DE102019100213A1

DE102019100213A1 - Abgasrückführungsventil-Diagnoseverfahren

Info

Publication number: DE102019100213A1
Application number: DE102019100213.3A
Authority: DE
Inventors: Ian Halleron; Andres Arevalo; Jon Dixon; Oliver Gee; Sean Gordon Harman; Zoltan Szilagyi
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2019-07-25
Also published as: GB2570336A; GB2570336B; US10704506B2; US20190226429A1; GB201801027D0; CN110067677A

Abstract

Ein Abgasrückführungsventil-Diagnoseverfaren (AGR-Ventil-Diagnoseverfahren) umfasst die Schritte von: (a) Setzen der einem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null; (b) Erhöhen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung; (c) Bestimmen der Leistung, die erforderlich ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen; (d) Betätigen des AGR-Ventils zum Bewegen des AGR-Ventils zu einer vorbestimmten Öffnungsposition; (e) Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null; und wenigstens eines von: (f) Bestimmen der Zeit zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin; und (g) Bestimmen der Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrückführungsventil-Diagnoseverfaren (AGR-Ventil-Dlagnoseverfahren) und insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, auf ein AGR-Ventil-Diagnoseverfahren, das In der Lage ist, einen frühen Beginn von AGR-Ventilverschmutzung zu erkennen.
Hintergrund
AGR-Ventile werden häufig bei Motoren eingesetzt, um einen Teil des Abgases In den Brennraum des Motors rückzuführen. Dies hat den Vorteil, dass die Emissionen des Motors und damit die Emissionen des Fahrzeugs, in dem sich der Motor befindet, gesenkt werden, da das Vorhandensein von Abgas den Sauerstoffanteil im Zuluftstrom mit verbrennungsinerten Gasen verdünnt, die daher Wärme absorbieren. Dies bewirkt, dass die Motortemperatur abgesenkt und damit die Menge der erzeugten NO_x-Gase reduziert wird, da NO_x-Gase entstehen, wenn Stickstoff und Sauerstoff hohen Motortemperaturen ausgesetzt sind.
Da AGR-Ventile Abgas rückführen, sind sie anfällig für Verstopfungen, z. B. durch Kohlenstoffablagerungen, die das Öffnen der Ventile behindern oder verhindern können. Ohne Behandlung (z. B. Reinigung oder andere Wartung) kann dies letztendlich dazu führen, dass das AGR-Ventil geschlossen, ganz geöffnet oder teilweise geöffnet bleibt. Zum Beispiel kann bei Teller-AGR-Ventilen eine Verschmutzung des Ventilschafts auftreten, die, wie oben beschrieben, letztendlich dazu führen kann, dass das Ventil geschlossen, ganz geöffnet oder teilweise geöffnet bleibt. Bevor es zu einem völligen Verklemmen von AGR-Ventilen kommt, können sie eine langsame Bewegung aufweisen, die einen großen Steuerungsaufwand erfordert, und sie können eine ruckartige „Haftgleltbewegung“ aufweisen. Dies kann einen zu hohen oder zu geringen Abgasstrom zur Folge haben, was zu Problemen wie schlechte Motoremissionen, Verbrennungsinstabilität, schlechtes Starten, Überhitzung von Motorkomponenten etc. führen kann.
Wird dies von den Diagnoseelementen der Motorsteuerung erkannt, so kann eine Verringerung der Motorleistung oder sogar eine Deaktivierung des Motors die Folge sein. Das Fahrzeug müsste dann zu einer Reparaturwerkstatt gebracht werden; es könnte sein, dass ein neues AGR-Ventil eingebaut werden muss.
AGR-Ventilverschmutzung kann beispielsweise durch die Kondensation von Kohlenwasserstoffen und Wasser sowie die Ansammlung von Ruß auf dem AGR-Ventilschaft, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, verursacht werden. Der zunehmende Einsatz von AGR-Ventilen bei niedrigen Temperaturen (zum Beispiel zur Erfüllung der Abgasnormen EU6.2) erhöht wahrscheinlich das Risiko einer solchen Art von „Kaltverunreinigung“ des AGR-Ventils.
Dementsprechend besteht Verbesserungsbedarf beim Stand der Technik von AGR-Ventilen.
Angaben der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Diagnoseverfahren bereit, um frühen Beginn von AGR-Ventilverschmutzung (zum Beispiel Ventilschaftverschmutzung) oder - verunreinigung zu erkennen und dementsprechend Abhilfereinigungsmaßnahmen auszulösen.
Gemäß der Erfindung wird ein Abgasrückführungsventil-Diagnoseverfaren (AGR-Ventil-Diagnoseverfahren) bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

(a) Setzen der einem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null;
(b) Erhöhen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung;
(c) Bestimmen der Leistung, die erforderlich ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen;
(d) Betätigen des AGR-Ventils, um das AGR-Ventil zu einer vorbestimmten Öffnungsposition zu bewegen;
(e) Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null; und wenigstens eines von:
(f) Bestimmen der Zeit zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin; und
(g) Bestimmen der Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis Innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen.

Die Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen, gibt einen Hinweis auf eine Verschmutzung des Ventils, die dann zum Auslösen eines Abhilfereinigungsvorgangs verwendet werden kann. Durch Überwachung der Bewegungsdauer des Ventils kann festgestellt werden, ob das Ventil in einem Maße verschmutzt ist, dass eine Beeinträchtigung der Ventilbewegung vorliegt. Das Ventil kann noch funktionsfähig sein (wenn auch nicht optimal), sodass dieses Verfahren eine Ventilverschmutzung diagnostizieren und behandeln kann, bevor das Ventil ausgetauscht werden muss.
Ebenso, wenn festgestellt wird, dass wenigstens eines (i) der Leistung, die dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführt wird, um ihn zum Öffnen zu veranlassen, (ii) der Leistung, die erforderlich ist, um das AGR-Ventil In der vorbestimmten Öffnungsposition zu halten, (iii) der Zeit zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin, (iv) der Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis Innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position zu bewegen (wie oben), und (v) der Geschwindigkeit des Ventils beim Bewegen von seiner vorbestimmten Öffnungsposition bis innerhalb des festgelegten Abstands von seiner geschlossenen Position nicht In einen vorbestimmten Bereich fällt, dann kann dies auf eine Teilverschmutzung hinweisen und ein Abhilfereinigungsvorgang kann ausgelöst werden.
Wenn daher beispielsweise die dem AGR-Ventilstellantrleb zugeführte Leistung, um ihn zum Öffnen zu veranlassen, die Leistung, die erforderlich ist, um das AGR-Ventil in der vorbestimmten geöffneten Position zu halten, die Zeit zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin oder die Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position zu bewegen, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt oder die Geschwindigkeit des Ventils beim Bewegen von seiner vorbestimmten Öffnungsposition bis innerhalb des festgelegten Abstands von seiner geschlossenen Position unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, dann kann ein Abhilfereinigungsvorgang ausgelöst werden.
Das Diagnoseverfahren beginnt mit Setzen der Leistung zum AGR-Ventilstellantrieb auf null, was bedeutet, dass das Verfahren beginnen kann, nachdem der Motor gestoppt wurde. Das Ventil kann noch warm sein, es findet jedoch keine Abgasrückführung statt. Das Verfahren wird fortgesetzt, indem das Ventil teilweise geöffnet und die Leistung zum Ventil weggenommen wird, sodass es in eine geschlossene oder im Wesentlichen geschlossene Position zurückfällt. In Schritten (f) und (g) werden Berechnungen durchgeführt, um die Zeit zu bestimmen, während der das Ventil in der Öffnungsposition bleibt, bevor es In seine (im Wesentlichen) geschlossene Position zurückfällt, und die Zeit, die das Ventil benötigt, um in seine (im Wesentlichen) geschlossene Position zurückzufallen.
Schritt (d) wird durchgeführt, um das AGR-Ventil in einer festgelegten Position zu halten. Schritt (d) kann daher eine Erhöhung der dem AGR-Ventil zugeführten Leistung, eine Verringerung der dem AGR-Ventil zugeführten Leistung oder eine Anpassung der dem AGR-Ventil zugeführten Leistung beinhalten, sodass das Ventil in der festgelegten Position gehalten wird.
Die zum Halten des AGR-Ventils in dieser Position erforderliche Leistung, die „Halteleistung“, ist ein Indikator für den Zustand der Rückstellfeder am Ventil. Die zum Bewegen des AGR-Ventils erforderliche Leistung, die „Losbrechleistung“, und die Zeit, die benötigt wird, bevor sich das AGR-Ventil nach Wegnahme der Halteleistung zu seiner geschlossenen Position bewegt, die „Hängezeit“, sind ein Indikator für die Haftreibung, die das Ventil in seiner Ruheposition erfährt.
Die dem AGR-Ventil zugeführte Leistung kann ein Tastverhältnis oder ein Antriebsstrom sein.
Bewegung des AGR-Ventils kann durch Bestimmen, wann die Bewegung des AGR-Ventils über einem vorbestimmten Schwellenwert In einer Bewegungsrichtung des AGR-Ventils liegt, erkannt werden. Es versteht sich zum Beispiel, dass, wenn es sich beim AGR-Ventil um ein einen Ventilschaft umfassendes Tellerventil handelt, sich das AGR-Ventil im Wesentlichen entlang einer Richtung parallel zum Ventilschaft bewegt. Bewegung, z. B. von einer geschlossenen Position zu einer Öffnungsposition, kann daher erkannt werden, wenn festgestellt wird, dass sich das AGR-Ventil um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert in die zum Öffnen des AGR-Ventils erforderliche Richtung bewegt hat. Es versteht sich daher, dass Bewegung nicht erkannt werden kann, wenn das AGR-Ventil den vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat, Jedoch In der entgegengesetzten Richtung (z. B. der Richtung, die zum Schließen des AGR-Ventils erforderlich ist, wenn Bewegung von einer geschlossenen Position zu einer Öffnungsposition erkannt werden soll).
Dementsprechend kann der vorbestimmte Schwellenwert ein Abstand oder eine Geschwindigkeit sein.
Der Öffnungsgrad des Ventils kann so gewählt werden, dass die Kraft der Rückstellfeder die Dynamik nicht dominiert. Dementsprechend kann die vorgegebene Öffnungsposition des Ventils 30 % des ganz geöffneten Abstands betragen. Dies bedeutet nicht nur, dass die Rückstellfederkraft nicht die Dynamik dominieren, sonderm auch ausreichende Bewegungszelt des Ventils beim Schließen bereitstellen sollte, um Messungen zu ermöglichen.
Der festgelegte Abstand von der geschlossenen Position kann im Wesentlichen null sein, sodass sich das AGR-Ventil zu seiner ganz geschlossenen Position bewegt, wenn die dem AGR-Ventilstellantrteb zugeführte Leistung in Schritt (e) auf null gesetzt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das AGR-Ventil in seine ganz geschlossene Position zurückfällt und somit die in Schritt (g) bestimmte Zeit die Zeit ist, die das AGR-Ventil benötigt, um zu seiner ganz geschlossenen Position zurückzukehren. Natürlich darf der festgelegte Abstand nicht null sein.
Das Diagnoseverfahren kann am Ende jedes Ansteuerzyklus durchgeführt werden. Das Diagnoseverfahren kann nach einem Ventilrelnigungszyklus durchgeführt werden.
Das Diagnoseverfahren kann nur durchgeführt werden, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

- das Ventil weist keinen Defekt auf, der den Test stören würde (zum Beispiel Ausfall des Ventilpositionssensors);
- die Batteriespannung liegt Innerhalb eines akzeptablen Bereichs (sodass der zum Bewegen und Halten des Ventils erforderliche Strom verfügbar und zwischen Tests vergleichbar ist);
- der Motor Ist länger als eine vorbestimmte Zeitdauer gelaufen (um Testen für kurze Schlüsselzyklen, zum Beispiel während Wartung und Testens) zu vermeiden;
- ein Endstopp-Lernzyklus für das AGR-Ventil Ist abgeschlossen (sodass die Endpositionen des Ventilhubs, zum Beispiel die geschlossene Position, bekannt sind);
- die Motorkühlmitteltemperatur liegt über einem vorbestimmten Schwellenwert (um durch Reibung des kalten Ventilmechanismus verursachte Test-zu-Test-Variabilität und Variation der Impedanz des Ventils, z. B. eines elektromagnetisch betätigten Ventils, in Abhängigkeit von der Temperatur zu verringern).

Das Diagnoseverfahren kann abgebrochen werden, wenn festgestellt wird, dass wenigstens eine der folgenden Bedingungen nicht erfüllt ist:

- das Ventil weist keinen Defekt auf, der den Test stören würde;
- die Batteriespannung liegt Innerhalb eines akzeptablen Bereichs;
- der Motor ist länger als eine vorbestimmte Zeitdauer gelaufen;
- ein Endstopp-Lernzyklus für das AGR-Ventil wurde abgeschlossen;
- die Motorkühlmitteltemperatur liegt über einem vorbestimmten Schwellenwert.

Daher kann jedes bereits laufende Diagnoseverfahren abgebrochen werden, wenn zum Beispiel ein Ventilpositionssensor ausgefallen ist, der verfügbare Strom nicht ausreicht, um das Ventil zu bewegen und zu halten, die Endpositionen des Ventils nicht bekannt sind etc. Abbrechen eines Verfahrens wird daher weniger Ressourcen verbrauchen als Fortsetzen des Verfahrens, bei dem bereits festgestellt wurde, dass dessen Ergebnis beeinträchtigt werden würde.
Das Diagnoseverfahren kann ferner wenigstens einmaliges Wiederholen der Schritte (a)-(g) umfassen und kann dreimal wiederholt werden. Dadurch können mehrere Messungen während der Öffnungs- und Schließzyklen des Ventils durchgeführt werden, was auch die Berechnung von Mittelwerten, Insbesondere von mittleren Kenngrößen, ermöglicht. Wie unten beschrieben, ermöglicht dies die Berechnung eines Faktors oder mehrerer Faktoren, der/die den Grad angibt/angeben, zu dem der freie Betrieb des Ventils reduziert worden sein könnte.
Das Verfahren kann ferner, nachdem Schritte (a)-(g) wenigstens einmal wiederholt worden sind, Berechnen wenigstens eines des Folgenden umfassen:

- des Mittelwerts der während des Schritts (c) bestimmten Leistung, wobei es sich um den Durchschnitt der Leistung handelt, die erforderlich ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen. Wie im Folgenden näher beschrieben, wird dies als die mittlere Losbrechleistung bezeichnet;
- des Mittelwerts der Leistung in Schritt (d) zum Halten des AGR-Ventils in der vorbestimmten Öffnungsposition. Wie im Folgenden näher beschrieben, wird dies als die durchschnittliche Halteleistung bezeichnet;
- des Mittelwerts der während des Schritts (f) bestimmten Zeit, wobei es sich um den Durchschnitt der Zeiten zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin handelt. Wie Im Folgenden näher beschrieben, wird dies als die durchschnittliche Hängezeit bezeichnet;
- des Mittelwerts der Zeit, die während des Schritts (g) bestimmt wird, wobei es sich um den Mittelwert der Zeiten handelt, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis Innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen. Wie Im Folgenden näher beschrieben, wird dies als die durchschnittliche Bewegungszeit bezeichnet; und
- der Durchschnittsgeschwindigkeit des AGR-Ventils beim Bewegen von der vorbestimmten Öffnungsposition bis Innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils. Wie im Folgenden näher beschrieben, wird dies als durchschnittliche Ventilgeschwindigkeit bezeichnet.

Das Verfahren kann dann weiterhin den Schritt des Berechnens von wenigstens einem des Folgenden umfassen:

- einer Funktion, f1, des Mittelwerts der Leistung, die erforderlich ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen (durchschnittliche Losbrechleistung);
- einer Funktion, f2, des Mittelwerts der Leistung, die zum Halten des AGR-Ventils In der vorbestimmten Öffnungsposition erforderlich ist (durchschnittliche Halteleistung);
- einer Funktion, f3, des Mittelwerts der Zeiten zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin (durchschnittliche Hängezeit);
- einer Funktion, f4, des Mittelwerts der Zeiten, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines bestimmten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen (durchschnittliche Bewegungszeit); und
- einer Funktion, f5, der Durchschnittsgeschwindigkeit des AGR-Ventils beim Bewegen von der vorbestimmten Öffnungsposition bis Innerhalb eines bestimmten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils (durchschnittliche Ventilgeschwindigkeit).

Wenigstens eine der Funktionen kann ein Polynom sein. Beispielsweise kann wenigstens eine der Funktionen linear sein.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Bestimmens des Maximalwerts aller Funktionen f1, f2, f3, f4 und f5, max(f1, f2, f3, f4, f5) und der Ausgabe des Werts max(f1, f2, f3, f4, f5) umfassen. Wenn dieser Maximalwert max(f1, f2, f3, f4, f5) größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kann das Verfahren weiterhin den Schritt des Ausgebens einer Bestimmung, dass das AGR-Ventil einer Reinigung bedarf, und/oder des Einleitens eines Reinigungsvorgangs zum Reinigen des AGR-Ventils umfassen.
Durch Überwachen der Mittelwerte einer Vielzahl von Größen und Auslösen einer Reinigungsaktion, wenn nur einer der Mittelwerte über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, kann eine Reinigungsaktion ausgelöst werden, wenn die Auswirkungen der Verschmutzung zum ersten Mal erfasst werden und nicht erst dann, wenn sie die Steuerung des AGR-Ventilbetriebs zu beeinträchtigen beginnen.
Es versteht sich, dass jede Kombination der zuvor beschriebenen Mittelwerte, Funktionen und Maximalwerte In den Geltungsbereich der Erfindung fällt. Beispielsweise können die Schritte (a)-(g) durchgeführt und viermal wiederholt werden, aber nur der Mittelwert der Durchschnittsgeschwindigkeit kann von Interesse sein. In diesem Fall kann eine einzelne Funktion der Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet werden und das Maximum dieser Funktion kann der ausgegebene Wert sein.
Als weiteres anschauliches Beispiel können Schritte (a)-(g) durchgeführt und zweimal wiederholt werden und nur die mittlere Halteleistung sowie die mittlere Ventilgeschwindigkeit können über die drei Zyklen berechnet werden. Anschließend können zwei Funktionen definiert werden, eine der mittleren Halteleistung und eine der mittleren Ventilgeschwindigkeit. Der Maximalwert dieser beiden Funktionen kann dann als die Ausgabe gewählt werden.
Das Diagnoseverfahren kann ferner die folgenden Schritte umfassen:

(h) Einstellen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung, sodass das AGR-Ventil zum Öffnen zu einer teilweise geöffneten Position gebracht wird;
(i) Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null, um zu bewirken, dass das AGR-Ventil in eine Ruheposition zurückfällt; und
(j) wenn das AGR-Ventil in seine Ruheposition zurückgefallen ist, Aufzeichnen der Ruheposition des AGR-Ventils.

Bei einigen Ventilausführungen ist die mechanische Ruheposition des Ventils (z. B. wenn kein Antriebsstrom an Ventilmotor/-steilantrieb/-elektromagnet etc. angelegt Ist) nicht die ganz geschlossene Position. Stattdessen bleibt das Ventil bei einigen Ventilausführungen typischerweise leicht geöffnet (z. B. um 10 % des Verfahrwegs zwischen der ganz geöffneten und der ganz geschlossenen Position).
Weiterhin wird dann, wenn ein Ventil In der geschlossenen Position gehalten wurde, einfach durch Wegnahme der Leistung (z. B. des Antriebsstroms) das Ventil nicht unbedingt zu seiner teilweise geöffneten mechanischen Ruheposition zurückgeführt. Denn die Federkraft am Ventil ist an dieser Stelle seines Bewegungsbereichs oft sehr gering und auch die Reibung am Ventilschaft und/oder Ventilsitz kann durch Verschmutzung/Verunreinigung erhöht worden sein. Es Ist daher wünschenswert, das oben beschriebene Diagnoseverfahren durchzuführen, wenn das AGR-Ventil nicht zu seiner ganz geschlossenen Position (oder nicht zu einer Position sehr nahe seiner ganz geschlossenen Position), sondern zu einer natürlichen Ruheposition des Ventils zurückgeführt wird. Dadurch werden Fehler gemildert, die durch Verwendung der ganz geschlossenen Position (oder einer in der Nähe davon liegenden Position) des Ventils, wenn dies nicht zweckmäßig Ist, verursacht werden, was zu fehlerhaften Ergebnissen führt.
Der Zweck der zusätzlichen Schritte (h)-(j) besteht daher darin, die mechanische Ruheposition des Ventils vor dem Diagnoseverfahren zu bestimmen, wie es durch die stattfindenden Schritte (a)-(g) definiert Ist.
Es kann bestimmt werden, dass das AGR-Ventil seine Ruheposition erreicht hat, wenn die Ventilbewegung eingestellt wurde. In Schritt (i) kann bestimmt werden, dass das AGR-Ventil die Ruheposition erreicht hat, wenn die Geschwindigkeit des AGR-Ventils unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit fällt. Es kann bestimmt werden, dass das AGR-Ventil seine Ruheposition erreicht hat, wenn eine festgelegte Zeit abgelaufen ist, nachdem die dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführte Leistung in Schritt (i) auf null gesetzt wurde. Die festgelegte Zeit kann zum Beispiel 2 Sekunden betragen.
Die Schritte (h)-(j) können vor Schritt (a) durchgeführt werden. Der In Schritt (g) festgelegte Abstand kann so gewählt werden, dass sich das AGR-Ventil zur Ruheposition bewegt, wie in Schritt (j) aufgezeichnet. Wie oben beschrieben, ermöglicht dies die Verwendung der Ruheposition des Ventils im Diagnoseverfahren.
Schritte (a)-(g) können nur durchgeführt werden, wenn festgestellt wird, dass die Ruheposition des AGR-Ventils zwischen 5 % und 15 % des maximalen Verfahrwegs des Ventils liegt. Das Diagnoseverfahren kann abgebrochen werden, wenn festgestellt wird, dass die Ruheposition des AGR-Ventils außerhalb des Bereichs zwischen 5 % und 15 % des maximalen Verfahrwegs des Ventils liegt. Der Bereich von 5 % bis 15 % kann ein erwarteter Bereich von Positionen des verwendeten Ventils sein (z. B. kann erwartet werden, dass die Ruheposition des Ventils innerhalb dieses Bereichs liegen wird).
Zusätzliche Schritte (h)-(j) können daher als „Vorkonditionierungsschritt“, „Vorkonditionierverfahren“ oder „Vorkonditionierungsphase“ betrachtet werden, wenn eine Vorkonditionierungsventilbewegung vor Schritt (a) des Diagnoseverfahrens ausgeführt wird. Die zusätzliche Ventilbewegung umfasst das Öffnen des Ventils zu einer teilweise geöffneten Position, wodurch die Leistung verringert wird, sodass das Ventil zu seiner Ruheposition (im Unterschied zur geschlossenen Position des Ventils) zurückfällt. Nach Beendigung der Ventilbewegung wird diese Ventilposition als seine Ruheposition aufgezeichnet. Die Ruheposition wird in Schritten (a)-(g) des Diagnoseverfahrens zum Darstellen des Endes des Verfahrwegs des Ventils verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein System zum Durchführen einer Diagnose eines AGR-Ventils bereitgestellt, das einen zum Durchführen des hierin beschriebenen Verfahrens konifigurierten Controller umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein computerlesbares Medium bereitgestellt, das Anweisungen umfasst, die bei Ausführung durch einen Computer dazu führen, dass der Computer zum Ausführen der Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens veranlasst wird.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun auf die begleitenden Figuren verwiesen, wobei:

1 ein Flussdiagramm eines AGR-Ventil-Diagnoseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung Ist;
2 ein Flussdiagramm eines AGR-Ventil-Diagnoseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist, umfassend das AGR-Ventli-Diagnoseverfahren wie in 1 gezeigt, einen Überprüfungsvorgang und eine Vorkonditionierungsphase;
3 ein Flussdiagramm eines Überprüfungsvorgangs des in 2 gezeigten Diagnoseverfahrens ist;
4 ein Flussdiagramm einer Vorkonditionierungsphase des in 2 gezeigten Diagnoseverfahrens ist;
5A ein Graph ist, der die Leistung zeigt, die einem AGR-Ventilstellantrieb mit der entsprechenden Ventilposition während 3 Zyklen eines Teils des Diagnoseverfahrens von 1 zugeführt wird;
5B ein Graph ist, der die Leistung zeigt, die einem AGR-Ventilstellantrieb mit der entsprechenden Ventilposition während eines einzelnen Zyklus eines Teils des Diagnoseverfahrens von 1 zugeführt wird; und
6 ein Graph ist, der die Leistung zeigt, die einem AGR-Ventilsteliantrieb mit der entsprechenden Ventilposition während einer Vorkonditionierungsphase, die Teil des in 3 gezeigten Diagnoseverfahrens ist, und drei nachfolgenden Zyklen des Diagnoseverfahrens von 1 zugeführt wird.

Detaillierte Beschreibung
1 zeigt ein AGR-Diagnoseverfahren 100. In Schritt 101 wird die einem AGR-Ventilstellantrieb zugeführte Leistung auf null gesetzt. Dies könnte zum Beispiel durch Stoppen des Motors des Fahrzeugs erreicht werden, beispielsweise am Ende jedes Ansteuerungszyklus. Das AGR-Ventil kann noch warm sein, aber nach Schritt 101 wird Abgas weder rückgeführt, noch strömt solches.
In Schritt 102 wird das Ansteuerungstastverhältnis von 0 % mit einer eingestellten Steigerungsrate erhöht (da In Schritt 101 dem Ventilstellantrieb keine Leistung zugeführt wird).
In Schritt 103 wird das Tastverhältnis bestimmt, bei dem Bewegung des AGR-Ventils erfasst wird. Dies wird als Losbrechtastverhältnis DC_break bezeichnet. DC_break Ist daher das Tastverhältnis (die Leistung), das (die) erforderlich ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen.
In Schritt 104 wird das Ventiltastverhältnis eingestellt oder gesetzt, um das AGR-Ventil in einer festgelegten Position POS_hold für eine bestimmte Zeitdauer zu stabilisieren. Dies kann eine weitere Erhöhung des Tastverhältnisses involvieren, um das Ventil bei POS_hold zu stabilisieren, oder eine Verringerung des Tastverhältnisses oder lediglich eine Anpassung des Tastverhältnisses. POS_hold kann so gewählt werden, dass die Kraft der Rückstellfeder des Ventils die Dynamik nicht dominiert, aber auch ausreichende Vendlbewegungszeit beim Schließen gewährt, um Messungen zu ermöglichen. Zum Beispiel kann POS_hold auf 30 % der Ventilöffnung eingestellt werden, was 30 % des maximalen Verfahrwegs zwischen der ganz geöffneten und der ganz geschlossenen Position entspricht. Das zum Stabilisieren des AGR-Ventils bei POS_hold erforderliche Tastverhältnis wird als das Haltetastverhältnis DC_hold bezeichnet und wird in Schritt 104 bestimmt.
In Schritt 105 wird nach Ablauf der eingestellten Zeitdauer das Ansteuerungstastverhältnis auf 0 % reduziert.
Da das AGR-Ventil In der eingestellten Position POS_hold gehalten wurde, bewirkt Einstellen des Ansteuerungstastverhältnisses auf 0 % Zurückfallen des AGR-Ventils zu seiner geschlossenen Position. In Schritt 106 wird die Zeitdauer zwischen dem Einstellen des Ansteuerungstastverhältnisses auf 0 % und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin gemessen. Dies wird als die Hängezeit t_hang bezeichnet. t_hang ist daher die Zeitdauer, während der das AGR-Ventil in seiner Position (POS_hold) „hängt“ oder „klemmt“, bevor es zu seiner geschlossenen Position zurückfällt.
In Schritt 107 wird die Zeit gemessen, die das Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position, POS_closed, zu bewegen. Dies ist die Bewegungszeit t_travel. Daher ist t_travel die Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich von POS_hold zu POS_closed + x zu bewegen, wobei x ein festgelegter Abstand ist. Bei einer möglichen Anordnung kann der festgelegte Abstand null sein.
In Schritt 108 wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventils beim Fallen von POS_hold bis Innerhalb des festgelegten Abstands von seiner geschlossenen Position, t_travel, berechnet. Dies kann wie folgt berechnet werden. Der vom AGR-Ventil zurückgelegte Abstand beim Fallen von POS_hold bis innerhalb des festgelegten Abstands von der geschlossenen Position wird berechnet. Dieser Abstand, L_travel, wird berechnet durch: $L_{travel} = P O S_{hold} - P O S_{c l o s e d} .$
Mit anderen Worten, der vom Ventil zurückgelegte Abstand ist der Abstand von seiner gehaltenen festgelegten Position bis zu seiner geschlossenen Position. In dieser Gleichung soll sich POS_closed nicht nur auf die ganz geschlossene Position des Ventils beziehen, sondern auch auf eine Position, die einen festgelegten Abstand von der geschlossenen Position hat. Wenn der festgelegte Abstand null Ist, dann sind die beiden Werte gleich. In der obigen Gleichung kann POS_closed dementsprechend POS_closed + x sein oder dadurch ersetzt werden.
Die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventils beim Fallen von POS_hold bis innerhalb des festgelegten Abstands von seiner geschlossenen Position, v_travel, wird daher berechnet durch: $r_{t r a v e l} = \frac{L_{t r a v e l}}{t_{t r a v e l}} .$
Nach Schritt 108 kehrt das Verfahren dann zu Schritt 101 zurück und die Schritte 101-108 werden wiederholt. Sie können beliebig oft wiederholt werden.
Wenn die Schritte 101-108 wiederholt worden sind, fährt das Verfahren mit Schritt 109 fort.
Weil die Schritte 101-108 wiederholt worden sind, gibt es nun mehrere Werte (einen für jedes Mal, wenn der Schritt durchgeführt worden ist) für DC_break, DC_hold, t_hang, t_travel und r_travel.
In Schritt 109 werden die Mittelwerte der Losbrechtastverhältnisse, die Mittelwerte der Haltetastverhältnisse, der Mittelwert der Hängezeiten und der Mittelwert der Bewegungszelten sowie der Ventilgeschwindigkeiten berechnet. Diese Mittelwerte werden jeweils als DC _break DC _hold, t _hang, t _travel, und r _travel bezeichnet. DC _break, DC _hold, t _hang, t _travel, und r _travel werden daher über die Anzahl von Wiederholungen der Schritte 101-108 berechnet. Wenn Schritte 101-108 zum Beispiel dreimal wiederholt worden sind, bestehen jeweils vier Werte für DC_break, DC_hold, t_hang, t_travel und r_travel, wobei jeder der vier Werte für jede Größe gemittelt wird.
Da es Werte von POS_hold, POS_closed und t_travel für jede Wiederholung der Schritte 101 - 108 geben wird, wird es auch mehrere Werte von L_travel und t_travel geben. In Schritt 109 werden diese daher zur Berechnung des Mittelwerts der Ventilgeschwindigkeiten verwendet.
Daher werden In Schritt 109 die folgenden mittleren Größen berechnet: DC _break, DC _hold, t _hang, t _travel und r _travel.
In Schritt 110 wird wenigstens eine Funktion einer dieser fünf Werte definiert. Jede Funktion wird als „Ventilhaftungsfaktor“ bezeichnet. Schritt 110 definiert daher wenigstens eine Funktion f₁,f₂,f₃,f₄, f₅, wobei
f₁ der Losbrechtastverhältnishaftungsfaktor und eine Funktion des mittleren Losbrechtastverhältnisses, d. h. f₁ = f₁(DC _break), ist.
f₂ der Haltetastverhältnlshaftungsfaktor und eine Funktion des mittleren Haltetastverhältnisses, d. h. f₂ = f₂(DC _hold), ist.
f₃ der Hängezeithaftungsfaktor und eine Funktion der mittleren Hängezeit, d. h. f₃ = f₃(t _hang), ist.
f₄ der Bewegungszeithaftungsfaktor und eine Funktion der mittleren Bewegungszeit, d. h. f₄ = f₄(t _travel), ist.
f₅ der Ventilgeschwlndlgkeltshaftungsfaktor und eine Funktion der mittleren Ventilgeschwindigkeit, d. h. f₅ = f₅(r _travel), ist.
Die Funktionen f₁,f₂,f₃,f₄ ,f₅ können Polynomfunktionen (z. B. lineare Funktionen) sein. Alternativ können sie die Ausgabe einer einzelnen Lookup-Tabelle unter Verwendung ihrer Eingaben (z. B. DC _brrak) als Eingabe in die Lookup-Tabelle darstellen, wobei die Ausgabe der entsprechende Ventilhaftungsfaktor zur Eingabe ist. f₂ kann zum Beispiel die Ausgabe einer Lookup-Tabelle sein, die t _travel als Eingabe aufweist. Die Funktionen können auch kalibriert oder abgestimmt werden, um die einzelnen Testergebnisse unterschiedlich zu gewichten. Die Funktionen ermöglichen eine Beziehung zwischen dem gemessenen Parameter (z. B. Ventilgeschwindigkeit) und der Haftungsfaktorausgabe. Diese Beziehung kann linear sein.
In Schritt 111 wird das Maximum dieser einzelnen Haftungsfaktoren als Ausgabe des Diagnoseverfahrens 100 ausgewählt, d. h. max(f₁,f₂,f₃,f₄,f₅). Es versteht sich daher, dass, wenn zwei Funktionen gewählt werden, der Maximalwert der Maximalwert dieser beiden Funktionen ist. Wenn nur eine gewählt ist, ist der Maximalwert der Maximalwert dieser Funktion etc.
max(f₁,f₂,f₃,f₄,f₅) liefert somit einen qualitativen Hinweis auf die Verschmutzung des AGR-Ventils. Wenn die Ausgabe max(f₁,f₂,f₃,f₄,f₅) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, d. h. wenn max(f₁,f₂,f₃,f₄,f₅) > X, X vorbestimmt ist, fährt das Verfahren 100 mit Schritt 112 fort, in dem ein Reinigungsvorgang ausgelöst wird. In Schritt 112 lösen beispielsweise Funktionen innerhalb des AGR-Steuersystems ein Fahrzeugwartungsverfahren aus, um die Verschmutzung zu beheben.
Da fünf für die Ventilhaftung (d. h. wie stark das Ventil verschmutzt sein kann) repräsentative Größen überwacht werden, aber basierend auf einer von Ihnen (d. h. dem höchsten Haftungsfaktor) eine Reinigungsaktion ausgelöst wird, entsteht ein Bild davon, wie verschmutzt das AGR-Ventil sein kann, obwohl es noch voll funktionsfähig sein kann. Dementsprechend können Reinigungsaktionen ausgelöst werden, wenn die Auswirkungen einer Verschmutzung zum ersten Mal erkannt werden und nicht, wenn sie die Steuerung der AGR zu beeinträchtigen beginnen.
Obwohl das „Ansteuerungstastverhältnis“ in den Schritten des Verfahrens 100 beispielhaft dargestellt wurde, Ist dies lediglich ein Beispiel für Bereitstellen von Leistung zum AGR-Ventil/AGR-Ventilstellantrieb. Jede geeignete Stromquelle kann anstelle des Ansteuerungstastverhältnisses oder zusätzlich zum Ansteuerungstastverhältnis verwendet werden. Dementsprechend kann anstelle des Tastverhältnisses Antriebsstrom verwendet werden, weshalb Terminologie, wie z. B. DC _break zur Bezeichnung des mittleren Losbrechtastverhältnisses I _break zur Bezeichnung des mittleren Losbrechstroms wäre, etc. Derartige Änderungen sind für den Fachmann ersichtlich, wenn In den Schritten des Verfahrens 100 anstelle des Tastverhältnisses Strom verwendet würde.
Wenn die Ausgabe des Verfahrens, max(f₁,f₂,f₃,f₄,f₅) nicht größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, fährt das Verfahren mit Schritt 113 fort, in dem das Verfahren endet. Wenn der Maximalwert der Haftungsfaktoren den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet, wird kein Reinigungsvorgang ausgelöst.
Gemäß Verfahren 100 muss Bewegung des AGR-Ventils erkannt werden. Erkennung der Ventilbewegung (z. B. von der geschlossenen oder gehaltenen Position) kann durch Erfassen einer Bewegung des Ventils von mehr als einer festgelegten Größe in die entsprechende Richtung erreicht werden.
2 bezieht sich auf ein AGR-Ventil-Diagnoseverfahren, das AGR-Ventil-Diagnoseverfahren 100 verwendet. 2 veranschaulicht, dass vor der Durchführung von Verfahren 100 ein Überprüfungsvorgang 200 und ein zusätzlicher Vorkonditionierungsschritt 300 durchgeführt werden können, bevor das Verfahren zu Schritt 100 übergeht. Obwohl In 2 nicht gezeigt, kann Verfahren 100 erst dann durchgeführt werden, nachdem ein Ventilreinigungszyklus durchgeführt wurde.
3 zeigt einen Überprüfungsvorgang 200 zum Überprüfen, ob bestimmte Freigabebedingungen erfüllt sind, bevor das Diagnoseverfahren zum Verfahren 100 übergeht.
In Schritt 201 wird geprüft, ob keine weiteren Ventildefekte vorliegen, die den Test stören würden. Beispielsweise kann der AGR-Ventilposltionssensor ausgefallen sein, In welchem Falle gewisse Schritte des Verfahrens 100 unzuverlässig wären. In Schritt 201 wird auf solche Defekte geprüft. Wenn ein Defekt vorliegt, fährt das Verfahren mit Schritt 206 fort, in dem das Verfahren beendet wird. Das Verfahren kann dann mit der Reparatur des erkannten Defekts fortfahren (in 3 nicht gezeigt).
Wenn keine Defekte vorliegen, fährt das Verfahren mit Schritt 202 fort, in dem geprüft wird, ob die Batteriespannung innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt. Die Batteriespannung muss ausreichend sein, damit genügend Strom zum Bewegen und Halten des Ventils zur Verfügung steht und zwischen Tests vergleichbar ist. Wenn festgestellt wird, dass die Batteriespannung nicht innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, fährt das Verfahren mit Schritt 206 fort, in dem das Verfahren beendet wird.
Wenn die Batteriespannung innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, fährt das Verfahren mit Schritt 203 fort, in dem geprüft wird, ob der Motor länger als eine festgelegte Zeit gelaufen ist. Dadurch wird wiederholtes Testen für kurze Schlüsselzyklen, zum Beispiel während Wartung oder Testen des Fahrzeugs, vermieden. Wenn festgestellt wird, dass der Motor nicht länger als eine festgelegte Zeit gelaufen ist, fährt das Verfahren mit Schritt 206 fort, In dem das Verfahren beendet wird.
Wenn der Motor länger als eine festgelegte Zeit gelaufen ist, fährt das Verfahren mit Schritt 204 fort, in dem überprüft wird, ob der Endstopp-Lernzyklus für das AGR-Ventil zuvor abgeschlossen wurde. Der Endstopp-Lernzyklus sollte abgeschlossen sein, sodass die Endpositionen des Verfahrwegs des Ventils, wenigstens die geschlossene Position, bekannt sind, da das Verfahren 100 sonst unzuverlässig sein könnte. Wird festgestellt, dass der Endstopp-Lernzyklus nicht zuvor abgeschlossen wurde, dann fährt das Verfahren mit Schritt 206 fort, in dem das Verfahren beendet wird. Das Verfahren kann dann mit der Durchführung eines Endstopp-Lernzyklus fortfahren (in 3 nicht gezeigt).
Wenn der Endstopp-Lernzyklus zuvor abgeschlossen wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 205 fort, in dem überprüft wird, ob die Motorkühlmitteltemperatur über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts reduziert die Variabilität von Test zu Test wegen der erhöhten Reibung des kalten Ventilmechanismus und Variation der Impedanz des Ventilelektromagnets In Abhängigkeit von der Temperatur. Wenn festgestellt wird, dass die Motorkühlmitteltemperatur unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit Schritt 206 fort, in dem das Verfahren beendet wird.
Wenn die Motorkühlmitteltemperatur über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit Durchführen von Verfahren 100 fort (d. h. geht zu Schritt 101 über).
Somit überprüft das Verfahren 200, ob wenigstens eine der folgenden Freigabebedingungen erfüllt ist, bevor das Diagnoseverfahren 100 durchgeführt werden soll:

(I) das Ventil weist keinen Defekt auf, der den Test stören würde;
(II) die Batteriespannung liegt Innerhalb eines akzeptablen Bereichs;
(III) der Motor ist länger als eine vorbestimmte Zeitdauer gelaufen;
(IV) ein Endstopp-Lernzyklus für das AGR-Ventil wurde abgeschlossen;
(V) die Motorkühlmitteltemperatur liegt über einem vorbestimmten Schwellenwert.

Obwohl in 1 nicht gezeigt, kann das Verfahren 100 (d. h. wenigstens einer der Schritte des Verfahrens 100) die obigen Freigabebedingungen (I)-(V) (d. h. gemäß den Schritten 201-205) kontinuierlich überwachen, und wenn eine der obigen Bedingungen (I)-(V) nicht mehr erfüllt Ist, kann das Verfahren 100 abgebrochen werden.
4 zeigt ein Vorkondltlonlerungsverfahren 300 zum Durchführen eines zusätzlichen Schritts der „Vorkonditionierung“ vor Verfahren 100. Wie In 2 gezeigt, findet das Vorkonditionierungsverfahren 300 vor Verfahren 100 und damit vor Schritt 101 statt. Das AGR-Ventil darf (bei auf null reduzierter Leistung) nicht in seine ganz geschlossene Position zurückfallen. Es kann beispielsweise zu einer Position zurückfallen, die um 10 % des Verfahrwegs zwischen der ganz geschlossenen und der ganz geöffneten Position geöffnet ist. Verfahren 300 bestimmt diese „Ruheposition“ des Ventils zur Verwendung Im Verfahren 100 anstelle der Position POS_closed.
In Schritt 301 wird das Tastverhältnis oder der Antriebsstrom (nachfolgend als „Leistung“ bezeichnet, obwohl der Begriff „Leistung“ nicht nur das Tastverhältnis oder den Antriebsstrom; sondern Jede Energie, die zum Betätigen und Antreiben des AGR-Ventils geeignet ist, umfassen soll) so eingestellt, dass das Ventil zu einer teilweise geöffneten Position geöffnet wird.
In Schritt 302 wird die zugeführte Leistung auf null reduziert, wodurch bewirkt wird, dass das AGR-Ventil zu einer Ruheposition oder Raststellung, POS_rest, zurückfällt. POS_rest unterscheidet sich von der geschlossenen Position des AGR-Ventils. Die Ruheposition wird in Schritt 303 aufgezeichnet. Diese Ruheposition wird durch Aufzeichnen der Position des AGR-Ventils (und Definieren dieser als Ruheposition des Ventils) bei Beendigung der Ventilbewegung erfasst.
Unter Bezugnahme auf 2, wird Verfahren 300 vor Verfahren 100 durchgeführt, so wird die Ventilruheposition POS_rest in den Schritten von Verfahren 100 anstelle der geschlossenen Position POS_closed verwendet, um das Ende des Verfahrwegs des Ventils während des Tests darzustellen, d. h. In Schritt 105, wenn die zugeführte Leistung auf null gesetzt wird, fällt das AGR-Ventil zu seiner Ruheposition POS_rest zurück. Wenn Verfahren 300 vor Verfahren 100 durchgeführt wird, kann die Ruheposition im nachfolgenden Schritt 107 verwendet werden, wobei t_travel die Zeit ist, die das AGR-Ventil benötigt, um sich von der festgelegten Position POS_hold zu seiner Ruheposition POS_rest (im Gegensatz zu seiner geschlossenen Position POS_closed) zu bewegen. Bei beliebigen/allen Wiederholungen der Schritte 101-108 wird POS_rest anstelle von POS_cloud verwendet.
Dementsprechend hängen alle in Schritt 109 berechneten Mittelwerte, Haftungsfunktionen etc. von POS_rest ab. Der Verfahrweg wird zum Beispiel neu definiert als L_travel = POS_hold - POS_rest.
Dies wiederum modifiziert die Berechnung von v_travel die von L_travel abhängig Ist, der nun wie oben angegeben in Bezug auf POS_rest definiert Ist. So ermöglicht das vor dem Verfahren 100 durchgeführte Verfahren 300 die Verwendung der tatsächlichen Ruheposition des Ventils und nicht der ganz geschlossenen Position, zu der das Ventil möglicherweise nicht zurückkehren kann.
Zum Durchführen von Verfahren 300 wird In Schritt 303 die Ruheposition bestimmt. Um das Erreichen des AGR-Ventils an der Ruheposition zu bestimmen, wird die Ventilgeschwindigkeit berechnet, Indem die Änderung der Ventilposition durch die bis zum Ändern der Position benötigte Zeit oder die Ventilposition durch die Zeit, die zwischen wiederholten Ausführungsschritten verstrichen ist, dividiert wird. Wenn dann die Ventilgeschwindigkeit in Schließrichtung unter einen vorangestellten Schwellenwert fällt (ein niedriger Schwellenwert), kann bestimmt werden, dass das Ventil seine Ruheposition erreicht hat. Alternativ kann bestimmt werden, dass das Ventil nach Ablauf einer festgelegten Zeit nach Wegnahme der Leistung (z. B. nach Wegnahme eines Antriebsstroms oder des Tastverhältnisses des Ventils) seine Ruheposition erreicht hat. Diese festgelegte Zeit sollte ausreichend groß sein, sodass das Ventil eine stationäre Position erreicht haben wird; die festgelegte Zeit kann zum Beispiel 2 Sekunden betragen.
In beiden Fällen kann die Plausibilität der resultierenden Ruheposition durch Vergleichen mit einem erwarteten Bereich von Positionen für das verwendete Ventil überprüft werden (z. B. kann erwartet werden, dass die Ruheposition im Bereich von 5 % bis 15 % des Verfahrwegs liegt). Verfahren 100 darf nur durchgeführt werden, wenn die gemessene Ruheposition des Ventils innerhalb dieses Bereichs liegt. Anderenfalls kann das Verfahren abgebrochen und der Fehler kann einer weitergehenden AGR-Steuersoftware angezeigt werden, die geeignete Maßnahmen ergreifen kann.
5A zeigt einen Graph, der einen Überblick über das zur Diagnose eines AGR-Ventils durchgeführte Verfahren 100 gibt. 5A zeigt die Schritte 101-108 des dreimal durchgeführten Verfahrens (zweimal wiederholt) und 5B zeigt die einmal durchgeführten Schritte 101-108.
In beiden 5A und 5B ist die dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführte Leistung In der unteren Kurve und die AGR-Ventilposition In der oberen Kurve dargestellt.
Die Leistung zum AGR-Ventilstellantrieb wird bei 501 erhöht, bevor und während welcher Zeit die Position des AGR-Ventils in seiner geschlossenen Position gehalten wird (bei 0 auf der y-Achse des oberen Graphen). Irgendwann während 501 erreicht die Leistung ein Niveau, das ausreicht, um das AGR-Ventil zu öffnen. Die Position des AGR-Ventils erhöht sich dann in 507. In 502 wird die Leistung aufrechterhalten, um die Ventilposition auf einer festgelegten Position 508 zu halten. In 503 wird die Leistung auf null reduziert und die Ventilposition fällt In 509 auf seine geschlossene Position 510.
In 504 wird die Hängezeit dargestellt, d. h. die Zeit, in der das Ventil in der festgelegten Position bleibt, bevor es als Reaktion auf die Wegnahme der Leistung auf seine geschlossene Position zurückfällt.
In 505 wird die Bewegungszelt dargestellt, d. h. die Zelt, die das AGR-Ventil benötigt, um von seiner festgelegten Position zu seiner geschlossenen Position zurückzufallen.
6 zeigt das Vorkonditionierungsverfahren 300, das in 600 vor dem Verfahren 100 durchgeführt wird, das in 650 dreimal durchgeführt wird, nachfolgend als „Messphase“ bezeichnet. In 600 wird Verfahren 300 durchgeführt, um die Ruheposition des Ventils zu erlernen, gefolgt von wiederholten Zyklen der Verfahrensschritte 101-108 In 650, die die mittlere Losbrechlelstung, die Haltezeit, die Bewegungszeit und die Ventilbewegungsgeschwindigkeit (über die Zyklen) bestimmen. Wie bei 5A und 5B zeigt die obere Kurve die Ventilposition an, während die untere Kurve die dem Ventilstellantrieb zugeführte Leistung anzeigt.
In 601 ist die Ventilposition ganz geschlossen (in diesem Beispiel ungefähr 8,5 % des Verfahrwegs des Ventils). Jedoch kann beispielsweise ein negatives Tastverhältnis oder ein Strom, der das Ventil in Schließrichtung antreibt, vor Beginn des Verfahrens 300/Region 600 an das Ventil angelegt worden sein, um das Ventil in dieser ganz geschlossenen Position zu halten.
Anschließend wird am Ende der Vorkonditionierungsphase 600 Nullleistung (d. h. kein Antriebsstrom, kein Tastverhältnis) angelegt, aber wegen der „negativen“ Leistung, die das Ventil In die ganz geschlossenen Position treibt, kann die Ventilposition vor und nach der Vorkonditionierungsphase 600 unterschiedlich sein (je nach Ventilausführung) und es ist die Ruheposition am Ende der Vorkonditionierungsphase 600, die verwendet werden sollte, um das Ende des „Fall“-Schritts des Ventils bei jedem Zyklus der Messphase zu markieren.
Aus 6 Ist ersichtlich, dass die Ruheposition (ca. 13 % des Verfahrweges des Ventils) in 602 in der Messphase anstelle der geschlossenen Stellung (wie in den 5A und 5B verwendet wurde) verwendet wird.
Unter Ventilstellantrieb versteht man hier jede Vorrichtung, die in der Lage Ist, das Ventil zu betätigen. Es könnte zum Beispiel ein Motor oder ein Elektromagnet verwendet werden. Die Begriffe „Antriebsstrom“, „Tastverhältnis“ und „Leistung“ sollen auch als austauschbar betrachtet werden, da Strom und Tastverhältnis lediglich Leistungsarten sind, die auf den AGR-Ventilstellantrieb angewendet werden können.

Claims

Abgasrückführungsventil-Diagnoseverfahren (AGR-Ventil-Diagnoseverfahren), das Verfahren umfassend die folgenden Schritte: (a) Setzen der einem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null; (b) Erhöhen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung; (c) Bestimmen der Leistung, die erforderlich Ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen; (d) Betätigen des AGR-Ventils, um das AGR-Ventil zu einer vorbestimmten Öffnungsposition zu bewegen; (e) Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null; und wenigstens eines von: (f) Bestimmen der Zeit zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin; und (g) Bestimmen der Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis Innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen.
AGR-Ventil-Dlagnoseverfahren nach Anspruch 1, wobei die dem AGR-Ventil zugeführte Leistung ein Tastverhältnis oder ein Antriebsstrom ist.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei Bewegung des AGR-Ventils durch Bestimmen erfasst wird, wann die Bewegung des AGR-Ventils über einem vorbestimmten Schwellenwert in einer Bewegungsrichtung des AGR-Ventils liegt.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, wobei die vorbestimmte Öffnungsposition des Ventils 30 % des ganz geöffneten Abstands des Ventils beträgt
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, wobei der festgelegte Abstand von der geschlossenen Position Im Wesentlichen null ist, sodass sich das AGR-Ventil zu seiner im Wesentlichen geschlossenen Position bewegt, wenn die dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführte Leistung in Schritt (e) auf null gesetzt wird.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, wobei das Diagnoseverfahren am Ende jedes Ansteuerungszyklus durchgeführt wird.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, wobei das Diagnoseverfahren nach einem Ventilreinigungszyklus durchgeführt wird.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, wobei das Diagnoseverfahren nur durchgeführt wird, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: - das Ventil weist keinen Defekt auf, der den Test stören würde; - die Batteriespannung liegt innerhalb eines akzeptablen Bereichs; - der Motor Ist länger als eine vorbestimmte Zeitdauer gelaufen; - ein Endstopp-Lernzyklus für das AGR-Ventil wurde abgeschlossen; - die Motorkühlmitteltemperatur liegt über einem vorbestimmten Schwellenwert.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, wobei das Diagnoseverfahren abgebrochen wird, wenn festgestellt wird, dass wenigstens eine der folgenden Bedingungen nicht erfüllt Ist - das Ventil weist keinen Defekt auf, der den Test stören würde; - die Batteriespannung liegt innerhalb eines akzeptablen Bereichs; - der Motor ist länger als eine vorbestimmte Zeitdauer gelaufen; - ein Endstopp-Lernzyklus für das AGR-Ventil wurde abgeschlossen; - die Motorkühlmitteltemperatur liegt über einem vorbestimmten Schwellenwert.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, weiterhin umfassend wenigstens einmaliges Wiederholen der Schritte (a)-(g).
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 10, wobei Schritte (a)-(g) dreimal wiederholt werden.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 10 oder 11, weiterhin umfassend, nachdem die Schritte (a)-(g) wenigstens einmal wiederholt worden sind, Berechnen wenigstens eines: - des Mittelwerts der während des Schritts (c) bestimmten Leistung, wobei es sich um den Durchschnitt der Leistung handelt, die erforderlich Ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen; - des Mittelwerts der Leistung in Schritt (d) zum Halten des AGR-Ventils in der vorbestimmten Öffnungsposition; - des Mittelwerts der während des Schritts (f) bestimmten Zeit, wobei es sich um den Durchschnitt der Zeiten zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin handelt; - des Mittelwerts der Zeit, die während des Schritts (g) bestimmt wird, wobei es sich um den Mittelwert der Zeiten handelt, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen; und - der Durchschnittsgeschwindigkeit des AGR-Ventils beim Bewegen von der vorbestimmten Öffnungsposition bis innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 12, weiterhin umfassend den Schritt des Berechnens wenigstens eines von: - einer Funktion, f₁, des Mittelwerts der Leistung, die erforderlich Ist, um das AGR-Ventil zum Öffnen zu bringen; - einer Funktion, f₂, des Mittelwerts der Leistung, die zum Halten des AGR-Ventils in der vorbestimmten Öffnungsposition erforderlich ist; - einer Funktion, f₃, des Mittelwerts der Zeiten zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin; - einer Funktion, f₄, des Mittelwerts der Zeiten, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines bestimmten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils zu bewegen; und - einer Funktion, f₅, der Durchschnittsgeschwindigkeit des AGR-Ventils beim Bewegen von der vorbestimmten Öffnungsposition bis innerhalb eines bestimmten Abstands von der geschlossenen Position des AGR-Ventils.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 13, wobei wenigstens eine der Funktionen f₁, f₂, f₃, f₄, f₅, ein Polynom ist.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 14, wobei wenigstens eine der Funktionen f₁, f₂, f₃, f₄, f₅, linear ist.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 13-15, weiterhin umfassend den Schritt des Bestimmens des Maximalwerts der Funktionen f₁, f₂, f₃, f₄ und f₅, max(f₁, f₂, f₃, f₄, f₅), und der Ausgabe des Werts max(f₁, f₂, f₃, f₄, f₅).
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend den Schritt, wenn der Maximalwert max(f₁, f₂, f₃, f₄, f₅) größer als ein vorbestimmter Schwellenwert Ist, des Ausgebens einer Bestimmung, dass das AGR-Ventil gereinigt werden muss, und des Einleitens eines Reinigungsvorgangs zum Reinigen des AGR-Ventils.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, weiterhin umfassend die Schritte: (h) Einstellen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung, sodass das AGR-Ventil zum Öffnen zu einer teilweise geöffneten Position gebracht wird; (i) Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null, um zu bewirken, dass das AGR-Ventil in eine Ruheposition zurückfällt; und (j) wenn das AGR-Ventil In seine Ruheposition zurückgefallen ist, Aufzeichnen der Ruheposition des AGR-Ventils.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 18, wobei in Schritt (j) bestimmt wird, dass das AGR-Ventil seine Ruheposition erreicht hat, wenn die Ventilbewegung eingestellt wurde.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 18, wobei in Schritt (j) bestimmt wird, dass das AGR-Ventil die Ruheposition erreicht hat, wenn die Geschwindigkeit des AGR-Ventils unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit fällt.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 18, wobei in Schritt (j) bestimmt wird, dass das AGR-Ventil seine Ruheposition erreicht hat, wenn eine festgelegte Zeit verstrichen Ist, nachdem die dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführte Leistung in Schritt (i) auf null gesetzt wurde.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 21, wobei die festgelegte Zeit 2 Sekunden beträgt.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 18-22, wobei die Schritte (h)-(j) vor Schritt (a) durchgeführt werden.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 23, wobei der festgelegte Abstand in Schritt (g) so ist, dass sich das AGR-Ventil zur Ruheposition bewegt, wie in Schritt (j) aufgezeichnet.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei Schritte (a)-(g) nur durchgeführt werden, wenn festgestellt wird, dass die AGR-Ventil-Ruheposition zwischen 5 % und 15 % des maximalen Verfahrwegs des Ventils liegt.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 23-25, wobei das Diagnoseverfahren abgebrochen wird, wenn festgestellt wird, dass die AGR-Ventil-Ruheposition außerhalb des Bereichs von zwischen 5 % und 15 % des maximalen Verfahrweges des Ventils liegt.
AGR-Ventil-Diagnoseverfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, wobei ein Abhfifereinigungsvorgang eingeleitet wird, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: - wenn die dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführte Leistung, um ihn zum Öffnen zu veranlassen, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt; - die Leistung, die benötigt wird, um das AGR-Ventil In der vorbestimmten Öffnungsposition zu halten, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt; - die Zeit zwischen dem Setzen der dem AGR-Ventilstellantrieb zugeführten Leistung auf null und dem Beginn der Bewegung des AGR-Ventils zur geschlossenen Position hin über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt; - die Zeit, die das AGR-Ventil benötigt, um sich bis innerhalb eines festgelegten Abstands von der geschlossenen Position zu bewegen, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt; oder - die Geschwindigkeit des Ventils beim Bewegen von seiner vorbestimmten Öffnungsposition bis innerhalb des festgelegten Abstands von seiner geschlossenen Position unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
System zum Durchführen einer Diagnose eines AGR-Ventils, umfassend einen Controller, der zum Durchführen des Verfahrens nach einem beliebigen der Ansprüche 1-26 konfiguriert ist.
Computerlesbares Medium, umfassend Anweisungen, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, bewirken, dass der Computer die Schritte des Verfahrens nach einem beliebigen der Ansprüche 1-26 durchführt.