DE4121071A1

DE4121071A1 - Abgasrueckfuehrungssystem bei einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4121071A1
Application number: DE4121071A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Viess; Hans Dipl Ing Koehnle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2011-06-27
Also published as: JPH05180087A; US5209212A; DE4121071C2; JP3338712B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Abgasführungssystem nach der Gat tung des Hauptanspruchs. Bekannt sind aus der DE-OS 38 28 477 "Ver fahren und Vorrichtung zum Erfassen von Fehlfunktionen in einem Ab gasrezirkulationssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Ver brennung". Dort befindet sich stromaufwärts des Abgasrückführungs ventils ein Temperatursensor. Liegen bestimmte Bedingungen bei der Brennkraftmaschinensteuerung vor, d. h., hat für eine bestimmte Zeitdauer eine Abgasrückführung stattgefunden dann wird ausgehend von einer momentanen Abfrage des Signals vom Temperatursensor im Abgasrückführungskanal eine Diagnose des Systems durchgeführt.

Die US-PS 38 50 151 offenbart ein "Failure warning device for ex haust gas recirculation system". Es sieht vor, bei einem fehlerhaf ten Abgasrückführungsventil eine Warnung auszugeben, wobei die Feh lererkennung ebenfalls aus einer Temperaturmessung stromaufwärts des Abgasrückführungsventils resultiert.

Ergänzend sei noch die US-PS 40 60 065 erwähnt, die eine Lösung an gibt, wie ausgehend von gemessenen Temperaturwerten unter anderem im Abgasrückführungsrohr die Menge des zurückgeführten Abgases abge schätzt werden kann. Dem gleichen Zweck mit entsprechenden Mitteln dient auch der Gegenstand der DE-OS 32 20 832.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Systeme nicht in jedem Fall optimale Ergebnisse zu liefern vermögen. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Abgasrückführungssystem mit Mitteln zur Diagnose dieses Systems zu schaffen, das zuverlässig und optimal eine Aussage zur Funktion liefern kann. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merk malen des Hauptanspruchs.

Vorteile der Erfindung

Das Abgasrückführungssystem nach dem Hauptanspruch ist in der Lage, die Abgasrückführung zuverlässig zu diagnostizieren und dabei die einzelnen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine derart mit ein zubeziehen, daß sich eine optimale Funktionsprüfung ergibt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird nachfolgend näher beschrieben und erläutert. Es zei gen Fig. 1 ein grobes Übersichtsschaubild eines an sich bekannten Abgasrückführungssystems und Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Wirkungs weise der erfindungsgemäßen Diagnose.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, mit 11 ein Ansaugsystem und mit 12 eine Abgasleitung. Zwischen Abgasleitung 12 und Ansaugsystem 11 befindet sich ein Abgasrückführungskanal 13 mit einem Abgasrückführungsventil 14 sowie einem stromaufwärts zum Ab gasrückführungsventil 14 angeordneten Temperatursensor 15. Das Ab gasrückführungsventil 14 steht pneumatisch über einen Kanal 16 mit einem elektropneumatischen Taktventil 17 in Verbindung, das ein gangsseitig über einen Kanal 18 mit dem Ansaugsystem 11 verbunden ist und ergänzend eine Verbindung 19 zur Umgehungsluft aufweist. Stromaufwärts der Einmündungsstelle des Kanals 18 in das Ansaugsy stem 11 befindet sich noch eine Drosselklappe 20 sowie ein Lastsen sor 21.

Ein elektronisches Steuergerät ist mit 25 bezeichnet. Es erhält Signale vom Lastsensor 21, vom Temperatursensor 15 in der Abgasrück führleitung sowie von einem Temperatursensor 26 an der Brennkraft maschine, der im wesentlichen die Kühlmitteltemperatur der Brenn kraftmaschine erfaßt. Darüber hinaus erhält das Steuergerät noch weitere Signale bezüglich Betriebskenngroßen der Brennkraftmaschine, insbesondere der Drehzahl n. Ausgangsseitig stellt das Steuergerät 25 sowohl das Taktsignal tv für das elektropneumatische Taktventil 17 zur Verfügung, als auch das Ansteuersignal für eine Warnlampe 27 zur Anzeige eines Fehlers im Abgasrückführungssystem.

In der Regel wird das Steuergerät 25 noch weitere Funktionen im Rah men der Brennkraftmaschinensteuerung übernehmen, so z. B. die Ein spritzung und Zündung. Diese weitere Funktionen werden aber im Rah men der vorliegenden Erfindung nicht weiterbehandelt und werden des halb auch nicht näher erläutert. Im übrigen gehören diese Funktionen vom Grundsatz her auch zum Stand der Technik.

Das in Fig. 1 dargestellte System gehört ebenfalls zum Stand der Technik und ist in der eingangs erwähnten DE-OS 38 28 477 offenbart. Wesentlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nun die Art und Weise der Diagnose dieses Abgasrückführungssystems, die in Fig. 2 erläutert ist. Dabei betrifft diese Diagnose im Wesentlichen die Durchflußprüfung des Abgasrückführungsventils 14 im Anschluß an das Vorliegen bestimmter Bedingungen bei der Abgasrückführung. Ergänzend kann sich eine Dichtheitsprüfung für das Abgasrückführungsventil 14 zu Zeiten eines geschlossenen Abgasrückführungsventils 14 an schließen.

Das Diagramm von Fig. 2 zeigt die wesentlichsten Komponenten und Stationen im Signalverlauf bei der erfindungsgemäßen Diagnose. Dabei geht es darum, Kriterien für den Zeitpunkt der Diagnose anzugeben und ferner zu bestimmen, welche Größe überwacht werden soll.

Block 30 von Fig. 2 markiert die Erfassung der Temperatur im Abgas rückführungskanal 15 (TAGRist) über den dort installierten Tempera tursensor 15. Mit 31 ist ein Block bezeichnet, der ausgehend von unter anderem der Brennkraftmaschinentemperatur (TMOT) vom Tempera tursensor 26 eine Referenztemperatur TRef bildet. In einer nachfol genden Differenzbildung 32 findet ein Vergleich von Isttemperatur in der Abgasrückführleitung und Referenztemperatursignal aus dem Block 31 statt. Das Vergleichsignal gelangt anschließend über eine Wich tung 33 zu einem Eingang B eines Tiefpaßfilters 34. Die in Block 33 vorgenommene Wichtung kann mittels Kennlinie bzw. Kennfeld erfolgen und berücksichtigt Besonderheiten der vorliegenden Brennkraftmaschi ne und ihres Abgasrückführungssystems.

Zum weiteren Eingang des Tiefpaßfilters 34 gelangt ein Signal aus einem Block 35, das abhängig ist von Signalen bezüglich Last vom Lastsensor 21 sowie vom Tastverhältnis des Ansteuersignals des elektropneumatischen Wandlers. Darüber hinaus erweist sich als günstig, wenn ergänzend ein Höhensignal verarbeitet wird, das bei spielsweise aus dem Atmosphärendruck gewonnen werden kann.

Im Tiefpaßfilter selbst findet eine fortlaufende Berechnung ent sprechend folgender Formel statt.

Xneu = A/B + ((B-1)/B) Xalt.

Dabei bedeuten A das erste Eingangssignal des Tiefpaßes 34 ausgehend von Block 35 und B das zweite Eingangssignal ausgehend von der Wich tung 33.

Das jeweils neu berechnete Signal Xneu wird in einer nachfolgenden Abfrage auf das Überschreiten einer Schwelle abgefragt. Ist diese Schwelle erreicht, dann sind die Bedingungen für eine Diagnose gege ben und es folgt zur eigentlichen Diagnose in einer weiteren Abfrage 38 eine Klärung dahingehend, ob der in der Differenzbildung 32 ge wonnene Differenzwert ebenfalls bereits eine Schwelle erreicht hat. War dies der Fall, dann erweist sich der Durchfluß durch das Abgas rückführungsventil 14 als in Ordnung (Block 39). Hat der Differenz wert jedoch die in 38 abzufragende Schwelle noch nicht erreicht, dann wird ein Fehler im Abgasrückführungssystem angenommen (Block 40) und als Folge davon die Warnlampe 27 entsprechend angesteuert. Ergänzend können über einen weiteren Ausgang 41 noch weitere Maßnah men getroffen werden, um einen gewissen Notlaufbetrieb mit verrin gertem Schadstoffausstoß zu ermöglichen.

Wesentlich ist nun beim Gegenstand von Fig. 2 das Verarbeiten eines Temperaturdifferenzwertes (Ausgangssignal der Differenzbildung 32) für die Bestimung des Zeitpunktes der Diagnose sowie für die Diagno se selbst. Die nachfolgende Tiefpaßfilterung verarbeitet diesen Temperaturdifferenzwert in Verbindung mit lastabhängigen Werten, ergänzt um weitere brennkraftmaschinenspezifische Größen wie TMot. Die Abfrageeinheit 37 stellt einen Zeitpunkt bzw. einen (Be triebs-)Zustand fest, bei dem die Diagnose durchgeführt werden soll. Solange diese Schwelle noch nicht erreicht worden ist, solange fin det jeweils eine Tiefpaßfilterung statt. Erreicht jedoch Xneu diese Schwelle, dann ist dies das Zeichen für den möglichen Beginn einer Diagnose, für die wiederum der Differenzwert zwischen Isttempertur im Abgasrohr und der Referenztemperatur TRef wesentlich ist. Abhän gig von diesem Vergleichsergebnis wird dann ein positives oder ne gatives Ergebnis signalisiert.

Es hat sich nun als besonders zweckmäßig herausgestellt, daß in Block 35 neben einem Lastwert und neben dem Ansteuerwert für den elektropneumatischen Wandler 17 ein Höhensignal verarbeitet wird. Dies aufgrund der Tatsache, weil höhenabhängig der lastabhängige Rückfluß von Abgas unterschiedlich ist und demzufolge sich die Be dingungen für die Vornahme der Diagnose verschieben können.

Ergänzend ist vorgesehen, eine Dichtheitsprüfung des Abgasrückfüh rungsventils durchzuführen, der sich ebenfalls der Differenztempera tur ausgehend von der Differenzbildung 32 bedient. Dies wird mittels des Blocks 45 markiert, in dem als weitere Größe zumindest ein Signal verarbeitet werden muß, das ein geschlossenes Abgasrückfüh rungsventil anzeigt (Pfeil 46 markiert). Abhängig von der Dicht heitsprüfung kann Block 45 dann ausgangsseitig ein Signal abgegrif fen werden, das eine Aussage über die Dichtheit des Abgasrückfüh rungsventil erlaubt. Siehe hierzu auch den eingangs erwähnten Stand der Technik der US-PS 38 50 181 zur Dichtheitsprüfung von Abgasrück führungsventilen.

Claims

1. Abgasrückführungssystem (AGR-System) bei einer Brennkraftmaschine mit einem im Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal) angeordneten Abgas rückführungsventil (AGR-Ventil), Sensoren für Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine wie Last und Temperatur, ein Sensor für die Tem peratur im AGR-Kanal stromaufwärts des AGR-Ventils, einer Steuerein richtung zur mittelbaren oder unmittelbaren Steuerung des AGR-Ven tils abhängig von den gemessenen Betriebskenngroßen, sowie Mitteln zur Diagnose des AGR-Systems auf der Basis der erfaßten Temperatur werte im AGR-Kanal bei Vorliegen bestimmter Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Referenzwert für die Temperatur im AGR-Kanal gebildet wird,
- die Differenz zwischen gemessenem Temperaturwert im AGR-Kanal und dem Referenzwert ermittelt wird, und
- ein Mittel zur Tiefpaßfilterung mit zwei änderbaren Größen vor gesehen ist, wobei
- die erste Größe (A) wenigstens von einer der Größen Last der Brennkraftmaschine und Ansteuersignal des AGR-Ventils beeinflußt ist und
- die zweite Größe (B) vom Differenzwert abhängt,
- das Ausgangssignal des Mittels zur Tiefpaßfilterung auf einen Schwellwert abgefragt wird, und
- abhängig von diesem Abfrageergebnis die Diagnose durchgeführt wird,
- in dem ein vom Differenzwert abgeleitetes Signal mit einer vor bestimmten Schwelle verglichen wird.

2. Abgasrückführungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Größe ergänzend höhenabhängig gewählt ist.

3. Abgasrückführungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert für die Temperatur im AGR-Kanal wenigstens ab hängig ist von der Temperatur der Brennkraftmaschine.

4. Abgasrückführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Tiefpaßfilterung mit den zwei änderbaren Größen A und B die Filterung nach der Formel durchführt: Xneu = A/B + ((B-1)/B) Xalt.

5. Abgasrückführungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Differenzwert als Ausgangssignal der Differenzbil dung (32) gewichtet wird.

6. Abgasrückführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ergänzend eine Dichtheitsprüfung des AGR-Ventils ausgehend vom Differenzwert zwischen gemessenem Temperaturwert im AGR-Kanal und Referenzwert stattfindet.