DE102020212594A1

DE102020212594A1 - Verfahren zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102020212594A1
Application number: DE102020212594.5A
Authority: DE
Inventors: Pascal Woerner; Michael Schenk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-04-07

Abstract

Verfahren zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers (32) einer Brennkraftmaschine (10) mit einer Hochdruck-Abgasrückführung (HD-AGR), wobei eine Saugrohrtemperatur (TSR) im Luftzuführungsabschnitt stromabwärts der Mischstelle (8) und stromaufwärts der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird, wobei wenn eine Freigabe für das Verfahren in Abhängigkeit eines Betriebspunktes für die Brennkraftmaschine (10) erfüllt ist, eine Drosselklappe (7) vollständig geschlossen und ein Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil (34) geöffnet wird, so dass der Brennkraftmaschine (10) im Wesentlichen rückgeführtes Abgas zugeführt wird, wobei die Temperatur (TSR) über einen vorgebbaren Zeitintervall (Δt23) ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit einer Auswertung der Temperatur (TSR) die Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers (32) durchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers einer Brennkraftmaschine und ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Die DE 10 2013 111 151 A1 offenbart ein Verfahren zur Diagnostizierung eines Systems zur Abgasrückführung (EGR), aufweisend einen ersten Messungsschritt (S10) des Messens eines Druckes in einem Ansaugkrümmer (10), einen zweiten Messungsschritt (S20) des Messens eines Druckes und einer Temperatur zwischen einem EGR-Kühler (20) und einem EGR-Ventil (24), einen Bestimmungsschritt (S30) des Berechnens und Bestimmens eines Öffnungsquerschnitts des EGR-Ventils (24) zur Erfüllung einer Zielströmung der EGR mittels einer Funktion der Zielströmung der EGR, des Druckes in dem Ansaugkrümmer (10) und der Temperatur und des Druckes zwischen dem EGR-Kühler (20) und dem EGR-Ventil (24), und einen Diagnostizierungsschritt (S40) des Diagnostizierens, ob der EGR-Kühler (20) abnormal ist, durch Vergleichen der Temperatur, die zwischen dem EGR-Kühler (20) und dem EGR-Ventil (24) gemessen wird, und einer Referenztemperatur miteinander zum Zeitpunkt des Auslassens von EGR-Gas in dem vorbestimmten Öffnungsquerschnitt des EGR-Ventils (24).
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers einer Brennkraftmaschine nach den unabhängigen Ansprüchen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, eines der Verfahren durchzuführen.
Vorteile der Erfindung
In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Abgasrückführung, wobei eine Saugrohrtemperatur im Luftzuführungsabschnitt stromabwärts der Mischstelle und stromaufwärts der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei, wenn eine Freigabe für das Verfahren in Abhängigkeit eines Betriebspunktes für die Brennkraftmaschine erfüllt ist, eine Drosselklappe vollständig geschlossen und ein Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil geöffnet wird, so dass der Brennkraftmaschine im Wesentlichen rückgeführtes Abgas zugeführt wird, wobei die Temperatur über einen vorgebbaren Zeitintervall ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit einer Auswertung der Temperatur die Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers durchgeführt wird.
Das Verfahren zur Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers hat den besonderen Vorteil, dass es eine robuste und kostengünstige Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers mittels Ermittlung einer Saugrohrtemperatur im Luftzuführungsabschnitt stromabwärts der Mischstelle und stromaufwärts der Brennkraftmaschine ermöglicht. Somit können zusätzliche Temperatursensoren und damit einhergehende zusätzliche Hardware und Applikationsaufwände eingespart werden.
Ferner wird die Freigabe für die Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers erteilt, wenn ein stationärer bzw. quasi-stationärer Zustand für die Brennkraftmaschine, vorzugsweise ein Schubbetrieb für die Brennkraftmaschine, vorliegt.
Die stationären Betriebsbedingungen haben den Vorteil, dass das Verfahren besonders robust durchgeführt werden kann.
Weiterhin wird bei einem Vorhandensein eines Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass, zusätzlich zur vollständigen Schließung der Drosselklappe und zur vollständigen Öffnung des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils ein vollständiges Schließen des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventils durchgeführt.
Dies hat den Hintergrund, dass der Abgasmassenfluss gesamtheitlich durch den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler geleitet wird, so dass die Diagnose für den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler robust durchgeführt werden kann.
Ferner wird die Saugrohrtemperatur im Luftzuführungsabschnitt stromabwärts der Mischstelle und stromaufwärts der Brennkraftmaschine mittels eines Temperatursensors oder eines Modells ermittelt wird. Durch die Verwendung eines Temperatursensors oder eines Modells zu Ermittlung Saugrohrtemperatur im Luftzuführungsabschnitt stromabwärts der Mischstelle und stromaufwärts der Brennkraftmaschine, kann die Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers, welcher sich in der Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung befindet, robust durchgeführt werden. Da somit keine Temperaturinformationen, z.B. durch Temperatursensoren in der Nähe vor und nach dem Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler installiert werden müssen, können Kosten eingespart werden.
Weiterhin wird die Auswertung der Saugrohrtemperatur durch die Bildung mindestens eines Integrals in einem vorgebbaren Zeitintervall, startend mit einem ersten Zeitpunkt und endend mit einem vorgebbaren zweiten Zeitpunkt, durchgeführt, wobei die Integralgrenzen innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls liegen, wobei vorzugsweise mehrere Integrale mit unterschiedlichen Integralgrenzen innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls zu einem Mittelwert für die Integrale zusammengefasst werden können.
Mittels des ermittelten Integrals bzw. des ermittelten Mittelwerts für die Integrale kann die Auswertung der Saugrohrtemperatur zur Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers robust und ressourcenschonend auf dem Steuergerät durchgeführt werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass das vorgebbare Zeitintervall mit einem Zeitpunkt beginnt, wenn die Drosselklappe geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil vollständig geöffnet sind, und mit einem Zeitpunkt endet, wenn das Hochdruck-Abgasrückführventil geschlossen wird.
Die Auswertung der Saugrohrtemperatur innerhalb dieses Intervalls hat den besonderen Vorteil, dass eine robuste Diagnose für den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler durchgeführt werden kann.
Ferner wird, wenn eine betragliche Differenz zwischen einem aus einem Kennfeld in Abhängigkeit eines Betriebspunktes ermittelten Integral und dem aus der Messung ermittelten Integral einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erkannt, wobei die im Kennfeld hinterlegten Integrale an einem Motorprüfstand mit funktionalem Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erfasst worden sind.
Durch den Vergleich zwischen den Integralen aus dem Kennfeld und den aus der Messung ermittelten Integralen kann in einfacherer und robuster Weise eine Diagnose für den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler durchgeführt werden.
Es ist von Vorteil, wenn der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler als Defekt erkannt wird, wenn eine Summe der Diagnosezyklen, in denen ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erkannt wurde, einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.
Mehrere Diagnosezyklen mit einzelnen Diagnoseergebnissen zu durchlaufen und erst anschließend den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler als defekt zu diagnostizieren, wenn ein vorgebbarer Schwellenwert überschritten wird, erhöht weiter die Robustheit der Diagnose für den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler.
Ferner wird die Auswertung der Saugrohrtemperatur durch die Bildung mindestens eines Gradienten in einem vorgebbaren Zeitintervall, startend mit einem ersten Zeitpunkt und endend mit einem vorgebbaren zweiten Zeitpunkt, durchgeführt, wobei vorzugsweise mehrere Gradienten, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls ermittelt werden, zu einem Mittelwert zusammengefasst werden.
Die Verwendung einer Gradientenauswertung hat den Vorteil, dass das Verfahren robust und ressourcenschonend im Steuergerät durchgeführt werden kann.
Weiterhin kann das vorgebbare Zeitintervall mit einem Zeitpunkt beginnen, wenn die Drosselklappe geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil vollständig geöffnet sind, und mit einem Zeitpunkt enden, wenn das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil geschlossen und die Drosselklappe wieder geöffnet wird.
Die Auswertung der Saugrohrtemperatur innerhalb dieses Intervalls hat den besonderen Vorteil, dass eine robuste Diagnose für den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler durchgeführt werden kann.
Ferner wird, wenn eine betragliche Differenz zwischen einem aus einem Kennfeld in Abhängigkeit eines Betriebspunktes ermittelten Gradienten und dem aus der Messung ermittelten Gradienten einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erkannt, wobei die im Kennfeld hinterlegten Gradienten an einem Motorprüfstand mit funktionalem Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erfasst worden sind.
Durch den Vergleich zwischen dem Gradienten aus dem Kennfeld und dem aus der Messung ermittelten Gradienten kann in einfacherer und robuster Weise eine Diagnose für den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler durchgeführt werden.
Es ist von Vorteil, wenn der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler als Defekt erkannt wird, wenn eine Summe der Diagnosezyklen, in denen ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erkannt wurde, einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.
Mehrere Diagnosezyklen mit einzelnen Diagnoseergebnissen zu durchlaufen und erst anschließend auf einen defekten Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler zu entscheiden, wenn ein vorgebbarer Schwellenwert überschritten wird, erhöht weiter die Robustheit der Diagnose.
Ferner kann, wenn ein fehlerhafter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erkannt wird, eine Motorkontrollleuchte und/oder ein Notlauf für die Brennkraftmaschine als Fehlerreaktion aktiviert werden.
Weiterhin kann nach Beendigung der Diagnose eine Öffnung der Drosselklappe und ein Schließen des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils durch eine Betriebsstrategie auf dem Steuergerät durchgeführt werden, vorzugsweise auch eine Öffnung des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypasses.
Besonders vorteilhaft ist es, dass wenn ein fehlerhafter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erkannt wird, eine Motorkontrollleuchte (Malfunction Indicator Light) oder ein Notlauf für die Brennkraftmaschine als Fehlerreaktion aktiviert werden.
In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät und ein Computerprogramm, die zur Ausführung eines der Verfahren eingerichtet, insbesondere programmiert, sind. In einem noch weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
Figurenliste

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 10 mit Hochdruck-Abgasrückführung,
2 den beispielhaften Ablauf des Verfahrens zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers mittels einer Integralauswertung,
3 den beispielhaften Ablauf des Verfahrens zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers mittels einer Gradientenauswertung,
4 einen beispielhaften zeitlichen Saugrohrtemperaturverlauf für das Verfahren bei geschlossener Drosselklappe und geöffnetem Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil mit einer Integralauswertung.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 10 mit einer Frischluftleitung 60, über die Brennkraftmaschine 10 die Luft 50 zugeführt wird, und eine Abgasleitung 70, über die in Strömungsrichtung Abgase 51 aus der Brennkraftmaschine 10 abgeführt werden. Die Darstellung ist dabei auf für die folgende Darstellung relevante Teile beschränkt.
In der Frischluftleitung 60 ist in Strömungsrichtung der Luft 50 gesehen Folgendes angeordnet: Ein Luftfilter 1, ein Luftmassensensor 2, ein Verdichter 4 mit einem Abgasturbolader 9, ein Ladeluftkühler 6 eine Drosselklappe 7 und ein Temperatursensor 25. In der vorliegenden Ausführungsform durchströmt die Frischluft 50 den Luftfilter 1, wobei der Luftfilter 1 dabei Schmutzpartikel aus der einströmenden Frischluft 50 abscheidet. Der Temperatursensor 25 ermittelt dabei eine Saugrohrtemperatur T_SR. Als Luftmassensensor 2, kann vorzugsweise ein Heißfilmluftmassensensor, ein druckbasierter Luftmassensensor oder Pressure-Based Luftmassenmesser (PFM) eingesetzt werden. Der PFM-Sensor wird vorzugsweise stromabwärts des Ladeluftkühlers 6 und stromaufwärts der Drosselklappe 7 eingebaut.
Die Übertragung der Signale, vorzugsweise das Signal des Heißfilmluftmassensensors, erfolgt dabei vorzugsweise kabelgebunden oder drahtlos an ein Steuergerät 100.
In der Abgasleitung 70 ist ausgehend von der Brennkraftmaschine 10 in Strömungsrichtung des Abgases 51 Folgendes angeordnet: eine Abgasturbine 16 des Abgasturboladers 9, vorzugsweise ein Oxidationskatalysator 18 (DOC) und insbesondere Abgasnachbehandlungskomponenten 20, wie z. B. ein Partikelfilter und/oder ein selektives katalytisches System (SCR). Das Layout der verbauten Abgasnachbehandlungskomponenten 18 und 20 variiert von Fahrzeug zu Fahrzeug. Das hier dargestellte Layout ist dabei nur beispielhaft. In der bevorzugten Ausführungsform ist kein Temperatursensor zur Ermittlung der Abgastemperatur stromabwärts der Brennkraftmaschine 10 innerhalb der Abgasleitung 70 vorhanden. Optional kann ein Abgassensor in der Abgasleitung zur Ermittlung der Abgastemperatur verbaut sein.
Die Übertragung der Signale erfolgt dabei vorzugsweise kabelgebunden oder drahtlos an das Steuergerät 100.
Stromaufwärts der Abgasturbine 16 des Abgasturboladers 9, d.h. auf einer Hochdruckseite der Abgasleitung 70, zweigt von der Abgasleitung 70 eine Abgasrückführleitung 35 ab, die stromaufwärts vor der Brennkraftmaschine 10 und stromabwärts nach der Drosselklappe 7 in die Frischluftleitung 60 mündet. Diese Stelle wird auch als eine Abgasmischstelle 8 bezeichnet, an der sich das zurückgeleitete Abgas mit der Frischluft aus der Frischluftleitung 60 vermischt. Stromabwärts der Brennkraftmaschine 10 befinden sich entlang der Abgasrückführleitung ein Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34, ein Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 und ein Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass 31 mit einem Bypass-Ventil 30. Der Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass 31 dient dabei dafür, um Abgase 51 am Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 vorbei zu leiten.
In der bevorzugten Ausführungsform ist kein Temperatursensor stromaufwärts des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 und stromabwärts des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers 32 verbaut. Des Weiteren ist auch kein Temperatursensor stromabwärts des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 und stromaufwärts der Mischstelle 8 verbaut, d. h. in unmittelbarer Nähe des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34.
Der Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass 31 ist optional.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Anordnung des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 und des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers 32 mit seinem Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass 31 innerhalb der Hochdruck-Abgasrückführleitung 35 vertauscht sein.
Die Brennkraftmaschine 10 ist im folgenden Beispiel als eine 4-zylindrige Brennkraftmaschine aufgebaut. Die 4-Zylinder umfassen jeweils mindestens ein nicht weiter in der Zeichnung visualisiertes Ein- und Auslassventil. Das Verfahren ist auch auf Brennkraftmaschinen mit einer anderen Anzahl von Zylindern, insbesondere auf Brennkraftmaschinen mit 1, 2 ,3, 6 und 8-Zylindern übertragbar. Vorzugsweise kann es sich bei der Brennkraftmaschine 10 auch um eine mit gasförmigen Kraftstoff, wie z. B. Compressed Natural Gas oder Liquid Petroleum Gas, betriebene Brennkraftmaschine handeln.
In der 4 ist ein beispielhafter zeitlicher Verlauf für die Saugrohrtemperatur TSR für das Diagnosevefahren des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers 32 gezeigt. Die Aufzeichnung beginnt mit einem Zeitpunkt t₀ bei dem sich die Brennkraftmaschine 10 vorzugsweise in einem stationären Betriebspunkt, wie z.B. einem Schubbetrieb, befindet. Für einen Zeitraum Δt₀₁ bleibt die Saugrohrtemperatur TSR nahezu konstant. Liegt eine Freigabe für die Diagnose vor wird in einem Zeitpunkt t₁ die Drosselklappe 7 geschlossen, bzw. vollständig geschlossen. Dies kann einer physikalischen Stellung für die Drosselklappe 7 entsprechen, bei der minimale Frischluft an der Drosselklappe 7 vorbeiströmen kann. Dieser Vorgang kann vorzugsweise in einem vorgebaren Zeitraum Δt₁₂ durchgeführt werden. Zu einem Zeitpunkt t₂ wird das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 vollständig geöffnet, so dass nun heiße Abgase über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 zur Brennkraftmaschine 10 vorbei am Temperatursensor 25 geleitet werden. Falls zusätzlich ein Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass 31 verbaut ist, wird dieser vorzugsweise zum Zeitpunkt t₁ oder t₂ vollständig geschlossen, damit die Abgase über den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 fließen müssen.
Die heißen Abgase werden nun über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 im Kreis vorbei am Saugrohrtemperatursensor 25 durch die Brennkraftmaschine 10 geleitet.
Mit dem Öffnen des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 beginnt die eigentliche Diagnosephase des Verfahrens. Die Saugrohrtemperatur TSR steigt ab dem Zeitpunkt t2 kontinuirlich bis zu einem maximalen Temperaturwert T_SR,Diag,max zum Zeitpunkt tmax an und fällt dann kontinuierlich wieder ab. Dieser Temperaturverlauf ist damit zu erklären, dass das heiße Abgas anfangs, zum Zeitpunkt t₂, noch genügend Wärmeenergie über die Hochdruck-Abgasrückführung 35 und den den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 mitführen kann, wobei mit zunehmender Zeit immer mehr Abgaswärme über den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 abgeführt wird.
Im Zeitpunkt t₃ wird das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 wieder geschlossen, die eigentliche Diagnosephase wird beendet. Nach einem vorgebbaren Zeitraum Δt₃₄ wird zu einem Zeitpunkt t₄ wieder die Drosselklappe 7 geöffnet. Zu diesem Zeitpunkt übernimmt wieder die im Steuergerät 100 ablaufende allgemeine Betriebsstrategie die Steuerung der Brennkraftmaschine 10.
Beispielhaft ist in der 4 ein Integral Int_TSR mit den Grenzen t_int,1 und t_int,2 eingezeichnet. Innerhalb des Zeitintervalls Δt₂₃ können beliebig viele Integrale mit unterschiedlichen Grenzen gebildet werden.
In der 2 ist der beispielhafte Ablauf des Verfahrens zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers 32 dargestellt.
In einem ersten Schritt 500 wird eine Freigabebedingung für das Verfahren geprüft. Eine Freigabe für das Diagnoseverfahren wird erteilt, wenn ein schubbetrieb für die Brennkraftmaschine 10 festgestellt wird.
Ein Schubbetrieb der Brennkraftmaschine kann vorzugsweise über die Lastanforderung und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 festgestellt werden. Beide Informationen dazu liegen im Steuergerät 100 bereit.
Überschreitet die Änderung der Lastanforderung und/oder die Drehzahl einen vorgebbaren Schwellenwert im Zeitintervall nicht, so liegt eine Freigabe für die Diagnosefunktion vor.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein stationärer Betriebsmodus bzw. Betriebspunkt für die Brennkraftmaschine 10 für die Freigabe geprüft werden. Ein stationärer bzw. quasti-stationärer Zustand liegt vor, wenn eine Drehzahländerung und/oder eine Luftmassenstromänderung und/oder eine Motormomentänderung und/oder eine Gaspedalstellungsänderung in einem vorgegebenen Zeitintervall im Wesentlichen sich nicht ändert. Auch können zusätzliche Randbedingungen, wie z. B. eine Mindesttemperatur für das Abgas, als Freigabebedingung verwendet werden.
Liegt eine Freigabe vor, so wird das Verfahren in einem Schritt 510 fortgesetzt und eine erste Zeit t₀ = 0 im Steuergerät 100 gespeichert. Zusätzlich wird eine Einspritzung von Kraftstoff, bzw. ein Einblasen von gasförmigen Kraftstoff, gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt t₀ ist die Drosselklappe 7 vorzugsweise geöffnet und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 vorzugsweise geschlossen.
In einem Schritt 510 wird anschließend die Drosselklappe 7 von einer geöffneten Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung überführt. Ist die vollständige Schließung der Drosselklappe 7 abgeschlossen, wird eine zweite Zeit t = t₁ im Steuergerät 100 gespeichert und das Verfahren in einem Schritt 520 fortgeführt. Es kann vorzugsweise ein Zeitintervall Δt₀₁ = t₁ - t₀ im Steuergerät 100 vorgegeben werden, während dessen die Schließung der Drosselklappe 7 erfolgt. Unter einer vollständig geschlossenen Drosselklappe 7, wird eine physikalische Stellung der Drosselklappe 7 verstanden, die die Drosselklappe 7 für eine vollständig geschlossene Positionsvorgabe vom Steuergerät 100 einnimmt. Dies kann einer physikalischen Stellung für die Drosselklappe 7 entsprechen, bei der minimale Frischluft an der Drosselklappe 7 vorbeiströmen kann.
Gleiches gilt für ein vollständig geschlossenes Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventil 30.
Analog entspricht ein vollständig geöffnetes Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 einer physikalischen Stellung für das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34, die für eine vollständige Öffnung im Steuergerät 100 eingestellt ist.
In einem Schritt 520 wird anschließend das Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass 31 vollständig geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 vollständig geöffnet. Ist das Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventil 30vollständig geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 vollständig geöffnet, wird eine Zeit t = t₂ im Steuergerät 100 abgespeichert und das Verfahren im Schritt 530 fortgesetzt. Da im vorliegenden Schubbetrieb keine Einspritzung von Kraftstoff durchgeführt wird, wird im Folgenden fast ausschließlich zurückgeführtes Abgas 51 über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 zur Frischluftleitung 60 und wieder über die Brennkraftmaschine 10 gefördert. Dabei durchströmt das Abgas 51 auch den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 und kühlt dabei ab. Des Weiteren strömt das Abgas 51, welches über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 zurückgeleitet wird, auch am Temperatursensor 25 vorbei. Somit lässt sich am Temperatursensor 25 ein Temperaturverlauf des Abgases 51 beobachten, da der Massenfluss des Abgases fast ausschließlich aus Anteilen des über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 zurückgeleiten Abgases besteht.
Für den Fall, dass die Brennkraftmaschine 10 mit gasförmigen Kraftstoff betrieben wird, wird eine vorgebbare Zeitspanne Δt₁₂ ab der Zeit t₁ gewartet, bevor das Steuergerät 100 den Befehl zum vollständigen Öffnen des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 gibt. Dies hat den Hintergrund, dass bei Brennkraftmaschinen 10 mit gasförmigen Kraftstoff nach schließen der Drosselklappe 7 zündfähige Kraftstoff-Luftgemische im Saugrohr verbleiben, welche durch ein zu frühes Rückführen von Abgas über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 und der damit einhergehenden Abgastemperatur zu einer ungewollten Entzündung des zündfähigen Luft-Kraftstoffgemisches führen können. Durch das Abwarten der Zeitspannen t₀₁ und t₁₂ wird sichergestellt, dass kein Kraftstoff mehr in der Saugrohrleitung 60 vorliegt.
Im Schritt 530 wird innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls t₂₃, welches mit dem Zeitpunkt t₂ startet und mit einem Zeitpunkt t₃ endet, die Saugrohrtemperatur TSR im Steuergerät 100 gespeichert.
Die Auswertung erfolgt anschließend im Schritt 540.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem Schritt 540 die Auswertung der Saugrohrtemperatur TSR mittels einer Integration über n vorgebbare Zeitbereiche des Temperaturverlaufs der Saugrohrtemperatur TSR durchgeführt. Hierzu kann beispielhaft folgendes Integral gebildet werden: $I n t_{T_{S R}} = \int_{t_{I n t,1}}^{t_{I n t,2}} T_{S R (τ) d τ}$
mit TSR der Saugrohrtemperatur, t_int,1 der Startgrenze und t_Int,2 der Endgrenze, wobei die Grenzen t_int,1, t_int,2 des Integrals Int_TSR, in einem Bereich Ω wie folgt definiert, liegen: $Ω = {\begin{matrix} t_{2} \leq t_{i} \leq t_{max} \\ T_{S R} (t_{2}) = T_{S R, D i a g,0} \leq T_{S R} (t_{i}) \leq T_{S R} (t_{m a x}) = T_{S R, D i a g, M a x} \end{matrix}$
mit t_i dem i-ten Zeitpunkt, T_SR,Diag,Max der Saugrohrtemperatur zum Zeitpunkt tmax und T_SR,Diag,0 der Saugrohrtemperatur zum Zeitpunkt t₂. T_SR,Diag,0 kann dabei als der eigentliche Startzeitpunkt für die Diagnosephase verstanden werden. Der Startzeitpunkt der Diagnosephase muss nicht zwangsläufig zum Zeitpunkt t₂ starten und nicht mit dem Zeitpunkt tmax enden, sondern kann auch innerhalb eines Unterbereichs vom Interval [t₂;t_max] liegen, wobei t₂ < t_max gilt.
Das ermittelte Integral Int_TSR wird betriebspunktabhängig, vorzugsweise mit der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 und der Saugrohrtemperatur TSR einem Kennfeld K₁, gespeichert. Alternativ oder zusätzlich können weitere Größen wie z.B. eine Temperatur der Abgasleitung 70, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Saugrohrdruck und/oder einer der Brennkraftmaschine 10 zugeführte Massenstrom in die Brennkraftmaschine 10 verwendet werden.
Anschließend wird das Verfahren in einem Schritt 550 fortgesetzt.
Im Schritt 550 wird das ermittelte Integral Int_TSR mit einem im Steuergerät 100 für diesen Betriebspunkt hinterlegten Integral aus einem Kennfeld K₂ verglichen. Die im Kennfeld K₂ hinterlegten Werte sind vorzugsweise im Vorfeld an einem Motorprüfstand für ein entsprechendes Motorsystem für die Brennkraftmaschine 10 mit Hochdruck-Abgasrückführung vermessen worden und entsprechen einem System mit funktionierendem Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler. Das Kennfeld K₂ wird hierbei vorzugsweise in Abhängigkeit von systemspezifischen Größen, wie z. B. der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10, der Saugrohrtemperatur T_SR, einer Temperatur der Abgasleitung 70, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Saugrohrdrucks und/oder einem der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Massenstrom gebildet.
Der Vergleich wird vorzugsweise durch die Bildung einer betraglichen Differenz ΔInt zwischen dem Integral Int_K2 aus dem Kennfeld K₂ und dem im Schritt 540 ermittelten Integral Int_TSR durchgeführt und anschließend gegen einen vorgebbaren Schwellenwert S_int abgeprüft: $Δ I n t = | I n t_{K_{2}} - I n t_{T_{S R}} | \leq S_{I n t} .$
Überschreitet die betragliche Differenz ΔInt den Schwellenwert S_Int so liegt ein Defekt für den Hochdruck-Abgasrückführungs-Kühler 32 vor und das Verfahren wird in einem Schritt 560 fortgesetzt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden mehrere Integrale Int_TSR,j im gleichen Betriebszustand innerhalb des gleichen Zeitbereichs [t₂; t_max] mit unterschiedlichen Grenzen gebildet und zu einem Mittelwert für die Integrale Int_TSR,MW zusammengefasst.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Schwellenwert S_Int in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10, der Saugrohrtemperatur T_SR, einer Temerpatur der Abgasleitung 70, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Saugrohrdrucks und/oder einem der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Massenstrom gebildet werden.
Unterschreitet die betragliche Differenz ΔInt den Schwellenwert S_Int so wird der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 als funktionsfähig erkannt und die Diagnose kann beendet werden. Ab diesem Zeitpunkt kann der in der Diagnose verwendete Betriebsmodus wieder verlassen werden und die Betriebsstrategie des Steuergeräts 100 die Steuerung der Drosselklappe 7, des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 und des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventils 30 übernehmen. Das Verfahren kann beendet oder im Schritt 500 von vorne begonnen werden.
In einem Schritt 560 wird der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 als Defekt erkannt und eine Fehlerreaktion für die Brennkraftmaschine 10 durchgeführt. Hierzu kann vorzugsweise eine Deaktivierung der Hochdruck-Abgasrückführung durch ein vollständiges Schließen oder Einstellen einer Notposition für das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 durch das Steuergerät 100 durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Leistungsbeschränkung für die Brennkraftmaschine durch das Steuergerät 100 durchgeführt werden. Eine weitere mögliche Ersatzreaktion ist z. B. das Aktivieren einer Motorkontrollleuchte (Malfunction Indicator Light) für die Brennkraftmaschine 10.
Anschließend kann das Verfahren beendet oder im Schritt 500 von vorne begonnen werden. Vorzugsweise übernimmt nach der Beendigung der Diagnose eine auf dem Steuergerät 100 ablaufende Betriebsstrategie die Steuerung der Brennkraftmaschine 10 und den dazugehörigen Stellern, wie der Drosselklappe 7, des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 und des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventils 30.
In einer weiteren Ausführungsform können mehrere voneinander unabhängige Diagnosen während eines oder mehrere Fahrzyklen durchgeführt werden, vorzugsweise j ∈ ℕ Diagnosen, die in den Schritten 500 bis 550 ermittelt werden und zu einem Gesamtergebnis für die Auswertung mittels der Integrale zusammengefasst werden. Der Schritt 560 wird hierfür vorerst ausgesetzt. Die Ergebnisse der einzelnen Diagnosen werden im Steuergerät 100 abgespeichert. Diese sind z.B. von der Form: $I n t_{S R, I n t, Z y k l u s} = \sum_{j = 1}^{m} I n t_{T_{S R}, j} .$
Vorzugsweise wird für die Diagnosen eines als Defekt erkannten Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers 32 ein Wert von Eins für Int_TSR,j im Steuergerät 100 abgespeichert. Diagnosen mit einem als funktional erkannten Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 werden mit einem Wert Null eingespeichert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 erst dann als bestätigt Defekt erkannt wird, wenn die Summe Int_{SR,Int,Zyklus} einen vorgebbaren Schwellenwert S_Zyklus überschreitet: $I n t_{S R, Z y k l u s} > S_{Z y k l u s} .$
Anschließend wird das Verfahren im Schritt 560 fortgesetzt.
In der 3 ist ein zweiter beispielhafter Ablauf des Verfahrens zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers 32 dargestellt.
In einem ersten Schritt 600 wird eine Freigabedingung für das Verfahren abgeprüft. Eine Freigabe für das Diagnoseverfahren wird erteilt, wenn ein Schubbetrieb für die Brennkraftmaschine 10 festgestellt wird.
Ein Schubbetrieb der Brennkraftmaschine kann vorzugsweise über die Lastanforderung und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 festgestellt werden. Beide Informationen dazu liegen im Steuergerät 100 bereit.
Überschreitet die Änderung der Lastanforderung und/oder die Drehzahl einen vorgebbaren Schwellenwert im Zeitintervall nicht, so liegt eine Freigabe für die Diagnosefunktion vor.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein stationärer Betriebsmodus bzw. Betriebspunkt für die Brennkraftmaschine 10 für die Freigabe abgeprüft werden. Ein stationärer bzw. quasti-stationärer Zustand liegt vor, wenn sich eine Drehzahländerung und/oder eine Luftmassenstromänderung und/oder eine Motormomentänderung und/oder eine Gaspedalstellungsänderung in einem vorgegebenen Zeitintervall im Wesentlichen nicht ändert. Auch können zusätzliche Randbedingungen wie z. B. eine Mindesttemperatur für das Abgas als Freigabedingung verwendet werden.
Liegt eine Freigabe vor, so wird das Verfahren in einem Schritt 610 fortgesetzt und ein erste Zeit t₀ = 0 im Steuergerät 100 gespeichert. Zusätzlich wird eine Einspritzung von Kraftstoff, bzw. ein Einblasen von gasförmigem Kraftstoff gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt t₀ ist die Drosselklappe 7 vorzugsweise geöffnet und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 vorzugsweise geschlossen.
In einem Schritt 610 wird anschließend die Drosselklappe 7 von einer geöffneten Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung überführt. Ist die vollständige Schließung der Drosselklappe 7 abgeschlossen, wird eine zweite Zeit t = t₁ im Steuergerät 100 gespeichert und das Verfahren in einem Schritt 620 fortgeführt. Es kann vorzugsweise ein Zeitintervall Δt₀₁ = t₁ - t₀ im Steuergerät 100 vorgegeben werden, während dessen die Schließung der Drosselklappe 7 erfolgt. Unter einer vollständig geschlossenen Drosselklappe 7 wird eine physikalische Stellung der Drosselklappe 7 verstanden, die die Drosselklappe 7 für eine vollständig geschlossene Positionsvorgabe vom Steuergerät 100 einnimmt. Dies kann einer physikalischen Stellung für die Drosselklappe 7 entsprechen, bei der minimale Frischluft an der Drosselklappe 7 vorbeiströmen kann.
Gleiches gilt für ein vollständig geschlossenes Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventil 30.
Analog entspricht ein vollständig geöffnetes Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 einer physikalischen Stellung für das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34, die für eine vollständige Öffnung im Steuergerät 100 eingestellt ist.
In einem Schritt 620 wird anschließend das Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventil 30 vollständig geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 vollständig geöffnet. Ist das Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventil 30 vollständig geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 vollständig geöffnet wir eine Zeit t = t₂ im Steuergerät 100 gespeichert und das Verfahren im Schritt 630 fortgesetzt. Da im vorliegenden Schubbetrieb keine Einspritzung von Kraftstoff durchgeführt wird, wird im Folgenden fast ausschließlich zurückgeführtes Abgas 51 über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 zur Frischluftleitung 60 und wieder über die Brennkraftmaschine 10 gefördert. Dabei durchströmt das Abgas 51 auch den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 und kühlt dabei ab. Des Weiteren strömt das Abgas 51, welches über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 zurückgeleitet wird, auch am Temperatursensor 25 vorbei. Somit lässt sich am Temperatursensor 25 ein Temperaturverlauf des Abgases 51 beobachten, da der Massenfluss des Abgases fast ausschließlich aus Anteilen des über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 zurückgeleiteten Abgase besteht.
Für den Fall, dass die Brennkraftmaschine 10 mit gasförmigem Kraftstoff betrieben wird, wird eine vorgebbare Zeitspanne Δt₁₂ = t₂ - t₁ ab der Zeit t₁ gewartet, bevor das Steuergerät 100 den Befehl zum vollständigen Öffnen des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 gibt. Dies hat den Hintergrund, dass bei Brennkraftmaschinen 10 mit gasförmigem Kraftstoff nach einem Schließen der Drosselklappe 7 zündfähige Kraftstoff-Luftgemische im Saugrohr verbleiben, welche durch ein zu frühes Rückführen von Abgas über die Hochdruck-Abgasrückführ-Leitung 35 und der damit einhergehenden Abgastemperatur zu einer ungewollten Entzündung des zündfähigen Luft-Kraftstoffgemisches führen kann. Durch das Abwarten der Zeitspannen t₀₁ und t₁₂ wird sichergestellt, dass kein Kraftstoff mehr in der Saugrohrleitung 60 vorliegt.
Im Schritt 630 wird für ein vorgebbares Zeitintervall Δt₂₃, welches mit dem Zeitpunkt t₂ startet und mit einem Zeitpunkt t₃ endet, die Saugrohrtemperatur TSR im Steuergerät 100 gespeichert und ausgewertet.
Die Auswertung erfolgt anschließend im Schritt 640.
In der zweiten Ausführungsform wird in einem Schritt 640 die Auswertung der Saugrohrtemperatur TSR mittels einer Bildung von m vorgebbaren Gradienten durchgeführt werden. Die Gradienten werden dabei vorzugsweise innerhalb eines vorgebbaren Bereichs Ω ermittelt, wobei der Bereich Ω wie folgt definiert ist: $Ω = {\begin{matrix} t_{2} \leq t_{i} \leq t_{max} \\ T_{S R} (t_{2}) = T_{S R, D i a g,0} \leq T_{S R} (t_{i}) \leq T_{S R} (t_{m a x}) = T_{S R, D i a g, M a x} \end{matrix}$
mit t_i dem i-ten Zeitpunkt, T_SR,Diag,Max der Saugrohrtemperatur zum Zeitpunkt tmax und T_SR,Diag,0 der Saugrohrtemperatur zum Zeitpunkt t₂. T_SR,Diag,0 kann dabei als der eigentliche Startzeitpunkt für die Diagnosephase verstanden werden. Der Startzeitpunkt der Diagnosephase muss nicht zwangsläufig zum Zeitpuntk t₂ starten und nicht mit dem Zeitpunkt tmax enden, sondern kann auch innerhalb eines Unterbereichs vom Interval [t₂;t_max] liegen, wobei t₂ < t_max gilt.
Die Gradienten sind dabei wie folgt definiert ${\dot{T}}_{S R, G r a d, i} (t_{G r d, i}) = \frac{Δ T_{S R, i} (t_{G r d, i})}{Δ t_{G r d, i} (t_{G r d, i})}$
mit Ṫ_SR,Grd,i(t_i) dem i-ten Gradienten zum Zeitpunkt t_Grd,i ∈ Ω.
Da die Saugrohrtemperatur möglicherweise mit Störungen überlagert ist, wird in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mitteilung über die ermittelten Gradienten Ṫ_SR,Grd,i(t_Grd,i) durchgeführt. Die Mittelung Ṫ_SR,Grd,MW(t_Grd,m) ergibt sich zu: ${\dot{T}}_{S R, G r d, M W} (t_{G r d, m}) = \frac{1}{m} \sum_{i = 1}^{m} \frac{Δ T_{S R, i} (t_{G r d, i})}{Δ t_{G r d, i} (t_{G r d, i})},$
mit t_Grd,m ∈ Ω und m ∈ ℕ der Anzahl der ermittelten Gradienten Ṫ_SR,Grd,i entspricht.
Die ermittelten Gradienten Ṫ_SR,Grd,i werden betriebspunktabhängig, vorzugsweise mit der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 und der Saugrohrtemperatur TSR in einem Kennfeld K₁ gespeichert. Im weiteren Beispiel wird die Ausführungsform mit dem ermittelten Mittelwert der Gradienten betrachtet. Das Verfahren lässt sich ohne Einschränkungen auch mit der Einzelbetrachtung der ermittelten Gradienten durchführen.
Anschließend wird das Verfahren in einem Schritt 650 fortgesetzt.
Im Schritt 650 werden der Mittelwert der Gradienten Ṫ_SR,Grd,MW mit einem im Steuergerät 100 für diesen Betriebspunkt hinterlegten Gradientenwert Ṫ_SR,Grd,K2 aus einem Kennfeld K₂ verglichen. Die im Kennfeld K₂ hinterlegten Gradientenwerte sind vorzugsweise an einem Motorprüfstand für ein entsprechendes Motorsystem für die Brennkraftmaschine 10 mit Hochdruck-Abgasrückführung vermessen worden und entsprechen einem System mit funktionierendem Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler. Das Kennfeld K₂ wird hierbei vorzugsweise in Abhängigkeit von systemspezifischen Größen wie z. B., der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10, der Saugrohrtemperatur T_SR, einer Temerpatur der Abgasleitung 70, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Saugrohrdrucks und/oder einem der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Massenstrom, gebildet.
Der Vergleich wird vorzugsweise durch die Bildung einer betraglichen Differenz ΔGrad zwischen dem Gradientenwert Ṫ_SR,Grd,K2 aus dem Kennfeld K₂ und dem im Schritt 640 ermittelten Mittelwert für die Gradienten Ṫ_SR,Grd,MW durchgeführt und anschließend gegen einen vorgebbaren Schwellenwert S_Grad getestet: $Δ G r d = | {\dot{T}}_{S R, G r d, K_{2}} - {\dot{T}}_{S R, G r d, M W} | \leq S_{G r d} .$
Überschreitet die betragliche Differenz ΔGrd den Schwellenwert S_Grd, so liegt ein Defekt für den Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 vor und das Verfahren wird in einem Schritt 660 fortgesetzt.
Unterschreitet betragliche Differenz ΔGrd den Schwellenwert S_Grd, so wird der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 als funktionsfähig erkannt und die Diagnose kann beendet werden. Ab diesem Zeitpunkt kann der in der Diagnose verwendete Betriebsmodus wieder verlassen werden und die Betriebsstrategie des Steuergeräts 100 die Steuerung der Drosselklappe 7, des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 und des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventils 30 übernehmen. Das Verfahren kann beendet oder im Schritt 600 von vorne begonnen werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Schwellenwert S_Grd in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10, der Saugrohrtemperatur T_SR, einer Temerpatur der Abgasleitung 70, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Saugrohrdrucks und/oder einem der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Massenstrom gebildet werden.
In einem Schritt 660 wird der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 als Defekt erkannt und eine Fehlerreaktion für die Brennkraftmaschine 10 durchgeführt. Hierzu kann vorzugsweise eine Deaktivierung der Hochdruck-Abgasrückführung durch ein vollständiges Schließen oder Einstellen einer Notposition für das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil 34 durch das Steuergerät 100 durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Leistungsbeschränkung für die Brennkraftmaschine durch das Steuergerät 100 durchgeführt werden. Eine weitere mögliche Ersatzreaktion ist z. B. das Aktivieren einer Motorkontrollleuchte (Malfunction Indicator Light) für die Brennkraftmaschine 10.
Anschließend kann das Verfahren beendet oder im Schritt 600 von vorne begonnen werden. Vorzugsweise übernimmt nach der Beendigung der Diagnose eine auf dem Steuergerät 100 ablaufenden Betriebsstrategie die Steuerung der Brennkraftmaschine 10 und den dazugehörigen Stellern, wie der Drosselklappe 7, des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils 34 und des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventils 30.
In einer weiteren Ausführungsform können mehrere voneinander unabhängige Diagnosen, vorzugsweise m ∈ ℕ Diagnosen, die in den Schritten 600 bis 650 ermittelt werden, zu einem Gradientenergebnis zusammengefasst werden. Der Schritt 660 wird hierfür vorerst ausgesetzt. Die Ergebnisse der einzelnen Diagnosen werden im Steuergerät 100 abgespeichert. Diese sind z.B. von der Form: ${\dot{T}}_{S R, G r d, M W, Z y k l u s} = \sum_{j = 1}^{m} {\dot{T}}_{S R, G r d, M W, j} .$
Vorzugsweise wird für die Diagnosen eines als Defekt erkannten Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers 32 ein Wert von Eins für Ṫ_SR,Grd,MW,j im Steuergerät 100 abgespeichert. Diagnosen mit einem als funktional erkannten Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 werden mit einem Wert Null eingespeichert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler 32 erst dann als bestätigt Defekt erkannt wird, wenn die Summe Ṫ_{SR,Grd,MW,Zyklus} einen vorgebbaren Schwellenwert S_Zyklus überschreitet: ${\dot{T}}_{S R, G r d, M W, Z y k l u s} > S_{Z y k l u s} .$
Anschließend wird das Verfahren im Schritt 660 fortgesetzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013111151 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers (32) einer Brennkraftmaschine (10) mit einer Hochdruck-Abgasrückführung (HD-AGR), wobei eine Saugrohrtemperatur (T_SR) im Luftzuführungsabschnitt stromabwärts der Mischstelle (8) und stromaufwärts der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine Freigabe für das Verfahren in Abhängigkeit eines Betriebspunktes für die Brennkraftmaschine (10) erfüllt ist, eine Drosselklappe (7) vollständig geschlossen und ein Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil (34) geöffnet wird, so dass der Brennkraftmaschine (10) im Wesentlichen rückgeführtes Abgas zugeführt wird, wobei die Temperatur (T_SR) über einen vorgebbaren Zeitintervall (Δt₂₃) ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit einer Auswertung der Temperatur (T_SR) die Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers (32) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabe für die Diagnose des Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers (32) erteilt wird, wenn ein stationärer bzw. quasi-stationärer Zustand für die Brennkraftmaschine (10), vorzugsweise ein Schubbetrieb für die Brennkraftmaschine (10), vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vorhandensein eines Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypass (31), zusätzlich zur vollständigen Schließung der Drosselklappe (7) und zur vollständigen Öffnung des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils (34) ein vollständiges Schließen des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventils (30) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugrohrtemperatur (T_SR) im Luftzuführungsabschnitt stromabwärts der Mischstelle (8) und stromaufwärts der Brennkraftmaschine (10) mittels mindestens eines Temperatursensors (25) oder eines Modells ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Saugrohrtemperatur (T_SR) durch die Bildung mindestens eines Integrals (Int_TSR,j) in einem vorgebbaren Zeitintervall (Δt₂₃), startend mit einem ersten Zeitpunkt und endend mit einem vorgebbaren zweiten Zeitpunkt, durchgeführt wird, wobei die Integralgrenzen innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls (Δt₂₃) liegen, wobei vorzugsweise mehrere Integrale (Int_TSR,j) mit unterschiedlichen Integralgrenzen innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls (Δt₂₃) zu einem Mittelwert (Int_TSR,MW) für die Integrale zusammengefasst werden können.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgebbare Zeitintervall (Δt₂₃) mit einem Zeitpunkt (t₂) beginnt, wenn die Drosselklappe (7) geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil (34) vollständig geöffnet sind, und mit einem Zeitpunkt (t₃) endet, wenn das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil (34) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine betragliche Differenz zwischen einem aus einem Kennfeld (K₂) in Abhängigkeit eines Betriebspunktes ermittelten Integrals (Int_K2) und dem gemessenen Temperaturverlaufs ermittelten Integral (Int_TSR,j) einen vorgebbaren Schwellenwert (S_int) überschreitet, ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler (32) erkannt wird, wobei die im Kennfeld (K₂) hinterlegten Integrale an einem Motorprüfstand mit funktionalem Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erfasst worden sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler (32) als Defekt erkannt wird, wenn eine Summe der Diagnosezyklen (Int_SR,MW,Zyklus), in denen ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler (32) erkannt wurde, einen vorgebbaren Schwellenwert (S_Zyklus) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Saugrohrtemperatur (T_SR) durch die Bildung mindestens eines Gradienten (Ṫ_SR,Grd,i) in einem vorgebbaren Zeitintervall (Δt₂₃), startend mit einem ersten Zeitpunkt und endend mit einem vorgebbaren zweiten Zeitpunkt, durchgeführt wird, wobei vorzugsweise mehrere Gradienten (Ṫ_SR,Grd,i), die zu unterschiedlichen Zeitpunkten innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls (Δt₂₃) ermittelt werden, zu einem Mittelwert (Ṫ_SR,Grd,MW) zusammengefasst werden können.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgebbare Zeitintervall (Δt₂₃) mit einem Zeitpunkt (t₂) beginnt, wenn die Drosselklappe (7) geschlossen und das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil (34) vollständig geöffnet sind, und mit einem Zeitpunkt (t₃) endet, wenn das Hochdruck-Abgasrückführ-Ventil (34) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine betragliche Differenz zwischen einem aus einem Kennfeld K₂ in Abhängigkeit eines Betriebspunktes ermittelten Gradienten (Ṫ_SR,Grd,K2) und dem aus dem gemessenen Temperaturverlaufs ermittelten Gradienten (Ṫ_SR,Grd,j) einen vorgebbaren Schwellenwert (S_Grd) überschreitet, ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler (32) erkannt wird, wobei die im Kennfeld (K₂) hinterlegten Gradienten an einem Motorprüfstand mit funktionalem Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler erfasst worden sind.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler (32) als Defekt erkannt wird, wenn eine Summe der Diagnosezyklen (Ṫ_{SR,Grd,MW,Zyklus}) in denen ein defekter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler (32) erkannt wurde, einen vorgebbaren Schwellenwert (S_Zyklus) überschreiten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein fehlerhafter Hochdruck-Abgasrückführ-Kühler (32) erkannt wird, eine Motorkontrollleuchte (Malfunction Indicator Light) und/oder eine Notlauf für die Brennkraftmaschine (10) als Fehlerreaktion aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Diagnose eine Öffnung der Drosselklappe (7) und ein Schließen des Hochdruck-Abgasrückführ-Ventils (34) durch eine Betriebsstrategie auf dem Steuergerät (100) durchgeführt wird, vorzugsweise auch eine Öffnung des Hochdruck-Abgasrückführkühler-Bypassventils (30).
Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen.
Elektronisches Speichermedium mit einem Computerprogramm nach Anspruch 15.
Vorrichtung, insbesondere Steuergerät (100), welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen.