DE112010003780T5

DE112010003780T5 - System und Verfahren zum Abschätzen von AGR-Massenströmen

Info

Publication number: DE112010003780T5
Application number: DE112010003780T
Authority: DE
Inventors: Andrew W. Osburn; Martin T. Books; Richard E. Reisinger; Albert E. Sisson
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-09-13
Also published as: US20110072911A1; CN102510943B; GB201201413D0; BR112012003354B1; WO2011037926A2; CN102510943A; BR112012003354A2; US8201442B2; WO2011037926A3; GB2484049B; GB2484049A

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren angegeben zum Abschätzen eines momentanen Abgasrückführungsmassenstroms entsprechend einem Durchfluss von Abgas durch eine Abgasrückführungsleitung, die fluidleitend zwischen einem Abgaskrümmer und einem Einlasskrümmer eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist, wobei ein Abgasrückführungskühler in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung angeordnet ist. Eine Betriebsstellung des Motors wird überwacht und der momentane Abgasrückführungsmassenstrom wird an jedem einer Mehrzahl fester Inkremente der Motorstellung abgeschätzt basierend auf einer Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur, einem Einlasskrümmerdruck und einem Differenzdruck über einer Strömungsdrossel, die in Reihe mit der Abgasleitung zwischen dem Abgasrückführungskühler und dem Einlasskrümmer angeordnet ist.

Description

Prioritätsbeanspruchung
Diese Anmeldung beansprucht nach 35 U.S.C. § 119(e) die Priorität der am 25. September 2009 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 12/567,284, auf die vorliegend ausdrücklich Bezug genommen wird.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verbrennungsmotoren mit einer Abgasrückführungs(AGR)-Anlage und genauer Systeme und Verfahren zum Ermitteln des Abgasmassenstroms durch eine solche Abgasrückführungsanlage, d. h. zum Ermitteln von Abgasrückführungsmassenströmen.
Hintergrund
Wenn es in einer Umgebung mit überschüssigem Sauerstoff zur Verbrennung kommt, steigen Spitzenverbrennungstemperaturen an, was zur Bildung unerwünschter Motoremissionen wie etwa Stickoxiden, z. B. NO_x führt. Ein herkömmlicher Weg zum Verringern solcher unerwünschten Emissionen besteht darin, einen Teil des von dem Motor erzeugten Abgases mittels einer sogenannten Abgasrückführungs(AGR)-Anlage in die Ladeluft zurückzuführen, die vom Motor verbrannt werden wird.
In herkömmlichen Abgasrückführungsanlagen kann ein Abgasrückführungsmassenstrom typischerweise als eine Funktion der Quadratwurzel eines mittleren Differenzdrucks über einer Strömungsdrosselblende in einer Abgasrückführungsleitung abgeschätzt werden, die zwischen dem Abgaskrümmer und dem Einlasskrümmer des Motors angeschlossen ist. Unter stationären, d. h. konstanten Abgasrückführungsströmungsbedingungen kann die herkömmliche Abschätzungstechnik für einen Abgasrückführungsdurchfluss genaue Ergebnisse erbringen. Unter Motorübergangsbetriebsbedingungen treten jedoch Ungenauigkeiten in dem soeben beschriebenen, herkömmlichen Abgasrückführungsmassenstromabschätzverfahren aufgrund des pulsierenden Charakters der Abgasrückführungsströmung unter solchen Übergangsbetriebsbedingungen auf. Unter solchen Übergangsbetriebsbedingungen kann aufgrund der inhärenten, mit dem Quadratwurzelterm einhergehenden Nichtlinearität der mittlere Wert des Abgasrückführungsmassenstroms nicht genau aus dem mittleren Differenzdruckwert berechnet werden. Es ist folglich wünschenswert, momentane Abgasmassenströme durch eine solche Abgasrückführungsanlage zu genaueren Diagnosezwecken und/oder Motorsteuerzwecken abschätzen zu können.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eines oder mehrere der in den anhängenden Patentansprüchen angegebenen Merkmale und/oder eines oder mehrere der folgenden Merkmale und Kombinationen davon umfassen. Es wird ein Verfahren angegeben zum Abschätzen eines momentanen Abgasdurchflusses durch eine Abgasrückführungsleitung, die fluidleitend zwischen einem Abgaskrümmer und einem Einlasskrümmer eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist, wobei die Abgasrückführungsleitung einen in Reihe mit ihr angeordneten Abgasrückführungskühler enthält. Das Verfahren kann ein Überwachen einer Betriebsstellung des Motors und ein Ausführen der folgenden Schritte an jedem einer Mehrzahl fester Inkremente der Motorstellung umfassen: ein Abfragen einer Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur, die einer Temperatur eines aus einem Gasauslass des Abgasrückführungskühlers austretenden Gases entspricht, ein Abfragen einer Druckdifferenz über einer Strömungsdrossel, die in Reihe mit der Abgasleitung zwischen dem Abgasrückführungskühler und dem Einlasskrümmer angeordnet ist, ein Abfragen eines Einlasskrümmerdrucks, der einem Fluiddruck innerhalb des Einlasskrümmers entspricht, ein Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung basierend auf der abgefragten Druckdifferenz, der Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur und dem Einlasskrümmerdruck, und ein Speichern des abgeschätzten, momentanen Abgasmassenstroms in einer Speichereinheit.
Die festen Inkremente können so gewählt sein, dass das Abfragen der Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur, der Druckdifferenz über der Strömungsdrossel und des Einlasskrümmerdrucks wenigstens 8 bis 10 Mal schneller als eine Zündfolge des Motors auftritt.
Das Verfahren kann ferner ein Ermitteln eines mittleren Abgasrückführungsmassenstroms durch Mitteln einer Reihe von Werten des abgeschätzten, momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung umfassen. Das Verfahren kann ferner ein Speichern des mittleren Abgasrückführungsmassenstroms in der Speichereinheit umfassen.
Das Verfahren kann ferner aufweisen ein Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung basierend auf einem momentanen Abgasrückführungsmassenstrommodell, das eine Reihe von Modellkonstanten beinhaltet.
In einer Ausführungsform kann das momentane Abgasrückführungsmassenstrommodell EGRFR = [C_D·A_FR·sqrt[(2·ΔP·IMP/(R·COT)]/sqrt[1 – (A_FR/A_U)²] sein, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP der Differenzdruck über die Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümmerdruck ist, und C_D, A_FR, R und A_U die Anzahl Modellkonstanten sind. C_D kann ein Füllungsdichtewert sein, A_FR kann eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel sein, A_U kann eine Querschnittsfläche der Abgasrückführungsleitung sein, und R kann eine Gaskonstante sein. In einer alternativen Ausführungsform kann das momentane Abgasrückführungsmassenstrommodell EGRFR = [C_D·A_T·(IMP – ΔP)/sqrt(R·COT)]·[ΔP^1/γ]·sqrt{[2·γ/(γ-1)]·[1 – ΔP]^(γ–1)} sein, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP der Differenzdruck über die Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümmerdruck ist und C_D, A_T, R und γ die Anzahl Modellkonstanten sind. In dieser Ausführungsform kann C_D ein Füllungsdichtewert sein, A_T kann eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel sein, R kann eine Gaskonstante sein und γ kann ein Verhältnis aus spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck zu spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Volumen für eine Zylinderfüllung sein.
Ein System zum Abschätzen eines momentanen Abgasdurchflusses durch eine Abgasrückführungsleitung, die fluidleitend zwischen einem Abgaskrümmer und einem Einlasskrümmer eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist, kann einen in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung angeordneten Abgasrückführungskühler, einen Temperatursensor, der zum Erzeugen eines Temperatursignals in Übereinstimmung mit einer Temperatur von aus dem Abgasrückführungskühler austretendem Abgas konfiguriert ist, eine in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung zwischen einem Gasauslass des Abgasrückführungskühlers und dem Einlasskrümmer des Motors angeordnete Strömungsdrossel, einen Differenzdrucksensor, der fluidleitend dazu konfiguriert ist, ein Differenzdrucksignal in Übereinstimmung mit einer Druckdifferenz über der Strömungsdrossel zu erzeugen, einen Drucksensor, der zum Erzeugen eines Drucksignals in Übereinstimmung mit einem Druck innerhalb des Einlasskrümmers des Motors konfiguriert ist, einen Motorstellungssensor, der zum Erzeugen eines Motorstellungssignals konfiguriert ist, das einer Motorstellung in Bezug auf eine Referenzstellung entspricht, und eine Steuerschaltung umfassen, die einen Speicher mit darin abgespeicherten Anweisungen enthält, die von der Steuerschaltung ausführbar sind zum Überwachen des Motorstellungssignals und Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung an jedem einer Mehrzahl fester Inkremente der Motorstellung basierend auf dem Temperatursignal, dem Differenzdrucksignal und dem Drucksignal.
Die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen können Anweisungen umfassen, die von der Steuerschaltung zum Abspeichern des abgeschätzten momentanen Massenstroms in dem Speicher ausführbar sind.
Die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen können Anweisungen umfassen, die von der Steuerschaltung ausführbar sind zum Berechnen eines mittleren Abgasrückführungsmassenstromwertes basierend auf einer Reihe jüngst abgeschätzter Werte des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung. Die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen können ferner Anweisungen umfassen, die von der Steuerschaltung zum Abspeichern des mittleren Abgasrückführungsmassenstromwertes in dem Speicher ausführbar sind.
Der Differenzdrucksensor kann dazu konfiguriert sein, den Differenzdruck über der Strömungsdrossel mit einer Abfragerate abzufragen, die wenigstens 8 bis 10 Mal schneller als ein Zündzyklus des Motors über einen Gesamtbereich von Motordrehzahlen ist.
In einer Ausführungsform können die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen Anweisungen umfassen, die von der Steuerschaltung zum Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung gemäß der Gleichung EGRFR = [C_D·A_FR·sqrt[(2·ΔP·IMP/(R·COT)]/sqrt[1 – (A_FR/A_U)²] ausführbar sind, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP der Differenzdruck über der Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümmerdruck ist, und C_D, A_FR, R und A_U Konstanten sind. C_D kann ein Füllungsdichtewert sein, A_FR kann eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel sein, A_U kann eine Querschnittsfläche der Abgasrückführungsleitung sein und R kann eine Gaskonstante sein. Alternativ können die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen Anweisungen umfassen, die von der Steuerschaltung zum Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung gemäß der Gleichung EGRFR = [C_D·A_T·(IMP – ΔP)/sqrt(R·COT)]·[ΔP^1/γ]·sqrt{[2·γ/(γ – 1)]·[1 – ΔP]^(γ–1)} ausführbar sind, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP der Differenzdruck über der Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümmerdruck ist und C_D, A_T, R und γ Konstanten sind. C_D kann ein Füllungsdichtewert sein, A_T kann eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel sein, R kann eine Gaskonstante sein und γ kann ein Verhältnis aus spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck zu spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Volumen für eine Zylinderfüllung sein. In jedem Fall können die Konstanten in der Speichereinheit abgespeichert sein und die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen können darüber hinaus Anweisungen umfassen, die von der Steuerschaltung zum Abrufen der Konstanten aus der Speichereinheit vor einem Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung ausführbar sind.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems zum Abschätzen von Abgasrückführungsmassenströmen.
2 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform der Steuerschaltung aus 1, die zum Ermitteln von Abgasrückführungsmassenströmen konfiguriert ist.
3 ist ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum Abschätzen von Abgasrückführungsmassenströmen.
Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
Zur Förderung eines Verständnisses der Grundlagen der Erfindung wird nun Bezug genommen auf eine oder mehrere in den beigefügten Figuren gezeigte, beispielhafte Ausführungsformen und es wird zum Beschreiben derselben eine spezielle Terminologie verwendet.
Bezugnehmend nunmehr auf 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems 10 zum Abschätzen von Abgasrückführungsmassenströmen gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform enthält das System 10 einen Verbrennungsmotor 12 mit einem Einlasskrümmer 14, der über eine Einlassleitung 22 fluidleitend mit einem Auslass 16 eines Verdichters 18 eines Turboladers 20 verbunden ist. Der Verdichter 18 weist einen Verdichtereinlass 24 auf, der zum Erhalt von Frischluft mit einer Einlassleitung 26 verbunden ist. Obwohl in 1 nicht gezeigt kann das System 10 in manchen Ausführungsformen einen Einlassluftkühler bekannten Aufbaus enthalten, der in Reihe mit der Einlassleitung 22 zwischen dem Turboladerverdichter 18 und dem Einlasskrümmer 14 des Motors 12 angeordnet ist.
Der Turboladerverdichter 18 ist über eine drehbare Antriebswelle 28 mechanisch mit einer Turboladerturbine 30 gekoppelt, und die Turbine 30 weist einen Turbineneinlass 32 auf, der über eine Abgasleitung 36 fluidleitend mit einem Abgaskrümmer 34 des Motors 12 verbunden ist. Die Turbine 30 umfasst ferner einen Turbinenauslass 38, der über eine Abgasleitung 40 mit der Umgebung verbunden ist.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst das System 10 darüber hinaus eine Abgasrückführungsanlage 45 mit einem Abgasrückführungskühler 44, der in Reihe mit einer Abgasrückführungsleitung 42 angeordnet ist, die fluidleitend an einem Ende mit der Einlassleitung 22 und an einem entgegengesetzten Ende mit der Abgasleitung 36 verbunden ist. Die Abgasrückführungsanlage 45 enthält darüber hinaus beispielhaft ein herkömmliches Abgasrückführungsventil 46, das in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung zwischen dem Abgasrückführungskühler 44 und der Einlassleitung 22 angeordnet ist. Das Abgasrückführungsventil 46 ist beispielhaft auf eine herkömmliche Weise dazu steuerbar, den Fluss von Abgas durch die Abgasrückführungsleitung 42 selektiv zu steuern.
In der dargestellten Ausführungsform enthält die Abgasrückführungsanlage 45 ferner eine Strömungsdrossel 48 (FR), die in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung 42 zwischen dem Abgasrückführungsventil 46 und der Einlassleitung 42 in Ausführungsformen angeordnet ist, welche das Abgasrückführungsventil 46 enthalten, oder zwischen dem Abgasrückführungskühler 44 und der Einlassleitung 42 in Ausführungsformen, die kein Abgasrückführungsventil 46 enthalten. Alternativ kann die Strömungsdrossel 48 in Ausführungsformen, die das Abgasrückführungsventil 46 enthalten, zwischen dem Abgasrückführungskühler 44 und dem Abgasrückführungsventil 46 angeordnet sein. In der dargestellten Ausführungsform ist die Strömungsdrossel 48 in Gestalt eines Abschnitts der Abgasrückführungsleitung 42 vorgesehen, der eine verringerte, feste Querschnittsfläche hat, die kleiner ist als die der Querschnittsfläche der Abgasrückführungsleitung 42 stromaufwärts und stromabwärts der Strömungsdrossel 48. Alternativ kann die Strömungsdrossel 48 in Gestalt einer Blende oder einer anderen herkömmlichen, den Abgasstrom verringernden Struktur vorgesehen sein. Nochmals alternativ kann die Strömungsdrossel 48 das Abgasrückführungsventil 46 sein. In dieser Ausführungsform ist die Strömungsquerschnittsfläche des Abgasrückführungsventils 46 kleiner als die der Abgasrückführungsleitung 42, wodurch der Durchfluss von Abgas durch die Abgasrückführungsleitung 42 beschränkt wird, und die in 1 dargestellte Strömungsdrossel 48 kann bei dieser alternativen Ausführungsform entfallen.
Das System 10 enthält ferner eine Steuerschaltung 50, die allgemein dazu betriebsfähig ist, den Gesamtbetrieb des Motors 12 zu steuern und zu verwalten. Die Steuerschaltung 50 umfasst eine Speichereinheit 55 und eine Reihe von Eingängen und Ausgängen zur Kopplung mit verschiedenen, mit dem Motor 12 verbundenen Sensoren und Systemen. Die Steuerschaltung 50 basiert beispielhaft auf einem Mikroprozessor, obwohl diese Offenbarung andere Ausführungsformen in Erwägung zieht, bei denen die Steuerschaltung 50 alternativ eine Allzweck- oder anwendungsspezifische Steuerschaltung sein kann oder enthalten kann, die zu einer im Folgenden beschriebenen Betriebsweise fähig ist. Auf jeden Fall kann die Steuerschaltung 50 eine bekannte Steuereinheit sein, die manchmal als ein elektronisches oder Motorsteuermodul (ECM), ein elektronisches oder Motorsteuergerät (ECU) oder ähnliches bezeichnet wird. Beispielhaft sind im Speicher 55 der Steuerschaltung 50 ein oder mehrere Sätze von Anweisungen gespeichert, die von der Steuerschaltung 50 ausführbar sind, wie im Folgenden genauer beschrieben werden wird, um den durch die Abgasrückführungsleitung 42 fließenden Abgasmassenstrom abzuschätzen.
Die Steuerschaltung 50 weist eine Reihe von Eingängen zum Empfangen von Signalen unterschiedlicher dem System 10 zugehöriger Sensoren oder Sensiersysteme auf. Die Steuerschaltung 50 ist allgemein auf eine herkömmliche Weise dazu betriebsfähig, die von den unterschiedlichen Sensoren oder Sensiersystemen erzeugten Signale abzufragen und die abgefragten Signale zu verarbeiten, um die zugehörige Motorbetriebsbedingung zu ermitteln. Beispielsweise umfasst das System 10 einen Einlasskrümmerdrucksensor 52, der in Fluidverbindung mit dem Einlasskrümmer 14 angeordnet ist und der über einen Signalweg 54 elektrisch mit einem Einlasskrümmerdruckeingang IMP der Steuerschaltung 50 verbunden ist. Der Einlasskrümmerdrucksensor 52 kann von bekanntem Aufbau sein und ist dazu betriebsfähig, auf dem Signalweg 54 ein Drucksignal zu erzeugen, das dem Druck einer in den Einlasskrümmer 14 strömenden ”Füllung” entspricht. Der Ausdruck ”Füllung” ist im Rahmen dieser Offenbarung allgemein als dasjenige Gas definiert, welches über die Leitung 22 in den Einlasskrümmer 14 strömt und das allgemein aus der Einlassleitung 22 z. B. mittels des Turboladerverdichters 18 zugeführter Frischluft kombiniert mit rückgeführtem Abgas besteht, welches von der Abgasrückführungsleitung 42 geliefert wird.
Obwohl der Einlasskrümmerdrucksensor 52 in 1 als in Fluidverbindung mit dem Einlasskrümmer 14 dargestellt ist, kann der Sensor 52 alternativ in Fluidverbindung mit der Einlassleitung 22 stromabwärts der Verbindungsstelle der Abgasrückführungsleitung 42 und der Einlassleitung 22 angeordnet sein. In jedem Fall enthält der Speicher 55 der Steuerschaltung 50 einen oder mehrere Sätze herkömmlicher Anweisungen, die von der Steuerschaltung 50 ausführbar sind, um das von dem Einlasskrümmerdrucksensor 52 erzeugte Einlasskrümmerdrucksignal zu verarbeiten und daraus einen momentanen Einlasskrümmerdruck zu bestimmen.
Das System 10 enthält ferner einen Motordrehzahl- und -stellungssensor 56, der über einen Signalweg 58 elektrisch mit einem Motordrehzahl- und -stellungseingang ESP der Steuerschaltung 50 verbunden ist. Der Motordrehzahl- und -stellungssensor 56 ist herkömmlich und ist dazu betriebsfähig, ein Signal zu erzeugen, aus dem die Drehgeschwindigkeit ES des Motors und die Stellung EP des Motors bezüglich einer Referenzstellung auf herkömmliche Weise von der Steuerschaltung 50 bestimmt werden kann. Die Motorstellung EP kann z. B. sein oder enthalten einen Winkel der Motorkurbelwelle (nicht gezeigt), d. h. einen Kurbelwinkel in Bezug auf einen Referenzkurbelwinkel, beispielsweise den oberen Totpunkt (TDC) eines bestimmten der Kolben (nicht dargestellt). In einer Ausführungsform ist der Sensor 56 ein Halleffektsensor, der dazu betriebsfähig ist, die Motordrehzahl und -stellung durch Erfassen eines Vorbeilaufs einer Reihe voneinander beabstandeter Zähne an ihm zu sensieren, die auf einem Zahnrad oder Resolverrad ausgebildet sind, welches synchron mit der Motorkurbelwelle rotiert (nicht dargestellt). In einer beispielhaften Implementierung, die als in keiner Weise einschränkend zu betrachten ist, hat das Zahnrad oder Resolverrad eine ausreichende Anzahl Zähne, die es dem Sensor 56 ermöglicht, alle 6 Grad Drehung einen Zahn zu erfassen. Alternativ kann der Motordrehzahl- und -stellungssensor 56 jeder andere bekannte Sensor sein, der wie soeben beschrieben betriebsfähig ist, einschließlich aber nicht beschränkt auf einen Reluktanzsensor oder ähnliches. Nochmals alternativ kann der Motordrehzahl- und -stellungssensor 56 in Gestalt zweier separater Sensoren vorgesehen werden, ein Sensor, der nur die Motordrehgeschwindigkeit erfasst, und ein anderer Sensor, der nur die Motorstellung erfasst. In jedem Fall enthält der Speicher 55 der Steuerschaltung 50 einen oder mehrere Sätze herkömmlicher Anweisungen, die von der Steuerschaltung 50 dazu ausführbar sind, das von dem Motordrehzahl- und -stellungssensor 56 erzeugte Motordrehzahl- und -stellungssignal zu verarbeiten und daraus eine momentane Motordrehzahl und Motorstellung zu bestimmen.
Das System 10 umfasst ferner einen Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursensor 60, der in Fluidverbindung mit der Abgasrückführungsleitung 42 zwischen dem Gasauslass des Abgasrückführungskühlers 44 und der Einlassleitung 22 angeordnet ist und über einen Signalweg 62 elektrisch mit einem Abgasrückführungskühlerauslasstemperatureingang COT der Steuerschaltung 50 verbunden ist. Der Einlasskrümmertemperatursensor 48 kann von bekanntem Aufbau sein und ist dazu betriebsfähig, auf dem Signalweg 50 ein Temperatursignal zu erzeugen, das der Temperatur des aus dem Abgasrückführungskühler 44 austretenden Abgases entspricht. Der Speicher 55 der Steuerschaltung 50 enthält einen oder mehrere Sätze herkömmlicher Anweisungen, die von der Steuerschaltung 50 dazu ausführbar sind, das vom Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursensor 60 erzeugte Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursignal zu verarbeiten und daraus eine momentane Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur zu bestimmen.
Das System 10 enthält ferner einen Differenzdrucksensor oder ΔP-Sensor 64 mit einem Ende, welches über eine Leitung 66 fluidleitend mit der Abgasrückführungsleitung 42 benachbart dem Abgasauslass der Strömungsdrossel 48 verbunden ist, und der an seinem entgegengesetzten Ende über eine Leitung 68 mit der Abgasrückführungsleitung 42 benachbart einem Abgaseinlass der Strömungsdrossel 48 verbunden ist. Alternativ kann der ΔP-Sensor 64 fluidleitend quer über eine andere Strömungsbeschränkungsstruktur angeschlossen sein, die in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung 42 angeordnet ist, oder über das Abgasrückführungsventil 46, in welchem Fall die Strömungsdrossel 48 entfallen kann. In jedem Fall ist der ΔP-Sensor 64 über einen Signalweg 70 elektrisch mit einem ΔP-Eingang der Steuerschaltung 50 verbunden und ist dazu betriebsfähig, auf dem Signalweg 70 ein Differenzdrucksignal zu erzeugen, welches dem Differenzdruck über der Strömungsdrossel 48 oder einer anderen Strömungsbeschränkungsstruktur entspricht, die in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung 42 angeordnet ist.
Der ΔP-Sensor 64 ist beispielhaft ein Sensor hoher Bandbreite, der dazu in der Lage ist, den Differenzdruck über der Strömungsdrossel 48 mit einer Geschwindigkeit abzufragen, die hoch genug ist, um momentane Eigenschaften der pulsierenden Natur dieses Differenzdrucks zu erfassen. Die Abgasrückführungsströmungspulsationen werden durch die Einlass- und Auslassvorgänge des Motors 12 angeregt. Somit ist das beherrschende Merkmal des Abgasrückführungsmassenstroms ein höchster Massenstrom, der aus Zylinderdruckablassvorgängen resultiert, die während des Motorabgasausstoßprozesses auftreten. Jedem Zylinder des Motors zugehörige Ausstoßvorgänge bewirken entsprechende, momentane Anstiege des Abgaskrümmerdrucks, die wiederum entsprechende Pulse eines hohen Abgasrückführungsmassenstroms zur Folge haben.
Die Pulse hohen Abgasrückführungsmassenstroms sind hinsichtlich einer Winkelbewegung der Motorkurbelwelle periodisch. Das korrespondierende periodische Kurbelwinkeldifferenzdrucksignal ΔP hat eine spektrale Dichtefunktion, die sich mit der Motordrehzahl ändert, genauso wie die Zylinderzündfrequenz eine Funktion der Motordrehzahl ist. Eine Messung und Analyse des ΔP-Signals hat gezeigt, dass dieses Signal gut durch eine spektrale Dichtefunktion repräsentiert wird, die beim Doppelten der Zündfrequenz des Motors 12 abgeschnitten ist. Aus praktischen Erwägungen wird die Abtastrate des Differenzdrucks über der Strömungsdrossel 48 durch den ΔP-Sensor 64 als das wenigstens 8 bis 10-Fache der Zündfrequenz des Motors 12 gewählt. Der ΔP-Sensor 64 muss deshalb dazu in der Lage sein, den Differenzdruck über der Strömungsdrossel 48 mit einer Abtastrate von wenigstens dem 8 bis 10-Fachen der Zündfrequenz des Motors 12 über den gesamten Bereich möglicher Motordrehzahlen abzufragen. In einer Ausführungsform beispielsweise können Motordrehzahlen von nahe Null bis 2500 U/min reichen, obwohl andere Motordrehzahlbereiche denkbar sind.
Unter Benutzung des obigen Beispiels eines Abfragens des Motordrehzahl- und -stellungssignals jede 6 Grad Motorkurbelwinkel ist festgestellt worden, dass ein ΔP-Sensor 64, der zum Abfragen des Differenzdrucks über der Strömungsdrossel 48 in der gleichen Geschwindigkeit in der Lage war, ein zweckentsprechendes Abtasten dieses Differenzdrucks über einen beispielhaften Motordrehzahlbereich von bis zu ungefähr 2500 U/min bietet. Jedoch sollte dies in keiner Weise als einschränkend angesehen werden und es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung Ausführungsformen in Betracht zieht, in denen der ΔP-Sensor 64 dazu konfiguriert ist, den Differenzdruck über der Strömungsdrossel 48 mit schnelleren oder langsameren Abtastraten abzufragen. In jedem Fall enthält der Speicher 55 der Steuerschaltung 50 einen oder mehrere Sätze herkömmlicher Anweisungen, die von der Steuerschaltung 50 dazu ausführbar sind, das vom ΔP-Sensor 64 erzeugte Differenzdrucksignal zu verarbeiten und daraus den momentanen Differenzdruck über der Strömungsdrossel 48 zu bestimmen.
Bezugnehmend nunmehr auf 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform einiger der Funktionsmerkmale der Steuerschaltung 50 gezeigt, die die Abschätzung des Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung 42 betreffen. Es versteht sich, dass die in 2 dargestellten Logikbauteile nur beispielhaft vorgesehen sind und dass andere herkömmliche Logikanordnungen und/oder -verfahren dazu verwendet werden können, den Abgasdurchfluss durch die Abgasrückführungsleitung 42 wie vorliegend beschrieben abzuschätzen. Illustrationshalber enthält die in 2 wiedergegebene Steuerschaltung 50 einen Abgasrückführungsmassenstromabschätzlogikblock 80, der als Eingänge das Motordrehzahl- und -stellungssignal ESP, das ΔP-Signal, das Einlasskrümmerdrucksignal IMP und das Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursignal COT erhält. Die Steuerschaltung 50 enthält ferner einen Modellkonstantenblock 82 mit einer Reihe darin abgespeicherter Modellkonstanten. Die Abgasrückführungsmassenstromabschätzlogik beinhaltet beispielhaft darin abgespeicherte Anweisungen, die von der Steuerschaltung 50 dazu ausführbar sind, ESP auf eine herkömmliche Weise zu verarbeiten, um eine Motorstellung zu bestimmen, z. B. einen Kurbelwinkel in Bezug auf einen Referenzkurbelwinkel, ΔP, IMP und COT mit einer von der Motorstellung, z. B. dem Kurbelwinkel, bestimmten Geschwindigkeit abzufragen, und dann den momentanen Abgasrückführungsmassenstrom EGRFR_I als eine Funktion der abgefragten ΔP-, IMP- und COT-Werte abzuschätzen.
Die Steuerschaltung 50 enthält ferner einen momentanen Abgasrückführungsmassenstrom-Speicherort 84, an dem eine beliebige Anzahl momentaner Abgasrückführungsmassenstromwerte EGRFR_I abgespeichert wird. Beispielhaft werden die momentanen Abgasrückführungsmassenstromwerte EGRFR_I auch einem oder mehreren Algorithmen oder Anweisungssätzen zugänglich gemacht, die von der Steuerschaltung 50 ausgeführt werden. Die Steuerschaltung 50 enthält darüber hinaus einen Mittelungslogikblock 86, der dazu ausgelegt ist, die momentanen Abgasrückführungsmassenstromwerte EGRFR_I zu erhalten und aus den jüngsten M momentanen Abgasrückführungsmassenstromwerten ein Mittel EGRFR_AV zu berechnen, wobei M jede positive Ganzzahl größer 1 sein kann. Beispielhaft kann der Mittelungslogikblock 86 dazu ausgelegt sein, EGRFR_AV gemäß einem beliebigen herkömmlichen linearen, nicht-linearen, adaptiven, gewichteten oder ungewichteten Mittelungsverfahren zu berechnen, wie beispielsweise aber nicht beschränkt auf algebraisches Mitteln, differentielles Mitteln, sich bewegendes oder gleitendes Mitteln oder ähnliches. In jedem Fall enthält die Steuerschaltung 50 ferner einen gemittelten Abgasrückführungsmassenstromspeicherort 88, an dem eine beliebige Anzahl gemittelter Abgasrückführungsmassenstromwerte EGRFR_AV abgespeichert wird. Beispielhaft werden der eine oder mehrere gemittelte Abgasrückführungsmassenstromwerte EGRFR_AV ebenfalls einem oder mehreren weiteren Algorithmen oder Anweisungssätzen zugänglich gemacht, die von der Steuerschaltung 50 ausgeführt werden.
Bezugnehmend nunmehr auf 3 ist ein Fließbild einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens 80 zum Abschätzen des Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung 42 wiedergegeben. Beispielhaft stellt das Verfahren 80 die Logik des Abgasrückführungsmassenstromabschätzblocks 80 dar und ist deshalb in Gestalt von Anweisungen vorgesehen, die in der Speichereinheit 55 abgespeichert sind und die von der Steuerschaltung 50 dazu ausführbar sind, den Abgasrückführungsmassenstrom abzuschätzen. Das Verfahren 80 beginnt beim Schritt 100, in dem die Steuerschaltung 50 dazu betriebsfähig ist, die Motorstellung EP zu überwachen. Beispielhaft ist die Steuerschaltung 50 im Schritt 100 dazu betriebsfähig, EP durch Überwachen des aus dem Signalweg 58 von dem Motordrehzahl- und -stellungssensor 56 erzeugten Motordrehzahl- und -stellungssignals ESP zu überwachen und dieses Signal auf eine herkömmliche Weise zu verarbeiten, um EP zu bestimmen. Danach ist die Steuerschaltung 50 im Schritt 102 dazu betriebsfähig festzustellen, ob die Motorstellung EP gleich einer vorbestimmten Motorbezugsstellung REFP ist. Beispielhaft entspricht REFP einer Stellung der Motorkurbelwelle (nicht dargestellt) zu Beginn eines Motorzyklus, obwohl andere Motorbezugsstellungen im Rahmen dieser Offenbarung denkbar sind. Der Beginn eines Motorzyklus kann aus ESP auf eine herkömmliche Weise bestimmt werden oder kann in dem Speicher 55 abgespeichert sein. Falls die Steuerschaltung 50 im Schritt 102 feststellt, dass EP nicht gleich REFP ist, springt die Ausführung des Verfahrens 80 zurück zum Schritt 100. Falls andererseits die Steuerschaltung 50 im Schritt 102 feststellt, dass EP = REFP ist, schreitet die Ausführung des Verfahrens 80 zum Schritt 104 fort. Beispielhaft werden die Schritte 100 und 102 allgemein nur ausgeführt werden, bis nach einem Motorstartvorgang die Referenzstellung REFP gefunden worden ist. Danach wird der Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung 42 an vorbestimmten Inkrementen der Motorstellung ermittelt werden, wie im Folgenden genauer beschrieben werden wird.
Im Schritt 104 ist die Steuerschaltung 50 dazu betriebsfähig, das Differenzdrucksignal ΔP auf dem Signalweg 70, das Einlasskrümmerdrucksignal IMP auf dem Signalweg 54 und das Abgasrückführungskühlerauslasstemperatursignal COT auf dem Signalweg 62 abzufragen. Danach ist die Steuerschaltung 50 im Schritt 106 dazu betriebsfähig, die Modellkonstanten MC aus dem Speicherort 82 (siehe 2) abzurufen. Danach ist die Steuerschaltung 50 im Schritt 108 dazu betriebsfähig, den momentanen Abgasrückführungsmassenstrom EGRFR_I als eine Funktion von ΔP, IMP, COT und MC abzuschätzen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das im Speicher 55 der Steuerschaltung 50 abgespeicherte und im Schritt 108 des Algorithmus 80 ausgeführte Modell für den momentanen Abgasrückführungsmassenstrom gegeben durch die Gleichung: EGRFR = [C_D·A_FR·sqrt[(2·ΔP·EGD)]/sqrt[1 – (A_FR/A_U)²] (1), wobei C_D ein Auslasskoeffizient ist, z. B. 0,67, A_FR die Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel 48 ist, A_U die Strömungsquerschnittsfläche der Abgasrückführungsleitung 42 stromaufwärts der Strömungsdrossel 48 ist, EGD die Abgasdichte ist. Beispielhaft ist die Abgasdichte gegeben durch die Gleichung: EGD = IMP/(R·COT) (2), wobei R eine Gaskonstante ist, z. B. R = 287 J/kg·°K. ein Einsetzen der Gleichung (2) in die Gleichung (1) ergibt die folgende Gleichung, die beispielhaft im Schritt 108 des Algorithmus 80 ausgeführt wird: EGRFR = [C_D·A_FR·sqrt[(2·ΔP·IMP/(R·COT)]/sqrt[1 – (A_FR/A_U)²] (3).
In dieser beispielhaften Ausführungsform sind C_D, A_FR, R und A_U die im Schritt 106 aus dem Speicher 55 abgerufenen Modellkonstanten MC.
In einer alternativen Ausführungsform ist das im Speicher 55 der Steuerschaltung 50 abgespeicherte und im Schritt 108 des Algorithmus 80 ausgeführte Modell für den momentanen Abgasrückführungsmassenstrom gegeben durch die Gleichung: EGRFR = [C_D·A_T·(IMP – ΔP)/sqrt(R·COT)]·[ΔP^1/γ]·sqrt{[2·γ/(γ – 1)]·[1 – ΔP]^(γ–1)} (4), wobei C_D der Auslasskoeffizient ist und eine gespeicherte Konstante ist, z. B. 0,67, A_T die Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel 48 ist und eine gespeicherte Konstante basierend auf den physikalischen Abmessungen der Strömungsdrossel 48 ist, R eine Gaskonstante ist, z. B. R = 287 J/kg·°K, und γ das Verhältnis aus spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck zu spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Volumen für die Zylinderfüllung ist und eine gespeicherte Konstante ist, z. B. 1,35. In dieser alternativen Ausführungsform sind C_D, A_T, R und γ die im Schritt 106 aus dem Speicher 55 abgerufenen Modellkonstanten MC. Es versteht sich, dass diese Offenbarung andere Ausführungsformen in Erwägung zieht, bei denen das Abgasrückführungsmassenstromabschätzmodell mehr, weniger und/oder andere Eingangsparameter enthält.
Im Anschluss an den Schritt 108 ist die Steuerschaltung 50 im Schritt 110 dazu betriebsfähig, den abgeschätzten momentanen Abgasrückführungsmassenstromwert EGRFR_I an dem Speicherort 84 abzuspeichern. Ebenfalls im Anschluss an den Schritt 108 ist die Steuerschaltung 50 im Schritt 112 ferner dazu betriebsfähig, den Referenzmotorstellungswert REFP um einen Inkrementwert INC zu inkrementieren. Unter Verwendung des vorstehend gegebenen Beispiels beträgt INC beispielhaft 6 Grad, so dass die Referenzmotorstellung REFP ausgehend von dem vorherigen Wert für REFP auf 6 Grad weiter gesetzt wird. Es versteht sich jedoch, dass INC alternativ auf andere inkrementelle Winkelwerte gesetzt werden kann. In jedem Fall springt der Algorithmus 80 vom Schritt 112 zurück zum Schritt 100.
Der Algorithmus 80 schreitet ferner vom Schritt 108 zum Schritt 114 fort, in dem die Steuerschaltung 50 dazu betriebsfähig ist, basierend auf den M jüngsten EGRFR_I-Werten einen gemittelten Abgasrückführungsmassenstromwert EGRFR_AV zu berechnen, wobei M jede positive Ganzzahl größer 1 sein kann. Das von der Steuerschaltung 50 im Schritt 114 verwendete Mittelungsverfahren kann beispielhaft jedes beliebige herkömmliche Datenmittelungsverfahren sein, für das vorstehend nicht einschränkende Beispiele angegeben worden sind. Im Anschluss an den Schritt 114 ist die Steuerschaltung 50 im Schritt 116 dazu betriebsfähig, den gemittelten Abgasrückführungsmassenstromwert EGRFR_AV an dem Speicherort 88 abzuspeichern.
Zwar ist die Erfindung in der vorstehenden Beschreibung und den Figuren genau dargestellt und beschrieben worden, jedoch sind selbige als beispielhaft und nicht einschränkend zu betrachten, wobei es sich versteht, dass nur beispielhafte Ausführungsformen derselben gezeigt und beschrieben worden sind und dass alle Änderungen und Abwandlungen geschützt sein sollen, die im Schutzbereich der Erfindung liegen.

Claims

Verfahren zum Abschätzen eines momentanen Abgasmassenstroms durch eine Abgasrückführungsleitung, die fluidleitend zwischen einem Abgaskrümmer und einem Einlasskrümmer eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist, wobei die Abgasrückführungsleitung einen in Reihe mit ihr angeordneten Abgasrückführungskühler aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Überwachen einer Betriebsstellung des Motors, und Ausführen der folgenden Schritte an jeder einer Mehrzahl fester Inkremente der Motorstellung, Abfragen einer Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur, die einer Temperatur von aus einem Gasauslass des Abgasrückführungskühlers austretendem Gas entspricht, Abfragen einer Druckdifferenz über einer in Reihe mit der Abgasleitung zwischen dem Abgasrückführungskühler und dem Einlasskrümmer angeordneten Strömungsdrossel, Abfragen eines Einlasskrümmerdrucks, der einem Fluiddruck in dem Einlasskrümmer entspricht, Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung basierend auf der abgefragten Druckdifferenz, der Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur und dem Einlasskrümmerdruck, und Speichern des abgeschätzten momentanen Abgasmassenstroms in einer Speichereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die festen Inkremente so gewählt sind, dass das Abfragen der Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur, der Druckdifferenz über der Strömungsdrossel und des Einlasskrümmerdrucks wenigstens 8–10 Mal schneller als ein Zündzyklus des Motors stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Ermitteln eines mittleren Abgasrückführungsmassenstroms durch Mitteln einer Anzahl von Werten des abgeschätzten momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung,
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Speichern des mittleren Abgasrückführungsmassenstroms in der Speichereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung basierend auf einem Modell für einen momentanen Abgasrückführungsmassenstrom, das eine Anzahl Modellkonstanten enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Modell für einen momentanen Abgasrückführungsmassenstrom EGRFR = [C_D·A_FR·sqrt[(2·ΔP·IMP/(R·COT)]/sqrt[1 – (A_FR/A_U)²] ist, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP die Druckdifferenz über der Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümmerdruck ist, und C_D, A_FR, R und A_U die Anzahl von Modellkonstanten sind.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem C_D ein Füllungsdichtewert ist, A_FR eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel ist, A_U eine Querschnittsfläche der Abgasrückführungsleitung ist und R eine Gaskonstante ist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Modell für einen momentanen Abgasrückführungsmassenstrom EGRFR = [C_D·A_T·(IMP – ΔP)/sqrt(R·COT)]·[ΔP^1/γ]·sqrt{[2·γ/(γ – 1)]·[1 – ΔP]^(γ–1)} ist, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP die Druckdifferenz über der Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümmerdruck ist, und C_D, A_T, R und γ die Anzahl von Modellkonstanten sind.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem C_D ein Füllungsdichtewert ist, A_T eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel ist, R eine Gaskonstante ist und γ ein Verhältnis aus spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck zu spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Volumen für eine Zylinderfüllung ist.
System zum Abschätzen eines momentanen Abgasmassenstroms durch eine Abgasrückführungsleitung, die fluidleitend zwischen einem Abgaskrümmer und einem Einlasskrümmer eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist, wobei das System aufweist: einen in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung angeordneten Abgasrückführungskühler, einen Temperatursensor, der dazu konfiguriert ist, ein Temperatursignal entsprechend einer Temperatur von Abgas zu erzeugen, welches den Abgasrückführungskühler verlässt, eine in Reihe mit der Abgasrückführungsleitung zwischen einem Gasauslass des Abgasrückführungskühlers und dem Einlasskrümmer des Motors angeordnete Strömungsdrossel, einen Differenzdrucksensor, der fluidleitend dazu konfiguriert ist, ein Differenzdrucksignal entsprechend einem Differenzdruck über der Strömungsdrossel zu erzeugen, einen Drucksensor, der dazu konfiguriert ist, ein Drucksignal entsprechend einem Druck in dem Einlasskrümmer des Motors zu erzeugen, einen Motorstellungssensor, der dazu konfiguriert ist, ein Motorstellungssignal zu erzeugen, welches der Motorstellung in Bezug auf eine Referenzstellung entspricht, und eine Steuerschaltung mit einem Speicher, der darin abgespeicherte Anweisungen enthält, die von der Steuerschaltung dazu ausführbar sind, das Motorstellungssignal zu überwachen und an jedem einer Mehrzahl fester Inkremente der Motorstellung den momentanen Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung basierend auf dem Temperatursignal, dem Differenzdrucksignal und dem Drucksignal abzuschätzen.
System nach Anspruch 10, bei dem die Anweisungen, die in dem Speicher abgespeichert sind, Anweisungen beinhalten, die von der Steuerschaltung zum Abspeichern des abgeschätzten momentanen Massenstroms in dem Speicher ausführbar sind.
System nach Anspruch 10, bei dem die Anweisungen, die in dem Speicher abgespeichert sind, Anweisungen beinhalten, die von der Steuerschaltung zum Berechnen eines gemittelten Abgasrückführungsmassenstromwertes basierend auf einer Anzahl jüngst geschätzter Werte für den momentanen Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ausführbar sind.
System nach Anspruch 12, bei dem die Anweisungen, die in dem Speicher abgespeichert sind, Anweisungen beinhalten, die von der Steuerschaltung zum Speichern des gemittelten Abgasrückführungsmassenstromwertes in dem Speicher ausführbar sind.
System nach Anspruch 10, bei dem der Differenzdrucksensor dazu konfiguriert ist, die Druckdifferenz über der Strömungsdrossel mit einer Abtastrate abzufragen, die über einen Gesamtbereich von Motordrehzahlen wenigstens 8–10 Mal schneller als ein Zündzyklus des Motors ist.
System nach Anspruch 10, bei dem die Anweisungen, die in dem Speicher abgespeichert sind, Anweisungen beinhalten, die von der Steuerschaltung zum Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung gemäß der Gleichung EGRFR = [C_D·A_FR·sqrt[(2·ΔP·IMP/(R·COT)]/sqrt[1 – (A_FR/A_U)²] ausführbar sind, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP die Druckdifferenz über der Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümemrdruck ist, und C_D, A_FR, R und A_U Konstanten sind.
System nach Anspruch 15, bei dem C_D ein Füllungsdichtewert ist, A_FR eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel ist, A_U eine Querschnittsfläche der Abgasrückführungsleitung ist und R eine Gaskonstante ist, und wobei die Konstanten in der Speichereinheit abgespeichert sind, und wobei die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen darüber hinaus Anweisungen beinhalten, die von der Steuerschaltung dazu ausführbar sind, die Konstanten aus der Speichereinheit vor einem Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung abzurufen.
System nach Anspruch 10, bei dem die Anweisungen, die in dem Speicher abgespeichert sind, Anweisungen beinhalten, die von der Steuerschaltung zum Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung gemäß der Gleichung EGRFR = [C_D·A_T·(IMP – ΔP)/sqrt(R·COT)]·[ΔP]·sqrt{[2·γ/(γ – 1)]·[1 – ΔP]^(γ–1)} ausführbar sind, wobei EGRFR der momentane Abgasmassenstrom durch die Abgasrückführungsleitung ist, COT die Abgasrückführungskühlerauslasstemperatur ist, ΔP die Druckdifferenz über der Strömungsdrossel ist, IMP der Einlasskrümmerdruck ist, und C_D, A_T, R und γ Konstanten sind.
System nach Anspruch 17, bei dem C_D ein Füllungsdichtewert ist, A_T eine Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsdrossel ist, R eine Gaskonstante ist und γ ein Verhältnis aus spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck zu spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Volumen für eine Zylinderfüllung ist, und wobei die Konstanten in der Speichereinheit abgespeichert sind, und wobei die in dem Speicher abgespeicherten Anweisungen darüber hinaus Anweisungen beinhalten, die von der Steuerschaltung zum Abrufen der Konstanten aus der Speichereinheit vor einem Abschätzen des momentanen Abgasmassenstroms durch die Abgasrückführungsleitung ausführbar sind.