überschreitet, die Spätzündung auf eine Grenze trifft und die Korrektur der Kraftstoffregelung eine Schwellenanreicherung überschreitet, wie in Bezug auf 2 ausgeführt.
  • Unter manchen Bedingungen kann das AGR-System dazu verwendet werden, die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb der Brennkammer zu regulieren. Ferner kann bei einigen Bedingungen ein Teil der Verbrennungsgase durch Steuern der Auslassventilansteuerung, wie etwa durch Steuern eines variablen Ventilansteuerungsmechanismus, in der Brennkammer bei einer sogenannten internen AGR zurückgehalten oder eingeschlossen werden.
  • Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicherchip 106 dargestellt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und ein Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung von eingeleitetem Luftmassenstrom (MAF) von einem MAF-Sensor 120, Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist, eines Profilzündungsaufnahmesignals (Profile Ignition Pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder anderer Art), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist, einer Drosselstellung (TP) von einem Drosselstellungssensor, eines Krümmerabsolutdruck(MAP)-Signals vom Sensor 122 und einer UEGO-Sondenausgabe (UEGO) der UEGO-Sonde 126. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und verschiedene Aktoren, wie z. B. das AGR-Ventil 142 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage von Anweisungen oder darin programmiertem Code entsprechend einer oder mehreren Routinen auslösen. Beispielsweise kann die Steuerung 12 das AGR-Ventil 142 auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen so betätigen, dass es sich öffnet, um Abgas zum Ansaugkrümmer 44 zu leiten, wobei der Öffnungsgrad einer gewünschten AGR-Menge entspricht, und die Stellung des AGR-Ventils 142 auf Grundlage einer Rückkopplung vom Differenzdrucksensor 144 einstellen, um die gewünschte AGR-Menge zu erreichen, wie in Bezug auf 3 näher beschrieben. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung 12 die Ausgabe des Klopfsensors 90 verwenden, um Klopfen und das potenzielle Lösen des vorgelagerten Schlauchs 146 abzuleiten, wenn eine AGR angefordert wird, wie in Bezug auf 2 ausgeführt.
  • Auf den Festwertspeicher 106 eines Speichermediums können computerlesbare Daten programmiert sein, die nichtflüchtige Anweisungen darstellen, die von dem Prozessor 102 zum Durchführen der nachstehend beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die vorweggenommen, jedoch nicht ausdrücklich aufgeführt sind, ausgeführt werden können.
  • Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors und kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze(n) usw. beinhalten.
  • So ermöglichen die Komponenten aus 1 ein System, umfassend: einen Motor mit einem Zylinder; einen Ansaugkrümmer und ein Abgassystem; ein AGR-System, umfassend einen AGR-Kanal, der eine Fluidverbindung des Ansaugkrümmers mit dem Abgassystem herstellt, wobei der AGR-Kanal eine begrenzende Öffnung beinhaltet; ein AGR-Ventil, das an den AGR-Kanal gekoppelt ist, und einen Differenzdrucksensor zum Messen der AGR-Strömung, wobei der Sensor einen vorgelagerten Schlauch, der an den AGR-Kanal vorgelagert zur begrenzenden Öffnung gekoppelt ist, und einen nachgelagerten Schlauch, der an den AGR-Kanal nachgelagert zur begrenzenden Öffnung gekoppelt ist, beinhaltet; eine Zündkerze zum Bereitstellen eines Zündfunkens für den Zylinder; einen Klopfsensor; einen Krümmerabsolutdruck(MAP)-Sensor, der an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist, zum Schätzen eines Motorluftstroms; eine Lambdasonde, die an das Abgassystem gekoppelt ist; und eine Steuerung, die mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen konfiguriert ist zum: Betreiben des Motors mit einer AGR-Strömung; Schätzen einer Zylinderluftmenge auf Grundlage sowohl des Motorluftstroms als auch der AGR-Strömung; Berechnen von sowohl einem auf der Zylinderluftmenge basierenden Kraftstoffbefehl als auch einer Korrektur des Kraftstoffbefehls auf Grundlage der Lambdasondenausgabe; Berechnen eines Zündzeitpunkts teilweise auf Grundlage der AGR-Strömung; Feststellen von Klopfen auf Grundlage einer Ausgabe des Klopfsensors; Verzögern des Zündfunkens gegenüber dem bestimmten Zündzeitpunkt in Reaktion auf die Klopffeststellung; und Angeben eines potenziellen Lösens des vorgelagerten Schlauchs von wenigstens einem aus dem AGR-Kanal und dem Differenzdrucksensor in Reaktion auf jedes davon, dass die Korrektur des Kraftstoffbefehls größer als eine Schwellenanreicherung ist, eine integrierte Ausgabe des Klopfsensors größer als eine Schwellenintensität ist und die Spätzündung einen Verzögerungsschwellenwert erreicht. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuerung weitere Anweisungen beinhalten zum, in Reaktion auf die Angabe eines potenziellen Lösens des vorgelagerten Schlauchs, Deaktivieren des AGR-Systems und Bestätigen des Lösens des vorgelagerten Schlauchs des Differenzdrucksensors auf Grundlage eines Vorhandenseins von AGR-Strömung durch den AGR-Kanal. In einigen Beispielen kann das AGR-System ferner Befehlen an das AGR-Ventil, sich vollständig zu schließen, und Einstellen der AGR-Strömung auf null beinhalten. Als ein weiteres Beispiel kann das Bestätigen des Lösens des vorgelagerten Schlauchs auf Grundlage des Vorhandenseins einer AGR-Strömung Messen eines Differenzdrucks an der begrenzenden Öffnung mit dem Differenzdrucksensor, während das AGR-Ventil geschlossen gehalten wird, und Angeben des Lösens des vorgelagerten Schlauchs in Reaktion darauf, dass der Differenzdruck unter einem Schwellenwert liegt, beinhalten.
  • Nun wird in Bezug auf 2 ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Feststellen einer Beeinträchtigung des AGR-Systems in einem Motorsystem und Anfordern der Durchführung einer Diagnose eines vorgelagerten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors dargestellt. Wenn sich z. B. ein vorgelagerter Schlauch (z. B. der vorgelagerte Schlauch 146 aus 1) des AGR-Differenzdrucksensors löst, kann der AGR-Differenzdrucksensor einen großen Differenzdruck messen, der einer fehlerhaft hohen AGR-Strömungsrate entspricht. Insbesondere zeigt 2 ein Verfahren zum Bestimmen einer Beeinträchtigung des AGR-Systems auf Grundlage mehrerer Kriterien: einer Neigung zu Motorklopfen, einer Klopfkorrektur mit adaptiver Zündung und einer Kraftstoffregelungskorrektur, die sich alle aus einem Betreiben des Motors mit einer geringeren Ist-AGR-Menge als befohlen ergeben können. Weiterhin beinhaltet das Verfahren 200 Einstellungen des Motorbetriebs, einschließlich Zündzeitpunkt und Kraftstoffzufuhr, in Reaktion auf die Beeinträchtigung. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung, wie z. B. die Steuerung 12 aus 1, auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen, wie z. B. den vorstehend in Bezug auf 1 beschriebenen Sensoren, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Das Verfahren 200 beginnt bei 202 und beinhaltet Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Zu den beurteilten Bedingungen können z. B. Motortemperatur; Motorlast; Drehmomentbedarf des Fahrers; Krümmerluftstrom; Krümmerluftdruck; Motordrehzahl; Drosselstellung; Abgasdruck; Abgas-LKV; Umgebungsbedingungen, einschließlich Umgebungstemperatur, -druck und -luftfeuchtigkeit; usw. gehören.
  • Bei 204 wird bestimmt, ob eine AGR gewünscht ist. Es kann gewünscht werden, dass die AGR eine gewünschte Motorverdünnung erzielt, wodurch sich Kraftstoffeffizienz und Emissionsqualität verbessern. Beispielsweise kann die AGR bei niedrigen bis mittleren Motorlasten angefordert werden. Überdies kann eine AGR gewünscht werden, nachdem ein Abgaskatalysator (z. B. die Emissionssteuervorrichtung 70 auf 1) seine Anspringtemperatur erreicht hat. Eine angeforderte AGR-Menge kann auf Motorbetriebsbedingungen basieren, die Motorlast (wie über einen Pedalstellungssensor geschätzt), Motordrehzahl (wie über einen Kurbelwellenbeschleunigungssensor geschätzt), Motortemperatur (wie über einen Motorkühlmitteltemperatursensor geschätzt) usw. einschließen. Beispielsweise kann die Steuerung auf eine Lookup-Tabelle mit der Motordrehzahl und -last als Eingabe Bezug nehmen und eine gewünschte AGR-Menge ausgeben, die der eingegebenen Motordrehzahl/-last entspricht, wie in Bezug auf 3 ausgeführt.
  • Wenn keine AGR gewünscht wird, geht das Verfahren 200 zu 206 über und beinhaltet Beibehalten aktueller Motorbetriebsbedingungen ohne Zufuhr von AGR. Beispielsweise wird ein AGR-Ventil (z. B. das AGR-Ventil 142) in einer geschlossenen Stellung gehalten, wodurch eine AGR-Strömung von einem AGR-Kanal zu einem Ansaugkrümmer des Motors blockiert wird. Im Anschluss an 206 endet das Verfahren 200.
  • Wenn bei 204 bestimmt wird, dass eine AGR gewünscht wird, geht das Verfahren 200 zu 208 über und beinhaltet Zuführen einer befohlenen AGR-Menge, wie in Bezug auf 3 näher beschrieben. Kurz ausgedrückt, kann die befohlene AGR-Menge (oder AGR-Strömungsrate) auf Grundlage von Motordrehzahl und -last bestimmt werden und kann das AGR-Ventil in eine Stellung geöffnet werden, die der befohlenen AGR-Menge entspricht. Weiterhin kann der AGR-Differenzdrucksensor verwendet werden, um eine Ist-Strömungsrate der AGR zu messen, wodurch eine Angabe der Ist-AGR-Menge bereitgestellt wird und/oder eine Rückkopplung zum Steuern der Stellung des AGR-Ventils bereitgestellt wird.
  • Bei 210 beinhaltet das Verfahren 200 Einstellen der Kraftstoffzufuhr auf Grundlage der AGR-Menge, wie in Bezug auf 4 näher beschrieben. Kurz ausgedrückt, können die AGR-Menge und eine Zylinderfüllmasse verwendet werden, um eine Menge an Frischluft in dem Zylinder zu bestimmen, die dann zum Erzeugen eines Kraftstoffbefehls verwendet wird, der ein gewünschtes LKV ergibt.
  • Bei 212 wird bestimmt, ob Klopfen festgestellt wird. Wie in Bezug auf 1 beschrieben, kann Klopfen auf Grundlage einer Ausgabe eines Klopfsensors (z. B. des Klopfsensors 90 aus 1) in Kombination mit einer Ausgabe eines Kurbelwellenbeschleunigungssensors, die während eines definierten Klopffensters erhalten werden, festgestellt werden. Beispielsweise kann Klopfen in einem Zylinder festgestellt werden, wenn die Ausgabe des Klopfsensors, die in einem Kurbelwinkelfenster nach einem Zündereignis in dem Zylinder gemessen wird, größer als ein Klopfschwellenwert ist.
  • Wenn kein Klopfen festgestellt wird, geht das Verfahren 200 zu 222 über und beinhaltet weiterhin Zuführen von AGR in Reaktion auf den Motorbedarf. Beispielsweise kann eine angeforderte AGR-Menge weiterhin auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden und durch Einstellen des AGR-Ventils auf eine entsprechende Stellung bereitgestellt werden. Im Anschluss an 222 endet das Verfahren 200.
  • Wenn bei 212 Klopfen festgestellt wird, geht das Verfahren 200 zu 214 über und beinhaltet Verzögern des Zündzeitpunkts, um eine klopfadaptive Spätzündung bereitzustellen. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt gegenüber einem ursprünglichen Zeitpunkt, der auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, einschließlich Motordrehzahl, Motorlast, LKV und AGR-Menge, ausgewählt wird, verzögert werden. Durch Verzögern des Zündzeitpunkts in Reaktion auf eine Klopfangabe können Zylinderinnendrücke zunehmen, wodurch die Neigung zu weiterem Klopfen abnimmt. Ein angewandter Spätzündungsgrad kann auf Grundlage des ursprünglichen Zündzeitpunkts und ferner auf Grundlage der Klopfangabe bestimmt werden. Beispielsweise kann, während sich die Klopfangabe erhöht (z. B. während die Ausgabe des Klopfsensors den Klopfschwellenwert weiter überschreitet), sich der angewandte Spätzündungsgrad erhöhen. Als ein anderes Beispiel kann, wenn der ursprüngliche Zündzeitpunkt näher an einem maximalen Bremsmoment (Maximum Brake Torque - MBT) liegt, der angewandte Spätzündungsgrad erhöht werden. In einem Beispiel kann der Zündzeitpunkt um 1-2 Kurbelwinkelgrade in Reaktion auf die Klopfangabe verzögert werden. Da kein Klopfen bei Verwendung von AGR erwartet wird, zeigt das Auftreten von Klopfen bei Vorliegen von AGR Fehler (z. B. einen Abfall) der AGR-Strömung an, wie z. B. aufgrund eines Lösens des vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors.
  • Bei 216 wird bestimmt, ob die Nutzung der Spätzündung an einer Grenze ist. Das heißt, es kann bestimmt werden, ob die Nutzung der Spätzündung auf eine Grenze (z. B. einen Spätzündungsschwellenwert) trifft. Die Grenze kann einen Spätzündungsgrad definieren, über dem Motorleistungsverluste, Überhitzungsneigungen und hohe Emissionen auftreten können. Der Zündfunken kann gegenüber der Grenze nicht weiter verzögert werden. Darüber hinaus kann eine adaptive Spätzündung, die sich einer Grenze nähert oder diese erreicht, eine hohe Klopfhäufigkeit anzeigen. Wenn die Spätzündung die Grenze erreicht, kann ein erstes Kriterium, das eine potenzielle Beeinträchtigung des AGR-Systems aufgrund eines Lösens eines vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors anzeigt, als erfüllt gelten.
  • Wenn die Spätzündungsnutzung nicht bei der Grenze liegt, kehrt das Verfahren 200 zu 212 zurück und beinhaltet Bestimmen, ob ein Klopfen festgestellt wird, wie oben beschrieben. So kann der Zündfunken stufenweise zu einem größeren Grad in Reaktion darauf, dass Klopfen erkannt wird, verzögert werden, bis die Spätzündungsnutzung bei der Grenze liegt.
  • Wenn die Spätzündungsnutzung bei 216 bei der Grenze liegt, geht das Verfahren 200 zu 218 über und beinhaltet Integrieren der Klopfintensität über eine Dauer. Beispielsweise kann die Dauer einer vorgegebenen Anzahl von Motorzyklen, nachdem die Spätzündungsnutzung die Grenze erreicht hat, entsprechen. In einem anderen Beispiel kann die Dauer einer vorgegebenen Anzahl von Motorzyklen nach der Erstfeststellung von Klopfen entsprechen.
  • Bei 220 wird bestimmt, ob die integrierte Klopfintensität größer als eine Schwellenintensität ist. Beispielsweise kann die Schwellenintensität einer Höhe entsprechen, über der bestimmt werden kann, dass Klopfen trotzt der mildernden Maßnahme zur Spätzündung soweit möglich immer noch vorherrscht. Weiterhin kann die Schwellenintensität einer Intensität entsprechen, über der bestimmt werden kann, dass Klopfen mehr als bei den jeweiligen Motorbetriebsbedingungen erwartet auftritt und dass das höher als erwartete Klopfen dadurch ausgelöst werden kann, dass die Ist-Motorverdünnung aufgrund einer Beeinträchtigung einer Komponente des AGR-Systems niedriger als die Soll-Motorverdünnung ist. Als ein Beispiel kann auf Grundlage des Motorklopfverlaufs und ferner auf Grundlage der Motordrehzahl-/-lastbedingungen eine erwartete Klopfneigung, wie z. B. ein erwarteter Prozentsatz von Motorzyklen, bei denen Klopfen während eines Betriebs bei einem Grenzzündzeitpunkt auftritt, vorliegen kann. Auf Grundlage der erwarteten Klopfneigung und der Dauer, über welche die Klopfintensität integriert wird, kann eine entsprechende Schwellenintensität bestimmt werden. Wenn die integrierte Klopfintensität die Schwellenintensität erreicht oder überschreitet, kann ein zweites, zusätzliches Kriterium, das eine potenzielle AGR-Beeinträchtigung aufgrund eines Lösens eines vorgelagerten Schlauchs des AGR-Sensors anzeigt, als erfüllt gelten. Wenn die integrierte Klopfintensität nicht größer als die Schwellenintensität ist, geht das Verfahren 200 zu 222 über, wie oben beschrieben. Somit kann angenommen werden, dass eine Spätzündung Klopfen erfolgreich gemindert hat.
  • Wenn die integrierte Klopfintensität größer als die Schwellenintensität ist, geht das Verfahren 200 zu 224 über und beinhaltet Bestimmen einer Kraftstoffregelungskorrektur. Die Kraftstoffregelungskorrektur entspricht einer Kraftstoffmenge, die mit einem Grundkraftstoffbefehl addiert oder davon subtrahiert wird, z. B. aufgrund einer Rückkopplung von einer Lambdasonde (z. B. der UEGO-Sonde 126 aus 1) in Bezug auf das LKV von Verbrennungsgas, um ein gewünschtes (z. B. befohlenes) LKV zu erreichen. In einem Beispiel handelt es sich bei dem befohlenen LKV um Stöchiometrie. Ein Kraftstoffregelungsmodul der Motorsteuerung kann eine Kraftstoffmasse vorwärtsgekoppelt bestimmen, um eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage einer Füllmasseberechnung für den Zylinder so anzuweisen, dass der Zylinder bei Stöchiometrie (oder einem anderen Soll-LKV) arbeitet. Die Füllmasseberechnung kann eine Menge an Frischluft, die in dem Zylinder aufgenommen wird, sowie eine Menge an Abgas, das in den Zylinder vom Abgaskrümmer zurückgeführt wird, berücksichtigen. Insbesondere kann die befohlene Kraftstoffmasse der Frischluftkomponente der Füllmasse entsprechen. Auf Grundlage einer Rückkopplung von einem Abgas-LKV-Sensor kann die befohlene Kraftstoffmasse dann weiter eingestellt werden. Wenn die Ausgabe des LKV-Sensors z. B. ein LKV anzeigt, das magerer ist als befohlen, kann ein nachfolgender Kraftstoffbefehl eine höhere Kraftstoffpulsweite aufweisen. Hier wird die Anreicherung auf Grundlage der Differenz zwischen dem befohlenen stöchiometrischen LKV und dem gemessenen LKV, das magerer als stöchiometrisch ist, eingestellt. Als ein anderes Beispiel kann, wenn die Ausgabe des LKV-Sensors ein LKV anzeigt, das fetter ist als befohlen, ein nachfolgender Kraftstoffbefehl eine kleinere Kraftstoffpulsweite aufweisen. Hier wird das Vermagern auf Grundlage der Differenz zwischen dem befohlenen stöchiometrischen LKV und dem gemessenen LKV, das fetter als stöchiometrisch ist, eingestellt.
  • Bei 226 wird bestimmt, ob die Kraftstoffregelungskorrektur größer als eine Schwellenanreicherung ist. Die Schwellenanreicherung kann z. B. einem Anreicherungsgrad entsprechen, über dem bestimmt werden kann, dass der Motor signifikant magerer (z. B. über einem Schwellen-LKV) läuft, als dies durch die bestimmte Luftfüllung angezeigt wird. In einigen Beispielen kann sich die Schwellenanreicherung auf eine Kraftstoffeinstellung beziehen, die berücksichtigen würde, dass dem Motor keine AGR zugeführt wird. In einem veranschaulichenden Beispiel ist, wenn die AGR-Strömung 5 % des Luftstroms verdrängt, die Schwellenanreicherung dann gleich einer Kraftstoffmenge, die bei 5 % mehr Luftstrom zugeführt werden würde. Wie oben angemerkt und in Bezug auf 4 näher beschrieben, kann die Luftfüllung teilweise auf Grundlage der AGR-Strömungsrate bestimmt werden. So kann, wenn die AGR-Strömungsrate fälschlicherweise hoch ist, z. B. aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors, die Kraftstoffsteuerung den Kraftstoffbefehl auf Grundlage einer fälschlicherweise niedrigen bestimmten Luftfüllung berechnen, was eine hohe Anreicherung durch die Kraftstoffregelungskorrektur zur Folge hat, um das gewünschte LKV zu erreichen. Wenn die Anreicherung zur Kraftstoffkorrektur die Schwellenanreicherung überschreitet, kann ein drittes, zusätzliches Kriterium, das eine potenzielle AGR-Beeinträchtigung aufgrund eines Lösens eines vorgelagerten Schlauchs des AGR-Sensors anzeigt, als erfüllt gelten. Als ein Beispiel kann die Steuerung die Klopfintensität von Zylinderklopfzyklen über eine Anzahl von Verbrennungsereignissen integrieren. Wenn die Anzahl von Klopfzyklen größer als ein erwarteter Schwellenprozentsatz von Klopfzyklen ist, kann die angewandte Anreicherung größer gleich der Einstellung sein, die benötigt wird, um Klopfen, wenn die AGR-Masse nicht vorhanden wäre, zu berücksichtigen. So kann, wenn die AGR-Masse 5 % des Luftstroms bei ordnungsgemäßem Funktionieren verdrängt, die angewandte Anreicherung dann größer gleich 5 % sein (unter der Annahme, dass die gesamte Kraftstoffanpassung fällig ist). Wenn die Kraftstoffregelungskorrektur nicht größer als die Schwellenanreicherung ist, geht das Verfahren 200 zu 228 über und beinhaltet Erhöhen der AGR-Menge und/oder Durchführen einer oder mehrerer klopfmindernder Maßnahmen, wie z. B. Anreichern von Kraftstoff zum Verringern des Klopfens. Beispielsweise können durch Erhöhen der AGR-Menge Verbrennungstemperaturen gesenkt werden, wodurch sich das Auftreten von Klopfen verringern kann. In einem anderen Beispiel kann sich durch fette Kraftstoffbedingungen das Auftreten von Klopfen aufgrund der Verdunstungskühleffekte des zusätzlichen Kraftstoffs verringern. In wieder anderen Beispielen kann die Motorlast vorübergehend durch Verringern des Ansaugluftstroms begrenzt werden, um die Klopfhäufigkeit zu reduzieren. Im Anschluss an 228 endet das Verfahren 200.
  • Wenn die Kraftstoffregelungskorrektur größer als die Schwellenanreicherung ist, geht das Verfahren 200 zu 230 über und beinhaltet Angeben einer Beeinträchtigung des AGR-Systems in Reaktion darauf, dass jedes aus dem ersten, zweiten und dritten Kriterium für eine AGR-Beeinträchtigung erfüllt ist. In Reaktion auf die Angabe einer Beeinträchtigung beinhaltet das Verfahren Schließen des AGR-Ventils. Durch Schließen des AGR-Ventils kann eine AGR-Strömung auf eine Strömungsrate von null verringert werden. Es kann z. B. abgeleitet werden, dass das AGR-System aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors beeinträchtigt ist. Da die AGR-Strömungsrate nicht zuverlässig bestimmt werden kann, wird mit dem Befehlen an das AGR-Ventil, sich zu schließen, in Reaktion auf die Angabe der Beeinträchtigung sichergestellt, dass keine AGR durch den AGR-Kanal zum Ansaugkrümmer strömt. Das Angeben der Beeinträchtigung des AGR-Systems kann Einstellen eines Diagnosefehlercodes (Diagnostic Trouble Code - DTC) beinhalten und kann ferner Aufleuchten einer Fehlfunktionswarnleuchte (Malfunction Indicator Lamp - MIL) beinhalten, um einem Fahrzeugführer den Beeinträchtigungszustand zu melden. Weiterhin kann eine Menge von interner AGR durch Erhöhen eines Überdeckungsgrads eines Einlassventils und Auslassventils (wie z. B. durch Betätigen eines variablen Ventilansteuerungsmechanismus) erhöht werden, um Abgas in dem Zylinder für Verdünnungseffekte und reduzierte Emissionen zu halten.
  • In einigen Beispielen kann die integrierte Klopfintensität bei 220 mit einem ersten Schwellenwert verglichen werden, wobei der erste Schwellenwert eine integrierte Schwellenklopfintensität eines grenzwertigen Motorbetriebs ist. Wenn die integrierte Klopfintensität z. B. angibt, dass 102 % der Verbrennungszyklen Klopfen sind, während die Zylinder grenzwertig betrieben werden, kann bestimmt werden, dass der erste Schwellenwert überschritten wurde. In einigen Beispielen kann der erste Schwellenwert auf Grundlage einer Strömungsrate der AGR, die während eines Motorbetriebs (bei 208) befohlen wurde, und eines Klopfverlaufs des Motors (gibt die Klopfneigung des Motors wieder) eingestellt werden. Die Kraftstoffkorrektur kann bei 226 mit einem zweiten Schwellenwert verglichen werden, wobei der zweite Schwellenwert eine Schwellenkraftstoffanreicherung auf Grundlage der Strömungsrate der AGR und einer bestimmten Luftfüllung ist. Wenn z. B. keine Beeinträchtigung des AGR-Systems vorliegt, wird erwartet, dass die Korrektur des Anreicherungsgrads in etwa gleich der Luftstromkorrektur ist, die nötig ist (durch Öffnen der Drossel), um die befohlene AGR-Strömungsrate zu berücksichtigen. Wenn die Anreicherungskorrektur die Luftstromkorrektur bei der befohlenen AGR-Strömungsrate überschreitet, kann eine Beeinträchtigung des AGR-Systems möglich sein.
  • Bei 232 beinhaltet das Verfahren 200 nach Deaktivieren der AGR Einstellen des Zündzeitpunkts und der Kraftstoffzufuhr für null AGR. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt vorgezogen werden, wenn eine AGR angefordert wird, um eine verringerte Innenzylindertemperatur und einen verringerten Innenzylinderdruck aufgrund von AGR auszugleichen. So kann, wenn null AGR in Reaktion auf die Angabe einer Beeinträchtigung bereitgestellt wird, der Grundzündzeitpunkt im Verhältnis zu dem Grundzündzeitpunkt bei Bereitstellung von AGR verzögert werden. Die Steuerung kann z. B. auf eine Lookup-Tabelle mit Motorbetriebsbedingungen (z. B. Motordrehzahl und -last, ECT, MAP und Lufttemperatur) als Eingabe Bezug nehmen und den Grundzündzeitpunkt ausgeben. Weiterhin ist die Luftfüllung bei null AGR nicht verdünnt. Daher wird die Menge an zugeführtem Kraftstoff im Vergleich zur Bereitstellung von AGR erhöht, um ein gewünschtes LKV zu erreichen, das z. B. gemäß dem Verfahren aus 4 berechnet werden kann. Zu beachten ist, dass sich im hier verwendeten Sinne das Deaktivieren von AGR und Bereitstellen von keiner AGR (oder null AGR) auf externe AGR und nicht auf interne AGR bezieht.
  • Bei 234 beinhaltet das Verfahren 200 Auslösen einer speziellen Überwachung des AGR-Differenzdrucksensors in Reaktion auf die Angabe einer Beeinträchtigung. Beispielsweise kann die Steuerung eine Diagnose an einem vorgelagerten Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors durchführen, wie in Bezug auf 5 beschrieben. Das Verfahren 200 gibt z. B. eingriffsfrei an, dass eine mögliche Beeinträchtigung des vorgelagerten Schlauchs vorliegt, was durch eine aktivere, eingreifende Überwachung bestätigt werden kann. Während die Diagnose des vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors typischerweise einmal pro Antriebszyklus durchgeführt wird, wird dadurch, dass die adaptive Spätzündung die Spätzündungsgrenze erreicht (wie bei 216 bestimmt), die integrierte Klopfintensität größer als die Schwellenintensität ist (wie bei 220 bestimmt) und die Kraftstoffregelungskorrektur größer als die Schwellenanreicherung ist (wie bei 226 bestimmt), ausgelöst, dass die Diagnose des vorgelagerten Schlauchs sogar dann durchgeführt wird, wenn sie bereits während des Antriebszyklus durchgeführt wurde und nicht geplant ist. Somit ermöglicht es die eingreifende Überwachung der Steuerung, zu bestimmen, ob sich der vorgelagerte Schlauch gelöst hat, seitdem die Überwachung zuletzt durchgeführt wurde. Im Anschluss an 234 endet das Verfahren 200.
  • Es versteht sich, dass, während das Verfahren aus 2 eine AGR-Beeinträchtigung offenbart, die in Reaktion darauf bestimmt wird, dass jedes von mehreren Kriterien erfüllt wird, und zwar eine Neigung zu Motorklopfen, Erreichen einer Grenze durch die adaptive Spätzündung und Überschreiten eines Schwellenwerts durch eine Kraftstoffregelungskorrektur, eine Beeinträchtigung in alternativen Beispielen auf Grundlage davon bestimmt werden kann, dass wenigstens eines der Kriterien erfüllt wird. Beispielsweise kann eine Beeinträchtigung in Reaktion darauf abgeleitet werden, dass die adaptive Spätzündung die Grenze erreicht, auch wenn Motorklopfen und die Kraftstoffregelungskorrektur unter ihren Schwellenwerten bleiben.
  • Weiter bei 3 wird ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Steuern einer einem Motor, wie z. B. den Motor 10 aus 1, zugeführten AGR-Menge dargestellt. Das Verfahren 300 kann z. B. von einer Steuerung (z. B. der Steuerung 12 aus 1) als Teil des Verfahrens 200 aus 2 (z. B. bei 208) durchgeführt werden, sobald bestimmt wurde, dass eine AGR angefordert wird, wie z. B., wenn der Motor mit niedrigen bis mittleren Lasten betrieben wird und nachdem der Motor warmgelaufen ist.
  • Das Verfahren 300 beginnt bei 302 und beinhaltet Bestimmen einer angeforderten AGR-Menge. Beispielsweise kann die Steuerung auf eine Lookup-Tabelle Bezug nehmen, welche die Motordrehzahl und -last als Eingabe aufweist, und einen Verdünnungsgrad ausgeben, welcher der eingegebenen Motordrehzahl/-last entspricht. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung die AGR-Menge (z. B. AGR-Strömungsrate) durch Logikregeln bestimmen, die Parameter wie etwa Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur usw. direkt berücksichtigen. In wieder anderen Beispielen kann sich die Steuerung auf ein Modell stützen, das eine Veränderung der Motorlast mit einer Veränderung einer Verdünnungsanforderung korreliert und ferner die Veränderung der Verdünnungsanforderung mit einer Veränderung der angeforderten AGR-Menge korreliert. Wenn sich die Motorlast z. B. von einer niedrigen Last auf eine mittlere Last erhöht, kann die angeforderte AGR-Menge zunehmen, und wenn sich die Motorlast dann von einer mittleren Last auf eine hohe Last erhöht, kann die angeforderte AGR-Menge abnehmen. Die Steuerung kann ferner die angeforderte AGR-Menge unter Berücksichtigung eines besten Kraftstoffeffizienzkennfelds für eine erwünschte Verdünnungsrate bestimmen.
  • Bei 304 beinhaltet das Verfahren 300 Öffnen eines AGR-Ventils, um die befohlene (z. B. angeforderte) AGR-Menge zuzuführen. Die Steuerung kann z. B. auf eine Lookup-Tabelle Bezug nehmen, welche die angeforderte AGR-Menge als Eingabe aufweist und ein Signal, das einem auf das AGR-Ventil anzuwendenden Öffnungsgrad entspricht, als Ausgabe aufweist. Als ein Beispiel kann, während die angeforderte AGR-Menge zunimmt, der Öffnungsgrad des AGR-Ventils erhöht werden. Somit kann das AGR-Ventil (z. B. das AGR-Ventil 142 aus 1) zum Öffnen in eine Stellung betätigt werden, die der angeforderten AGR-Strömungsrate entspricht.
  • Bei 306 beinhaltet das Verfahren 300 Messen der AGR-Strömungsrate. Wie in Bezug auf 1 beschrieben, kann die AGR-Strömungsrate mittels eines Differenzdrucksensors (z. B. des Differenzdrucksensors 144 aus 1) gemessen werden. Alternativ dazu kann die AGR-Strömungsrate durch einen oder mehrere Temperatur-, Druck-, Luftfeuchtigkeits- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren abgeleitet werden.
  • Bei 308 wird bestimmt, ob die gemessene AGR-Strömungsrate größer ist als befohlen (oder ob die gemessene AGR-Strömungsrate die befohlene Strömungsrate um mehr als eine Schwellenmenge überschreitet). In einem Beispiel kann die gemessene AGR-Strömungsrate für eine vorgegebene Dauer akkumuliert und mit der befohlenen AGR-Strömungsrate verglichen werden, die über dieselbe Dauer akkumuliert wurde. Alternativ dazu kann die gemessene AGR-Strömungsrate mit einer ersten Schwellenströmungsrate verglichen werden, wobei die erste Schwellenströmungsrate auf Grundlage der befohlenen AGR-Strömungsrate eingestellt wird, sodass, wenn die gemessene AGR-Strömungsrate größer als die erste Schwellenströmungsrate ist, die dem Motor zugeführte AGR-Menge größer ist als gewünscht.
  • Wenn die gemessene AGR-Strömungsrate größer ist als befohlen, geht das Verfahren 300 zu 310 über und beinhaltet Verringern des Öffnungsgrads des AGR-Ventils. Durch weiteres Schließen des AGR-Ventils wird die zugeführte AGR-Menge verringert. Die Steuerung kann z. B. auf eine Lookup-Tabelle Bezug nehmen, welche eine Differenz zwischen der befohlenen AGR-Strömungsrate und der gemessenen AGR-Strömungsrate als Eingabe und ein Signal, das einem neuen, verringerten auf das AGR-Ventil anzuwendenden Öffnungsgrad entspricht, als Ausgabe aufweist. In wieder anderen Beispielen kann sich die Steuerung auf ein Modell stützten, das die Differenz zwischen der befohlenen AGR-Strömungsrate und der gemessenen AGR-Strömungsrate mit einer Veränderung der AGR-Ventilstellung korreliert und ferner die Veränderung der AGR-Ventilstellung mit einem auf das AGR-Ventil anzuwendenden Signal korreliert. Im Anschluss an 310 kann das Verfahren 300 zu 306 zurückkehren, um die AGR-Strömungsrate zu messen.
  • Zurück bei 308 geht das Verfahren 300, wenn die gemessene AGR-Strömungsrate nicht größer ist als befohlen, zu 312 über und beinhaltet Bestimmen, ob die gemessene AGR-Strömungsrate kleiner ist als befohlen. Wie bei 308 kann die gemessene AGR-Strömungsrate in einem Beispiel für die vorgegebene Dauer akkumuliert und mit der befohlenen AGR-Strömungsrate verglichen werden, die über dieselbe Dauer akkumuliert wurde. Alternativ dazu kann die gemessene AGR-Strömungsrate mit einer zweiten Schwellenströmungsrate verglichen werden, wobei die zweite Schwellenströmungsrate auf Grundlage der befohlenen AGR-Strömungsrate eingestellt wird, sodass, wenn die gemessene AGR-Strömungsrate kleiner als die zweite Schwellenströmungsrate ist, die dem Motor zugeführte AGR-Menge kleiner ist als gewünscht. Somit können die erste Schwellenströmungsrate (wie bei 308 beschrieben) und die zweite Schwellenströmungsrate einen Bereich definieren, in dem die gemessene AGR-Strömungsrate als gleich der befohlenen AGR-Strömungsrate angesehen wird.
  • Wenn die gemessene AGR-Strömungsrate kleiner ist als befohlen (oder wenn die gemessene AGR-Strömungsrate um mehr als die Schwellenmenge unter der befohlenen Strömungsrate liegt), geht das Verfahren 300 zu 314 über und beinhaltet Erhöhen des Öffnungsgrads des AGR-Ventils. Durch weiteres Öffnen des AGR-Ventils wird die zugeführte AGR-Menge erhöht. Die Steuerung kann z. B. auf eine Lookup-Tabelle Bezug nehmen, welche eine Differenz zwischen der befohlenen AGR-Strömungsrate und der gemessenen AGR-Strömungsrate als Eingabe und ein Signal, das einem neuen, erhöhten auf das AGR-Ventil anzuwendenden Öffnungsgrad entspricht, als Ausgabe aufweist. In wieder anderen Beispielen kann sich die Steuerung auf ein Modell stützten, das die Differenz zwischen der befohlenen AGR-Strömungsrate und der gemessenen AGR-Strömungsrate mit einer Veränderung der AGR-Ventilstellung korreliert und ferner die Veränderung der AGR-Ventilstellung mit einem auf das AGR-Ventil anzuwendenden Signal korreliert. Im Anschluss an 314 kann das Verfahren 300 zu 306 zurückkehren, um die AGR-Strömungsrate zu messen, wie oben beschrieben. So kann die Stellung des AGR-Ventils wiederholt eingestellt werden, bis die gemessene AGR-Strömungsrate gleich der befohlenen AGR-Strömungsrate ist.
  • Wenn bei 312 die gemessene AGR-Strömungsrate nicht kleiner ist als befohlen, kann davon ausgegangen werden, dass die AGR-Strömungsrate als im Wesentlichen gleich der befohlenen AGR-Strömungsrate (oder innerhalb eines Schwellenwerts der befohlenen AGR-Strömungsrate liegend) angesehen wird. Daher geht das Verfahren 300 zu 316 über und beinhaltet weiterhin Zuführen von AGR in Reaktion auf den Motorbedarf. Beispielsweise kann die aktuelle Stellung des AGR-Ventils aufrechterhalten werden, bis sich die Motorbetriebsbedingungen ändern, wie z. B. bis sich die Motorlast in Reaktion auf eine Veränderung des Fahrerbedarfs ändert, woraufhin die Stellung des AGR-Ventils aktualisiert werden kann, um eine neue befohlene AGR-Menge bereitzustellen. Im Anschluss an 316 endet das Verfahren 300.
  • Somit stellt 3 ein Verfahren zum Bestimmen einer AGR-Menge zum Bereitstellen an einen Motor, Messen einer AGR-Strömungsrate als Angabe der AGR-Menge, die dem Motor tatsächlich zugeführt wird, und wiederholten Einstellen des AGR-Ventils, wenn die dem Motor zugeführte AGR-Menge nicht gleich der gewünschten Menge ist, bereit. Auf diese Weise kann die dem Motor zugeführte AGR-Menge zur erhöhten Emissionsregelung genau gesteuert werden. Ungenauigkeiten beim Bestimmen der AGR-Strömung können jedoch direkt die geschätzte Zylinderluftfüllung beeinflussen, was zu Ungenauigkeiten bei der berechneten Kraftstoffeinspritzung und einer beeinträchtigten LKV-Regelung führt, wie nachfolgend beschrieben.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Bestimmen einer in Zylinder eines Motors einzuspritzenden Kraftstoffmenge (z. B. Erzeugen eines Kraftstoffbefehls). Zudem kann eine Lambdasonde, wie z. B. die UEGO-Sonde 126 aus 1, verwendet werden, um das LKV von Abgas zu messen, wodurch eine Rückkopplung für den Kraftstoffbefehl bereitgestellt wird, wie weiter unten beschrieben. Das Verfahren 400 kann als Teil des Verfahrens 200 aus 2, wie z. B. bei 210, durchgeführt werden. Weiterhin kann das Verfahren 400 synchron mit der Motorzündung (z. B. einmal pro Motorzündereignis) ausgeführt werden. Das Verfahren 400 kann durch eine Motorsteuerung, wie z. B. die Steuerung 12 aus 1, durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Verfahren 400 durch ein Kraftstoffregelungsmodul der Motorsteuerung durchgeführt werden. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren 400 ganz oder teilweise durch eine spezielle Kraftstoffsteuerung durchgeführt werden, die an die Motorsteuerung kommunikativ gekoppelt ist. Während 4 ein Drehzahl-Dichte-Verfahren zum Schätzen eines Luftstroms in den Motor veranschaulicht, wie z. B. auf Grundlage einer Ausgabe eines MAP-Sensors (z. B. des MAP-Sensors 122 auf 1), der an einen Ansaugkrümmer des Motors gekoppelt ist, kann eine Ausgabe eines MAF-Sensors (z. B. des MAF-Sensors 120 auf 1) in anderen Beispielen beim Erzeugen des Kraftstoffbefehls verwendet werden.
  • Das Verfahren 400 beginnt bei 402 und beinhaltet Schätzen eines Luftstroms in den Motor. Der Luftstrom in den Motor bezieht sich auf eine Summe aus einer AGR-Menge und einer Frischluftmenge, die in den Motor eintreten, und kann auf Grundlage einer Vielzahl von Motorbetriebsparametern, wie z. B. Motordrehzahl, MAP (wie mittels des MAP-Sensors gemessen), Krümmertemperatur, Motorhubraum und Motorliefergrad, bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 aus 1) die Vielzahl von Motorbetriebsparametern in eine Gleichung eingeben und den Luftstrom in den Motor ausgeben. Weiterhin kann der Luftstrom durch die Anzahl von Motorzylindern geteilt werden, um eine Gesamtzylinderfüllmasse zu bestimmen.
  • Bei 404 beinhaltet das Verfahren 400 Bestimmen der AGR-Menge, die in den Ansaugkrümmer eintritt. Die AGR-Menge (z. B. eine AGR-Füllung), die in den Ansaugkrümmer eintritt, kann auf Grundlage einer AGR-Strömungsrate bestimmt werden, die z. B. mit einem AGR-Differenzdrucksensor (z. B. dem Differenzdrucksensor 144 aus 1) gemessen wird, wie in Bezug auf 3 beschrieben.
  • Bei 406 beinhaltet das Verfahren 400 Berechnen einer Zylinder-AGR-Menge. Die Zylinder-AGR-Menge kann z. B. durch Dividieren der AGR-Füllung, die in den Ansaugkrümmer eintritt, durch die Anzahl von Motorzylindern und Motordrehzahl bestimmt werden.
  • Bei 408 beinhaltet das Verfahren 400 Berechnen einer Zylinderluftmenge auf Grundlage der Gesamtzylinderfüllmasse und der Zylinder-AGR-Menge. Die Steuerung kann z. B. die Zylinderluftmasse durch Subtrahieren der Zylinder-AGR-Menge (wie bei 406 bestimmt) von der Gesamtzylinderfüllmasse (wie bei 402 bestimmt) berechnen.
  • Bei 410 beinhaltet das Verfahren 400 Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge auf Grundlage der Zylinderluftmenge. Die Kraftstoffeinspritzmenge bezieht sich auf eine Menge an Kraftstoff, mit der ein gewünschtes LKV angesichts der Zylinderluftmenge erreicht wird. Beispielsweise kann die Steuerung die Kraftstoffeinspritzmenge durch Dividieren der Zylinderluftmenge durch das gewünschte LKV berechnen. Die Steuerung kann dann ein Signal mit einer Pulsweite erzeugen, die der Kraftstoffeinspritzmenge entspricht, um es an Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zu senden. In einem Beispiel handelt es sich bei dem gewünschten LKV um Stöchiometrie.
  • Bei 412 beinhaltet das Verfahren 400 Bestimmen einer Kraftstoffregelungskorrektur auf Grundlage einer Lambdasondenrückkopplung und entsprechendes Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge. Die Lambdasonde kann eine Sauerstoffkonzentration in dem Abgas messen, die dann zum Bestimmen des LKV des Abgases verwendet werden kann. Wenn das LKV des Abgases magerer als das gewünschte LKV ist, kann die Kraftstoffregelungskorrektur Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge, wie z. B. durch Erhöhen einer Kraftstoffpulsweite beim nächsten Kraftstoffeinspritzereignis, beinhalten. Wenn das LKV des Abgases fetter als das gewünschte LKV ist, kann die Kraftstoffregelungskorrektur Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge, wie z. B. durch Verringern der Kraftstoffpulsweite beim nächsten Kraftstoffeinspritzereignis, beinhalten. Der Grad, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht (angereichert) oder verringert (vermagert) wird, kann proportional zum Grad der Abweichung des bestimmten LKV des Abgases vom gewünschten LKV sein. Somit kann die Kraftstoffeinspritzmenge auf geschlossene Weise reguliert werden. Im Anschluss an 412 endet das Verfahren 400.
  • Wie aus den obenstehenden Verfahren, insbesondere dem Verfahren 400 aus 4, ersichtlich ist, wird der Motor, wenn eine bestimmte Zylinder-AGR-Menge größer als die tatsächliche Zylinder-AGR-Menge ist, so mit Kraftstoff versorgt, als würde eine geringe Luftfüllung vorliegen, wodurch das System mager wird. So wird auf Grundlage einer AGR-Rückkopplung von einer Lambdasonde die Kraftstoffregelung korrigiert, wodurch sich eine Kraftstoffeinspritzmenge (z. B. Kraftstoffpulsweite) erhöht. Wenn die Kraftstoffregelungskorrektur über einer Schwellenanreicherung liegt, kann dies darauf hinweisen, dass die bestimmte Zylinder-AGR-Menge größer als die tatsächliche Zylinder-AGR-Menge ist, insbesondere in Kombination mit einer hohen Klopfintensität und Erreichen einer Grenze durch die adaptive Spätzündung, wie in Bezug auf 2 beschrieben. So kann bestimmt werden, dass das AGR-System beeinträchtigt ist, und dieses deaktiviert werden. Die bestimmte Zylinder-AGR-Menge kann z. B. größer als die tatsächliche Zylinder-AGR-Menge aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors sein, der eine hohe Differenzdruckmessung verursacht. Somit kann ein Lösen des vorgelagerten Schlauchs mittels einer eingreifenden Überwachung bestätigt werden.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Durchführen einer Diagnose an einem vorgelagerten Schlauch eines AGR-Differenzdrucksensors (z. B. des Differenzdrucksensors 144 aus 1) in einem Fahrzeug. Das Verfahren 500 kann z. B. durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 aus 1) als Teil des Verfahrens 200 aus 2 (wie z. B. bei 234) durchgeführt werden. In anderen Beispielen kann das Verfahren 500 einmal pro Antriebszyklus in Übereinstimmung mit bordeigener Diagnostik durchgeführt werden. Es versteht sich, dass das Verfahren aus 5 hier auch als Überwachung eines vorgelagerte AGR-Schlauchs bezeichnet werden kann.
  • Das Verfahren 500 beginnt bei 502 und beinhaltet Bestimmen, ob Bedingungen zum Durchführen einer Diagnose an einem vorgelagerten Schlauch erfüllt sind. In einem Beispiel können die Bedingungen als erfüllt gelten, wenn eine Schwellendauer oder - fahrzeugfahrstrecke seit einer letzten Diagnose des vorgelagerten Schlauchs verstrichen ist. In einem anderen Beispiel können die Bedingungen zum Durchführen einer Diagnose an dem vorgelagerten Schlauch als erfüllt gelten, wenn das Fahrzeug Bedingungen ausgesetzt ist, welche die Verschiebung des Schlauchs auslösen können, wie z. B. einem Beschleunigungsereignis, rauen Straßenbedingungen, Fahren des Fahrzeugs auf einer Steigung (bergauf oder bergab), windigen Bedingungen und längerer Dauer eines Fahrzeugbetriebs bei Fahrzeuggeschwindigkeiten über einem Schwellenwert.
  • Wenn die Bedingungen zum Durchführen einer Diagnose an dem vorgelagerten Schlauch nicht erfüllt sind, geht das Verfahren 500 zu 504 über und beinhaltet Beibehalten aktueller Motorbetriebsbedingungen. Beispielsweise können die AGR-Bedingungen beibehalten werden und kann keine eingreifende Diagnose an dem vorgelagerten Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors durchgeführt werden. Wie jedoch in Bezug auf 2 ausgeführt, können die Motorbetriebsbedingungen weiterhin überwacht werden, wodurch es möglich ist, eine Diagnose an dem AGR-Differenzdrucksensor opportunistisch und eingriffsfrei während des Motorbetriebs durchzuführen. Wenn das Verfahren 500 in Reaktion auf eine Angabe einer Beeinträchtigung des AGR-Systems durchgeführt wurde (z. B. wie bei 234 in 2), kann das AGR-Ventil zu Beginn der Überwachung nach der Angabe einer Beeinträchtigung geschlossen bleiben. Wenn das Verfahren 500 als Teil einer allgemeinen bordeigenen Diagnose durchgeführt wurde, kann das AGR-System aktiviert bleiben, wobei AGR in Reaktion auf den Motorbedarf zugeführt wird (wie in Bezug auf 3 ausgeführt). Im Anschluss an 504 endet das Verfahren 500.
  • Wenn die Bedingungen zum Durchführen einer Diagnose an dem vorgelagerten Schlauch erfüllt sind, geht das Verfahren 500 zu 506 über und beinhaltet Befehlen an das AGR-Ventil, sich zu schließen. Beispielsweise wird, wenn das AGR-Ventil geöffnet ist und Gas einem Ansaugkrümmer des Motors über einen AGR-Kanal zugeführt wird, das AGR-Ventil geschlossen, sodass der Abgasstrom zum Ansaugkrümmer vorübergehend unterbrochen ist. Wenn das AGR-Ventil bereits geschlossen ist, dann wird das AGR-Ventil während der Überwachung geschlossen gehalten. Hierbei schließt das Schließen des AGR-Ventils vollständiges Schließen des AGR-Ventils ein.
  • Bei 508 wird bestimmt, ob AGR festgestellt wird. Wenn das AGR-System nominell funktioniert, wird bei geschlossenem AGR-Ventil keine Strömung erwartet. Der AGR-Differenzdrucksensor kann verwendet werden, um eine AGR-Menge zu messen, die durch das AGR-Ventil strömt, und ein Spannungssignal auszugeben, das der Menge entspricht, wie in Bezug auf 1 näher beschrieben. Daher kann, wenn die Spannungsausgabe des AGR-Differenzdrucksensors eine positive AGR-Strömung angibt (z. B. ist ein Differenzdruck kleiner als ein Schwellenwert), bestimmt werden, dass eine AGR-Strömung festgestellt wird, und geht das Verfahren 500 zu 510 über.
  • Bei 510 beinhaltet das Verfahren 500 Angeben einer Beeinträchtigung des vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors. Beispielsweise wird angegeben, dass sich der vorgelagerte Schlauch von dem AGR-Kanal oder dem Differenzdrucksensor gelöst haben könnte, wodurch der Druck an einem vorgelagerten Anschluss des Differenzdrucksensors gleich dem Atmosphärendruck ist. Dadurch entsteht eine Druckdifferenz zwischen dem vorgelagerten Anschluss und einem nachgelagerten Anschluss, was dazu führt, dass eine AGR-Strömung gemessen wird, selbst wenn das AGR-Ventil geschlossen ist und keine AGR fließt. Das Angeben einer Beeinträchtigung des vorgelagerten Schlauchs kann beinhalten, dass die Steuerung einen DTC einstellt, und kann ferner Aufleuchten einer MIL beinhalten, um einem Fahrzeugführer den Beeinträchtigungszustand zu melden.
  • Bei 512 beinhaltet das Verfahren 500 Deaktivieren des AGR-Systems. Das Deaktivieren des AGR-Systems beinhaltet Befehlen an das AGR-Ventil, sich vollständig zu schließen, und Nichtzulassen, dass AGR befohlen wird, selbst wenn eine Motorverdünnung erforderlich ist. Beispielsweise können bei einem gelösten vorgelagerten Schlauch Abgase in die Atmosphäre entweichen, anstatt zum Ansaugkrümmer geleitet zu werden. Somit ist es nicht möglich, sich darauf zu verlassen, dass die AGR eine gewünschte Motorverdünnung bereitstellt, und so kann das AGR-System deaktiviert werden, bis der DTC behoben ist. Ohne AGR kann z. B. eine Kraftstoffanreicherung verwendet werden, um Spitzenzylindertemperaturen zu verringern. Darüber hinaus kann eine Motorverdünnung über alternative Ansätze bereitgestellt werden, wie z. B. interne AGR (z. B. durch Erhöhen einer Ventilüberdeckung unter Verwendung eines variablen Ventilansteuerungsmechanismus). In einem anderen Beispiel kann, wenn das Motorsystem ein Wassereinspritzsystem beinhaltet, eine Wassereinspritzung verwendet werden, wie z. B. durch Einspritzen von Wasser in den Ansaugkrümmer oder direkt in den Zylinder, um die Luftfüllung zu verdünnen und/oder Verdunstungskühleffekte bereitzustellen.
  • Wenn bei 508 keine AGR-Strömung festgestellt wird (z. B. die Spannungsausgabe des AGR-Differenzdrucksensors mit strömungsfreien Bedingungen übereinstimmt), geht das Verfahren 500 zu 514 über und beinhaltet Angeben einer fehlenden Beeinträchtigung des vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors. Bei geschlossenem AGR-Ventil und sowohl angeschlossenem vorgelagertem Schlauch als auch nachgelagertem Schlauch des AGR-Drucksensors ist die Druckdifferenz zwischen dem vorgelagerten und nachgelagerten Anschluss des AGR-Drucksensors gleich 0. Wenn keine AGR-Strömung festgestellt wird, zeigt dies daher an, dass der vorgelagerte Schlauch sowohl mit dem AGR-Kanal als auch dem Differenzdrucksensor verbunden ist.
  • Bei 516 beinhaltet das Verfahren 500 weiterhin Zuführen von AGR in Reaktion auf den Motorbedarf. Wenn das AGR-Ventil z. B. geschlossen wurde, um den vorgelagerten Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors zu testen, kann es zum Öffnen in eine geeignete Stellung für eine angeforderte AGR-Menge betätigt werden, wie in Bezug auf 3 näher beschrieben. Im Anschluss an 516 endet das Verfahren 500.
  • Somit kann an dem vorgelagerten Schlauch eines AGR-Differenzdrucksensors eine Diagnose rechtzeitig in Reaktion auf eine Angabe einer Beeinträchtigung des AGR-Systems durchgeführt werden, bei der eine größere AGR-Strömung gemessen wird, als tatsächlich zugeführt wird. Durch eine schnelle Diagnose eines gelösten vorgelagerten Schlauchs kann der Diagnose- und Reparaturvorgang vereinfacht werden.
  • 6 zeigt ein Diagramm 600 eines beispielhaften Zeitverlaufs zum Feststellen einer Beeinträchtigung des AGR-Systems aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs eines Differenzdrucksensors und entsprechenden Einstellen von Kraftstoffzufuhr und Zündzeitpunkt. Konkret werden in dem Beispiel von 6 zwei Kriterien verwendet, um eine Beeinträchtigung des AGR-Systems zu bestimmen, wie z. B. gemäß dem Verfahren 200 aus 2. Eine AGR-Ventilöffnung ist bei Verlauf 602 dargestellt, eine gemessene AGR-Strömung ist bei Verlauf 604 dargestellt, ein Abgas-LKV ist bei Verlauf 606 dargestellt, eine Kraftstoffregelungskorrektur ist bei Verlauf 610 dargestellt, ein Klopfsignal ist bei Verlauf 616 dargestellt, ein Zündzeitpunkt ist bei Verlauf 622 dargestellt, eine Angabe einer Beeinträchtigung des AGR-Systems ist bei Verlauf 626 dargestellt und eine Angabe eines gelösten vorgelagerten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors ist bei Verlauf 628 dargestellt. Weiterhin gibt eine gestrichelte Linie 608 ein Abgas-LKV mit Stöchiometrie wieder, über dem das LKV mager ist und unter dem das LKV fett ist; gibt eine gestrichelte Linie 612 eine Kraftstoffregelungskorrektur von null wieder, über der Kraftstoff zu einem Grundkraftstoffbefehl hinzugefügt wird und unter der Kraftstoff von dem Grundkraftstoffbefehl abgezogen wird, um ein gewünschtes LKV zu erreichen; gibt eine gestrichelte Linie 614 eine Schwellenanreicherung zur Kraftstoffregelungskorrektur zum Bestimmen einer Beeinträchtigung des AGR-Systems wieder; gibt eine gestrichelte Linie 618 einen Klopfschwellenwert wieder; und gibt eine gestrichelte Linie 624 einen MBT-Zündzeitpunkt wieder. Bei allen Vorgenannten gibt die X-Achse die Zeit wieder, wobei die Zeit entlang der X-Achse von links nach rechts zunimmt. Die Y-Achse gibt den angegebenen Parameter wieder, wobei Werte von unten nach oben außer bei den Verläufen 626 und 628 zunehmen, bei denen eine Beeinträchtigung des AGR-Systems (Verlauf 626) und der gelöste vorgelagerte Schlauch (Verlauf 628) als „ja“ oder „nein“ angegeben sind.
  • Vor t1 wird der Motor ohne angeforderte AGR betrieben. Beispielsweise kann keine AGR angefordert werden, da der Motor mit einer hohen Last betrieben wird. Wie bei Verlauf 602 dargestellt, wird ein AGR-Ventil (z. B. das AGR-Ventil 142 aus 1) geschlossen, wenn keine AGR angefordert wird. In dem Beispiel aus 6 wird eine AGR-Strömung unter Verwendung eines AGR-Differenzdrucksensors, wie z. B. des Differenzdrucksensors 144 aus 1, bestimmt. Bei geschlossenem AGR-Ventil misst der Differenzdrucksensor einen strömungsfreien Zustand (Verlauf 604). Das Abgase-LKV (Verlauf 606), wie durch eine Lambdasonde (z. B. die UEGO-Sonde 126 aus 1) gemessen, schwankt um Stöchiometrie (gestrichelte Linie 608), wobei die Kraftstoffregelungskorrektur (Verlauf 610) die Kraftstoffzufuhr in Reaktion auf die LKV-Schwankung erhöht oder verringert. Das Klopfsignal (Verlauf 616), wie von einem Klopfsensor (z. B. dem Klopfsensor 90 aus 1 ausgegeben) bleibt unter einem Klopfschwellenwert (gestichelte Linie 618), was darauf hinweist, dass kein Klopfen auftritt. Somit wird der Zündzeitpunkt (Verlauf 622) auf MBT (gestrichelte Linie 624) eingestellt. Eine Beeinträchtigung des AGR-Systems (Verlauf 626), einschließlich einer Beeinträchtigung aufgrund eines gelösten vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors (Verlauf 628), wird nicht angegeben.
  • Ab t1 wird eine AGR in Reaktion darauf angefordert, dass die Motorlast sinkt (nicht dargestellt). Somit wird das AGR-Ventil in eine erste geöffnete Stellung geöffnet (Verlauf 602). Während das AGR-Ventil geöffnet wird, nimmt auch die gemessene AGR-Strömung (Verlauf 604) zu. Ein Grundkraftstoffbefehl wird so eingestellt, dass die in den Motor eintretende AGR-Menge berücksichtigt wird, wie in Bezug auf 4 beschrieben. Somit schwankt das Abgas-LKV weiter um Stöchiometrie, wie in Verlauf 606 dargestellt, wobei die Kraftstoffregelungskorrektur (Verlauf 610) entsprechend reagiert. Weiterhin wird das MBT (gestrichelte Linie 624) im Verhältnis dazu, wenn keine AGR bereitgestellt wird, vorgezogen, wobei der Zündzeitpunkt (Verlauf 624) entsprechend so vorgezogen wird, dass er beim MBT bleibt. Das Klopfsignal (Verlauf 616) bleibt unter dem Klopfschwellenwert (gestrichelte Linie 618).
  • Bei t2 nimmt die angeforderte AGR-Menge zu, z. B. in Reaktion darauf, dass sich die Motorlast weiter verringert. Das AGR-Ventil wird weiter in eine zweite geöffnete Stellung geöffnet (Verlauf 602). Die gemessene AGR-Strömung (Verlauf 604) steigt entsprechend an. Der MBT-Zündzeitpunkt (gestrichelte Linie 624) wird in Reaktion auf die erhöhte AGR-Menge weiter vorgezogen und der tatsächliche Zündzeitpunkt (Verlauf 622) wird so vorgezogen, dass er beim MBT bleibt. Das Abgas-LKV (Verlauf 606) schwankt weiterhin nominell um Stöchiometrie (gestrichelte Linie 608). Das Klopfsignal (Verlauf 616) bleibt unter dem Klopfschwellenwert (Verlauf 618). Weiterhin wird keine Beeinträchtigung des AGR-Systems angegeben (Verlauf 628).
  • Bei t3 nimmt die gemessene AGR-Strömung zu (Verlauf 604), obwohl die AGR-Ventilstellung konstant bleibt (Verlauf 602). In dem Beispiel aus 6 löst sich bei t3 der vorgelagerte Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors, sodass es so scheint, als ob eine große AGR-Menge in den Motor eintritt. Eine Steuerung kann die gemessene AGR-Strömung als Rückkopplung zum Einstellen der Stellung des AGR-Ventils verwenden, um eine gewünschte AGR-Strömung zu erreichen, wie in Bezug auf 3 beschrieben. Daher wird in Reaktion darauf, dass sich die gemessene AGR-Strömung erhöht, das AGR-Ventil weiter in einem Versuch geschlossen, die angeforderte AGR-Menge zu erreichen. Die gemessene AGR-Strömung sinkt jedoch nicht, während die AGR-Ventilöffnung abnimmt. Weiterhin wird das Abgas-LKV (Verlauf 606) mager. Ein Klopfen wird festgestellt, z. B. aufgrund der mageren Kraftstoffzufuhrbedingungen, wie dadurch angezeigt, dass das Klopfsignal (Verlauf 616) den Klopfschwellenwert (gestrichelte Linie 618) überschreitet. Um das gewünschte LKV (z. B. Stöchiometrie) zu erreichen, wird die Kraftstoffregelungskorrektur (Verlauf 610) erhöht, sodass zusätzlicher Kraftstoff zum Grundkraftstoffbefehl hinzukommt, der zum Teil auf Grundlage der gemessenen AGR-Strömung bestimmt wird. Die Kraftstoffregelungskorrektur überschreitet die Schwellenanreicherung zur Kraftstoffregelungskorrektur (gestrichelte Linie 618) bei t4. Daher kann, wenn nur ein Kriterium zum Bestimmen einer Beeinträchtigung des AGR-Systems anstelle von beiden Kriterien verwendet wird, wie in Bezug auf 2 beschrieben, eine Beeinträchtigung des AGR-Systems bei t4 angegeben werden (gestricheltes Segment 627).
  • Zwischen t4 und t5 schwankt das Abgas-LKV wieder um Stöchiometrie (Verlauf 606), da das Abgas-LKV als Rückkopplung zur Kraftstoffregelungskorrektur verwendet wird. Um ein LKV um Stöchiometrie aufrechtzuerhalten, bleibt die Kraftstoffregelungskorrektur (Verlauf 610) über der Schwellenanreicherung (gestrichelte Linie 614), da die ungenau hohe gemessene AGR-Strömung (Verlauf 604) den Grundkraftstoffbefehl weiterhin beeinflusst. In Reaktion auf ein fortgesetztes Klopfen (Verlauf 616), z. B. aufgrund dessen, dass eine gewünschte Motorverdünnung nicht erreicht wird, wird der Zündzeitpunkt gegenüber dem MBT verzögert, wie in Verlauf 622 dargestellt. Bei t5 erreicht die Nutzung der Spätzündung eine Grenze, ab der sie nicht weiter verringert werden kann. Daher integriert die Steuerung die Klopfintensität über eine Dauer, die von t5 bis t6 verläuft. Die integrierte Klopfintensität, die durch die schraffierte Fläche 620 angegeben wird, ist größer als eine Schwellenintensität (nicht dargestellt). Somit sind die beiden Kriterien erfüllt und wird bei t6 eine Beeinträchtigung des ARG-Systems durch Setzen eines Flags (Verlauf 626) angegeben und das AGR-System deaktiviert.
  • In Reaktion darauf, dass eine Beeinträchtigung des AGR-Systems bei t6 angegeben wird, wird dem AGR-Ventil befohlen, sich zu schließen (Verlauf 602), und werden Zündzeitpunkt und Kraftstoffzufuhr für null AGR eingestellt. Beispielsweise wird das MBT (gestrichelte Linie 624) für null AGR eingestellt, das weniger vorgezogen sein kann, als wenn AGR angefordert wird. Der Zündzeitpunkt (Verlauf 622) wird gegenüber der Spätzündungsgrenze vorgezogen, sodass der Zündzeitpunkt beim MBT auftritt. Bei für null AGR eingestellter Kraftstoffzufuhr wird bestimmt, dass der gesamte geschätzte Luftstrom in den Motor aus Frischluft besteht, und wird der Grundkraftstoffbefehl entsprechend erzeugt. So wird die Kraftstoffregelungskorrektur (Verlauf 614) auf unter die Schwellenanreicherung (gestrichelte Linie 614) verringert und schwankt um eine Korrektur von null (gestrichelte Linie 612) auf Grundlage einer Abgas-LKV-Rückkopplung (Verlauf 606). Weiterhin tritt, wenn eine geeignete Kraftstoffzufuhr und ein geeigneter Zündzeitpunkt für die Motorbetriebsbedingungen bereitgestellt werden, Klopfen nicht mehr auf, wie dadurch dargestellt ist, dass das Klopfsignal (Verlauf 616) unter den Klopfschwellenwert (gestrichelte Linie 618) sinkt.
  • Bei t7 leitet die Steuerung eine Überwachung des AGR-Differenzdrucksensors, wie z. B. das Verfahren aus 5, in Reaktion auf die Angabe einer Beeinträchtigung des AGR-Systems und die Erfüllung der Eintrittsbedingungen für die Überwachung (z. B. einer Fahrzeugbeschleunigungsbedingung) ein. Bei deaktiviertem AGR-System und geschlossenem AGR-Ventil (Verlauf 602) ist ein strömungsfreier AGR-Zustand zu erwarten. Die gemessene AGR-Strömung bleibt jedoch hoch (Verlauf 604), was darauf hinweist, dass sich der vorgelagerte Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors gelöst hat. Daher wird ein gelöster vorgelagerter Schlauch durch Setzen eines Flags (Verlauf 628) angegeben.
  • Auf diese Weise kann eine Beeinträchtigung eines AGR-Systems aufgrund des Lösens eines vorgelagerten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors eingriffsfrei auf Grundlage einer spezifischen Kombination aus Veränderungen der Motorbetriebsparameter während des Motorbetriebs bestimmt werden. Die technische Wirkung des Überwachens von Veränderungen der Klopfintensität, des adaptiven Zündfunkens und der Rückkopplungskraftstoffkorrektur zur LKV-Regelung während des Motorbetriebs bei befohlener AGR besteht darin, dass eine Beeinträchtigung des AGR-Systems anhand bestehender Sensoren genau vorhergesagt werden kann. Weiterhin kann ein Lösen des vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors rechtzeitig diagnostiziert werden, wenn sich der vorgelagerte Schlauch zwischen Wiederholungen einer speziellen Überwachung des AGR-Differenzdrucksensors löst. Durch Erkennen eines Lösens des Schlauchs und unverzügliches Regeln der Beeinträchtigung kann ein durch AGR-Strömungsfehler ausgelöstes starkes Klopfen verringert werden, sodass sich die Lebensdauer von Motorkomponenten verlängert. Weiterhin wird durch Deaktivieren der AGR in Reaktion auf die Angabe eines Lösens des Schlauchs eine ungewollte Freisetzung von Abgas in die Atmosphäre durch den gelösten Schlauch verringert, wodurch Abgasemissionen verbessert werden.
  • Als ein Beispiel wird ein Verfahren bereitgestellt, umfassend: während eines Motorbetriebs mit einer befohlenen AGR-Menge in Reaktion auf wenigstens eines davon, dass eine integrierte Klopfintensität eines Motors größer als eine Schwellenintensität ist und eine Kraftstoffregelungskorrektur von dem Motor zugeführtem Kraftstoff größer als eine Schwellenanreicherung ist, Einstellen einer Abgasrückführungs(AGR)-Rate auf null. In dem vorhergehenden Beispiel wird die integrierte Klopfintensität zusätzlich oder gegebenenfalls auf Grundlage einer Ausgabe eines Klopfsensors, der an den Motor über eine Anzahl von Motorzyklen gekoppelt ist, bestimmt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die Kraftstoffregelungskorrektur zusätzlich oder gegebenenfalls auf Grundlage einer Differenz zwischen einem befohlenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) des Motors und einem gemessenen LKV, das über eine Lambdasonde gemessen wird, bestimmt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der AGR-Rate auf null zusätzlich oder gegebenenfalls Befehlen an ein AGR-Ventil, das an einen AGR-Kanal gekoppelt ist, sich aus einer zumindest teilweise geöffneten Stellung zu schließen, um einen Abgasstrom von einem Abgassystem zu einem Ansaugkrümmer zu blockieren, und weiterhin Durchführen der Verbrennung nach Schließen des AGR-Ventils, wobei Kraftstoffzufuhr und Zündzeitpunkt auf einem Betrieb ohne AGR beruhen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder gegebenenfalls ferner Angeben einer potenziellen Beeinträchtigung des AGR-Systems aufgrund eines Lösens eines an den AGR-Kanal gekoppelten Schlauchs eines AGR-Differenzdrucksensors umfassen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder gegebenenfalls ferner Einstellen eines Zündzeitpunkts von einem aktuellen Zündzeitpunkt auf Grundlage der befohlenen AGR-Menge auf einen aktualisierten Zündzeitpunkt für die AGR von null; Einstellen eines Kraftstoffbefehls von einer aktuellen Pulsweite auf Grundlage der befohlenen AGR-Menge auf eine aktualisierte Pulsweite für die AGR von null; und Einleiten einer Überwachen zum Durchführen einer Diagnose an einem vorgelagerten Schlauch eines AGR-Differenzdrucksensors umfassen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele steht der vorgelagerte Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors in Fluidverbindung mit dem zu einer Dosieröffnung vorgelagerten AGR-Kanal. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der aktualisierte Zündzeitpunkt zusätzlich oder gegebenenfalls im Verhältnis zu dem aktuellen Zündzeitpunkt vorgelagert. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die aktualisierte Kraftstoffpulsweite zusätzlich oder gegebenenfalls im Verhältnis zu der aktuellen Kraftstoffpulsweite in Abhängigkeit einer Zylinderluftmenge erhöht.
  • Als ein anderes Beispiel umfasst ein Verfahren: während des Betreibens eines Motors mit AGR Einstellen eines Zündfunkens in Reaktion auf eine Klopfangabe; in Reaktion darauf, dass der eingestellte Zündfunken auf einen Spätzündungsschwellenwert verzögert ist, Integrieren einer Klopfsensorausgabe über eine Anzahl von Motorzyklen und Bestimmen einer Kraftstoffregelungskorrektur über die Anzahl von Motorzyklen; und Angeben einer Beeinträchtigung eines AGR-Systems in Reaktion auf eines oder mehrere davon, dass die integrierte Ausgabe des Klopfsensors größer als ein erster Schwellenwert ist und die Kraftstoffregelungskorrektur größer als ein zweiter Schwellenwert ist. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet die Kraftstoffregelungskorrektur zusätzlich oder gegebenenfalls eine Kraftstoffanreicherung, die erforderlich ist, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV) auf einem Soll-LKV zu halten, während der Motor mit der AGR betrieben wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist zusätzlich oder gegebenenfalls der erste Schwellenwert eine integrierte Schwellenklopfintensität eines grenzwertigen Motorbetriebs, wobei der erste Schwellenwert auf einer Strömungsrate der AGR und einem Klopfverlauf des Motors beruht, und ist der zweite Schwellenwert eine Schwellenkraftstoffanreicherung auf Grundlage der Strömungsrate der AGR und einer bestimmten Luftfüllung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder gegebenenfalls ferner in Reaktion auf die Angabe einer Beeinträchtigung des AGR-Systems Betreiben des Motors ohne AGR, während der Zündzeitpunkt verzögert und eine Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, wobei der verzögerte Zündzeitpunkt und die erhöhte Kraftstoffeinspritzmenge einer AGR-Strömungsrate von null entsprechen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Betreiben des Motors ohne AGR zusätzlich oder gegebenenfalls vollständiges Schließen eines AGR-Ventils, das einen Abgaskanal des Motors an einen Ansaugkrümmer des Motors koppelt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder gegebenenfalls ferner in Reaktion auf die Angabe einer Beeinträchtigung des AGR-Systems Durchführen einer Diagnose an einem vorgelagerten Schlauch eines an das AGR-Ventil gekoppelten AGR-Differenzdrucksensors. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Durchführen einer Diagnose an dem vorgelagerten Schlauch des AGR-Differenzdrucksensors, während das AGR-Ventil geschlossen gehalten wird, Messen einer AGR-Strömung durch das AGR-System unter Verwendung des AGR-Differenzdrucksensors und Angeben eines Lösens des vorgelagerten Schlauchs des AGR-Differenzdrucksensors in Reaktion darauf, dass eine Ausgabe des Sensors größer als ein Schwellenwert ist.
  • Als ein anderes Beispiel wird ein System bereitgestellt, umfassend: einen Motor mit einem Zylinder; einen Ansaugkrümmer und ein Abgassystem; ein AGR-System, umfassend einen AGR-Kanal, der eine Fluidverbindung des Ansaugkrümmers mit dem Abgassystem herstellt, wobei der AGR-Kanal eine begrenzende Öffnung, ein AGR-Ventil, das an den AGR-Kanal gekoppelt ist, und einen Differenzdrucksensor zum Messen der AGR-Strömung beinhaltet, wobei der Sensor einen vorgelagerten Schlauch, der an den AGR-Kanal vorgelagert zur begrenzenden Öffnung gekoppelt ist, und einen nachgelagerten Schlauch, der an den AGR-Kanal nachgelagert zur begrenzenden Öffnung gekoppelt ist, beinhaltet; eine Zündkerze zum Bereitstellen eines Zündfunkens für den Zylinder; einen Klopfsensor; einen Krümmerabsolutdruck(MAP)-Sensor, der an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist, zum Schätzen eines Motorluftstroms; eine Lambdasonde, die an das Abgassystem gekoppelt ist; und eine Steuerung, die mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen konfiguriert ist zum: Betreiben des Motors mit einer AGR-Strömung; Schätzen einer Zylinderluftmenge auf Grundlage sowohl des Motorluftstroms als auch der AGR-Strömung; Berechnen von sowohl einem auf der Zylinderluftmenge basierenden Kraftstoffbefehl als auch einer Korrektur des Kraftstoffbefehls auf Grundlage der Lambdasondenausgabe; Berechnen eines Zündzeitpunkts teilweise auf Grundlage der AGR-Strömung; Feststellen von Klopfen auf Grundlage einer Ausgabe des Klopfsensors; Verzögern des Zündfunkens gegenüber dem bestimmten Zündzeitpunkt in Reaktion auf die Klopffeststellung; und Angeben eines potenziellen Lösens des vorgelagerten Schlauchs von wenigstens einem aus dem AGR-Kanal und dem Differenzdrucksensor in Reaktion auf jedes davon, dass die Korrektur des Kraftstoffbefehls größer als eine Schwellenanreicherung ist, eine integrierte Ausgabe des Klopfsensors größer als eine Schwellenintensität ist und die Spätzündung einen Verzögerungsschwellenwert erreicht. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder gegebenenfalls weitere Anweisungen zum: in Reaktion auf die Angabe eines potenziellen Lösens des vorgelagerten Schlauchs Deaktivieren des AGR-Systems und Bestätigen des Lösens des vorgelagerten Schlauchs des Differenzdrucksensors auf Grundlage eines Vorhandenseins einer AGR-Strömung durch den AGR-Kanal. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Deaktivieren des AGR-Systems zusätzlich oder gegebenenfalls ferner Befehlen an das AGR-Ventil, sich vollständig zu schließen, und Einstellen der AGR-Strömung auf null. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Bestätigen des Lösens des vorgelagerten Schlauchs auf Grundlage des Vorhandenseins von AGR-Strömung zusätzlich oder gegebenenfalls Messen eines Differenzdrucks an der begrenzenden Öffnung mit dem Differenzdrucksensor, während das AGR-Ventil geschlossen gehalten wird, und Angeben eines Lösens des vorgelagerten Schlauchs in Reaktion darauf, dass der Differenzdruck unter einem Schwellenwert liegt.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der dargestellten Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Vorgänge 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 vorliegend offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass 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 Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Auslegungen und weitere vorliegend offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Ansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten 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 Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden zudem unabhängig davon, ob ihr Umfang in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche weiter oder enger gefasst oder gleich ist, als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet 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 5190017 [0004]

Claims (13)

  1. Motorbetriebsverfahren, umfassend: Einstellen eines Liefergradaktors eines Motors bei abgeschalteten Motorzylindern in eine erste Stellung, um den Motorzylinderliefergrad zu erhöhen, über eine Steuerung in Reaktion darauf, dass ein Motoransaugkrümmerdruck größer als ein Schwellenwert bei einer Motordrehzahl und einem Fahrerbedarfsdrehmoment ist, und wobei die Motorzylinder dadurch abgeschaltet werden, dass Zylindertellerventile während eines gesamten Motorzyklus geschlossen gehalten werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert ein Druck ist, wenn der Motor bei Leerlaufdrehzahl betrieben wird und das Fahrerbedarfsdrehmoment im Wesentlichen null ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen des Liefergradaktors des Motors in eine zweite Stellung, die sich von der ersten Stellung unterscheidet, wenn die Motorzylinder bei der Motordrehzahl und dem Fahrerbedarfsdrehmoment nicht abgeschaltet sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Liefergradaktor des Motors eine Nockenwelle ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Liefergradaktor des Motors ein Ladungsbewegungsregelventil ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Wiederanschalten der Motorzylinder durch Einschalten der Zylindertellerventile und Einstellen des Liefergradaktors des Motors in eine Stellung auf Grundlage von Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehzahl nach Einschalten der Zylindertellerventile.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert je nach Atmosphärendruck variiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Motordrossel nicht eingestellt wird, während der Liefergradaktor des Motors eingestellt wird.
  9. Fahrzeugsystem, umfassend: einen Motor, der ein oder mehrere Zylindertellerventile, die abgeschaltet werden können, und einen Liefergradaktor beinhaltet; und eine Steuerung, die nichtflüchtige ausführbare Anweisungen beinhaltet, die bei Ausführung durch die Steuerung einen Liefergradaktor einstellen, um einen Motorliefergrad in Reaktion darauf, dass ein Motoransaugkrümmerdruck größer als ein Schwellenwert ist, und auf eine Anforderung, einen oder mehrere Motorzylinder einzuschalten, wenn alle Motorzylinder abgeschaltet sind, zu erhöhen.
  10. Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, wobei der Liefergradaktor ein Turbolader ist.
  11. Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Einstellen des Liefergradaktors in Reaktion auf Motordrehzahl und Fahrerbedarfsdrehmoment, nachdem ein Motoransaugkrümmerdruck ein gewünschter Druck ist.
  12. Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, wobei in sämtlichen Motorzylindern keine Verbrennung stattfindet, während der Liefergradaktor eingestellt wird.
  13. Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, wobei alle Motorzylinder durch Abschalten des einen oder der mehreren Zylindertellerventile durch Geschlossenhalten des einen oder der mehreren Zylindertellerventile während eines gesamten Motorzyklus abgeschaltet werden.
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