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Verfahren
und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren
und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Zukünftige Verbrennungsmotoren
von Kraftfahrzeugen, die beispielsweise mit strahlgeführten Brennverfahren
arbeiten, haben aufgrund eines günstigeren
Motorwirkungsgrades geringere Abwärmeverluste. Besonders nach
einem Kaltstart reicht die Motorabwärme dann oftmals nicht mehr
für eine Erwärmung des
Fahrgastraumes aus. Es wird deshalb über die Einführung von
Wärmetauschern
nachgedacht, bei denen das Motorabgas das Kühlwasser des Kraftfahrzeugs
erwärmt.
Bei warmem Motor wird der Wärmetauscher
dann mittels eines Stellelementes im Abgasstrang über einen
Bypass umgangen.
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Ein ähnliches Stellelement im Abgasstrang kann
auch zur Umgehung eines NOx-Katalysators sinnvoll
sein. Dabei wird dann bei höherer
Motorlast, im Homogenbetrieb, das Abgas nicht über den NOx-Katalysator geleitet,
sondern ebenfalls über
einen Bypass. Dies führt
u.a. zu einer geringeren thermischen Belastung des NOx-Katalysators
und zu einer höheren
Motorleistung aufgrund des geringeren Abgasgegendrucks.
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Aus Emissions- und Sicherheitsgründen muss
die Funktion solcher Stellelemente im Abgasstrang überwacht
werden. Eine Überwachung
kann beispielsweise durch einen Temperatursensor in Strömungsrichtung
hinter dem entsprechenden Stellelement im Abgasstrang erfolgen.
Weiterhin ist denkbar, mittels eines Potentiometers die Stellung des
Stellelementes zu messen. Eine Diagnose der Funktion des entsprechenden
Stellelementes im Abgasstrang erfordert somit zusätzliche
Sensorik.
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Weiterhin sind Brennkraftmaschinen
bekannt, die eine Abgasrückführung umfassen, über die
in einem aktivierten Zustand Abgas aus einem Abgasstrang in ein
Saugrohr der Brennkraftmaschine geführt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
haben demgegenüber den
Vorteil, dass in mindestens einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine
bei aktivierter Abgasrückführung ein
erster Saugrohrdruck bei einer ersten Position des mindestens einen
Stellelementes im Abgasstrang und ein zweiter Saugrohrdruck bei
einer zweiten Position des mindestens einen Stellelementes im Abgasstrang
ermittelt wird und dass in Abhängigkeit
einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Saugrohrdruck
die Funktion des mindestens einen Stellelementes im Abgasstrang überwacht wird.
Auf diese Weise lässt
sich die Diagnose des mindestens einen Stellelementes im Abgasstrang ohne
zusätzliche
Sensorik realisieren. Alternativ lässt sich auf diese Weise eine
redundante Diagnose des mindestens eines Stellelementes im Abgasstrang
zusätzlich
zur Auswertung einer eigens für
die Ermittlung der Position des Stellelementes im Abgasstrang vorgesehenen
Sensorik realisieren.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
eine Fehlfunktion des mindestens einen Stellelementes im Abgasstrang
detektiert wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem
zweiten Saugrohrdruck einen vorgegebenen Schwellwert betragsmäßig unterschreitet.
Auf diese Weise lässt
sich die Diagnose der Funktion des mindestens einen Stellelementes im
Abgasstrang besonders einfach und wenig aufwändig und gleichzeitig zuverlässig realisieren.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich,
wenn der vorgegebene Schwellwert von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine
abhängig
gewählt
wird. Auf diese Weise lässt
sich die Diagnose des mindestens einen Stellelementes im Abgasstrang
bei verschiedenen Drehzahlen der Brennkraftmaschine durchführen.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich,
wenn die Überwachung
der Funktion des mindestens einen Stellelementes in einem Schubbetrieb
der Brennkraftmaschine durchgeführt
wird. Auf diese Weise liegt ein definierter Betriebszustand der
Brennkraftmaschine mit geringen Störeinflüssen vor, der eine besonders
zuverlässige
Diagnose der Funktion des mindestens einen Stellelementes im Abgasstrang
ermöglicht.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich,
wenn bei Überwachung
mehrerer Stellelemente im Abgasstrang die Funktion jeweils eines
der Stellelemente überwacht
wird und die Position des oder der übrigen Stellelemente dabei
konstant gehalten wird. Auf diese Weise ist auch bei mehreren Stellelementen
im Abgasstrang eine Überwachung
jedes einzelnen Stellelementes bei geringem Aufwand möglich.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 eine schematische
Ansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform, 2 einen Ablaufplan zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 ein Druck-Zeit-Diagramm
für einen
beispielhaften Saugrohrdruckverlauf zur Diagnostizierung der Funktion
mindestens eines Stellelementes in einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine
und 4 eine schematische
Ansicht der Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 kennzeichnet
1 eine Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs.
Die Brennkraftmaschine 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 75,
der beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet
sein kann. Dem Verbrennungsmotor 75 ist über ein
Saugrohr 15 Frischluft zugeführt. Die Kraftstoffeinspritzung
kann entweder in das Saugrohr 15 oder direkt in einen Brennraum
des Verbrennungsmotors 75 erfolgen und ist aus Gründen der Übersichtlichkeit
in 1 nicht dargestellt. Das
bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum
des Verbrennungsmotors 75 gebildete Abgas wird in einen
Abgasstrang 10 ausgestoßen. Weiterhin ist eine Abgasrückführung 5 vorgesehen,
die den Abgasstrang 10 mit dem Saugrohr 15 verbindet
und ein Abgasrückführventil 40 umfasst. Die
Abgasrückführung 5 wird
im Folgenden auch als Abgasrückführkanal
bezeichnet. Über
das Abgasrückführventil 40 kann
der über
den Abgasrückführkanal 5 vom
Abgasstrang 10 in das Saugrohr 15 strömende Abgasmassenstrom
vari iert werden. Bei geschlossenem Abgasrückführventil 40 erfolgt
dabei keine Abgasrückführung. Die
Abgasrückführung ist
in diesem Fall nicht aktiviert. Bei geöffnetem Abgasrückführventil 40 hingegen
ist die Abgasrückführung aktiviert,
wobei die Größe des Abgasmassenstroms vom Öffnungsgrad
des Abgasrückführventils 40 abhängt. In 1 ist durch einen Pfeil
im Saugrohr 15 die Strömungsrichtung
der zugeführten
Frischluft gekennzeichnet. Im Abgasstrang 10 ist durch
einen Pfeil die Strömungsrichtung
des Abgases gekennzeichnet. Im Abgasrüekführkanal 5 ist weiterhin durch
einen Pfeil die Strömungsrichtung
des rückgeführten Abgases
gekennzeichnet.
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In Strömungsrichtung einer ersten
Abzweigung 80 des Abgasrückführkanals 5 im Abgasstrang 10 nachfolgend
angeordnet, ist ein zweiter Abzweig 85 über den das Abgas einem ersten
Druckwiderstand 45 zugeführt ist. Im Folgenden soll
beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei dem ersten Druckwiderstand
um einen Wärmetauscher
handelt. Das über
den Wärmetauscher 45 geleitete
Abgas wird bei einem ersten Rückführabzweig 95 wieder dem
Abgasstrang 10 zugeführt.
Der Wärmetauscher 45 dient
zur Erwärmung
des Fahrgastraumes des Kraftfahrzeugs durch Entzug von Wärme aus
dem Abgas. Der Wärmetauscher 45 kann über einen
ersten Bypass 55 im Abgasstrang 10 umgangen werden.
Zu diesem Zweck ist ein erstes Stellelement 20 vorgesehen,
das in einer ersten Position, die in 1 gestrichelt
dargestellt ist, den Zugang des Abgases zum Wärmetauscher 45 und
in einer zweiten Position, die in 1 durch
eine durchgezogene Linie dargestellt ist, den Bypass 55 für das Abgas
sperren kann. Das erste Stellelement 20 ist zwischen diesen beiden
Positionen umschaltbar.
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Gemäß 1 ist weiterhin ein Saugrohrdrucksensor 30 vorgesehen,
der ein Erfassungsmittel darstellt und den Saugrohrdruck im Saugrohr 15 misst
und an ein Überwachungsmittel 35 überträgt. Im Folgenden
soll beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei den Überwachungsmitteln 35 um eine
Motorsteuerung der Brennkraftmaschine 1 handelt. Die Motorsteuerung 35 steuert
dabei auch den Öffnungsgrad
des Abgasrückführventils 40 an.
Weiterhin steuert die Motorsteuerung 35 die Einstellung des
ersten Stellelementes 20 in seine erste Position oder in
seine zweite Position an. Optional kann es vorgesehen sein, dass
ein in 1 nicht dargestelltes
Messmittel, beispielsweise ein Potentiometer vorgesehen ist, der
die Stellung bzw. Position des ersten Stellelementes 20 detektiert
und an die Motorsteuerung 35 überträgt. Ebenfalls optional kann
es vorgesehen sein, dass in Strömungsrichtung
dem ersten Stellelement 20 im Abgasstrang 10 nachfolgend
ein erster Temperatursensor 65 im ersten Bypass 55 angeordnet
ist, der die Temperatur im ersten Bypass 55 misst und an
die Motorsteuerung 35 überträgt. Der erste
Tem peratursensor 65 ist in 1 gestrichelt dargestellt.
Er könnte
alternativ auch in einer in 1 mit
dem Bezugszeichen 200 gekennzeichneten ersten Abzweigleitung
mit dem Wärmetauscher 45 im Bereich
des zweiten Abzweiges 85 angeordnet sein. Die erste Abzweigleitung 200 wird über den
ersten Rückführungsabzweig 95 wieder
dem Abgasstrang 10 zugeführt.
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In 2 ist
ein Ablaufplan für
einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Nach dem Start des Programms prüft
die Motorsteuerung 35 bei einem Programmpunkt 100, ob
sich die Brennkraftmaschine 1 in einem Schubbetrieb befindet.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt,
andernfalls wird das Programm verlassen.
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Bei Programmpunkt 105 prüft die Motorsteuerung 35,
ob das Abgasrückführventil 40 einen
vorgegeben Öffnungsgrad
aufweist. Der Öffnungsgrad des
Abgasrückführventils 40 kann
dabei beispielsweise also durch ein in 1 nicht dargestelltes Messmittel, beispielsweise
ein Potentiometer erfasst und an die Motorsteuerung 35 übertragen
werden. Stellt die Motorsteuerung 35 bei Programmpunkt 105 fest,
dass das Abgasrückführventil 40 in
etwa den vorgegebenen Öffnungsgrad
aufweist, so wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 115 steuert
die Motorsteuerung 35 das Abgasrückführventil 40 zur Einstellung
des vorgegebenen Öffnungsgrades
an. Anschließend
wird zu Programmpunkt 110 verzweigt.
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Der vorgegebene Öffnungsgrad kann beispielsweise
so gewählt
sein, dass er einer vollständigen Öffnung des
Abgasrückführventils 40 entspricht. Generell
reicht es jedoch aus, dass für
eine Diagnose der Funktion des ersten Stellelementes 20 ein
definierter Öffnungsgrad
in Form des vorgegebenen Öffnungsgrades
des Abgasrückführventils 40 eingehalten
wird, um ein zuverlässiges
Diagnoseergebnis zu erhalten. Weiterhin darf für diese Diagnose das Abgasrückführventil 40 nicht
vollständig
geschlossen sein. Je weiter das Abgasrückführventil 40 geöffnet ist,
umso stärker
wirkt sich die Position des ersten Stellelementes 20 auf
den Saugrohrdruck aus und umso zuverlässiger ist somit die Diagnose
der Funktion des ersten Stellelementes 20 mit Hilfe des
Saugrohrdrucks. In vorteilhafter Weise wird deshalb für die Diagnose
der Funktion des ersten Stellelementes 20 als vorgegebener Öffnungsgrad
für das
Abgasrückführventil 40 die
vollständige Öffnung des Abgasrückführventils 40 gewählt. Bei
nicht geschlossenem Abgasrückführventil 40 ist
dabei die Abgasrückführung aktiviert.
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Bei Programmpunkt 110 steuert
die Motorsteuerung 35 das erste Stellelement 20 derart
an, dass es in seine erste Position zur Blockierung der ersten Abzweigleitung 200 und
zur völligen
Freigabe des ersten Bypasses 55 eingestellt wird. In diesem Fall
durchströmt
das Abgas vollständig
den ersten Bypass 55 und nicht den Wärmetauscher 45. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 120 verzweigt. Bei Programmpunkt 120 wird
der Saugrohrdruck durch den Saugrohrdrucksensor 30 gemessen und
an die Motorsteuerung 35 weitergeleitet und als erster
Saugrohrdruck ps1 in der Motorsteuerung 35 oder in einem
der Motorsteuerung 35 zugeordneten und in 1 nicht dargestellten Speicher abgelegt. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 125 verzweigt. Bei Programmpunkt 125 steuert
die Motorsteuerung 35 das erste Stellelement 20 derart
an, dass es von der ersten Position in die zweite Position verschwenkt
wird, in der es den Bypass 55 vollständig sperrt und die erste Abzweigleitung 200 vollständig freigibt,
so dass das Abgas vollständig über den Wärmetauscher 45 strömt und nicht über den
ersten Bypass 55. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 130 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 130 wird
der Saugrohrdruck vom Saugrohrdrucksensor 30 gemessen und an
die Motorsteuerung 35 weitergeleitet und als zweiter Saugrohrdruck
ps2 in der Motorsteuerung 35 bzw. in dem der Motorsteuerung 35 zugeordneten
Speicher abgelegt. Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt.
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Der erste Saugrohrdruck ps1 ist der
Saugrohrdruck für
den Fall, dass das erste Stellelement 20 in seiner ersten
Position vorliegt und der Saugrohrdruck ps2 ist der Saugrohrdruck,
bei dem das erste Stellelement 20 in seiner zweiten Position
vorliegt. Im Falle der zweiten Position des ersten Stellelementes 20 durchfließt das Abgas
vollständig
den Wärmetauscher 45,
so dass der am ersten Abzweig 80 herrschende Abgasgegendruck
größer ist,
als für
den Fall, in dem das erste Stellelement 20 in seiner ersten Position
vorliegt und die erste Abzweigleitung 200 vollständig sperrt.
Der Grund dafür
ist, das der Wärmetauscher
einen größeren Druckwiderstand
darstellt als der erste Bypass 55. Somit liegt bei geöffnetem
Abgasrückführventil 40 im
Falle der ersten Position des ersten Stellelementes 20 ein
geringerer Saugrohrdruck vor, als für die zweite Position des ersten
Stellelementes 20.
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Bei Programmpunkt 135 bildet
die Motorsteuerung 35 die betragsmäßige Differenz zwischen dem
ersten Saugrohrdruck ps1 für
die erste Position des ersten Stellelementes 20 und dem
zweiten Saugrohrdruck ps2 für
die zweite Position des ersten Stellelementes 20. Diese
Differenz wird im Folgenden mit Δ bezeichnet
und ergibt sich zu Δ = |ps1 – ps2| (1).
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Anschließend wird zu einem Programmpunkt 140 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 140 prüft die Motorsteuerung 35,
ob die Differenz Δ einen
vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Ist dies der Fall, so wird zu
einem Programmpunkt 145 verzweigt, andernfalls wird zu
einem Programmpunkt 150.
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Bei Programmpunkt 145 detektiert
die Motorsteuerung 35 einen Fehler in der Position des
ersten Stellelementes 20 und initiiert eine Fehlermeldung beispielsweise
an einem Kombinationsinstrument des Fahrzeugs. Zusätzlich oder
alternativ kann die Motorsteuerung 35 bei Programmpunkt 145 auch eine
Fehlermaßnahme
ergreifen und beispielsweise die Brennkraftmaschine 1 in
letzter Konsequenz abschalten. Anschließend wird das Programm verlassen.
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Bei Programmpunkt 150 diagnostiziert
die Motorsteuerung 35 einen einwandfreien Betrieb des ersten
Stellelementes 20 und gibt ggf. eine entsprechende Kontrollmitteilung
beispielsweise ebenfalls an das Kombinationsinstrument des Fahrzeugs
ab. Anschließend
wird das Programm ebenfalls verlassen.
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Der vorgegebene Schwellwert kann
beispielsweise abhängig
von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 75 und damit der
Brennkraftmaschine 1 in einem Kennfeld in der Motorsteuerung 35 oder dem
zugeordneten Speicher abgelegt sein. Ein in 1 nicht dargestellter Drehzahlsensor
am Verbrennungsmotor 75 misst dabei die aktuelle Drehzahl des
Verbrennungsmotors 75 und leitet sie an die Motorsteuerung 35 weiter.
In Abhängigkeit
der aktuellen Drehzahl kann somit die Motorsteuerung 35 bei
Programmpunkt 140 den dieser Drehzahl zugeordneten vorgegebenen
Schwellwert aus dem Kennfeld ermitteln und mit der Differenz Δ vergleichen.
Diese Kennfeld stellt beispielsweise eine eindimensionale Kennlinie
dar, die für
verschiedene Drehzahlen einen zugeordneten Schwellwert für die Differenz Δ vorgibt. Die
Kennlinie kann auf einem Motorenprüfstand appliziert werden. Sie
berücksichtigt
die Tatsache, dass der Abgasgegendruck von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 75 abhängt. Je
größer die
Drehzahl ist, umso größer ist
der Abgasgegendruck und umso größer wird
der vorgegebene Schwellwert gewählt
sein.
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Bei einem Defekt des ersten Stellelementes 20,
bei dem das erste Stellelement 20 in seiner zweiten Position
den ersten Bypass 55 nicht mehr vollständig verschließt, wird
der Wärmetauscher 45 aufgrund
seines im Vergleich zum ersten Bypass 55 größeren Druckwiderstandes
nur in vergleichsweise geringem Ausmaß vom Abgas durchströmt, so dass sich
der Abgasgegendruck am ersten Abzweig 80 im wesentlichen
durch den Druckwiderstand des ersten Bypasses 55 ergibt
und somit der erste Saugrohrdruck ps1 und der zweite Saugrohrdruck
ps2 nicht wesentlich voneinander abweichen und die Differenz Δ unter dem
vorgegebenen und geeignet applizierten Schwellwert liegen wird,
so dass der Fehler des ersten Stellelementes 20 in der
beschriebenen Weise erkannt werden kann.
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Der vorgegebene Schwellwert wird
dabei für die
verschiedenen Drehzahlen des Verbrennungsmotors 75 so appliziert,
dass er von der Differenz Δ nur überschritten
werden kann, wenn das erste Stellelement 20 in seiner ersten
Position die erste Abzweigleitung 200 und in seiner zweiten
Position den ersten Bypass 55 im wesentlichen vollständig verschließt.
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Gemäß dem Ablaufplan nach 2 wird die Diagnose des
ersten Stellelementes 20 im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt. Alternativ
kann auch die Diagnose in einem Zugbetrieb der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt werden,
wobei in diesem Fall mehr Störeinflüsse zu berücksichtigen
sind, so dass der vorgegebene Schwellwert im Vergleich zum Schubbetrieb
bei jeweils gleicher Drehzahl etwas geringer gewählt werden muss, um durch den
Zugbetrieb bedingte Beeinflussungen des Saugrohrdrucks zu berücksichtigen.
Die Diagnose der Funktion des ersten Stellelementes 20 ist
somit im Zugbetrieb in der Regel nicht so genau möglich, wie
im Schubbetrieb.
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Alternativ zur Ermittlung des Saugrohrdruckes
durch den Saugrohrdrucksensor 30 kann der Saugrohrdruck
auch mit Hilfe eines Saugrohrmodells in dem Fachmann bekannter Weise
in Abhängigkeit der
dem Verbrennungsmotor 75 über das Saugrohr 15 zugeführten Frischluftmasse
sowie der über
den Abgasrückführkanal 5 zugeführten Abgasmasse
ermittelt werden. Die Luftmasse und die Abgasmasse können beispielsweise
jeweils über
einen Luftmassenmesser im Saugrohr 15 bzw. im Abgasrückführkanal 5 ermittelt
werden. Dabei kann auch die Drehzahl des Verbrennungsmotors 75 zur
Ermittlung des Saugrohrdruckes herangezogen werden.
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Eine weitere Diagnose der Funktion
des ersten Stellelementes 20 kann mit Hilfe des erwähnten Potentiometers
und/oder des ersten Temperatursensors 65 durchgeführt werden.
Während
des Potentiometer eine exakte Positionsangabe des ersten Stellelementes 20 ermitteln
und an die Motorsteuerung 35 weiterleiten kann, ist die
Temperaturmessung mittels des ersten Temperatursensors 65 eine
indirekte Methode, um die Funktionstüchtigkeit des ersten Stellelementes 20 zu überprüfen bzw.
zu überwachen.
Befindet sich das erste Stellelement 20 in seiner zweiten Position,
so fließt
das Abgas vollständig über den Wärmetauscher 45 und
nicht über
den ersten Bypass 55, so dass der erste Temperatursensor 65 im
ersten Bypass 55 etwa die Umgebungstemperatur ermittelt. Befindet
sich hingegen das erste Stellelement 20 in seiner ersten
Position, so fließt
das Abgas vollständig über den
ersten Bypass 55 und nicht über den Wärmetauscher 45, so
dass der erste Temperatursensor 65 im ersten Bypass 55 die
von der Umgebungstemperatur verschiedene Abgastemperatur erfasst.
Die sich ergebende Differenz der vom ersten Temperatursensor 65 gemessenen
Temperaturen im ersten Bypass 55 für die erste Position und die
zweite Position des ersten Stellelementes 20 kann dann
entsprechend dem Saugrohrdruck zur Diagnose der Funktion des ersten
Stellelementes 20 ausgewertet werden. Überschreitet die Temperaturdifferenz
betragsmäßig einen
beispielsweise ebenfalls von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 75 abhängigen zweiten
Schwellwert, so wird eine fehlerfreie Funktion des ersten Stellelementes 20 diagnostiziert,
andernfalls wird ein Fehler detektiert. Mit dem beispielsweise gemäß dem Ablaufplan
nach 2 beschriebenen
Programm zur Überwachung
der Funktion des ersten Stellelementes 20 über den
Saugrohrdruck kann dann alternativ oder zusätzlich eine Diagnose der Funktion
des ersten Stellelementes 20 durch den ersten Temperatursensor 65 und/oder
das Potentiometer überwacht
werden.
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In 3 ist
beispielhaft in einem Druck(p)-Zeit(t)-Diagramm ein Verlauf des
Saugrohrdruckes ps über
der Zeit t dargestellt. Zu einem ersten Zeitpunkt t1 ist
das Abgasrückführventil 40 vollständig geschlossen
und damit die Rückwirkung
des Abgasgegendrucks auf den Saugrohrdruck ps vergleichsweise gering.
Zum ersten Zeitpunkt t1 wird das Abgasrückführventil 40 vollständig geöffnet und
der Saugrohrdruck ps steigt aufgrund des nun auf das Saugrohr 15 zurückwirkenden
Abgasgegendrucks stark an. Das erste Stellelement 20 liegt
dabei in seiner ersten Position. Nachdem der Saugrohrdruck nach
der Öffnung
des Abgasrückführventils 40 eingeschwungen
ist, wird zu einem dem ersten Zeitpunkt t1 nachfolgenden
ersten Messzeitpunkt tM1 der erste Saugrohrdruck
ps1 vom Saugrohrdrucksensor 30 gemessen und an die Motorsteuerung 35 zur
Abspeicherung weitergeleitet. An schließend veranlasst die Motorsteuerung 35 bei
Programmpunkt 125 ein Umschalten des ersten Stellelementes 20 in
die zweite Position zu einem dem ersten Messzeitpunkt rM1 nachfolgenden
zweiten Zeitpunkt t2. Da das Abgas nun vollständig über den
Wärmetauscher 45 abfließt, erhöht sich
der Abgasgegendruck am ersten Abzweig 80 und damit auch
der Saugrohrdruck. Nachdem der Saugrohrdruck erneut eingeschwungen
ist, wird zu einem dem zweiten Zeitpunkt t2 nachfolgenden
zweiten Messzeitpunkt tM2 der zweite Saugrohrdruck
ps2 vom Saugrohrdrucksensor 30 gemessen und an die Motorsteuerung 35 zur
Abspeicherung weitergeleitet. Die Motorsteuerung 35 kann
dann in der beschriebenen Weise gemäß dem Ablaufplan nach 2 die Diagnose der Funktion
des ersten Stellelementes 20 durchführen. Zu einem dem zweiten
Messzeitpunkt tM2 nachfolgenden dritten
Zeitpunkt t1 veranlasst die Motorsteuerung 35 dann
wieder das Umschalten des ersten Stellelementes 20 in die
erste Position, so dass der Saugrohrdruck wieder auf den ersten
Saugrohrdruck ps1 absinkt. Anschließend veranlasst die Motorsteuerung 35 zu
einem dem dritten Zeitpunkt t3 nachfolgenden
vierten Zeitpunkt t4 das vollständige Schließen des
Abgasrückführventils 40,
so dass anschließend
der Saugrohrdruck ps wieder auf einen Wert abfällt, wie er vor dem ersten
Zeitpunkt t, erreicht wurde.
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Beim Verlauf des Saugrohrdrucks ps
gemäß 3 über der Zeit t ist in diesem
Beispiel vorausgesetzt, dass das Verschwenken des ersten Stellelementes 20 von
der ersten Position in die zweite Position zu einem signifikanten
Unterschied im Saugrohrdruck führt.
Bei defektem erstem Stellelement 20 würde sich beispielsweise ein
in 3 strichpunktierter
Verlauf zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und dem
vierten Zeitpunkt t4 für den Saugrohrdruck ps ergeben,
der keinen signifikanten Druckunterschied des Saugrohrdrucks für die erste
Position des ersten Stellelementes 20 im Vergleich zur
zweiten Position des ersten Stellelementes 20 aufweist.
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In 4 ist
eine zweite Ausführungsform
der Brennkraftmaschine 1 schematisch dargestellt. Dabei
kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie bei der
ersten Ausführungsform
nach 1. Zusätzlich zur
ersten Ausführungsform
nach 1 ist gemäß der zweiten
Ausführungsform
nach 4 in Strömungsrichtung
nach dem ersten Rückführungsabzweig 95 ein
dritter Abzweig 90 vorgesehen, über den das Abgas mittels einer
zweiten Abzweigleitung 205 einem zweiten Druckwiderstand 50 zugeführt werden
kann, der beispielsweise als Katalysator, beispielsweise als NOx-Katalysator
ausgebildet sein kann. Die zweite Abzweigleitung 205 mündet anschließend über einen
zweiten Rückführungsabzweig 99 wieder
im Abgasstrang 10. Der hier beispielhaft als Katalysator
ausgebildete zweite Druckwiderstand 50 wird von einem zweiten
Bypass 60 des Abgas strangs 10 umgangen. Dabei
ist ein zweites Stellelement 25 vorgesehen, das in einer
ersten Position die zweite Abzweigleitung 205 vollkommen sperrt
und das Abgas vollständig
durch den zweiten Bypass 60 leitet. In einer zweiten Position
des zweiten Stellelementes 25 wird der zweite Bypass 60 vollständig gesperrt
und das Abgas vollständig über die zweite
Abzweigleitung und den Katalysator 50 geführt. Auch
bei der zweiten Ausführungsform
nach 4 kann optional
ein Messmittel, beispielsweise ein Potentiometer zur Erfassung der
Stellung bzw. der Position des zweiten Stellelementes 25 vorgesehen
sein, das die Position des zweiten Stellelementes 25 erfasst
und an die Motorsteuerung 35 überträgt. Zusätzlich oder alternativ kann
ein zweiter Temperatursensor 70 im zweiten Bypass 60 dem
zweiten Stellelement 25 in Strömungsrichtung nachfolgend wie
in 4 gestrichelt dargestellt
vorgesehen sein, der die Temperatur im zweiten Bypass 60 misst
und an die Motorsteuerung 35 weiterleitet. Alternativ kann der
zweite Temperatursensor 70 auch in der zweiten Abzweigleitung 205 im
Bereich des zweiten Stellelementes 25 angeordnet sein.
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Das zweite Stellelement 25 wird
ebenfalls von der Motorsteuerung 35 zur Einstellung der
ersten Position oder der zweiten Position des zweiten Stellelementes 25 angesteuert.
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Die Diagnose der Funktion des zweiten
Stellelementes 25 kann in der gleichen Weise erfolgen wie
die Diagnose des ersten Stellelementes 20 gemäß dem Ablaufplan
nach 2. Dabei muss jedoch gewährleistet
sein, dass während
der Diagnose des zweiten Stellelementes 25 die Position
des ersten Stellelementes 20 nicht geändert wird und dass bei der
Diagnose der Funktion des ersten Stellelementes 20 die
Position des zweiten Stellelementes 25 nicht geändert wird.
Ferner ist für
die Diagnose der Funktion des zweiten Stellelementes 25 die
Position des ersten Stellelementes 20 vorteilhafter Weise
fest vorgegeben, so dass für
diese Position ein entsprechender Schwellwert für die Diagnose des zweiten
Stellelementes 25 appliziert werden kann. Umgekehrt ist vorteilhafter
Weise für
die Diagnose der Funktion des ersten Stellelementes 20 eine
Position des zweiten Stellelementes 25 fest vorgegeben,
so dass für
diese Position ein entsprechender Schwellwert für die Diagnose des ersten Stellelementes 20 appliziert
werden kann.
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Auch der für die Diagnose des zweiten
Stellelementes 25 vorgegebene Schwellwert kann wie für die Diagnose
des ersten Stellelementes 20 beschrieben abhängig von
der Drehzahl des Verbrennungsmotors 25 appliziert bzw.
vorgegeben werden.
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In entsprechender Weise kann auch
die Funktion eines oder mehrerer weiterer Stellelemente im Abgasstrang 10 diagnostiziert
werden, das bzw. die ebenfalls eine Umschaltung zwischen einem Druckwiderstand
und einem Bypass in der beschriebenen Weise ermöglichen. Die beschriebene Diagnose
des mindestens einen Stellelementes 20, 25 im Abgasstrang 10 ist
somit ohne zusätzliche
Sensorik allein mit bereits vorhandener Sensorik beispielsweise
in Form des Saugrohrdrucksensors 30 möglich, so dass kein zusätzlicher
Hardwareaufwand erforderlich ist.