WO2000025011A1 - Verfahren und vorrichtung zur diagnose einer abgasrückführung eines verbrennungsprozesses - Google Patents

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WO2000025011A1
WO2000025011A1 PCT/DE1999/002475 DE9902475W WO0025011A1 WO 2000025011 A1 WO2000025011 A1 WO 2000025011A1 DE 9902475 W DE9902475 W DE 9902475W WO 0025011 A1 WO0025011 A1 WO 0025011A1
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lambda
gas recirculation
internal combustion
combustion engine
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PCT/DE1999/002475
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Roland Herynek
Holger Bellmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
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Definitions

  • the invention relates to a method for diagnosing exhaust gas recirculation (EGR) in a combustion process, in particular in an internal combustion engine.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • Exhaust gas recirculation has become increasingly important in recent years. Exhaust gas recirculation not only has a positive effect on energy conversion and thus on fuel consumption, but also plays an important key role in fulfilling and complying with the current exhaust gas standards that will be required in the near future due to the positive influence on exhaust gas behavior.
  • BDE proportion of air
  • NOx nitrogen oxides
  • the mixture (fresh air / fuel ratio) in the combustion chamber must be set so that the catalytic converter works optimally.
  • the exhaust gas air ratio lambda must first be determined.
  • the air ratio in the mixture can be inferred from the exhaust air ratio lambda, which is advantageously determined using a broadband lambda probe (LSU) and actually indicates the difference in oxygen concentration between the ambient air and the exhaust gas flow.
  • LSU broadband lambda probe
  • the fresh air / fuel ratio can be changed so that the desired exhaust gas composition is achieved.
  • Exhaust gas recirculation is recorded and stored and in which the difference between the control factors is formed when the exhaust gas recirculation is switched on and off, compared with a predetermined value and an error signal is output in the event of a deviation.
  • the present invention is based on the object of improving a method for diagnosing an exhaust gas recirculation of the generic type in such a way that the most reliable information possible about the functionality of the exhaust gas recirculation can be made with predetermined means.
  • the particularly great advantage of the present invention is that no additional technical means, such as. B. pressure sensors or temperature sensors are required to diagnose the operability of the exhaust gas recirculation. A quantitative statement about exhaust gas recirculation is also possible. If no device for recording lambda is available, the signal ml of an air mass meter can alternatively be used for diagnosis. Furthermore, the reliability of the diagnosis is increased by using both variables lambda and ml for EGR diagnosis.
  • the exhaust gas recirculation changes Lambda and / or ml detected, fed to an evaluation device, in the evaluation device it is checked whether the change in lambda and / or ml is within a predetermined tolerance range and when the An error signal is output within the tolerance range.
  • an exhaust gas recirculation diagnosis is actively carried out. If a change in lambda or ml is detected when adjusting the EGR valve, it can be concluded that the EGR valve is working. If no change in lambda or ml is determined, then a non-functioning valve can be concluded.
  • the exhaust gas recirculation is changed, lambda and / or ml is detected, is fed to an evaluation device, in the evaluation device it is checked whether the value of lambda and / or ml reached after the change is in a predetermined value Tolerance range lies and an error signal is issued when the tolerance range is left.
  • the EGR diagnosis can also be carried out by changing the EGR rate and detecting the value of lambda and ml established after the change. This allows a statement about the permeability of the EGR line.
  • the EGR rate changes in certain steps and the course of lambda and / or ml as a function of the EGR rate is recorded and fed to an evaluation device in which
  • Evaluation device compares the course of lambda and / or ml with a predetermined course of lambda and / or ml and outputs an error signal in the event of a deviation.
  • Another advantageous embodiment of the invention can be that the pressure in the intake manifold of the internal combustion engine is constant during the diagnosis.
  • the method is carried out in an operating mode in which fresh air enters the internal combustion engine without throttling, as a result of which the pressure in the intake manifold is almost constant, in particular in the combustion process in a direct petrol injection internal combustion engine (BDE) or in a diesel internal combustion engine .
  • BDE direct petrol injection internal combustion engine
  • the pressure in the intake manifold is set to a constant value with the aid of a throttle valve angle speed model or a throttle valve air mass flow model. This allows the throttled operation
  • Internal combustion engine and a pressure in the intake manifold can be set in a relatively simple manner without using a pressure sensor.
  • the exhaust gas number is obtained from the output signal of a broadband lambda probe (LSU).
  • LSU broadband lambda probe
  • the broadband lambda probe delivers a signal that is proportional to the exhaust gas number lambda. As a result, changes in the fresh air / fuel ratio can be detected over a large area with sufficient accuracy.
  • the method according to claim 1 is used in a heating system.
  • Exhaust gas recirculation diagnosis of an internal combustion engine can also be transferred to a heating system.
  • the object of the present invention is also achieved with the features for a control device of claim 10.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the internal combustion engine with exhaust gas recirculation.
  • FIG. 2 describes the relationship between lambda and the EGR rate and ml and the EGR rate.
  • FIG. 3 schematically shows the sequence of a method according to the invention, in which lambda and / or ml are detected at a predetermined EGR rate and their position is evaluated relative to an allowable tolerance range.
  • FIG. 4 shows schematically the sequence of a method according to the invention, in which the EGR rate is actively changed and in which the resulting change in lambda and / or ml is detected and evaluated.
  • FIG. 5 schematically shows the sequence of a method according to the invention, in which the EGR rate is actively changed and lambda and / or ml are recorded and evaluated after the change.
  • fresh air is supplied by means of an intake manifold 1 via an inlet valve 7 to a combustion chamber 2 fed.
  • the amount of fresh air fed into the combustion chamber 2 can be controlled via a throttle valve 3.
  • An air flow meter 4 detects the fresh air flowing into the internal combustion engine.
  • the throttle valve 3 and also the entire internal combustion engine are controlled by means of a control unit 5.
  • the control unit 5 has an evaluation unit 6.
  • An injection valve 19 is arranged in the walls of the combustion chamber 2.
  • the fuel is brought to a high pressure by means of a high pressure pump 20 and via a fuel line 25 and
  • Injectors 19 are injected into the combustion chamber 2. Furthermore, the combustion chamber 2 has an exhaust valve 13 for ejecting the exhaust gases generated during combustion.
  • the exhaust gas air ratio lambda can be measured by means of a broadband lambda probe (LSU) 24 in the exhaust pipe 14, as a result of which the fresh air / fuel ratio in the mixture can be determined.
  • An EGR line 16 connects the exhaust pipe 14 to the intake pipe 1, whereby exhaust gases from the exhaust pipe 14 are conducted into the intake pipe 1 due to the higher pressure in the exhaust pipe 14. With the help of the EGR valve 17, the
  • Exhaust gas flow in the EGR line 16 can be controlled.
  • a tank ventilation line 22 leads from a fuel tank 21 to the intake manifold 1, whereby additional fuel can get into the intake manifold 1 and thus also into the combustion chamber 2.
  • the fuel flow in the tank ventilation line 22 can be controlled by means of a tank ventilation valve 23.
  • the various sensors and actuators are connected to the control unit 5 via signal and control lines 26.
  • a display device 27 is switched on by the evaluation system 6 if there is a fault in the exhaust gas recirculation.
  • a course of lambda and / or ml can be created as a function of the EGR rate.
  • This course can be made with a given course of lambda and / or ml from e.g. be compared to a model or a saved history.
  • the amount of the deviation from the measured curve and the modeled curve can then be compared with a threshold value and if the threshold value is exceeded, an error in the exhaust gas recirculation can be concluded.
  • the internal combustion engine must be in a certain speed / load window.
  • the exhaust gas recirculation must be activated and in a defined state.
  • the engine temperature must have a certain predetermined threshold exceed .
  • lambda and / or ml are recorded in a step 330 and fed to an evaluation system 6.
  • the detection of lambda and / or ml takes place continuously, so that a separate detection of the
  • the expected value of lambda and / or ml is formed, for example, assuming an open or closed EGR valve.
  • the expected value for lambda and / or ml that is formed for an open exhaust gas recirculation must be reached.
  • step 350 If lambda and / or ml lie within the tolerance range, the assumption is made in step 350 that the exhaust gas recirculation is OK, otherwise it is made in step 360 that the exhaust gas recirculation is not OK.
  • step 360 appropriate measures are initiated in the control of the internal combustion engine in a step 370, e.g. Display and / or storage of the diagnostic result, adaptation factor for the normal operation of the internal combustion engine outside of the diagnosis form, the quantities injection time, ignition angle and fresh air mass being adapted depending on the state of the EGR system.
  • steps 410 to 430 are first carried out equivalent to steps 310 to 330 of the method described in FIG. 3.
  • step 440 the EGR rate is changed.
  • lambda and / or ml after the change in the EGR rate is recorded in a step 450.
  • step 460 the difference between the detected lambda and / or ml before the change in the EGR rate and after the change in the EGR rate is formed and it is checked whether the
  • step 470 If the changes in lambda and ml lie within the tolerance range, the assumption is made in step 470 that the exhaust gas recirculation is OK, otherwise in step 480 the assumption is made that the exhaust gas recirculation is not OK.
  • appropriate measures are initiated in the control of the internal combustion engine in a step 490, e.g. Display and / or storage of the diagnostic result, adaptation factor for the normal operation of the internal combustion engine outside of the diagnosis, the quantities injection time, ignition angle and fresh air mass being adapted depending on the state of the EGR system.
  • steps 510 to 520 are first carried out equivalent to steps 310 to 320 of the method described in FIG. 3.
  • step 530 the EGR rate changed and lambda and / or ml is detected in step 540.
  • the evaluation system 6 it is checked in a step 550 whether lambda and / or ml at the currently set EGR rate are within a certain tolerance range. If lambda and / or ml lie within the tolerance range, the assumption is made in step 560 that the exhaust gas recirculation is OK, otherwise in step 570 the assumption is made that the exhaust gas recirculation is not OK.

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 (NOx) erheblich gesenkt werden. Eine Diagnose der Abgasrückführung ist deshalb unerläßlich. Mit Hilfe einer gezielten Veränderung der AGR-Rate und unter Berücksichtigung der Eigenschaften des AGR-Systems kann eine vorausbestimmte Veränderung der Abgasluftzahl Lambda und/oder der Frischluftmasse ml erreicht werden, die zu Diagnosezwecken ausgewerter wird. Liegen der Endwert von Lambda und/oder ml oder die Änderung von Lambda und/oder ml in einem bestimmten Toleranzband, so kann man annehmen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Abgasrückführung eines Verbrennungsprozesses
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführung (AGR) bei einem Verbrennungsprozeß, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine.
Die Abgasrückführung 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 Kra tstoffverbrauch 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 1 97 19 278.5 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose einer
Abgasrückführung, 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 einer Abgasrückführung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß mit vorgegebenen Mitteln eine möglichst zuverlässige Aussage über die Funktionsfähigkeit der Abgasrückführung getroffen werden kann.
Vorteile der Erfindung
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 der Abgasrückführung zu diagnostizieren. Weiterhin ist auch eine quantitative Aussage über die Abgasrückführung möglich. Wenn keine Einrichtung zur Erfassung von Lambda bereitsteht, kann alternativ das Signal ml eines Luftmassenmessers zur Diagnose herangezogen werden. Weiterhin wird durch die Verwendung von beiden Größen Lambda und ml zur AGR-Diagnose die Zuverlässigkeit der Diagnose erhöht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Abgasrückfuhrung verändert, Lambda und/oder ml erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt, in der Auswerteeinrichtung geprüft wird, ob die Änderung von Lambda und/oder ml in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt und bei Verlassen des Toleranzbereiches ein Fehlersignal ausgegeben wird. Durch die Veränderung der AGR-Rate mit Hilfe einer Verstellung des AGR-Ventils wird aktiv eine Diagnose der Abgasrückführung durchgeführt. Wird bei der Verstellung des AGR-Ventils eine Veränderung von Lambda oder ml festgestellt, kann auf ein funktionierendes AGR-Ventil geschlossen werden. Wenn keine Veränderung von Lambda oder ml festgestellt wird, dann kann auf ein nicht funktionierendes Ventil geschlossen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Abgasrückführung verändert, Lambda und/oder ml erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, in der Auswerteeinrichtung geprüft wird, ob der nach der Änderung erreichte Wert von Lambda und/oder ml in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt und bei verlassen des Toleranzbereiches ein Fehlersignal ausgegeben wird.
Die AGR-Diagnose kann auch durchgeführt werden, indem die AGR-Rate verändert wird und der nach der Änderung errichte Wert von Lambda und ml erfaßt wird. Hierdurch ist eine Aussage über die Durchlaßfähigkeit der AGR-Leitung möglich.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die AGR-Rate in bestimmten Schritten verändert und der Verlauf von Lambda und/oder ml in Abhängigkeit von der AGR-Rate erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, in der
Auswerteeinrichtung der Verlauf von Lambda und/oder ml mit einem vorgegebenen Verlauf von Lambda und/oder ml verglichen und bei einer Abweichung ein Fehlersignal ausgegeben wird.
Hierdurch kann eine zuverlässigere Aussage über den Zustand der Abgasrückführung getroffen werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin liegen, daß der Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine während der Diagnose konstant ist.
Bei konstantem Druck im Saugrohr besteht ein einfacher
Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate und ml und der AGR-Rate . Geht man auch noch von einer konstanten eingespritzten Kraftstoffmasse aus, so besteht ein linearer Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate und ml und der AGR-Rate. Wird die AGR-Rate erhöht, so verringern sich Lambda und ml, wird dagegen die AGR-Rate verringert, so werden die Werte für Lambda und ml größer. Die Steigung der Geraden die diesen linearen Zusammenhang beschreibt ist negativ.
Vorteilhaft kann vorgesehen werden, daß das Verfahren in einer Betriebsart durchgeführt wird, in der Frischluft ungedrosselt in die Brennkraftmaschine gelangt, wodurch der Druck im Saugrohr nahezu konstant ist, insbesondere bei dem Verbrennungsprozeß in einer Benzindirekteinspritz- Brennkraftmaschine (BDE) oder in einer Diesel- Brennkraftmaschine .
Bei ungedrosselten Betriebsarten der Brennkraftmaschine stellt sich aufgrund der offenen Drosselklappe ein konstanter Druck im Saugrohr ein, der dem atmosphärischen Druck entspricht. Hierdurch ist eine einfache Möglichkeit gegeben einen konstanten Druck im Saugrohr einzustellen.
Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß der Druck im Saugrohr mit Hilfe eines Drosselklappenwinkel -Drehzahl- Modells oder eines Drosselklappenwinkel-Luftmassenstrom- Modells auf einem konstanten Wert eingestellt wird. Hierdurch kann bei gedrosseltem Betrieb der
Brennkraftmaschine und ohne Verwendung eines Drucksensors im Saugrohr auf relativ einfache Weise ein konstanter Druck im Saugrohr eingestellt werden.
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.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch mit den Merkmalen für eine Steuereinrichtung des Anspruchs 10 gelöst .
Mit Hilfe einer elektronischen Steuereinrichtung und implementierten Funktionen können verschiedenste
Anforderungen an den Betrieb der Brennkraftmaschine aufgenommen, zentral koordiniert und in verfügbaren Stellgrößen umgesetzt werden. Hierdurch wird eine einfache, robuste und übersichtliche Realisierung der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Darstellung der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung.
Die Figur 2 beschreibt den Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate und ml und der AGR-Rate.
Die Figur 3 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem bei vorgegebener AGR- Rate Lambda und/oder ml erfaßt und auf ihre Lage relativ zu einem erlaubten Toleranzbereich ausgewertet wird.
Die Figur 4 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem aktiv die AGR-Rate verändert wird und bei dem die daraus resultierende Änderung von Lambda und/oder ml erfaßt und ausgewertet wird.
Die Figur 5 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die AGR-Rate aktiv verändert wird und Lambda und/oder ml nach der Änderung erfaßt und ausgewertet werden.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Wie in der Figur 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 hohen 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 Abgasrohr 14 Abgase vom Abgasrohr 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 6 eingeschaltet, wenn ein Fehler in der Abgasrückführung vorliegt .
Wie aus der Figur 2 hervorgeht, ist sowohl der Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate als auch der Zusammenhang zwischen ml und der AGR-Rate bei konstantem Saugrohrdruck ps und konstanter Kraftstoffzufuhr rk linear. Wird die AGR-Rate verändert, so verändern sich auch Lambda und ml. Das Ausmaß und die Richtung der Änderung gibt Auskunft über den Zustand der Abgasrückführung und hängt von der Steuerstrategie der Brennkraftmaschine ab.
Indem die AGR-Rate in bestimmten Schritten verändert und Lambda und ml erfaßt werden, kann ein Verlauf von Lambda und/oder ml in Abhängigkeit von der AGR-Rate erstellt werden. Dieser Verlauf kann mit einem vorgegebenen Verlauf von Lambda und/oder ml aus z.B. einem Modell oder einem abgespeicherten früheren Verlauf verglichen werden. Der Betrag der Abweichung aus dem gemessenen Verlauf und dem modellierten Verlauf kann dann mit einem Schwellenwert verglichen werden und bei Überschreitung des Schwellenwertes kann auf einen Fehler in der Abgasrückführung geschlossen werden .
Wie aus der Figur 3 hervorgeht, wird bei einem Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführung 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 310, in einem Schritt 320 zunächst überprüft, ob die
Grundvoraussetzungen für eine AGR-Diagnose erfüllt sind. Hierbei wird überprüft ob vorgegebene Einschaltbedingungen gleichzeitig vorliegen. Diese Einschaltbedingungen sind:
-Die Brennkraf maschine muß sich in einem bestimmten Drehzahl/Lastfenster befinden.
-Die Abgasrückführung muß aktivierbar und in einem definierten Zustand 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, werden in einem Schritt 330 Lambda und/oder ml erfaßt und einem Auswertesystem 6 zugeführt . Im allgemeinen geschieht die Erfassung von Lambda und/oder ml kontinuierlich, so daß eine gesonderte Erfassung des
Zeitverlaufs von Lambda und/oder ml nicht notwendig ist. Im Auswertesystem 6 wird in einem Schritt 340 geprüft, ob Lambda und/oder ml bei der aktuell eingestellten AGR-Rate innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches, der um einen Erwartungswert herum gebildet wird, liegen. Der
Erwartungswert von Lambda und/oder ml wird beispielsweise unter der Annahme eines offenen oder geschlossenen AGR- Ventils gebildet. Bei öffnend angesteuerter Abgasrückführung muß der für eine offene Abgasrückführung gebildete Erwartungswert für Lambda und/oder ml erreicht werden.
Liegen Lambda und/oder ml innerhalb des Toleranzbereiches so wird in Schritt 350 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten wird in Schritt 360 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist. Im Falle daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist, werden in einem Schritt 370 entsprechende Maßnahmen in der Steuerung der Brennkraftmaschine eingeleitet, z.b. Anzeige und/oder Abspeicherung des Diagnoseergebnis, 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.
Es kann z. B. geprüft werden, ob bei eingeschalteter Abgasrückführung eine Abgasrückführung stattfindet und in welchem Maße diese stattfindet. Dazu wird bei eingeschalteter Abgasrückführung das AGR-Ventil verstellt. Ist die Abgasrückführung in Ordnung, so kann man beim erfaßten Lambda und ml eine Änderung beobachten.
In einem Verfahren wie es aus der Figur 4 zu entnehmen ist, werden zunächst die Schritte 410 bis 430 äquivalent zu den Schritten 310 bis 330 des in der Figur 3 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. In Schritt 440 wird die AGR-Rate verändert. Im Auswertesystem 6 wird in einem Schritt 450 Lambda und/oder ml nach der Änderung der AGR-Rate erfaßt. In Schritt 460 wird die Differenz aus dem erfaßten Lambda und/oder ml vor der Änderung der AGR-Rate und nach der Änderung der AGR-Rate gebildet und überprüft, ob die
Differenz innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegt. Liegen die Änderungen von Lambda und ml innerhalb des Toleranzbereiches so wird in Schritt 470 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten wird in Schritt 480 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist. Im Falle daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist, werden in einem Schritt 490 entsprechende Maßnahmen in der Steuerung der Brennkraftmaschine eingeleitet, z.b. Anzeige und/oder Abspeicherung des Diagnoseergebnis, 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.
In einem Verfahren wie es aus der Figur 5 zu entnehmen ist, werden zunächst die Schritte 510 bis 520 äquivalent zu den Schritten 310 bis 320 des in der Figur 3 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. In Schritt 530 wird die AGR-Rate verändert und in Schritt 540 wird Lambda und/oder ml erfaßt. Im Auswertesystem 6 wird in einem Schritt 550 geprüft, ob Lambda und/oder ml bei der aktuell eingestellten AGR-Rate innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegen. Liegen Lambda und/oder ml innerhalb des Toleranzbereiches so wird in Schritt 560 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten wird in Schritt 570 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist. Im Falle daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist, werden in einem Schritt 580 entsprechende Maßnahmen in der Steuerung der Brennkraftmaschine eingeleitet, z.b. Anzeige und/oder Abspeicherung des Diagnoseergebnis, 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.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführung (AGR) bei einem Verbrennungsprozeß insbesondere bei einer Brennkraftmaschine, der mit unterschiedlichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis betreibbar ist, mit einer Einrichtung zur Erfassung einer Abgasluftzahl Lambda und/oder einer Einrichtung zur Erfassung einer zugeführten Frischluftmasse ml und einem Auswertesystem, wobei mit Hilfe des Auswertesystems überprüft wird, ob eine vorgegebene Beziehung zwischen Lambda und einer AGR-Rate und/oder zwischen ml und einer AGR-Rate erfüllt ist und daß dann, wenn diese Beziehung nicht erfüllt ist, ein Fehler in der Abgasrückführung erkannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführung verändert, Lambda und/oder ml erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt, in der Auswerteeinrichtung geprüft wird, ob die Änderung von Lambda und/oder ml in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt und bei Verlassen des Toleranzbereiches ein Fehlersignal ausgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführung verändert, Lambda und/oder ml erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, in der Auswerteeinrichtung geprüft wird, ob der nach der Änderung erreichte Wert von Lambda und/oder ml in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt und bei verlassen des
Toleranzbereiches ein Fehlersignal ausgegeben wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die AGR-Rate in bestimmten Schritten verändert und der Verlauf von Lambda und/oder ml in Abhängigkeit von der AGR-Rate erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, in der
Auswerteeinrichtung der Verlauf von Lambda und/oder ml mit einem vorgegebenen Verlauf von Lambda und/oder ml verglichen und bei einer Abweichung ein Fehlersignal ausgegeben wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine während der Diagnose konstant ist .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einer Betriebsart durchgeführt wird, in der Frischluft ungedrosselt in die Brennkraftmaschine gelangt, wodurch der Druck im Saugrohr nahezu konstant ist, insbesondere bei dem Verbrennungsprozeß in einer
Benzindirekteinspritz-Brennkraftmaschine (BDE) oder in einer Diesel- Brennkraftmaschine.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Saugrohr mit Hilfe eines Drosselklappenwinkel - Drehzahl -Modells oder eines Drosselklappenwinkel- Luftmassenstrom-Modells auf einem konstanten Wert eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasluftzahl aus dem Ausgangssignal einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) gewonnen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung in einem HeizungsSystem.
10. Elektronische Steuereinrichtung mit einem Auswertesystem bei einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, die
Signale, die von verschiedenen Einrichtungen zur Erfassung von Zuständen der Brennkraftmaschine stammen, aufnimmt, diese Signale mit Hilfe von Algorithmen und Funktionen verarbeitet und Signale zum Steuern und/oder Regeln der Brennkraftmaschine erzeugt und ausgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Lambda und/oder ml aufnimmt, u.a. eine AGR-Rate ausgibt, das Auswertesystem prüft, ob zwischen der ausgegebenen AGR-Rate und der aufgenommenen Lambda- und/oder ml -Signale eine vorgegebene Beziehung erfüllt ist und daß die Steuereinrichtung ein Nichterfülltsein dieser Beziehung als Fehler der Abgasrückführung wertet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009118605A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis apparatus for exhaust gas recirculation apparatus and abnormality diagnosis method for exhaust gas recirculation apparatus

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10028539A1 (de) * 2000-06-08 2001-12-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10257568A1 (de) * 2002-12-10 2004-07-01 Adam Opel Ag Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Abgasrückführung bei Verbrennungsmotoren
JP4531597B2 (ja) * 2005-03-15 2010-08-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
DE102005051358A1 (de) * 2005-10-25 2007-04-26 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abgasmasse im AGR-Kanal einer magerbetreibbaren Brennkraftmaschine
US9027535B2 (en) * 2010-11-02 2015-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
KR101534723B1 (ko) 2013-12-26 2015-07-07 현대자동차 주식회사 산소센서의 열화 진단 장치 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170761A (ja) * 1986-01-22 1987-07-27 Hitachi Ltd エンジンの排気再循環装置
FR2677123A1 (fr) * 1991-05-28 1992-12-04 Siemens Automotive Sa Procede d'essai d'un dispositif ;de recirculation de gaz d'echappement dans un moteur a combustion interne.
DE19634975C1 (de) * 1996-08-29 1998-04-16 Siemens Ag Diagnoseeinrichtung zum Überwachen eines Abgasrückführsystems einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170761A (ja) * 1986-01-22 1987-07-27 Hitachi Ltd エンジンの排気再循環装置
FR2677123A1 (fr) * 1991-05-28 1992-12-04 Siemens Automotive Sa Procede d'essai d'un dispositif ;de recirculation de gaz d'echappement dans un moteur a combustion interne.
DE19634975C1 (de) * 1996-08-29 1998-04-16 Siemens Ag Diagnoseeinrichtung zum Überwachen eines Abgasrückführsystems einer Brennkraftmaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 010 (M - 658) 13 January 1988 (1988-01-13) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009118605A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis apparatus for exhaust gas recirculation apparatus and abnormality diagnosis method for exhaust gas recirculation apparatus
US20110011378A1 (en) * 2008-03-28 2011-01-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis apparatus for exhaust gas recirculation apparatus and abnormality diagnosis method for exhaust gas recirculation apparatus

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