DE19849272B4

DE19849272B4 - Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführungs(AGR)-Systems eines Verbrennungsprozesses

Info

Publication number: DE19849272B4
Application number: DE19849272A
Authority: DE
Inventors: Gholamabas Esteghlal; Georg Mallebrein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP2000154756A; IT1313778B1; ITMI992096A1; FR2785019A1; DE19849272A1; FR2785019B1; ITMI992096A0

Abstract

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.

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 (NO_x) 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 vorteilhafter Weise 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 nach-veröffentlichte Patentanmeldung DE 197 19 278 A1 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.

Ferner ist aus der DE 41 16 044 A1 ein Abgasrückführungs-Diagnosesystem bekannt, bei dem die Funktionsfähigkeit eines Abgasrückführventils überprüft wird. Hierzu wird das Abgasrückführventil auf einen Öffnungsgrad eingestellt, bei dem davon auszugehen ist, dass die zurückgeführte Abgasmenge dazu geeignet ist Aussetzer in der Verbrennung auszulösen. Erhöht sich die Häufigkeit der Aussetzer nicht wird ein fehlerhaftes Abgasrückführventil diagnostiziert.

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.

Vorteile der Erfindung

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 (Anspruch 2).

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 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 (Anspruch 3).

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 wird, das Ergebnis der Differenzierung mit einem Schwellenwert verglichen wird und die Anzahl der Überschreitungen des Schwellenwertes gezählt werden (Anspruch 4).

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 (Anspruch 5).

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 (Anspruch 6).

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 (Anspruch 7).

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 (Anspruch 8).

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 (Anspruch 9).

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 (Anspruch 10).

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 (Anspruch 11).

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 (Anspruch 12).

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, – (Anspruch 13).

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 (Anspruch 14).

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 (Anspruch 15). 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.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die 1 zeigt schematisch eine Darstellung der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung.
Die 2 zeigt schematisch den Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem geprüft wird, ob die Abgasluftzahl mindestens zwei Stufen aufweist.
Die 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 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 5 zeigt schematisch den Verfahrensablauf eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Änderungsgeschwindigkeit der Abgasluftzahl Lambda bestimmt wird.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Wie in der 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 Abgastrom 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 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 3 zu entnehmen ist, werden zunächst die Schritte 310 bis 340 äquivalent zu den Schritten 210 bis 240 des in der 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 4 hervorgeht, werden bei diesem Verfahren zunächst die Schritte 410 bis 450 äquivalent zu den Schritten 310 bis 350 des in der 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 5 wird ein Verfahren dargestellt, wobei zunächst die Schritte 510 bis 540 äquivalent zu den Schritten 210 bis 240 des in der 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

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.
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.
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.
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.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Stufen jeweils mit einem jeder Stufe zugeordnetem Schwellenwert verglichen wird.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasluftzahl aus dem Ausgangssignal einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung in einem Heizungssystem.