DE19849272A1 - Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführungs(AGR)-Systems eines Verbrennungsprozesses - Google Patents
Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführungs(AGR)-Systems eines VerbrennungsprozessesInfo
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Abstract
Aufgrund der geltenden Abgasnormen und um die Umwelt nicht noch stärker zu belasten, ist eine Reduzierung der Emission schädlicher Abgasbestandteile notwendig. Mit Hilfe einer Abgasrückführung können insbesondere die Stickoxyd-Emissionen (NO¶x¶) erheblich gesenkt werden. Eine Diagnose der Abgasrückführung ist deshalb unerläßlich. DOLLAR A Durch eine gezielte Veränderung des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses und unter Berücksichtigung der Eigenschaften des AGR-Systems kann eine vorausbestimmte Veränderung der Abgasluftzahl Lambda erreicht werden, die zu Diagnosezwecken ausgewertet wird. Insbesondere wird bei einer einstufigen sprungförmigen Änderung des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses ein mehrstufiger Verlauf der Abgasluftzahl bei funktionierendem AGR-System erwartet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines
Abgasrückführungs(AGR)-Systems bei einem
Verbrennungsprozeß, insbesondere bei einer
Brennkraftmaschine.
Die Abgasrückführung (AGR) insbesondere bei
Brennkraftmaschinen hat in den letzten Jahren an Bedeutung
gewonnen. Die Abgasrückführung wirkt sich nicht nur positiv
auf die Energieumsetzung und damit auf den
Kraftstoffverbrauch aus, sondern spielt aufgrund des
positiven Einflusses auf das Abgasverhalten eine wichtige
Schlüsselrolle für die Erfüllung und Einhaltung der
aktuellen und in naher Zukunft geforderten strengen
Abgasnormen. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen die mit
hohem Luftanteil betrieben werden (BDE), wodurch der Anteil
der Stickoxyde (NOx) im Abgas enorm zunimmt, wird mit dieser
Technologie ein Abbau der Stickoxyde von bis zu 80%
erreicht.
Aus diesem Grund und aufgrund der amerikanischen Verordnung
zur On-Board-Diagnose (OBD) aller abgasrelevanten
Komponenten ist die Diagnose der Abgasrückführung eine
unerläßliche Maßnahme.
Um die Abgasgrenzwerte zu erfüllen muß das Gemisch
(Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis) im Brennraum so
eingestellt werden, daß der Katalysator optimal arbeitet.
Dazu muß zunächst die Abgasluftzahl Lambda bestimmt werden.
Anhand der Abgasluftzahl Lambda, die vorteilhafterweise
mittels einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) ermittelt wird
und eigentlich den Sauerstoffkonzentrationsunterschied
zwischen Umgebungsluft und Abgasstrom angibt, kann auf die
Luftzahl im Gemisch geschlossen werden. Danach kann mittels
der Steuereinheit der Brennkraftmaschine z. B. durch
Veränderung der AGR-Rate oder Eingriff in die elektronisch
gesteuerte Drosselklappe (EGAS) das Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnis so verändert werden, daß die gewünschte
Abgaszusammensetzung erreicht wird.
Die noch unveröffentlichten Patentanmeldung 197 19 278.5
beschreibt ein Verfahren zur Diagnose eines AGR-Systems,
bei dem ein Regelfaktor sowohl bei eingeschalteter als auch
bei ausgeschalteter Abgasrückführung erfaßt und gespeichert
wird und bei dem die Differenz der Regelfaktoren bei ein- und
ausgeschalteter Abgasrückführung gebildet, mit einem
vorgegebenen Wert verglichen und im Falle einer Abweichung
ein Fehlersignal ausgegeben wird.
Dieses Verfahren ist recht zeitaufwendig, da der
Regelfaktor sowohl bei eingeschalteter als auch bei
ausgeschalteter Abgasrückführung erfaßt und gespeichert
wird und der Regelfaktor über einen gewissen Zeitraum
gemittelt werden muß. Weiterhin können sich die
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine während der
Diagnose verändern, wodurch das Diagnoseergebnis verfälscht
werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein
Verfahren zur Diagnose eines AGR-Systems der
gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß mit
vorgegebenen Mitteln eine möglichst zuverlässige Aussage
über die Funktionsfähigkeit des AGR-Systems getroffen
werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der besonders große Vorteil der vorliegenden Erfindung
liegt darin, daß keine zusätzlichen technischen Mittel, wie
z. B. Drucksensoren oder Temperatursensoren, erforderlich
sind, um die Funktionsfähigkeit des AGR-Systems zu
diagnostizieren. Weiterhin erfolgt kein direkter Eingriff
in das AGR-System, es erfolgt lediglich eine Änderung des
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann
vorgesehen sein, daß die Änderung des Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnisses stufen- oder sprungförmig erfolgt, insbesondere
bei dem Verbrennungsprozeß in einer Benzindirekteinspritz(BDE)-
Brennkraftmaschine oder in einer Diesel-Brennkraftmaschine.
Eine definierte Veränderung des Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnisses, insbesondere bei einer stufen- oder
sprungförmigen Veränderung des Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnisses, bewirkt eine voraussehbare definierte
Änderung der Abgasluftzahl, die besonders vorteilhaft zu
Diagnosezwecken verwendet werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
kann vorgesehen sein, daß mittels des Auswertesystems überprüft
wird, ob der Zeitverlauf der Abgasluftzahl nach der
sprungförmigen Veränderung des Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnisses mindestens zwei Stufen aufweist, wobei das AGR-
System als funktionsfähig gilt, wenn der Zeitverlauf mindestens
zwei Stufen aufweist.
Das Vorhandensein von mindestens zwei Stufen im Zeitverlauf
der Abgasluftzahl bei einer einstufigen sprungförmigen
Änderung des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis ist ein
sicheres Zeichen dafür, daß das Abgasrückführungs(AGR)-
System funktionstüchtig ist.
Wird bei einer Brennkraftmaschine mit konstanter AGR-Rate
das Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis einstufig sprungförmig
verändert, so wird der Zeitverlauf der erfaßten
Abgasluftzahl nicht sofort dem Zeitverlauf der Luftzahl im
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis folgen, sondern einen
mehrstufigen Zeitverlauf aufweisen bis zum Erreichen eines
Endwertes.
Dies liegt an der AGR-Leitung, welche Abgase zurück in das
Saugrohr leitet und diese damit der Brennkammer wieder
zuführt. Aufgrund der Länge und des Querschnitts der AGR-
Leitung ist kurz nach der sprungförmigen Veränderung des
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses noch altes Abgas, das
aus vorhergehenden Verbrennungen mit anderen Luftzahlen
stammt, in der AGR-Leitung vorhanden. Diese
Speichereigenschaft der AGR-Leitung wird in der
vorliegenden Erfindung ausgenutzt. Das zurückgeführte alte
Abgas, das aus vorhergehenden Verbrennungen mit anderen
Luftzahlen stammt, mischt sich mit der zugeführten
Frischluft während neues Abgas mit veränderter Abgasluftzahl
in die AGR-Leitung nachströmt. Hierdurch wird die Luftzahl
der zugeführten. Frischluft-/Abgas-Mischung während der
Zeitspanne in der noch das alte Abgas zurückgeführt wird,
sprungförmig um einen konstanten Betrag verändert und damit
gleichzeitig (nach der Verbrennung) auch die Abgasluftzahl.
Dadurch bildet sich eine erste Stufe im Zeitverlauf der
Abgasluftzahl heraus.
Wenn das neue Abgas die AGR-Leitung vollständig gefüllt hat
und das alte Abgas mit anderer Abgasluftzahl vollständig in
die Brennkammer zurückgeführt wurde, mischt sich das neue
Abgas mit der zugeführten Frischluft, wodurch sich die
Luftzahl der der Brennkammer zugeführten Frischluft-/Abgas-
Mischung wieder sprungförmig um einen konstanten Betrag
verändert und damit (nach der Verbrennung) auch die
Abgasluftzahl. Hierdurch bildet sich eine zweite Stufe im
Zeitverlauf der Abgasluftzahl heraus. Der beschriebene
Vorgang wiederholt sich so oft bis die Abgasluftzahl ihren
Endwert erreicht hat, wodurch der stufenförmige
Abgasluftzahl-Verlauf zustande kommt.
Die Zeitspanne, die der Länge einer Stufe entspricht, ist
gleich der Zeit, die das Abgas benötigt, um durch die AGR-
Leitung zu Strömen.
Die Deutlichkeit, mit der sich die Stufen im Zeitverlauf der
Abgasluftzahl abbilden, kann durch Saugrohrfüllungseffekte, die
wie eine Signalfilterung wirken, beeinträchtigt werden.
Wesentlich ist jedoch, daß das Volumen des Abgasrückführsystems
den Zeitverlauf der Abgasluftzahl beeinflußt.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß der Zeitverlauf der
Abgasluftzahl differenziert, das Ergebnis der Differenzierung
mit einem Schwellenwert verglichen wird und die Anzahl der
Überschreitungen des Schwellenwertes gezählt werden.
Die Anzahl der Überschreitungen des Schwellenwertes ist
gleich der Anzahl der Stufen im Zeitverlauf der
Abgasluftzahl.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann
darin liegen, daß die Höhe der Stufen jeweils mit einem
jeder Stufe zugeordnetem Schwellenwert verglichen wird.
Dadurch ist es möglich eine quantitative Aussage über die
Abgasrückführung zu treffen.
Vorteilhaft kann vorgesehen werden, daß der Zeitverlauf der
Abgasluftzahl mit einer Abgasluftzahl verglichen wird, die
mit Hilfe eines Modells der Abgasrückführung berechnet
wurde, und bei einer Abweichung ein Fehlersignal ausgegeben
wird.
Hierdurch wird es möglich eine kontinuierliche Diagnose des
Abgasrückführung(AGR)-Systems durchzuführen.
Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß die Differenz
zwischen der erfaßten Abgasluftzahl und einer mittels eines
Modells berechneten Abgasluftzahl gebildet, einem Integrierer
zugeführt, der Ausgang des Integrieres mit einem Schwellenwert
verglichen und bei Überschreitung dieses Schwellenwertes ein
Fehlersignal ausgegeben wird.
Mittels eines Integrierers wird erreicht, daß Differenzen,
die über einem längeren Zeitraum auftreten, welche auch auf
ein Fehlverhalten der Abgasrückführung (AGR) deuten,
stärker berücksichtigt werden. Kurzzeitig auftretende
Differenzen, die auf Grund von Störungen auftreten können,
werden hierbei kaum berücksichtigt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin
liegen, daß der Zeitverlauf der Abgasluftzahl bei
eingeschalteter und zusätzlich bei ausgeschalteter
Abgasrückführung erfaßt und die Differenz aus den Zeitverläufen
gebildet und ausgewertet wird.
Hierdurch wird es möglich auszuschließen, daß andere
Komponenten Einfluß auf das Diagnoseergebnis haben.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht
vor, daß die Geschwindigkeit, mit der die Abgasluftzahl der
Änderung folgt, mit einem Schwellenwert verglichen und bei
Überschreitung des Schwellenwertes ein Fehler angezeigt wird.
Die Geschwindigkeit, mit der die Abgasluftzahl der Änderung
des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses folgt, kann auch
als Maßstab für eine Diagnose des AGR-Systems herangezogen
werden. Mittels eines Vergleichs mit einem experimentell
ermittelten Schwellenwert kann bei Überschreitung des
Schwellenwertes auf einen Fehler in der Abgasrückführung
geschlossen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann
vorgesehen sein, daß das Maß für die Geschwindigkeit, mit der
die Abgasluftzahl der Änderung folgt, gleich der mittleren
Steigung des Zeitverlaufs der Abgasluftzahl ist.
Die mittlere Steigung des erfaßten Zeitverlaufs der
Abgasluftzahl spiegelt den gesamten Zeitverlauf der
Abgasluftzahl wider, wobei kurzzeitige Änderungen durch
Störungen oder Ähnliches kaum mitberücksichtigt werden.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß das Maß für die
Geschwindigkeit, mit der die Abgasluftzahl der Änderung des
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses folgt, gleich der
Steigung des linearisierten Zeitverlaufs der Abgasluftzahl
ist.
Der linearisierte Verlauf des Zeitverlaufs der
Abgasluftzahl ist ein besonders einfach zu verarbeitendes
Maß.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann
darin liegen, daß eine im Betrieb auftretende Veränderung
des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses zur Diagnose
ausgenutzt wird.
Hierdurch ist es nicht mehr notwendig das
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis zu Diagnosezwecken zu
verändern, es können rückwirkend die während des normalen
Betriebes auftretenden Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis
Änderungen zu Diagnosezwecken herangezogen werden.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die Veränderung des
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses mittels wenigstens
einer der folgenden Möglichkeiten durchgeführt wird:
- - Eingriff in die Luftzufuhr
- - Eingriff in die Kraftstoffzufuhr
Mittels der oben genannten Möglichkeiten ist eine gezielte
und genaue Veränderung des Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnisses möglich.
Der Eingriff in die Luftzufuhr kann mittels einer
Drosselvorrichtung, z. B. EGAS oder Leerlaufsteller
erfolgen. Mittels der Ansteuerung des EGAS bzw.
Elektrischer Ansteuerung der Drosselklappe mit einem
definierten elektrischen Ansteuersignal, z. B. einer
Sprungfunktion kann eine vorausbestimmte Änderung, z. B.
eine sprungförmige Änderung der Luftzufuhr erreicht werden.
In die Kraftstoffzufuhr kann mittels Veränderung der
Kraftstoff-Einspritzzeit und/oder Kraftstoffmenge
eingegriffen werden. Die Einspritzzeit kann relativ einfach
über die Steuereinheit verändert werden. Die eingespritzte
Kraftstoffmenge kann mittels Erhöhung oder Reduzierung des
Kraftstoff-Einspritzdrucks verändert werden. Eine weitere
Möglichkeit die Kraftstoffmenge zu verändern bestünde in
dem Öffnen oder Schließen eines Tankentlüftungsventils.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Abgasluftzahl aus dem
Ausgangssignal einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) gewonnen
wird.
Die Breitband-Lambda-Sonde liefert ein Signal, das
proportional zur Abgasluftzahl Lambda ist. Hierdurch können
Änderungen des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses über
einen großen Bereich mit hinreichender Genauigkeit erfaßt
werden.
Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß das Verfahren
nach Anspruch 1 in einem Heizungssystem angewendet wird.
Da die Verhältnisse in einem Heizungssystem mit den
Verhältnissen in einer Brennkraftmaschine weitgehend
übereinstimmen, können die Verfahren zur
Abgasrückführungsdiagnose einer Brennkraftmaschine auch auf
ein Heizungssystem übertragen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Darstellung der
Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung.
Die Fig. 2 zeigt schematisch den Verfahrensablauf eines
erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem geprüft wird, ob die
Abgasluftzahl mindestens zwei Stufen aufweist.
Die Fig. 3 zeigt schematisch den Verfahrensablauf eines
weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die
Abgasluftzahl mit dem Zeitverlauf einer Abgasluftzahl, die
mit einem Modell der Abgasrückführung berechnet wurde,
verglichen wird.
Die Fig. 4 zeigt schematisch den Verfahrensablauf eines
weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die
Abgasluftzahl mit dem Zeitverlauf einer Abgasluftzahl, die
mit einem Modell der Abgasrückführung berechnet wurde,
verglichen und die Differenz beider Größen integriert wird.
Die Fig. 5 zeigt schematisch den Verfahrensablauf eines
weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die
Änderungsgeschwindigkeit der Abgasluftzahl Lambda bestimmt
wird.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, wird bei einer
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung Frischluft
mittels eines Saugrohres 1 über ein Einlaßventil 7 einer
Brennkammer 2 zugeführt. Über eine Drosselklappe 3 kann die
Menge der in die Brennkammer 2 zugeführten Frischluft
gesteuert werden. Ein Luftmengenmesser 4 erfaßt die in die
Brennkraftmaschine einströmende Frischluft. Die Steuerung
der Drosselklappe 3 und auch der gesamten
Brennkraftmaschine erfolgt mittels einer Steuereinheit 5.
Die Steuereinheit 5 weist eine Auswerteeinheit 6 auf. Ein
Einspritzventil 19 ist in den Wänden der Brennkammer 2
angeordnet. Mittels einer Hochdruckpumpe 20 wird der
Kraftstoff auf einen starken Druck gebracht und über eine
Kraftstoffleitung 25 und Einspritzventile 19 in die
Brennkammer 2 gespritzt. Weiterhin weist die Brennkammer 2
ein Auslaßventil 13 zum Ausstoß der bei einer Verbrennung
entstehenden Abgase auf. Mittels einer Breitband-Lambda-
Sonde (LSU) 24 im Abgasrohr 14 kann die Abgasluftzahl
Lambda gemessen werden, wodurch das
Frischluft/Kraftstoffverhältnis im Gemisch ermittelt werden
kann. Eine AGR-Leitung 16 verbindet das Ausstoßrohr 14 mit
dem Saugrohr 1, wodurch aufgrund des höheren Druckes im
Ausstoßrohr 14 Abgase vom Ausstoßrohr 14 in das Ansaugrohr
1 geleitet werden. Mit Hilfe des AGR-Ventils 17 kann der
Abgasstrom in der AGR-Leitung 16 gesteuert werden. Von einem
Kraftstofftank 21 führt eine Tankentlüftungsleitung 22 zum
Saugrohr 1, wodurch zusätzlich Kraftstoff in das Saugrohr 1
und damit auch in den Brennraum 2 gelangen kann. Mittels
eines Tankentlüftungsventils 23 kann der Kraftstofffluß in
der Tankentlüftungsleitung 22 gesteuert werden. Über
Signal- und Steuerleitungen 26 sind die verschiedenen
Sensoren und Aktuatoren mit der Steuereinheit 5 verbunden.
Eine Anzeigeeinrichtung 27 wird vom Auswertesystem 5
eingeschaltet, wenn ein Fehler in der Abgasrückführung
vorliegt.
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, wird bei einem Verfahren
zur Diagnose eines Abgasrückführungs(AGR)-Systems einer
Brennkraftmaschine, bei der das Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnis mit Hilfe einer Breitband-Lambda-Sonde 24 erfaßt
und einer Steuereinheit 5 zugeführt wird nach dem Start der
AGR-Diagnose in Schritt 210, in einem Schritt 220 zunächst
überprüft, ob die Grundvoraussetzungen für eine AGR-
Diagnose erfüllt sind. Hierbei wird überprüft ob
vorgegebene Einschaltbedingungen gleichzeitig vorliegen.
Diese Einschaltbedingungen sind:
- - Die Brennkraftmaschine muß sich in einem bestimmten Drehzahl/Lastfenster befinden.
- - Die Abgasrückführung muß aktivierbar und in einem definierten sein.
- - Die Motortemperatur muß eine gewisse vorgegebene Schwelle überschreiten. .
Solange die Grundvoraussetzungen für eine AGR-Diagnose
nicht erfüllt sind, kann die AGR-Diagnose nicht
weitergeführt werden.
Sind sie dagegen erfüllt wird in einem Schritt 230 das
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis sprunghaft, bzw.
stufenförmig verändert und in einem Schritt 240 wird die
Abgasluftzahl Lambda erfaßt und einem Auswertesystem 6
zugeführt. Im allgemeinen geschieht die Abgasluftzahl-
Erfassung kontinuierlich, so daß eine gesonderte Erfassung
des Zeitverlaufs der Abgasluftzahl nicht notwendig ist. Im
Auswertesystem 6 wird in einem Schritt 250 geprüft, ob der
Zeitverlauf der Abgasluftzahl neben der stufenförmigen
Lambda-Änderung mindestens eine zweite Stufe zeigt und in
einem Schritt 260, ob diese Stufen innerhalb eines
bestimmten Toleranzbandes liegen. Ist dies der Fall, so
wird im Schritt 270 die Annahme getroffen, daß die
Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten wird in Schritt
280 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung nicht
in Ordnung ist. Im Falle daß die Abgasrückführung nicht in
Ordnung ist, werden in einem Schritt 290 entsprechende
Maßnahmen in der Steuerung der Brennkraftmaschine
eingeleitet, z. B. Anzeige und/oder Abspeicherung des
Diagnoseergebnisses, Adaptionsfaktor für den normalen
Betrieb der Brennkraftmaschine außerhalb der Diagnose
bilden, wobei die Größen Einspritzzeit, Zündwinkel und
Frischluftmasse in Abhängigkeit des Zustandes des AGR-
Systems adaptiert werden.
Mit der oben beschriebenen Ausführungsform eines Verfahrens
zur Diagnose eines Abgasrückführsystems bei einer
Brennkraftmaschine ist die Diagnose verschiedener
Betriebszustände des Abgasrückführsystems möglich.
Es kann z. B. geprüft werden, ob bei einem eingeschalteten
Abgasrückführungssystem eine Abgasrückführung stattfindet
und in welchem Maße diese stattfindet. Dazu wird bei
eingeschaltetem AGR-System das Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnis sprungförmig verändert. Ist das AGR-System in
Ordnung, so kann man bei der erfaßten Abgasluftzahl eine
stufenförmige Änderung beobachten. Durch Auswerten der Höhe
der einzelnen Stufen kann eine quantitative Aussage über
die Abgasrückführung getroffen werden.
Bei ausgeschaltetem AGR-System kann überprüft werden, ob
eine Abgasrückführung noch stattfindet. Verändert man in
diesem Betriebszustand des AGR-Systems das
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis sprungförmig, so werden
bei der erfaßten Abgasluftzahl im Falle eines
funktionierenden Abgasrückführungssystems keine Stufen
auftreten.
In einem Verfahren wie es aus der Fig. 3 zu entnehmen ist,
werden zunächst die Schritte 310 bis 340 äquivalent zu den
Schritten 210 bis 240 des in der Fig. 2 beschriebenen
Verfahrens durchgeführt. Danach wird in einem Schritt 350
die Differenz aus einem modellierten Verlauf der
Abgasluftzahl Lambda und dem erfaßten Zeitverlauf der
Abgasluftzahl Lambda gebildet. Im Schritt 360 wird geprüft,
ob die ermittelte Differenz innerhalb eines erlaubten
Toleranzbandes liegt. Ist dies der Fall, so wird angenommen,
daß die Abgasrückführung in Ordnung ist (Schritt 370),
ansonsten ist die Abgasrückführung nicht in Ordnung (Schritt
380). Im Falle, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung
ist, werden in einem Schritt 390 entsprechende Maßnahmen,
beispielsweise Anzeige und/oder Abspeicherung des
Diagnoseergebnis oder einen Adaptionsfaktor für den
normalen Betrieb der Brennkraftmaschine außerhalb der
Diagnose bilden, in der Steuerung der Brennkraftmaschine
eingeleitet.
Wie aus der Fig. 4 hervorgeht, werden bei diesem Verfahren
zunächst die Schritte 410 bis 450 äquivalent zu den
Schritten 310 bis 350 des in der Fig. 3 beschriebenen
Verfahrens durchgeführt. Danach wird in einem Schritt 460
die Differenz aus dem modellierten Verlauf der Abgasluftzahl
Lambda und dem erfaßten Zeitverlauf der Abgasluftzahl Lambda
integriert und das Ergebnis der Integration wird in einem
Schritt 470 mit einem Schwellenwert verglichen. Ist das
Ergebnis der Integration größer als der Schwellenwert, so
wird angenommen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist,
ansonsten ist die Abgasrückführung nicht in Ordnung. Im
Falle, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist,
werden in einem Schritt 491 entsprechende Maßnahmen,
beispielsweise Anzeige und/oder Abspeicherung des
Diagnoseergebnis oder einen Adaptionsfaktor für den
normalen Betrieb der Brennkraftmaschine außerhalb der
Diagnose bilden, in der Steuerung der Brennkraftmaschine
eingeleitet.
In der Fig. 5 wird ein Verfahren dargestellt, wobei
zunächst die Schritte 510 bis 540 äquivalent zu den
Schritten 210 bis 240 des in der Fig. 2 beschriebenen
Verfahrens sind. Danach wird in einem Schritt 550 die
Änderungsgeschwindigkeit des Zeitverlaufs der Abgasluftzahl
Lambda gebildet.
Die Änderungsgeschwindigkeit der Abgasluftzahl kann
beispielsweise dadurch gebildet werden, daß durch zwei
bestimmte Punkte des Zeitverlaufs der Abgasluftzahl eine
Gerade gezogen wird. Die Steigung dieser Geraden gibt die
Änderungsgeschwindigkeit der Abgasluftzahl an. Eine weitere
Möglichkeit bestünde darin, daß eine Gerade so an den
Zeitverlauf der Abgasluftzahl angelegt wird, daß der Abstand
der Gerade zum Zeitverlauf der Abgasluftzahl in jedem Punkt
minimal wird. Die Steigung dieser Geraden gibt auch die
Änderungsgeschwindigkeit der Abgasluftzahl an. Weiterhin
kann die Änderungsgeschwindigkeit der Abgasluftzahl gleich
der mittleren Steigung des Zeitverlaufs der Abgasluftzahl
gesetzt werden.
In einem Schritt 560 wird die Änderungsgeschwindigkeit der
Abgasluftzahl mit einem Schwellenwert verglichen. Ist dieser
Wert größer als der Schwellenwert, so wird angenommen, daß
die Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten ist die
Abgasrückführung nicht in Ordnung. Im Falle, daß die
Abgasrückführung nicht in Ordnung ist, werden in einem
Schritt 590 entsprechende Maßnahmen, beispielsweise Anzeige
und/oder Abspeicherung des Diagnoseergebnis oder einen
Adaptionsfaktor für den normalen Betrieb der
Brennkraftmaschine außerhalb der Diagnose bilden, in der
Steuerung der Brennkraftmaschine eingeleitet.
Claims (15)
1. Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführsystems(AGR-
Systems) bei einem Verbrennungsprozeß insbesondere bei einer
Brennkraftmaschine, der mit unterschiedlichem
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis betreibbar ist, mit einer
Einrichtung zur Erfassung einer Abgasluftzahl (LAMBDA) und einem
Auswertesystem,
wobei bei eingeschalteter Abgasrückführung (AGR) eine Änderung
des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses erfolgt, der Zeitverlauf
der Abgasluftzahl erfaßt und dem Auswertesystem zugeführt wird,
die Geschwindigkeit und/oder die Form des Zeitverlaufs, mit
der die Abgasluftzahl der Änderung folgt, zur Diagnose
ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderung des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses stufen- oder
sprungförmig erfolgt, insbesondere bei dem
Verbrennungsprozeß in einer Benzindirekteinspritz(BDE)-
Brennkraftmaschine oder in einer Diesel-Brennkraftmaschine.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mittels des Auswertesystems überprüft wird,
ob der Zeitverlauf der Abgasluftzahl nach der sprungförmigen
Veränderung des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses mindestens
zwei Stufen aufweist, wobei das AGR-System als funktionsfähig
gilt, wenn der Zeitverlauf mindestens zwei Stufen aufweist.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zeitverlauf der Abgasluftzahl
differenziert wird, das Ergebnis der Differenzierung mit einem
Schwellenwert verglichen wird und die Anzahl der
Überschreitungen des Schwellenwertes gezählt werden, wobei das
AGR-System als funktionsfähig gilt, wenn mindestens zwei
Überschreitungen gezählt werden.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Höhe der Stufen jeweils mit einem jeder
Stufe zugeordnetem Schwellenwert verglichen wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zeitverlauf der Abgasluftzahl mit einer
Abgasluftzahl verglichen wird, die mit Hilfe eines Modells der
Abgasrückführung berechnet wurde, und bei einer Abweichung ein
Fehlersignal ausgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der erfaßten
Abgasluftzahl und einer mittels eines Modells berechneten
Abgasluftzahl gebildet, einem Integrierer zugeführt, der Ausgang
des Integrieres mit einem Schwellenwert verglichen und bei
Überschreitung dieses Schwellenwertes ein Fehlersignal
ausgegeben wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zeitverlauf der Abgasluftzahl bei
eingeschalteter und zusätzlich bei ausgeschalteter
Abgasrückführung erfaßt und die Differenz aus den Zeitverläufen
gebildet und ausgewertet wird.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit der die
Abgasluftzahl der Änderung folgt, mit einem Schwellenwert
verglichen und bei Überschreitung des Schwellenwertes ein Fehler
angezeigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Maß für die Geschwindigkeit, mit der die Abgasluftzahl der
Änderung folgt, gleich der mittleren Steigung des Zeitverlaufs
der Abgasluftzahl ist.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Maß für die Geschwindigkeit, mit der die Abgasluftzahl der
Änderung folgt, gleich der Steigung des linearisierten
Zeitverlaufs der Abgasluftzahl ist.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine im Betrieb auftretende Veränderung des
Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses zur Diagnose des AGR-Systems
ausgenutzt wird.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Veränderung des Frischluft/Kraftstoff-
Verhältnisses mittels wenigstens einer der folgenden
Möglichkeiten durchgeführt wird:
- - Eingriff in die Luftzufuhr
- - Eingriff in die Kraftstoffzufuhr
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abgasluftzahl aus dem Ausgangssignal
einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) gewonnen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine
Anwendung in einem Heizungssystem.
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