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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung dar und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
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Eine Abgasrückführungsvorrichtung (allgemein: AGR) ist ein System, das in einem Fahrzeug zur Reduzierung schädlicher Abgase eingesetzt wird. Im Allgemeinen nimmt der NOx-Anteil im Abgas zu, wenn das Verhältnis von Luft im Luft/Kraftstoff-Gemisch hoch ist. Daher führt die Abgasrückführungsvorrichtung einen Teil (z.B. 5 bis 20 %) des aus einem Motor ausgestoßenen Abgases wieder dem Luft/Kraftstoff-Gemisch zu, um die Sauerstoffkonzentration im Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verringern und dadurch die Entstehung von NOx durch Störung der Verbrennung zu unterdrücken.
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Typischerweise rezirkuliert die Abgasrückführungsvorrichtung ein Abgas, das aus den Zylindern des Motors durch einen Auslasskrümmer ausgestoßen wird und durch eine Abgasleitung zurück zu den Zylindern des Motors strömt, durch eine Rückführleitung bzw. AGR-Leitung. Ein AGR-Ventil wird typischerweise in der AGR-Leitung eingesetzt, um ein AGR-Verhältnis einzustellen.
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Das Abgasrückführungssystem kann in eine Niederdruck-AGR-Vorrichtung und eine Hochdruck-AGR-Vorrichtung unterteilt werden.
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Die Hochdruck-AGR-Vorrichtung führt das rückgeführte Gas (AGR-Gas) unter hohem Druck des Auslasskrümmers dem Einlasskrümmer zu. Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung führt das AGR-Gas von einer stromabwärtigen Seite einer Abgasreinigungsvorrichtung in der Abgasleitung zu einer stromaufwärtigen Seite eines Verdichters eines Turboladers/Kompressors in die Einlassleitung zu.
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Bei einem solchen konventionellen Abgasrückführungssystem zirkuliert das Abgas durch eine AGR-Leitung, die von der Abgasleitung abzweigt und mit der Einlassleitung verbunden ist. Die AGR-Leitung ist mit einem AGR-Kühler zur Kühlung des rückgeführten Abgases und einem AGR-Ventil zur Einstellung einer Menge des rückgeführten Abgases bereitgestellt.
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Wir haben herausgefunden, dass eine durch die Öffnung des AGR-Ventils gesteuerte tatsächliche AGR-Menge schwer zu ermitteln ist, und dass ein Verfahren erforderlich ist, die den Betrieb und die Öffnung des AGR-Ventils präzise vorhersagen oder diagnostizieren kann, um die NOx-Steuerung zu verbessern.
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Die oben genannten Informationen, die in diesem Abschnitt „Hintergrund“ offenbart sind, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und können daher Informationen enthalten, die nicht zum Stand der Technik gehören, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
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KURZERLÄUTERUNG
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils und ein Verfahren zur Verwendung desselben bereit, die den Vorteil haben, den Normalbetrieb und das Öffnen des AGR-Ventils der Abgasrückführungsvorrichtung genau zu diagnostizieren.
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Eine beispielhafte Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils weist auf: eine Abgasrückführungsvorrichtung mit einer AGR-Leitung, die eine Abgasleitung und eine Einlassleitung eines Verbrennungsmotors (im Weiteren auch kurz: Motor) verbindet, und einem AGR-Ventil, das in der AGR-Leitung installiert ist, einen elektrischen Lader (bspw. elektrisch-angetriebenen Kompressor), der in der Einlassleitung installiert und eingerichtet ist, um den Innendruck eines Einlasskrümmers zu ändern, einen Einlasskrümmer-Drucksensor, der den Innendruck des Einlasskrümmers misst, und eine Steuerungsvorrichtung, eingerichtet ist, um, wenn der Motor bei fahrendem bzw. laufendem bzw. bei im Betrieb befindlichen (im Weiteren kurz: fahrendem) Fahrzeug abgestellt wird, ein Öffnungsmaß bzw. einen Öffnungsbetrag (bspw. einen Öffnungswinkel; im Weiteren auch kurz: Öffnungsmaß oder Maß oder Betrag) des AGR-Ventils zu ermitteln, eine Fixierung (bspw. ein Klemmen) des AGR-Ventils und eine Leckage des AGR-Ventils auf der Grundlage des gemessenen Innendrucks des Einlasskrümmers zu diagnostizieren, der abhängig vom Öffnungsmaß des AGR-Ventils variiert.
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Die Steuerungsvorrichtung kann z.B. eingerichtet sein, um das Öffnungsmaß des AGR-Ventils zu lernen, die Fixierung des AGR-Ventils und die Leckage des AGR-Ventils nach Positionierung eines Kurbelwinkels in einer Referenzposition bei stehenden Motor zu diagnostizieren.
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In einer Ausführungsform kann z.B. die Steuerungsvorrichtung den elektrischen Lader in einer positiven Richtung (bspw. Überdruck-Erzeugung) betreiben, um einen positiven Druck über einem atmosphärischen Druck im Einlasskrümmer zu erzeugen, das AGR-Ventil für einen ersten vorbestimmten Zeitraum mit einem ersten vorbestimmten Öffnungsmaß öffnen und dann das AGR-Ventil schließen, wenn der erste vorbestimmte Zeitraum vergangen ist, und eine erste Druckdifferenz berechnen, indem ein während des ersten vorbestimmten Zeitraums gemessener Innendruck des Einlasskrümmers mit einem ersten Referenzdruck (bspw. ein in einem Kennfeld hinterlegter Druck) verglichen wird, so dass die Steuerungsvorrichtung den Öffnungsmaß des AGR-Ventils lernt.
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In einer weiteren Ausführungsform kann z.B. die Steuerungsvorrichtung eingerichtet sein, um: das AGR-Ventil für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum mit einem zweiten vorbestimmten Öffnungsmaß zu öffnen und dann das AGR-Ventil nach Ablauf des zweiten vorbestimmten Zeitraums zu schließen, wobei sich das zweite vorbestimmte Öffnungsmaß von dem ersten vorbestimmten Öffnungsmaß unterscheidet, eine zweite Druckdifferenz zu berechnen, indem ein während des zweiten vorbestimmten Zeitraums gemessener Innendruck des Einlasskrümmers mit einem zweiten Referenzdruck (bspw. ein in einem Kennfeld hinterlegter Druck) verglichen wird, ein Verhältnis der ersten Druckdifferenz zu der zweiten Druckdifferenz zu berechnen, und einen Kompensationswert der Öffnung des AGR-Ventils auf der Grundlage des berechneten Verhältnisses der ersten Druckdifferenz zu der zweiten Druckdifferenz zu ermitteln.
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Die Steuerungsvorrichtung kann eingerichtet sein, um zu ermitteln, dass das AGR-Ventil fixiert bzw. festgelegt ist, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers nicht verändert wird, während der elektrische Lader in positiver Richtung betrieben wird, um einen Überdruck über einem atmosphärischen Druck im Einlasskrümmer zu erzeugen, und um eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils mit unterschiedlichen Öffnungsmaßen zu senden.
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Die Steuerungsvorrichtung kann z.B. eingerichtet sein, um zu ermitteln, dass das AGR-Ventil eine Leckage hat, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck im Einlasskrümmer von einem Referenzdruck um mehr als einen vorbestimmten Druck abweicht, während der elektrische Lader in einer positiven Richtung betrieben wird, um einen positiven Druck über einem atmosphärischen Druck im Einlasskrümmer zu erzeugen, und um eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils mit unterschiedlichen Öffnungsmaßen zu senden.
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Die Steuerungsvorrichtung kann z.B. eingerichtet sein, um die Öffnung des AGR-Ventils zu lernen, indem es den elektrischen Lader in umgekehrter Richtung betreibt (bspw. Unterdruck-Erzeugungsrichtung), um einen Unterdruck unterhalb eines atmosphärischen Drucks im Einlasskrümmer zu erzeugen, das AGR-Ventil nach dem Öffnen des AGR-Ventils für einen ersten vorbestimmten Zeitraum bis zu einem ersten vorbestimmten Öffnungsmaß schließt und den Innendruck des Einlasskrümmers mit einem ersten Referenzdruck vergleicht.
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Die Steuerungsvorrichtung kann z.B. eingerichtet sein, um eine Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils zu senden, nachdem es eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils für einen ersten vorbestimmten Zeitraum auf ein zweites vorbestimmtes Öffnungsmaß gesendet hat, das sich vom ersten vorbestimmten Öffnungsmaß unterscheidet, und den Innendruck des Einlasskrümmers mit einem zweiten Referenzdruck vergleicht, und einen Kompensationswert für die Öffnung des AGR-Ventils als ein Verhältnis eines Differenzdrucks zwischen dem ersten Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers ermitteln, der gemessen wird, wenn eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils auf das erste vorbestimmte Öffnungsmaß gesendet wird, und einen Differenzdruck zwischen dem zweiten Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers ermitteln, der gemessen wird, wenn eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils auf das zweite vorbestimmte Öffnungsmaß gesendet wird.
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Die Steuerungsvorrichtung kann z.B. eingerichtet sein, um das AGR-Ventil zu fixieren, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers nicht verändert wird, während der elektrische Lader in umgekehrter Richtung betrieben wird, um einen Unterdruck unterhalb eines atmosphärischen Drucks im Einlasskrümmer zu erzeugen, und um eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils mit unterschiedlichen Öffnungsmaßen zu senden.
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Die Steuerungsvorrichtung kann z.B. eingerichtet sein, um zu erfassen, wenn das AGR-Ventil eine Leckage hat, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck im Einlasskrümmer von einem Referenzdruck um mehr als einen vorbestimmten Druck abweicht, während der elektrische Lader in umgekehrter Richtung betrieben wird, um einen Unterdruck unterhalb eines atmosphärischen Drucks im Einlasskrümmer zu erzeugen, und eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils mit unterschiedlichen Öffnungsmaßen gesendet wird.
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Ein beispielhaftes Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils, das in einer Abgasrückführungsvorrichtung bereitgestellt ist, weist auf: Ermitteln, durch eine Steuerungsvorrichtung, ob ein Motor gestoppt ist, während ein Fahrzeug fährt, Betreiben eines elektrischen Laders durch die Steuerungsvorrichtung, Erfassen eines Innendrucks eines Einlasskrümmers durch einen Einlasskrümmer-Drucksensor entsprechend einer Öffnung des AGR-Ventils und Lernen der Öffnung des AGR-Ventils durch die Steuerungsvorrichtung aus dem Innendruck des Einlasskrümmers, der durch den Einlasskrümmer-Drucksensor erfasst wird.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner das Betreiben des elektrischen Laders in einer positiven Richtung, um einen positiven Druck über einem atmosphärischen Druck im Einlasskrümmer zu erzeugen, das Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils für einen vorbestimmten Zeitraum bis zu einem ersten vorbestimmten Betrag, das Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils und das Lernen der Öffnung des AGR-Ventils durch Vergleichen des Innendrucks des Einlasskrümmers mit einem ersten Referenzdruck aufweisen.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner aufweisen: Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils für einen vorbestimmten Zeitraum bis zu einem zweiten vorbestimmten Betrag, der sich von dem ersten vorbestimmten Betrag unterscheidet, Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils und Vergleichen des Innendrucks des Einlasskrümmers mit einem zweiten Referenzdruck, und Ermitteln eines Kompensationswertes der Öffnung des AGR-Ventils als ein Verhältnis eines Differenzdruckes zwischen dem ersten Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers, der gemessen wird, wenn eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils auf den ersten vorbestimmten Betrag gesendet wird, und eines Differenzdruckes zwischen dem zweiten Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers, der gemessen wird, wenn eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils auf den zweiten vorbestimmten Betrag gesendet wird.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner das Betreiben des elektrischen Laders in umgekehrter Richtung, um einen Unterdruck unterhalb eines Atmosphärendrucks im Einlasskrümmer zu erzeugen, das Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils für einen vorbestimmten Zeitraum bis zu einem ersten vorbestimmten Betrag, das Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils und das Erlernen des Öffnens des AGR-Ventils durch Vergleich des Innendrucks des Einlasskrümmers mit einem ersten Referenzdruck aufweisen.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner das Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils für einen vorbestimmten Zeitraum auf einen zweiten vorbestimmten Betrag, der sich von dem ersten vorbestimmten Betrag unterscheidet, das Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils und Vergleichen des Innendrucks des Einlasskrümmers mit einem zweiten Referenzdruck aufweisen, und das Ermitteln eines Kompensationswertes der Öffnung des AGR-Ventils als ein Verhältnis eines Differenzdruckes zwischen dem ersten Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers aufweisen, der gemessen wird, wenn eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils auf den ersten vorbestimmten Betrag gesendet wird, und eines Differenzdruckes zwischen dem zweiten Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers, der gemessen wird, wenn eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils auf den zweiten vorbestimmten Betrag gesendet wird.
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Ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils, das in einer Abgasrückführungsvorrichtung bereitgestellt ist, weist das Ermitteln, durch eine Steuerungsvorrichtung, ob ein Motor abgestellt ist und eine Diagnose-Anforderungsbedingung und eine Lernverfügbarkeitsbedingung erfüllt sind, das Betreiben eines elektrischen Laders durch die Steuerungsvorrichtung, das Erfassen eines Innendrucks eines Einlasskrümmers durch einen Einlasskrümmer-Drucksensor entsprechend einer Öffnung des AGR-Ventils und das Ermitteln einer Fixierung des AGR-Ventils durch die Steuerungsvorrichtung aus dem Innendruck des Einlasskrümmers auf, der durch den Einlasskrümmer-Drucksensor erfasst wird.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner aufweisen: Betreiben des elektrischen Laders in positiver Richtung, um einen Überdruck über einem Atmosphärendruck im Einlasskrümmer zu erzeugen, Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils zu einer Öffnung mit einer anderen Größe, Anhalten des elektrischen Laders, Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils und Ermitteln, dass das AGR-Ventil fixiert ist, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers nicht verändert wird, falls eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils zu einer Öffnung mit einer anderen Größe gesendet wird.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner aufweisen: Betreiben des elektrischen Laders in umgekehrter Richtung, um einen Unterdruck unterhalb des Atmosphärendrucks im Einlasskrümmer zu erzeugen, Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils zu einer Öffnung mit einer anderen Größe, Anhalten des elektrischen Laders, Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils und Ermitteln, dass das AGR-Ventil fixiert ist (z.B. klemmt), wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers nicht verändert wird, falls eine Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils zu einer Öffnung mit einer anderen Größe gesendet wird.
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Ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils, das in einer Abgasrückführungsvorrichtung bereitgestellt ist, weist auf: Ermitteln, durch die Steuerungsvorrichtung, ob ein Motor abgestellt ist und eine Diagnose-Anforderungsbedingung und eine Lernverfügbarkeitsbedingung erfüllt sind, Betreiben eines elektrischen Laders durch die Steuerungsvorrichtung, Erfassen eines Innendrucks eines Einlasskrümmers durch einen Einlasskrümmer-Drucksensor entsprechend einer Öffnung des AGR-Ventils und Ermitteln einer Leckage des AGR-Ventils durch die Steuerungsvorrichtung aus dem Innendruck des Einlasskrümmers, der durch den Einlasskrümmer-Drucksensor erfasst wird.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner aufweisen: Betreiben des elektrischen Laders in einer positiven Richtung, um einen Überdruck über einem atmosphärischen Druck im Einlasskrümmer zu erzeugen, Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils zu einer Öffnung mit einer anderen Größe, Anhalten des elektrischen Laders, Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils, und Ermitteln, dass das AGR-Ventil eine Leckage hat, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers von einem Referenzdruck um mehr als einen vorbestimmten Druck abweicht.
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Das beispielhafte Verfahren kann z.B. ferner aufweisen: Betreiben des elektrischen Laders in umgekehrter Richtung, um einen Unterdruck unterhalb eines Atmosphärendrucks im Einlasskrümmer zu erzeugen, Senden einer Anweisung zum Öffnen des AGR-Ventils zu einer Öffnung mit einer anderen Größe, Anhalten des elektrischen Laders, Senden einer Anweisung zum Schließen des AGR-Ventils und Ermitteln, dass das AGR-Ventil eine Leckage hat, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers von einem Referenzdruck um mehr als einen vorbestimmten Druck abweicht.
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Gemäß einer Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils und einem Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können ein Normal- und Abnormal-Betrieb und die Öffnung des AGR-Ventils genau diagnostiziert werden, indem ein elektrischer Lader betrieben wird, um den Innendruck eines Einlasskrümmers entsprechend der Öffnung des AGR-Ventils zu messen.
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Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der hier gegebenen Beschreibung ergeben. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
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Figurenliste
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Zum besseren Verständnis der Offenbarung werden nun verschiedene Ausführungsformen davon beschrieben, wobei beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems ist, das bei einer Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendbar ist,
- 2 ein Blockdiagramm ist, das eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt,
- 3 ein Verfahren zur Einstellung eines Kurbelwinkels in einer Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
- 4 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
- 5 eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zum Erlernen eines AGR-Maßes entsprechend der Öffnung eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist,
- 6 eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Fixierung eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist,
- 7 eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Leckage eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist,
- 8 eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose und zum Erlernen eines AGR-Maßes entsprechend der Öffnung eines AGR-Ventils in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist,
- 9 eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Fixierung eines AGR-Ventils in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist, und
- 10 eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Leckage eines AGR-Ventils in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist.
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einzuschränken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die gegenwärtige Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Es ist zu verstehen, dass in den Zeichnungen durchgehend entsprechende Bezugszeichen auf ähnliche oder entsprechende Teile und Merkmale hinweisen.
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Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gezeigt sind, ausführlicher beschrieben. Wie dem Fachmann klar ist, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Um die vorliegende Offenbarung zu veranschaulichen, werden Teile, die nicht mit der Beschreibung in Zusammenhang stehen, ausgelassen.
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Obwohl die Größe und Dicke der einzelnen Elemente in den Zeichnungen willkürlich angegeben sind, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht unbedingt hierauf beschränkt, und in den Zeichnungen sind die Dicken der Schichten, Filme, Platten, Bereiche usw. aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt.
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Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils in beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotorsystems, bei welchem eine Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendbar ist. Darüber hinaus ist 2 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Zunächst wird das Verbrennungsmotorsystem, bei welchem die Vorrichtung zur Diagnose des AGR-Ventils in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendbar ist, ausführlich beschrieben. Ein Fahrzeug, das mit der Vorrichtung zur Diagnose eines AGR-Ventils eingesetzt werden kann, kann ein Fahrzeug sein, das nur über einen Verbrennungsmotor verfügt, oder kann ein Hybridfahrzeug, das sowohl über einen Verbrennungsmotor wie auch über einen z.B. Elektro-Antriebsmotor verfügt.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, weist ein Antriebssystem in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf: einen Motor 10 mit mehreren Brennräumen, die durch Verbrennung von Kraftstoff ein Antriebsdrehmoment erzeugen, eine Einlassleitung 60, die eine der Brennkammer zuzuführende Einlassluft empfängt, eine Drosselklappe 64, die an einer stromaufwärtigen Seite eines Einlasskrümmers 70 angeordnet ist und eine der Brennkammer zugeführte Luftmenge einstellt, einen elektrischen Lader 50, der an einer stromaufwärtigen Seite der Drosselklappe 64 in der Einlassleitung 60 angeordnet ist und einen Motor 51 und einen elektrischen Kompressor 53 aufweist, der von dem Motor 51 angetrieben wird, um der Brennkammer verdichtete Luft zuzuführen, einen Katalysator 80, der das aus der Brennkammer ausgestoßene Abgas reinigt, und eine Abgasrückführungsvorrichtung (AGR-Vorrichtung) 40, die einen Teil des aus der Brennkammer ausgestoßenen Abgases in die Brennkammer zurückführt.
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Der elektrische Lader 50 zur Versorgung der Brennkammer mit verdichteter Luft weist den Motor 51 und den elektrischen Kompressor 53 auf. Der elektrische Kompressor 53 wird vom Motor 51 angetrieben und verdichtet Umgebungsluft je nach Fahrbedingung, um der Brennkammer verdichtete Luft zuzuführen.
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Die Einlassleitung 60 ist mit einer Bypassleitung 62 bereitgestellt, die einen Teil der dem elektrischen Kompressor 50 zugeführten Luft vorbeileitet. An der Bypassleitung 62 ist ein Bypassventil 63 angebracht. Eine Menge der dem elektrischen Lader 50 zugeführten Luft wird durch das Bypassventil 63 eingestellt.
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Die Abgasrückführungsvorrichtung 40 weist eine AGR-Leitung 41, durch die ein Teil (Rückführungsgas) des aus der Brennkammer ausgestoßenen Abgases strömt, einen in die AGR-Leitung 41 installierten AGR-Kühler 43 und ein AGR-Ventil 45 zur Einstellung einer AGR-Gasmenge auf.
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Die AGR-Leitung 41 zweigt von der Abgasleitung 30 an einer stromabwärtigen Seite des Katalysators 80 für das in der Brennkammer erzeugte Abgas ab und ist mit der Einlassleitung 60 an einer stromabwärtigen Seite des in der Einlassleitung 60 installierten elektrischen Laders 50 verbunden.
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Der AGR-Kühler 43 kühlt das durch die AGR-Leitung 41 strömende Rezirkulationsgas (AGR-Gas) und führt das gekühlte Gas der Brennkammer zu.
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Ein Motorsystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann bei einem Hybridfahrzeug mit einem z.B. Elektro-Antriebsmotor 110 angewendet werden, der eine Leistung des Motors 10 unterstützt.
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Der Antriebsmotor 110 unterstützt die Leistung des Motors 10 und arbeitet selektiv als Generator zur Erzeugung elektrischer Energie. Der Antriebsmotor 110 wird mit elektrischer Energie betrieben, die in einer Batterie (nicht abgebildet) gespeichert wird. Die vom Antriebsmotor 110 erzeugte elektrische Energie wird in die Batterie geladen.
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Eine Datenerfassungseinheit 90 erfasst verschiedene Daten, die für ein Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils verwendet werden, anhand eines Musters und sendet die erfassten Daten an eine Steuerungsvorrichtung 100.
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Die durch die Datenerfassungseinheit 90 erfassten Daten können einen Innendruck eines Einlasskrümmers, einen Kurbelwellenwinkel, eine Kühlmitteltemperatur und ein Stoppsignal des Motors aufweisen.
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Zu diesem Zweck kann die Datenerfassungseinheit 90 einen Einlasskrümmer-Drucksensor (MAP-Sensor: Krümmer-Absolutdrucksensor) 71 zur Erfassung des Innendrucks eines Einlasskrümmers, einen Kurbelwinkelstellungssensor (Kurbelwinkelpositionssensor) zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels und einen Kühlmitteltemperatursensor zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur aufweisen.
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Darüber hinaus kann der Motorstopp-Zustand einen Zündschlüssel-Aus-Stopp, einen Motorabwürge-Stopp und einen Leerlauf-Stopp aufweisen. In einer Ausführungsform kann die Datenerfassungseinheit 90 einen Zündschlüsselsensor zum Erkennen des Zündschlüssel-Aus-Stopps, einen Drehzahlsensor zum Erkennen des Motorabwürge-Stopps und/oder einen Gaspedalsensor und einen Bremspedalsensor zum Erkennen des Leerlauf-Stopps aufweisen.
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Die Steuerungsvorrichtung 100 steuert den elektrischen Lader 50 auf der Grundlage der von der Datenerfassungseinheit 90 erfassten Daten und lernt aus dem Innendruck des Einlasskrümmers ein Öffnungsmaß des AGR-Ventils 45. Die Steuerungsvorrichtung kann auf der Grundlage der erfassten Daten eine Fixierung des AGR-Ventils 45 und eine Leckage des AGR-Ventils 45 feststellen.
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Zu diesem Zweck kann die Steuerungsvorrichtung 100 als mindestens ein Prozessor bereitgestellt sein, der durch ein vorbestimmtes Programm betrieben werden kann, wobei das vorbestimmte Programm Anweisungen zu den jeweiligen Schritten eines Verfahrens zur Diagnose des AGR-Ventils 45 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten kann.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Diagnose eines AGR-Ventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Wie in 4 dargestellt, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 100 zunächst in Schritt S10 anhand der von der Datenerfassungseinheit 90 erfassten Daten, ob der Motor gestoppt wird/ist.
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Wenn der Motor bei laufendem bzw. fahrendem Fahrzeug abgestellt wird (S10-Ja), ermittelt die Steuerungsvorrichtung 100 im Schritt S20, ob eine Diagnose-Anforderungsbedingung und eine Lernverfügbarkeitsbedingung des AGR-Ventils 45 erfüllt sind.
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Die Diagnose-Anforderungsbedingung kann bedeuten, dass die Steuerungsvorrichtung 100 das AGR-Ventil 45 über einen vorbestimmten Zeitraum nicht diagnostiziert hat. Die Diagnose-Anforderungsbedingung kann z.B. erfüllt sein, wenn der Motor des Fahrzeugs nach längerem Abstellen (z.B. mehr als 6 Stunden) gestartet wird oder wenn das AGR-Ventil 45 über einen längeren Zeitraum (z.B. 5 bis 6 Stunden) bei fahrendem Fahrzeug nicht diagnostiziert wurde.
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Die Lernverfügbarkeitsbedingung dient dem Ermitteln, ob sich das AGR-Ventil in einem Zustand befindet, der für die Diagnose nicht geeignet ist. Es kann eingestellt werden, dass die Lernverfügbarkeitsbedingung nicht erfüllt ist, wenn eine Kühlmitteltemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt (z.B. 60 Grad Celsius), wenn eine Batteriespannung unter einem vorbestimmten Wert liegt (z.B. 11 V), wenn ein elektrisches Signal einer Hauptkomponente (z.B. MAP-Sensor, AGR-Ventil oder ähnliches) anormal ist (z.B. Kurzschluss oder ähnliches), wenn der atmosphärische Druck unter einem vorbestimmten Druck liegt (z.B. 950 HPa), wenn eine Umgebungslufttemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt (z.B. 30 Grad Celsius unter Null), wenn eine Fehlzündung im Motor auftritt oder eine Hauptkomponente wie ein Katalysator beschädigt wird, wenn ein Fahrer keinen Sicherheitsgurt angelegt hat oder wenn eine Motorhaube oder eine Autotür offen ist.
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Wenn die Diagnose-Anforderungsbedingung und die Lernverfügbarkeitsbedingung erfüllt sind (S20-Ja), stellt die Steuerungsvorrichtung 100 die Position einer Kurbelwelle 19 durch den Antriebsmotor 110 und/oder die Drosselklappe 64 so ein, dass der Kurbelwellenwinkel in einer Referenzposition positioniert wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Referenzposition als eine Position eingestellt werden, bei der eine Ventilüberschneidung eines Einlassventils 15 und eines Auslassventils 17 eines entsprechenden Zylinders minimal wird/ist (siehe 3; bspw. sind Einlass- und Auslassventil(e) geschlossen).
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Anschließend, im Schritt S30, betreibt die Steuerungsvorrichtung 100 den elektrischen Lader z.B. in positiver Richtung, um im Einlasskrümmer 70 einen Überdruck über dem atmosphärischen Druck zu erzeugen. Dann in Schritt S40 sendet die Steuerungsvorrichtung 100 eine Anweisung zum z.B. Öffnen des AGR-Ventils 45 für einen vorbestimmten Zeitraum bis zu einem ersten vorbestimmten Betrag und erzeugt dann ein Steuersignal zum z.B. Schließen des AGR-Ventils 45. Zu diesem Zeitpunkt kann das Bypassventil 63 geschlossen ist.
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Alternativ kann die Steuerungsvorrichtung 100 vor dem Schließen des AGR-Ventils 45 ein Steuersignal erzeugen, um das AGR-Ventil 45 bis zu einem zweiten vorbestimmten Betrag, der sich von dem ersten vorbestimmten Betrag unterscheidet, weiter zu öffnen.
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Danach, im Schritt S60, lernt die Steuerungsvorrichtung 100 aus dem Innendruck des Einlasskrümmers 70 ein Öffnungsmaß des AGR-Ventils 45 oder diagnostiziert eine Fixierung des AGR-Ventils 45 und/oder eine Leckage des AGR-Ventils 45.
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Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 100 in Schritt S70, wenn beim AGR-Ventil 45 eine Fixierung und/oder eine Leckage diagnostiziert wird, einen Fahrer durch eine Mittelkonsole oder Ähnliches über einen Zustand des AGR-Ventils 45 warnen.
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Ausführlicher wird ein Vorgang des Erlernens der Öffnung des AGR-Ventils 45 beschrieben.
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5 ist eine Zeichnung zur Erläuterung, die ein Verfahren zum Lernen über eine AGR-Menge nach dem Öffnen des AGR-Ventils 45 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt. In 5 ist die horizontale Achse eine Zeitachse, ist die linke vertikale Achse der Innendruck des Einlasskrümmers 70 und ist die rechte vertikale Achse die Öffnung des AGR-Ventils 45.
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Unter Bezugnahme auf 5: Während die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt hat, wenn der elektrische Lader in positiver Richtung arbeitet, variiert der Innendruck des Einlasskrümmers 70 je nach dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils 45. Zu diesem Zeitpunkt ist der Referenzdruck der Innendruck des Einlasskrümmers 70 für den Fall, dass das AGR-Ventil 45 dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 ideal folgt.
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Das heißt, für den Fall, dass das AGR-Ventil 45 normalerweise dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 folgt, wenn ein Steuersignal zum Betrieb des elektrischen Laders 50 und zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt werden, wird der Innendruck im Einlasskrümmer 70 zu einem positiven Druck über dem atmosphärischen Druck (siehe „A“ in 5). Wenn ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den ersten vorbestimmten Betrag erzeugt wird, wird der Innendruck des Einlasskrümmers 70 zu einem positiven Druck, der niedriger ist als bei geschlossenem AGR-Ventil 45 (siehe „B“ in 5). Wenn außerdem ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 bis zu einem zweiten vorbestimmten Betrag, der größer ist als der erste vorbestimmte Betrag, erzeugt wird, wird der Innendruck des Einlasskrümmers 70 zu einem positiven Druck, der niedriger ist, als wenn das AGR-Ventil 45 bis zum ersten vorbestimmten Betrag geöffnet wird/ist (siehe „C“ in 5). Wenn schließlich das AGR-Ventil 45 geschlossen und der elektrische Lader 50 gestoppt wird, wird der Innendruck im Einlasskrümmer 70 auf dem atmosphärischen Druckniveau gehalten (siehe „D“ in 5).
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Wenn das AGR-Ventil 45 jedoch nicht exakt dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 folgt, weicht der Innendruck im Einlasskrümmer 70 vom Referenzdruck ab. Das heißt, für den Fall, dass die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen auf den ersten vorbestimmten Betrag erzeugt hat, kann, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor 71 gemessene Innendruck des Einlasskrümmers 70 vom Referenzdruck abweicht, festgestellt werden, dass das AGR-Ventil 45 dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 nicht genau folgt.
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Daher erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 für einen vorbestimmten Zeitraum auf einen zweiten vorbestimmten Betrag, der sich von dem ersten vorbestimmten Betrag unterscheidet, und vergleicht den Innendruck des Einlasskrümmers 70 mit dem Referenzdruck.
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Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 100 einen Kompensationswert für die Öffnung des AGR-Ventils 45 als Verhältnis von Differenzdrücken ermitteln, d.h. als Verhältnis zwischen einem Differenzdruck zwischen dem Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers 70, der gemessen wurde, als die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den ersten vorbestimmten Betrag erzeugte, und einem Differenzdruck zwischen dem Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers 70, der gemessen wurde, als die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den zweiten vorbestimmten Betrag erzeugte.
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Hier kann ein AGR-Betrag (bspw. eine aufgrund der Funktion des AGR-Ventils tatsächlich rückführbare AGR-Menge) anhand der folgenden Gleichung berechnet werden.
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Indem der Kompensationswert der Öffnung des AGR-Ventils in Gleichung 1 auf das Verhältnis der Differenzdrücke eingestellt wird, kann die Steuerungsvorrichtung 100 den AGR-Betrag genau berechnen.
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Ein Verfahren zur Diagnose der Fixierung des AGR-Ventils wird anhand einer beispielhaften Ausführungsform ausführlich beschrieben.
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6 ist eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Fixierung eines AGR-Ventils anhand einer beispielhaften Ausführungsform. In 6 ist die horizontale Achse eine Zeitachse, ist die linke vertikale Achse der Innendruck des Einlasskrümmers 70 und ist die rechte vertikale Achse die Öffnung des AGR-Ventils.
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Unter Bezugnahme auf 6 hat die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt, während die Steuerungsvorrichtung 100 den elektrischen Lader 50 in positiver Richtung betreibt, um einen positiven Druck über dem atmosphärischen Druck im Einlasskrümmer 70 zu erzeugen (siehe „A“ in 6). Zu diesem Zeitpunkt ist das Bypassventil 63 geschlossen.
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Zusätzlich erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf eine unterschiedlich große Öffnung (d.h. unterschiedlich große Öffnungsweite). Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 100 nach der Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf das erste vorbestimmte Öffnungsmaß (siehe „B“ in 6) ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf das zweite vorbestimmte Öffnungsmaß erzeugen, das größer ist als der erste vorbestimmte Öffnungsmaß (siehe „C“ in 6).
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Danach erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 und stoppt dann den elektrischen Lader 50 (siehe „D“ in 6).
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Wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor gemessene Innendruck im Einlasskrümmer 70 nicht variiert, obwohl das Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 zur Öffnung der unterschiedlichen Größe erzeugt wird, kann die Steuerungsvorrichtung 100 ermitteln, dass das AGR-Ventil 45 fixiert ist (d.h. klemmt, bspw. geschlossen klemmt).
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Daher kann die Steuerungsvorrichtung 100 dem Fahrer z.B. durch einen Alarm o.ä. über eine im Fahrzeug eingebaute Mittelkonsole o.ä. mitteilen, dass das AGR-Ventil 45 einen Fehler hat.
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Ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage des AGR-Ventils wird anhand einer beispielhaften Ausführungsform ausführlich beschrieben.
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7 ist eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Leckage eines AGR-Ventils anhand einer beispielhaften Ausführungsform. In 7 ist die horizontale Achse eine Zeitachse, ist die linke vertikale Achse der Innendruck des Einlasskrümmers 70 und ist die rechte vertikale Achse die Öffnung des AGR-Ventils.
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Unter Bezugnahme auf 7 hat die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt, während die Steuerungsvorrichtung 100 den elektrischen Lader 50 in positiver Richtung betreibt, um einen positiven Druck über dem atmosphärischen Druck im Einlasskrümmer 70 zu erzeugen (siehe „A“ in 7).
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Zusätzlich erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal, um das AGR-Ventil 45 auf eine Öffnung anderer Größe zu öffnen. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 100 nach der Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den ersten vorbestimmten Betrag (siehe „B“ in 7) ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den zweiten vorbestimmten Betrag erzeugen, der größer ist als der erste vorbestimmte Betrag (siehe „C“ in 7).
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Danach erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 und stoppt dann den elektrischen Lader 50 (siehe „D“ in 7).
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Wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers 70 vom Referenzdruck um mehr als einen vorbestimmten Druck abweicht, während der elektrische Lader 50 betrieben wird und das AGR-Ventil 45 auf offen gesteuert wird, kann die Steuerungsvorrichtung 100 ermitteln, dass das AGR-Ventil 45 undicht ist.
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Daher kann die Steuerungsvorrichtung 100 dem Fahrer z.B. durch einen Alarm o.ä. über eine im Fahrzeug eingebaute Mittelkonsole o.ä. mitteilen, dass das AGR-Ventil 45 einen Fehler hat.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zum Erlernen des Öffnens des AGR-Ventils, der Diagnose der Fixierung und der Diagnose der Leckage gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ausführlich beschrieben.
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Ein Verfahren des Erlernens der Öffnung (bspw. des Öffnungsmaßes) des AGR-Ventils wird ausführlich beschrieben.
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8 ist eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose und zum Erlernen einer AGR-Menge gemäß einer Öffnung des AGR-Ventils 45 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. In 8 ist die horizontale Achse eine Zeitachse, ist die linke vertikale Achse der Innendruck des Einlasskrümmers 70 und ist die rechte vertikale Achse die Öffnung des AGR-Ventils 45.
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Unter Bezugnahme auf 8, während die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt hat, variiert der Innendruck des Einlasskrümmers 70 entsprechend der Öffnung des AGR-Ventils 45, wenn der elektrische Lader 50 in umgekehrter Richtung arbeitet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Referenzdruck der Innendruck des Einlasskrümmers 70 für den Fall, dass das AGR-Ventil 45 dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 ideal folgt.
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Das heißt, für den Fall, dass das AGR-Ventil 45 normalerweise dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 folgt, wenn ein Steuersignal zum Betrieb des elektrischen Laders 50 und zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt wird, wird der Innendruck im Einlasskrümmer 70 zu einem Unterdruck unterhalb des Atmosphärendrucks (siehe „A“ in 8). Wenn ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den ersten vorbestimmten Betrag erzeugt wird, wird der Innendruck des Einlasskrümmers 70 zu einem Unterdruck, der höher ist als bei geschlossenem AGR-Ventil 45 (siehe „B“ in 8). Wenn außerdem ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf einen zweiten vorbestimmten Betrag, der größer ist als der erste vorbestimmte Betrag, erzeugt wird, wird der Innendruck des Einlasskrümmers 70 zu einem Unterdruck, der höher ist, als wenn das AGR-Ventil 45 auf den ersten vorbestimmten Betrag geöffnet wird (siehe „C“ in 8). Wenn schließlich das AGR-Ventil 45 geschlossen und der elektrische Lader 50 gestoppt wird, wird der Innendruck im Einlasskrümmer 70 auf dem atmosphärischen Druckniveau gehalten (siehe „D“ in 8).
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Wenn das AGR-Ventil 45 jedoch nicht exakt dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 folgt, weicht der Innendruck im Einlasskrümmer 70 vom Referenzdruck ab. Das heißt, für den Fall, dass die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen des ersten vorbestimmten Betrags erzeugt hat, wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor gemessene Innendruck im Einlasskrümmer 70 vom Referenzdruck abweicht, kann daraus geschlossen werden, dass das AGR-Ventil 45 dem Steuersignal der Steuerungsvorrichtung 100 nicht genau folgt.
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Die Steuerungsvorrichtung 100 erzeugt ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 für einen vorbestimmten Zeitraum auf einen zweiten vorbestimmten Betrag, der sich von dem ersten vorbestimmten Betrag unterscheidet, und vergleicht den Innendruck des Einlasskrümmers 70 mit dem Referenzdruck.
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Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 100 einen Kompensationswert für die Öffnung des AGR-Ventils 45 auf der Grundlage eines Verhältnisses von Differenzdrücken ermitteln, d.h. eines Verhältnisses zwischen einem Differenzdruck zwischen dem Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers 70, der gemessen wurde, als die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf das erste vorbestimmte Öffnungsmaß erzeugte, und einem Differenzdruck zwischen dem Referenzdruck und dem Innendruck des Einlasskrümmers 70, der gemessen wurde, als die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf das zweite vorbestimmte Öffnungsmaß erzeugte.
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Ein AGR-Betrag (bspw. eine aufgrund der Funktion des AGR-Ventils tatsächlich rückführbare AGR-Menge) kann nach der folgenden Gleichung berechnet werden.
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Indem der Kompensationswert der Öffnung des AGR-Ventils in Gleichung 1 auf das Verhältnis der Differenzdrücke eingestellt wird, kann die Steuerungsvorrichtung 100 den AGR-Betrag genau berechnen.
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Ein Verfahren zur Diagnose der Fixierung des AGR-Ventils gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ausführlich beschrieben.
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9 ist eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Fixierung eines AGR-Ventils anhand einer beispielhaften Ausführungsform. In 9 ist die horizontale Achse eine Zeitachse, ist die linke vertikale Achse der Innendruck des Einlasskrümmers 70 und ist die rechte vertikale Achse die Öffnung des AGR-Ventils.
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Unter Bezugnahme auf 9: Während die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt hat, betätigt die Steuerungsvorrichtung 100 den elektrischen Kompressor 50 in umgekehrter Richtung, um im Einlasskrümmer 70 einen Unterdruck unterhalb des Atmosphärendrucks zu erzeugen (siehe „A“ in 9).
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Zusätzlich erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal, um das AGR-Ventil 45 auf eine Öffnung anderer Größe zu öffnen. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 100 nach der Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den ersten vorbestimmten Betrag (siehe „B“ in 9) ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den zweiten vorbestimmten Betrag erzeugen, der größer ist als der erste vorbestimmte Betrag (siehe „C“ in 9).
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Danach erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 und stoppt dann den elektrischen Lader 50 (siehe „D“ in 9).
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Wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor gemessene Innendruck im Einlasskrümmer 70 nicht variiert wird, obwohl das Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 zur Öffnung der unterschiedlichen Größe erzeugt wird, kann die Steuerungsvorrichtung ermitteln, dass das AGR-Ventil 45 klemmt.
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Daher kann die Steuerungsvorrichtung 100 dem Fahrer z.B. durch einen Alarm o.ä. über eine im Fahrzeug eingebaute Mittelkonsole o.ä. mitteilen, dass das AGR-Ventil 45 einen Fehler hat.
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Ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage des AGR-Ventils gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ausführlich beschrieben.
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10 ist eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zur Diagnose einer Leckage eines AGR-Ventils anhand einer beispielhaften Ausführungsform. In 10 ist die horizontale Achse eine Zeitachse, ist die linke vertikale Achse der Innendruck des Einlasskrümmers 70 und ist die rechte vertikale Achse die Öffnung des AGR-Ventils.
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Unter Bezugnahme auf 10 hat die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 erzeugt, während die Steuerungsvorrichtung 100 den elektrischen Lader 50 in umgekehrter Richtung betreibt, um im Einlasskrümmer 70 einen Unterdruck unterhalb des Atmosphärendrucks zu erzeugen (siehe „A“ in 10).
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Zusätzlich erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal, um das AGR-Ventil 45 auf eine Öffnung anderer Größe zu öffnen. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 100 nach der Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den ersten vorbestimmten Betrag (siehe „B“ in 10) ein Steuersignal zum Öffnen des AGR-Ventils 45 auf den zweiten vorbestimmten Betrag erzeugen, der größer ist als der erste vorbestimmte Betrag (siehe „C“ in 10).
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Danach erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 ein Steuersignal zum Schließen des AGR-Ventils 45 und stoppt dann den elektrischen Lader 50 (siehe „D“ in 10).
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Wenn der vom Einlasskrümmer-Drucksensor erfasste Innendruck des Einlasskrümmers 70 vom Referenzdruck um mehr als einen vorbestimmten Druck abweicht, während der elektrische Lader 50 betrieben wird und das AGR-Ventil 45 auf offen gesteuert wird, kann die Steuerungsvorrichtung 100 feststellen, dass das AGR-Ventil 45 undicht ist.
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Daher kann die Steuerungsvorrichtung 100 dem Fahrer z.B. durch einen Alarm o.ä. über eine im Fahrzeug eingebaute Mittelkonsole o.ä. mitteilen, dass das AGR-Ventil 45 einen Fehler hat.
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Während die vorliegende Offenbarung im Zusammenhang mit den derzeit als praktisch angesehenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es klar, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil sind verschiedene Änderungen und gleichwertige Anordnungen abgedeckt, die im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Motor
- 11
- Brennkammer
- 15
- Einlassventil
- 17
- Auslassventil
- 30
- Abgasleitung
- 35
- Auslasskrümmer
- 40
- Vorrichtung zur Abgasrückführung
- 41
- AGR-Leitung
- 43
- AGR-Kühler
- 45
- AGR-Ventil
- 50
- elektrischer Lader
- 51
- Motor
- 53
- elektrischer Kompressor
- 60
- Einlassleitung
- 62
- Bypassleitung
- 63
- Bypassventil
- 64
- Drosselklappe
- 68
- Luftfilter
- 70
- Einlasskrümmer
- 71
- Einlasskrümmer-Drucksensor
- 80
- Katalysator
- 90
- Datenerfassungseinheit
- 100
- Steuerungsvorrichtung
- 110
- Antriebsmotor