DE102018211283A1 - Verfahren zur Steuerung eines Abgasrückführventils einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Abgasrückführungsventils einer Brennkraftmaschine (2), wobei die Brennkraftmaschine (2) eine erste Abgasrückführung mit einem ersten Abgasrückführventil und eine zweite Abgasrückführung mit einem zweiten Abgasrückführventil aufweist, wobei bei Vorliegen einer Freigabebedingung eine modellierte effektive Ventilfläche des ersten Abgasrückführventils ermittelt wird, wobei die Freigabebedingung erfüllt ist, wenn das zweite Abgasrückführventil geschlossen ist, wobei in Abhängigkeit eines Vergleichs der modellierten effektiven Ventilfläche mit einer vorgegebenen effektiven Ventilfläche des ersten Abgasrückführventils ein Korrekturwert für die Steuerung des ersten Abgasrückführventils ermittelt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Steuerung eines Abgasrückführventils einer Brennkraftmaschine.
  • Stand der Technik ist es, dass die Soll-Frischluftmasse bzw. AGR-Rate über einen modellbasierten Ansatz zu regeln. Hierzu müssen die im System vorherrschenden Massenströme bekannt sein. Diese Massenströme können dabei entweder anhand von Sensoren, Bilanzgleichungen oder der Drosselgleichungen bestimmt werden. Zur Bestimmung des Abgasrückführmassenstroms wird die Berechnung über die Drosselgleichung verwendet, wodurch der berechnete Abgasrückführmassenstrom von den Drücken stromauf und -abwärts, der Temperatur stromaufwärts des Abgasrückführventils sowie von den applizierten Abgasventilflächen abhängt.
    Da der Abgasrückführ-Massenstroms maßgeblich von der Stellung des Abgasrückführventils und von dessen Ventilfläche abhängt, ist eine genaue Einstellung der Position des Abgasrückführventils wichtig.
    Durch z. B. Versottung der Abgasventile kann es zu Abweichungen und Fehlern der Einstellung des Abgasrückführ-Massenstroms kommen.
  • Aus der DE 10 2014 216 251 A1 ein Verfahren und Systeme zum Verbessern der Genauigkeit einer Ventildifferenzdruckbasierten (DPOV-basierten) AGR-Strömungsmessung während der Bedingungen eines geringen Ventilhubs durch das Lernen der Fehler im Hub des AGR-Ventils und/oder einer Übertragungsfunktion der Strömung des AGR-Ventils bereitgestellt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines Abgasrückführungsventils einer Brennkraftmaschine vorgestellt, wobei die Brennkraftmaschine eine erste Abgasrückführung mit einem ersten Abgasrückführventil und eine zweite Abgasrückführung mit einem zweiten Abgasrückführventil aufweist, wobei bei Vorliegen einer Freigabebedingung eine modellierte effektive Ventilfläche des ersten Abgasrückführventils ermittelt wird, wobei die Freigabebedingung erfüllt ist, wenn dass das zweite Abgasrückführventil geschlossen ist, wobei in Abhängigkeit eines Vergleichs der modellierten effektiven Ventilfläche mit einer vorgegebenen effektiven Ventilfläche des ersten Abgasrückführventils ein Korrekturwert für die Steuerung des ersten Abgasrückführventils ermittelt wird.
  • Das Verfahren hat den besonderen Vorteil, dass Alterungsprozesse, wie z. B. die Versottung der Abgasventile mithilfe des Verfahrens zur Steuerung des Abgasventils in einfacher Weise korrigiert werden können. Der Vergleich der modellierten effektiven Ventilfläche mit den vorgegebenen effektiven Flächen kann in einfacherer Weise in Software umgesetzt werden. Da die korrekte Zumessung von rückgeführten Abgas im Wesentlichen von der Stellung des Abgasrückführungsventils abhängig ist, können durch das Verfahren präzisere Luft/Kraftstoffgemische eingestellt werden. Somit können schädliche Emissionen verringert und optimale Verbrennung bereitgestellt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die erste Abgasrückführung eine Hochdruck-Abgasrückführung und die zweite Abgasrückführung eine Niederdruck-Abgasrückführung ist oder das die erste Abgasrückführung eine Niederdruck-Abgasrückführung und die zweite Abgasrückführung eine Hochdruck-Abgasrückführung ist.
    Das Verfahren kann sowohl zur Steuerung des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils oder auch zur Steuerung des Niederdruck-Abgasrückführ-Ventils verwendet werden.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn eine weitere Freigabebedingung zur Ermittlung der modellierten effektiven Ventilfläche erfüllt ist, wenn das erste Abgasrückführventil eine Mindestöffnung erreicht hat.
  • Unter Mindestöffnung soll insbesondere eine Öffnung des ersten Abgasrückführventils verstanden werden, dass mittels Sensoren oder Modellen ein messbarer Massenstrom über das erste Abgasrückführventil ermittelt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform, ist eine weitere Freigabebedingung zur Ermittlung der modellierten effektiven Ventilfläche erfüllt, wenn das erste Abgasrückführventil ganz geöffnet ist.
    Bei einem vollständig geöffneten ersten Abgasrückführventil ist das Verfahren zur Ermittlung der modellierten effektiven Ventilfläche besonders (präzise und robust)[RF(1], da ein maximaler Massenstrom über die Abgasrückführung zurückgeführt wird. Unter einem ganz geöffneten Abgasrückführventil soll insbesondere eine Stellung des Abgasrückführventils verstanden werden, bei dem ein maximal möglicher Massenstrom über die Abgasrückführung zurückgeführt werden kann.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die vorgegebene effektive Ventilfläche einer applizierten effektiven Ventilfläche entspricht. Unter der applizierten effektiven Ventilfläche soll insbesondere eine Ventilfläche verstanden werden, die während einer Applikationsphase z. B. an Versuchsfahrzeugen ermittelt wurden.
    Die in dieser Applikationsphase ermittelten applizierten effektiven Ventilflächen können vorzugsweise in einem Kennfeld im Steuergerät gespeichert werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung, wird die Brennkraftmaschine in einem stationären oder quasi-stationären Betriebszustand betrieben. Dies hat den Vorteil, dass gleichbleibende Betriebsbedingungen für die Brennkraftmaschine vorliegen. Dies reduziert Schwankungen z. B. im zurückgeführten Abgasmassenstrom über das erste Abgasrückführventil. Dies erhöht die Robustheit und die Präzision des Verfahrens zur Steuerung des Abgasrückführventils.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung, ist der stationäre oder quasi-stationäre Betriebszustand ein Schubbetriebszustand der Brennkraftmaschine. Dieser Betriebszustand stellt eine ausreichend hohe und gleichmäßige Abgasrückführrate zur Verfügung, so dass nur geringe Schwankungen im Massenstrom über das Abgasrückführventil und über den Motor auftreten. Dies verringert Toleranzen und erhöht die Robustheit des Verfahrens.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die modellierte effektive Fläche des ersten Abgasrückführventils über eine Drosselgleichung ermittelt wird. Die Drosselgleichung lässt sich leicht und ressourcenschonend mittels des Steuergeräts berechnen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die modellierte effektive Fläche des Abgasrückführventils in Abhängigkeit eines bilanzierten Massenflusses über die erste Abgasrückführung, einer Temperatur und eines Drucks stromaufwärts der ersten Abgasrückführung und eines Drucks stromabwärts der ersten Abgasrückführung ermittelt wird. Die modellierte effektive Fläche des Abgasrückführventils kann so einfach und ressourcenschonend mittels des Steuergeräts ermittelt werden.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die applizierte effektive Fläche des ersten Abgasrückführventils in einem Kennfeld gespeichert ist.
  • In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät und ein Computerprogramm, die zur Ausführung eines der Verfahren eingerichtet, insbesondere programmiert, sind. In einem noch weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
    • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck- und Niederdruck-Abgasrückführung,
    • 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Steuerung eines Hochdruck-Abgasrückführventils einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Abgasrückführung und einer Niederdruck-Abgasrückführung,
    • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Steuerung eines Niederdruck-Abgasrückführventils einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Abgasrückführung und einer Niederdruck-Abgasrückführung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung des Motorsystems 1 mit einer Brennkraftmaschine 2, dem Luft über ein Luftführungssystem 61 zugeführt wird und Abgas über eine Hoch- und Niederdruck-Abgasabführung zurückgeführt werden kann.
  • |In dem Luftzuführungssystem 61 ist in Strömungsrichtung der Luft 51 gesehen Folgendes angeordnet: Ein Luftfilter 10, ein erster Luftmassensensor 20, ein erster Drucksensor 25, ein Verdichter 30 eines Abgasturboladers 6, ein Ladeluftkühler 40, eine Hochdruckdrosselklappe 60, ein zweiter Luftmassensensor 17 und eine Brennkraftmaschine 2|[RF(2].
  • In der Abgasabführung 71 ist ausgehend von der Brennkraftmaschine 2 in Strömungsrichtung des Abgases 52 Folgendes angeordnet: ein Drucksensor 51 eine Abgasturbine 70, ein Abgasnachbehandlungssystem 80. Das Abgasnachbehandlungssystem 80 kann dabei z. B. verschiedene Abgasreinigungssyteme umfassen, wie z. B. einen Dieselpartikelfilter, einen Stickoxidkatalysator und ein selektives katalytisches System mit einem SCR-Katalysator.
  • Stromaufwärts der Abgasturbine 70, d.h. auf einer Hochdruckseite der Abgasanlage 71, zweigt von der Abgasanlage 71 eine Hochdruck-Abgasrückführungs-Leitung 46 (HD-AGR-Leitung) ab, die stromaufwärts der Brennkraftmaschine 2 und die stromabwärts der Drosselklappe 60 in die Frischluftanlage 61 mündet, diese Mündung wird auch als eine Hochdruck-Mischstelle HDMisch bezeichnet. Stromabwärts der Brennkraftmaschine 2 befinden sich entlang der HD-AGR-Leitung 46 ein HD-AGR-Kühler 43 mit HD-AGR-Bypass 44, ein Temperatursensor 93 und ein HD-AGR-Ventil 45. Mittels z. B. eines Temperatursensors 93 kann eine Temperatur TEGRHPUs zwischen dem HD-AGR-Kühler 43 und dem HD-AGR-Ventil 45 bestimmt werden. Weiterhin kann mittels eines Luftmassensensors ein Hochdruck-Abgasrückführungsmassenstrom ṁEGRHP und mittels eines Druckssensors ein Druck pEGRHP,US zwischen dem HD-AGR-Ventil 45 und der Hochdruck-Abgasrückführungs-Mischstelle HDMisch (HD-AGR-Mischstelle) ermittelt werden. (Vor-zugsweise kann mittels eines Lagesensors des HD-AGR-Ventils 45 kann die Position des HD-AGR-Ventils 45 ermittelt und anschließend die effektive Fläche arEGRHP des HD-AGR-Ventils 45 eingestellt werden)[RF(3]. Die beschriebenen Grö-ßen können z. B. als Sensorwerte oder als Modellwerte vorliegen. Die Rückführung von Abgas dient der Verringerung der Emissionen der Brennkraftmaschine 2.
  • Stromabwärts der Abgasturbine 70, d.h. auf einer Niederdruckseite der Abgasanlage 71, zweigt von einer Abzweigstelle NDAbzweig der Abgasanlage 71 eine Niederdruck-Abgasrückführungs-Leitung (ND-AGR-Leitung) 41 ab, die stromaufwärts des Verdichters 30 und stromabwärts des Luftmassensensors 20 wieder in die Frischluftanlage 61 mündet, diese Mündung wird auch als eine Niederdruck-Abgasrückführungs-Mischstelle NDMisch (ND-AGR-Mischstelle) bezeichnet. Entlang der ND-AGR-Leitung 41 ist ausgehend von der Abzweigung der Abgasanlage 71 in Strömungsrichtung des Abgases Folgendes angeordnet: ein ND-AGR-Kühler 37 mit ND-AGR-Bypass 38, ein Temperatursensor und ein ND-AGR-Ventil 39. An der Niederdruck-Abzweigstelle NDAbzweig (ND-Abzweig) kann vorzugsweise mittels eines Sensors oder eines Modells ein Druck pEGRLP,Ds stromaufwärts der Niederdruck-AGR-Leitung 41 ermittelt werden. Mittels z. B. eines Temperatursensors 92 kann eine Temperatur TEGRLPUs zwischen dem ND-AGR-Kühler 37 und dem ND-AGR-Ventil 39 bestimmt werden. Weiterhin kann mittels eines Luftmassenmessers oder eines Modells ein Niederdruck-Abgasrückführungsmassenstrom ṁEGRLP zwischen dem ND-AGR-Ventil 39 und der ND-AGR-Mischstelle ND-Misch ermittelt werden. (Vorzugsweise kann mittels eines Lagesensors des ND-AGR-Ventils 39 kann die Position des ND-AGR-Ventils 39 und anschließend die effektive Fläche arEGRLP des ND-AGR-Ventils 39 eingestellt werden)[RF(4]. Die beschriebenen Größen können als Sensorwerte oder als Modellwerte durch ein Steuergerät 100 empfangen oder ermittelt werden.
  • Der erste Luftmassensensor 20 bestimmt einen Frischluftmassenstrom ṁ10, zwischen dem Luftfilter 10 und der ND-AGR-Mischstelle NDMisch . (Weiterhin wird ein Luftmassenstrom ṁ12 und ein Druck p12 zwischen der ND-AGR-Mischstelle NDMisch und dem Verdichter 30 bestimmt)[RF(5]. Hierfür können ein Luftmassensensor und ein Drucksensor vorgesehen sein, oder alternativ werden die Größen über entsprechende Modelle mittels des Steuergeräts 100 ermittelt.
  • Der zweite Luftmassensensor 17 kann einen Luftmassenstrom ṁ22, einen Druck p22 und eine Mischtempteratur T22 zwischen der Hochdruck-Drosselklappe 60 und dem Motoreinlassventil 22, insbesondere am Ort des Motoreinlassventils 22, bestimmen.
    Die beschriebenen Größen können z. B. aus Sensorwerten oder aus Sensorwerten abgeleiteten Größen bestimmt werden oder als Modellwerte vorliegen. Weiterhin kann für die beschriebenen Größen auch jeweils ein einzelner Sensor verbaut sein. Ein Steuergerät 100 ist dabei vorgesehen, die genannten Messgrößen zu empfangen, abzuspeichern und diese weiter zu verarbeiten.
  • Für den Betrieb mit geöffneter Hochdruck-Abgasrückführung und geschlossener Niederdruck-Abgasrückführung oder mit geschlossener Hochdruck-Abgasrückführung und geöffneter Niederdruck-Abgasrückführung kann der Massenstrom über das geöffnete Abgasrückführ-Ventil durch eine Bilanzierung der Größen des Ist-Massenstroms in den Motor ṁEng und den vom (Heißfilmluftmassensensor)[RF(6] ermittelten Massenstrom ṁHFM bestimmt werden.
  • Der bilanzierte Massenstrom über die geöffnete Hochdruck-Abgasrückführung ṁEGRHP,Blz bei geschlossener Niederdruck-Abgasrückführung ergibt sich dann zu: ṁEGRHP,Blz = ṁEng - ṁHFM.
  • Der bilanzierte Massenstrom über die geöffnete Niederdruck-Abgasrückführung ṁEGRLP,Blz bei geschlossener Hochdruck-Abgasrückführung ergibt sich dann zu:
    ṁEGRLP,Blz = ṁEng - ṁHFM
  • Unter Verwendung des bilanzierten Massenstroms (ṁEGRXX,Blz), des Drucks pEGRXX,Us stromaufwärts der Abgasrückführung, des Drucks pEGRXX,Ds stromabwärts der Abgasrückführung und der Temperatur TEGRXXUs in der Abgasleitung kann mittels der allgemein bekannten Drosselgleichung die effektive modellierte Ventilfläche des Abgasventils arEGRXX,model berechnet werden.
  • Für die Hochdruck-Abgasrückführung ergibt sich für die effektive modellierte Ventilfläche des HD-AGR-Ventils 45 folgender Zusammenhang: [ α r E G R H P ​ , m o d e l = f 1 ( m ˙ E G R H P , B l z , p E G R H P , U s , p E G R H P , D s , T E G R H ​ P U s ) ] [ RF ( 7 ]   = m ˙ E G R H P , B l z c 2 1 T E G R H P U s × p E G R H P , D s × ψ ( p E G R H P , U s p E G R H P , D s )
    Figure DE102018211283A1_0001
    , mit pEGRHP,Us dem Druck stromaufwärts der Hochdruck-Abgasrückführung und pEGRHP,Ds dem Druck stromabwärts der Hochdruck-Abgasrückführung, TEGRHPUS dem Temperatur stromaufwärts der Hochdruck-Abgasrückführung, c2 einem Skalierungsfaktor, und ψ ( p E G R H P , U s p E G R H P , D s )
    Figure DE102018211283A1_0002
    eine Durchflussfunktion in Abhängigkeit des Drucks pEGRHP,Us stromabwärts des HD-AGR-Ventils 45 und des Drucks pEGRHP,Ds stromabwärts der HD-AGR-Leitung 46.
  • Für die Niederdruck-Abgasrückführung ergibt sich für die effektive modellierte Ventilfläche des ND-AGR-Ventils 39 folgender Zusammenhang: [ ar E G R H P ​ , m o d e l = f 2 ( m ˙ E G R L P , B l z , p E G R L P , U s , p E G R L P , D s , T E G R H ​ P U s ) ] [ RF ( 8 ]   = m ˙ E G R L P , B l z c 2 1 T E G R H P U s × p E G R L P , D s × ψ ( p E G R L P , U s p E G R L P , D s )
    Figure DE102018211283A1_0003
    , mit pEGRLP,Us dem Druck stromaufwärts der Niederdruck-Abgasrückführung und pEGRLP,Ds dem Druck stromabwärts der Niederdruck-Abgasrückführung, TEGRLPUs der Temperatur stromaufwärts der Niederdruck-Abgasrückführung c2 einem Skalierungsfaktor, und ψ ( p E G R L P , U s p E G R L P , D s )
    Figure DE102018211283A1_0004
    eine Durchflussfunktion in Abhängigkeit des Drucks pEGRLP,Us stromabwärts des ND-AGR-Ventils 39 und des Drucks pEGRLP,Ds stromabwärts der ND-AGR-Leitung 41)[RF(9].
  • In der 2 ist der beispielhafte Ablauf des Verfahrens in einer ersten Ausführungsform für das HD-AGR-Ventil 45 dargestellt.
    In einem ersten Schritt 500 wird das Verfahren gestartet, wenn das Steuergerät 100 die Funktion zur Steuerung des Hochdruck-AGR-Ventils 45 anfordert und eine vorgebbare Freigabebedingung vorliegt.
    In einer bevorzugten Ausführungsform wird z. B. als Freigabebedingung durch das Steuergerät 100 geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine 2 in einem stationären oder quasi-stationären Betriebszustand befindet. Hierzu können unterschiedliche Sensorgrößen oder Modellgrößen der Brennkraftmaschine 2 überwacht und ausgewertet werden. (Beispielsweise kann geprüft werden, ob keine Fehlereinträge im Fehlerspeicher des Steuergeräts 100 vorhanden und/oder bestimmte Function Identifier freigegeben oder verriegelt sind)[RF(10]. Alternativ oder zusätzlich kann geprüft werden, ob ein Drehzahlgradient unter einem vorgebbaren Schwellenwert liegt, oder ob der Ist-Massenstrom über das HD-AGR-Ventil 45 größer als ein vorgebbarer Mindestmassenstrom ist. Auch die Prüfung der Ist-Positionen der HD-AGR-Ventils 45 und des ND-AGR-Ventils 39 können geprüft werden. Auch Kombination dieser Freigabebedingungen können durch das Steuergerät 100 geprüft werden.
    Ist die Freigabebedingung nicht erfüllt kann im Schritt 500 fortgesetzt werden.
  • Ist die vorgegebene Freigabebedingung erfüllt dann wird in einer bevorzugten Ausführungsform in einem Schritt 510 ein Öffnen des HD-AGR-Ventils 45 und ein vollständiges Schließen des ND-AGR-Ventils 39 durchgeführt. Vorzugsweise wird das HD-AGR-Ventil 45 vollständig geöffnet. Unter einem vollständig geöffneten HD-AGR-Ventil soll insbesondere eine Stellung des HD-AGR-Ventils 45 verstanden werden, bei dem ein maximal möglicher Massenstrom von Abgas über die HD-AGR-Leitung 46 zurückgeführt wird.
    Weiterhin soll unter einem geöffneten HD-AGR-Ventil 45 insbesondere verstanden werden, dass ein durch Sensoren oder Modelle messbarer Massenstrom über die HD-AGR-Leitung 46 zurückgeführt wird, so dass eine Ermittlung der modellierten effektiven HD-AGR-Ventilfläche arEGRHP,model möglich ist.
  • Sind die Soll-Positionen des HD-AGR-Ventils 45 und des ND-AGR-Ventils 39 erreicht wird in einem Schritt 520 der bilanzierte Massenstrom über die HD-AGR-Leitung 46 ṁEGRHP,Blz mittels des Steuergeräts 100 ermittelt. Hierzu wird eine Differenz des Ist-Massenstroms in den Motor ṁEng und des Ist-Massenstroms des Heißfilmluftmassensensors ṁHFM durch das Steuergerät 100 ermittelt. Der Massenstrom in den Motor ṁEng kann dabei mittels des zweiten Luftmassensensors 17 oder durch ein entsprechendes Modell ermittelt werden.
    Diese Berechnung kann z. B. über einen vorgebbaren Zeitbereich erfolgen und anschließend eine Mittelung der ermittelten Werte durchgeführt werden. Zusätzlich wird zu dem ermittelten bilanzierten Massenstroms ṁEGRHP,Blz, der Druck (pEGRHP,Ds ) stromabwärts der HD-AGR-Leitung 46, der Druck (pEGRHP,Us ) stromaufwärts der HD-AGR-Leitung 46 und die Temperatur (THPEGRUs ) stromaufwärts der HD-AGR-Leitung 46 durch das Steuergerät 100 ermittelt und gespeichert.
  • Anschließend wird in einem Schritt 530 mittels der im Schritt 520 ermittelten Größen die modellierte effektive HD-AGR-Ventilfläche arEGRHP,model mittels der Funktion f1 ermittelt. Vorzugsweise wird für die Auswertung der Funktion f1 eine PT1-Filterung auf die ermittelten Werte angewendet. Somit kann eine maximale HD-AGR-Ventilfläche arEGRHPmax,model ermittelt werden.
    Alternativ kann anstelle der PT1-Filterung auch ein Mittelwert der Rohwerte durch das Steuergerät 100 durchgeführt werden.
  • In einem Schritt 540 wird die ermittelte maximale HD-AGR-Ventilfläche arEGRHPmax,model im Speicher des Steuergeräts 100 gespeichert. Mittels der maximalen HD-AGR-Ventilflächen arEGRHPmax,model wird eine Limitierung der in einem Kennfeld gespeicherten Soll-HD-Ventilflächen für die Regelung des HD-AGR-Ventils 45 durchgeführt. Die im Kennfeld gespeicherten Soll-HD-Ventilflächen werden vorzugsweise in einer Applikationsphase an einem Fahrzeug durch Messungen ermittelt und in einem Kennfeld im Steuergerät 100 abgespeichert.
  • In einem Schritt 550 wird das HD-AGR-Ventil 45 mit den durch die ermittelten maximalen HD-AGR-Ventilflächenwert arEGRHPmax,model angesteuert. Dies wird vorzugsweise so durchgeführt, dass der aus dem Kennfeld ermittelte Soll-Wert für die Stellung des HD-AGR-Ventils 45 um die ermittelte maximale HD-AGR-Ventilfläche arEGRHPmax,model limitiert wird.
  • In einem Schritt 560 kann das Verfahren beendet werden und beim nächsten Driving Cycle wieder von vorne gestartet werden, oder es kann direkt im Schritt 500 fortgesetzt werden.
  • In der 3 ist der beispielhafte Ablauf des Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform für das ND-AGR-Ventil 39 dargestellt.
    In einem ersten Schritt 600 wird das Verfahren gestartet, wenn das Steuergerät 100 die Funktion zur Steuerung des ND-AGR-Ventils 39 anfordert und eine vorgebbare Freigabebedingung vorliegt.
    In einer bevorzugten Ausführungsform wird z. B. als Freigabebedingung durch das Steuergerät 100 geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine 2 in einem stationären oder quasi-stationären Betriebszustand befindet. Hierzu können unterschiedliche Sensorgrößen oder Modellgrößen der Brennkraftmaschine 2 überwacht und ausgewertet werden. Beispielsweise kann geprüft werden, ob keine Fehlereinträge im Fehlerspeicher des Steuergeräts 100 vorhanden und/oder bestimmte Function Identifier freigegeben oder verriegelt sind. Alternativ oder zusätzlich kann geprüft werden, ob ein Drehzahlgradient unter einem vorgebbaren Schwellenwert liegt, oder ob der Ist-Massenstrom über das ND-AGR-Ventil 39 größer als ein vorgebbarer Mindestmassenstrom ist. Auch die Prüfung der Ist-Positionen der ND-AGR-Ventils 39 und des HD-AGR-Ventils 45 können geprüft werden. Auch Kombination dieser Freigabebedingungen können durch das Steuergerät 100 geprüft werden.
    Ist die Freigabebedingung nicht erfüllt kann im Schritt 600 fortgesetzt werden.
  • Ist die vorgegebene Freigabebedingung erfüllt dann wird in einer bevorzugten Ausführungsform in einem Schritt 610 ein Öffnen des ND-AGR-Ventils 39 und ein vollständiges Schließen des HD-AGR-Ventils 45 durchgeführt. Vorzugsweise wird das ND-AGR-Ventil 39 vollständig geöffnet. Unter einem vollständig geöffneten ND-AGR-Ventil 39 soll insbesondere eine Stellung des ND-AGR-Ventils 39 verstanden werden, bei dem ein maximal möglicher Massenstrom von Abgas über die ND-AGR-Leitung 41 zurückgeführt wird.
    Weiterhin soll unter einem geöffneten ND-AGR-Ventil 39 insbesondere verstanden werden, dass ein durch Sensoren oder Modelle messbarer Massenstrom über die ND-AGR-Leitung 41 zurückgeführt wird, so dass eine Ermittlung der modellierten effektiven ND-AGR-Ventilfläche arEGRLP,model möglich ist.
  • Sind die Soll-Positionen des ND-AGR-Ventils 39 und des HD-AGR-Ventils 45 erreicht wird in einem Schritt 620 der bilanzierte Massenstrom über die ND-AGR-Leitung 41 ṁEGRLP,Blz mittels des Steuergeräts 100 ermittelt. Hierzu wird eine Differenz des Ist-Massenstroms in den Motor ṁEng und des Ist-Massenstroms des Heißfilmluftmassensensors ṁHFM durch das Steuergerät 100 ermittelt. Der Massenstrom in den Motor ṁEng kann dabei mittels des zweiten Luftmassensensors 17 oder durch ein entsprechendes Modell ermittelt werden.
    Diese Berechnung kann z. B. über einen vorgebbaren Zeitbereich erfolgen und anschließend eine Mittelung der ermittelten Werte durchgeführt werden. Zusätzlich wird zu dem ermittelten bilanzierten Massenstroms ṁEGRLP,Blz, der Druck (pEGRLP,Ds ) stromabwärts der ND-AGR-Leitung 41, der Druck (pEGRLP,Us ) stromaufwärts der ND-AGR-Leitung 41 und die Temperatur (TEGRLPUs ) stromaufwärts der ND-AGR-Leitung 41 durch das Steuergerät 100 ermittelt und gespeichert.
  • Anschließend wird in einem Schritt 630 mittels der im Schritt 620 ermittelten Größen die modellierte effektive ND-AGR-Ventilfläche arEGRLP,model mittels der Funktion f2 ermittelt. Vorzugsweise wird für die Auswertung der Funktion f2 eine (PT)[RF(11] 1-Filterung auf die ermittelten Werte angewendet. Somit kann eine maximale ND-AGR-Ventilfläche arEGRLPmax,model ermittelt werden.
    Alternativ kann anstelle der (PT1)[RF(12]-Filterung auch ein Mittelwert der Rohwerte durch das Steuergerät 100 durchgeführt werden.
  • In einem Schritt 640 wird die ermittelte maximale ND-AGR-Ventilfläche arEGRLPmax,model im Speicher des Steuergeräts 100 gespeichert. Mittels der maximalen ND-AGR-Ventilflächen arEGRLPmax,model wird eine Limitierung der in einem Kennfeld gespeicherten Soll-ND-Ventilflächen für die Regelung des ND-AGR-Ventils 39 durchgeführt. Die im Kennfeld gespeicherten Soll-ND-Ventilflächen werden vorzugsweise in einer Applikationsphase an einem Fahrzeug durch Messungen ermittelt und in einem Kennfeld im Steuergerät 100 abgespeichert.
  • In einem Schritt 650 wird das ND-AGR-Ventil 39 mit den durch die ermittelten maximalen HD-AGR-Ventilflächenwert arEGRLPmax,model angesteuert. Dies wird vorzugsweise so durchgeführt, dass der aus dem Kennfeld ermittelte Soll-Wert für die Stellung des ND-AGR-Ventils 39 um die ermittelte maximale ND-AGR-Ventilfläche arEGRLPmax,model limitiert wird.
  • In einem Schritt 660 kann das Verfahren beendet werden und beim nächsten Driving Cycle wieder von vorne gestartet werden, oder es kann direkt im Schritt 600 fortgesetzt werden.
  • 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
    • DE 102014216251 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Abgasrückführungsventils einer Brennkraftmaschine (2), wobei die Brennkraftmaschine (2) eine erste Abgasrückführung mit einem ersten Abgasrückführventil und eine zweite Abgasrückführung mit einem zweiten Abgasrückführventil aufweist, wobei bei Vorliegen einer Freigabebedingung eine modellierte effektive Ventilfläche des ersten Abgasrückführventils ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabebedingung erfüllt ist, wenn dass das zweite Abgasrückführventil geschlossen ist, wobei in Abhängigkeit eines Vergleichs der modellierten effektiven Ventilfläche mit einer vorgegebenen effektiven Ventilfläche des ersten Abgasrückführventils ein Korrekturwert für die Steuerung des ersten Abgasrückführventils ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasrückführung eine Hochdruck-Abgasrückführung und die zweite Abgasrückführung eine Niederdruck-Abgasrückführung ist oder das die erste Abgasrückführung eine Niederdruck-Abgasrückführung und die zweite Abgasrückführung eine Hochdruck-Abgasrückführung ist.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Freigabebedingung zur Ermittlung der modellierten effektiven Ventilfläche erfüllt ist, wenn das erste Abgasrückführventil eine Mindestöffnung erreicht hat.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Freigabebedingung zur Ermittlung der modellierten effektiven Ventilfläche erfüllt ist, wenn das erste Abgasrückführventil ganz geöffnet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene effektive Ventilfläche einer applizierten effektiven Ventilfläche entspricht.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) in einem stationären oder quasi-stationären Betriebszustand betrieben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der stationäre oder quasi-stationäre Betriebszustand ein Schubbetriebszustand der Brennkraftmaschine (2) ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die modellierte effektive Fläche des ersten Abgasrückführventils über eine Drosselgleichung ermittelt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die modellierte effektive Fläche des Abgasrückführventils in Abhängigkeit eines bilanzierten Massenflusses (ṁEGRXX,Blz) über die erste Abgasrückführung, einer Temperatur (TEGRXXUs) und eines Drucks (pEGRXX,Us) stromaufwärts der ersten Abgasrückführung und eines Drucks (pEGRXX,Ds) stromabwärts der ersten Abgasrückführung ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die applizierte effektive Fläche des ersten Abgasrückführventils in einem Kennfeld gespeichert ist.
  11. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.
  12. Elektronisches Speichermedium mit einem Computerprogramm nach Anspruch 11.
  13. Vorrichtung, insbesondere Steuergerät (100), welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
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