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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasrückführungsanordnung, insbesondere zur Überwachung, ob eine Versottung in einer Abgasrückführungsleitung oder einem Abgasrückführungsventil zu einer fehlerhaften Einstellung einer Abgasrückführungsrate führt.
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Stand der Technik
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Bei Verbrennungsmotoren, die eine Anordnung zur Abgasrückführung aufweisen, ist die korrekte Einstellung einer Abgasrückführungsrate (AGR-Rate) eine Schlüsselfunktion zur Erreichung der gesetzlich vorgeschriebenen Abgasemissionen. Die AGR-Rate entspricht dem prozentualen volumetrischen Anteil des Abgases im Frischgemisch. Die AGR-Rate wird dabei im geschlossenen Regelkreis mittels einer Einstellung des Abgasrückführungsventils (AGR-Ventil) in einer Abgasrückführungsanordnung, die zwischen einem Abgasabschnitt zum Abführen des Verbrennungsabgases und einem Saugrohr zum Zuführen eines Luft-/Kraftstoffgemisches in die Zylinder des Verbrennungsmotors angeordnet ist, und durch die Stellung einer Drosselklappe, die die Luftzufuhr in das Saugrohr bestimmt, geregelt. Die Regelgröße kann beispielsweise die Luftmasse oder die AGR-Rate sein.
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Bislang kann ein Fehler im Abgasrückführungssystem lediglich durch Überwachung der Regelabweichung erkannt werden. Dies ist ausreichend, um einen Defekt der verwendeten Steller, wie AGR-Ventil und Drosselklappe zu erkennen.
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Eine weitere Fehlermöglichkeit besteht darin, dass in der Abgasrückführungsanordnung eine Versottung auftreten kann, d.h. eine Ablagerung von Ruß und Öldämpfen, die den Strömungsquerschnitt durch Leitungen der Abgasrückführungsanordnung verringern kann oder die Funktionsweise des AGR-Ventils beeinträchtigen kann. Eine Versottung kann jedoch nicht durch die Überwachung der Regelabweichung erkannt werden, da bei einer Regelung dies durch ein verstärktes Öffnen des AGR-Ventils bzw. durch eine stärkere Androsselung der Frischluftmasse durch die Drosselklappe ausgeglichen wird.
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Die stärkere Androsselung der zugeführten Frischluftmasse beeinflusst die Führung des Verbrennungsmotors, was zu einer Verschlechterung der Qualität der Abgasemissionen führen kann. Insbesondere bei Betriebspunkten mit hoher Abgasrückführungsrate kann die Luftmasse dann nicht mehr über die Stellung des AGR-Ventils eingeregelt werden, wobei die Luftmasse in diesem Fall durch stärkere Androsselung der Drosselklappe eingeregelt wird.
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Die
DE 101 29 343 B4 offenbart ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor und insbesondere ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor, der mit einem Abgasrückführungsmechanismus zum Rückführen von Abgasen in einen Einlasskanal versehen ist.
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Die
DE 4114 031 A1 offenbart Elektronisches Steuergerät für einen Verbrennungsmotor, wobei dieser folgende Komponenten aufweist:
- - eine Steuereinrichtung für die Abgasrückführung mit einem Steuerventil für die Abgasrückführung, so daß ein Teil des Abgases von einem Abgasdurchgang zu einem Gasansaugdurchgang zurückkehrt;
- - einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes in einer Gasansaugleitung;
- - und eine Fehlererfassungseinrichtung zur Erfassung von Fehlern der Steuereinrichtung für die Abgasrückführung auf der Basis eines Druckwertes in der Gasansaugleitung, wenn das Steuerventil für die Abgasrückführung in Betrieb ist, sowie auf der Basis eines zweiten Druckwertes in der Abgasleitung, wenn das Steuerventil der Abgasrückführung nicht in Betrieb ist.
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Die 196 34 975 C1 offenbart Eine Diagnoseeinrichtung zum Überwachen eines Abgasrückführ-Systems weist Mittel auf zum Ermitteln eines Diagnosewertes (EGR_ VER, EGR_DIF) des Abgasrückführsystems ohne ein Beeinflussen des Betriebs der Brennkraftmaschine. Der Diagnosewert (EGR_VER, EGR_DIF) hängt von dem Saugrohrdruck (MAP MES) und einem Beobachter-Saugrohrdruck (MAP MDL, MAP _EGR_MDL) ab, den ein Beobachter (25) aus mindestens einer weiteren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt. Die Diagnoseeinrichtung weist zudem Mittel auf zum Erkennen des Abgasrückführ-Systems als fehlerhaft, wenn der Diagnosewert (EGR_VER, EGR_DIF) außerhalb eines von mindestens einer Betriebsgröße abhängigen Wertebereichs liegt.
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Aus der
DE 102 48 038 A1 offenbart ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung (
21-23,
31-33) angegeben, die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor (
1) zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemisches beeinflusst. Berechnet wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient (
KAF) zum Korrigieren einer dem Motor (
1) zuzuführenden Kraftstoffmenge, derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor (
14) erfasst Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt. Auch berechnet wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussender Parameter (
Qx), der den Grad eines Einflusses angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (
21-23,
31-33) auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Ferner berechnet wird ein Korrelationsparameter (
A,
B), der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (
KAF) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter (
Qx) definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus. Berechnet wird ein Lernkorrekturkoeffizient (
KREFQ) in Bezug auf eine Änderung in Charakteristiken der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (
21-23,
31-33) unter Verwendung des zumindest einen Korrelationsparameters (
A,
B). Das Luft/Kraftstoffverhältnis wird unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (
KAF) und des Lernkorrekturkoeffizienten (
KREFQ) geregelt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen es möglich ist, im Betrieb des Verbrennungsmotors eine Verringerung der Querschnittsfläche der Abgasrückführungsleitung, des Abgasrückführungskühlers bzw. eine Behinderung eines AGR-Ventils zu detektieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Überwachung einer Abgasrückführungsanordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführungsanordnung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Durchführen einer Regelung zum Einstellen einer Abgasrückführungsrate durch Einstellen einer Drosselklappe;
- - Bereitstellen einer Druckdifferenzangabe, die eine Druckdifferenz in einem Luftzuführungsabschnitt des Verbrennungsmotors oder eine Druckdifferenz über die Abgasrückführungsanordnung angibt;
- - Bestimmen eines Druckdifferenz-Referenzwertes abhängig von einer oder mehrerer Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors;
- - Erkennen eines Fehlers der Abgasrückführungsanordnung abhängig von der Druckdifferenzangabe und dem Druckdifferenz-Referenzwert.
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Insbesondere kann die Druckdifferenzangabe
- - einer Angabe über die Stellung der Drosselklappe in dem Luftzuführungsabschnitt des Verbrennungsmotors, oder
- - einer Angabe über einen Druckunterschied zwischen dem Druck vor der Drosselklappe und dem Druck nach der Drosselklappe, insbesondere einer Druckdifferenz oder eines Druckverhältnisses; oder
- - einer Angabe über den Druckunterschied zwischen dem Druck in einem Abgasabschnitt des Verbrennungsmotors und einem Luftzuführungsabschnitt des Verbrennungsmotors, insbesondere einer Druckdifferenz oder eines Druckverhältnisses, entsprechen.
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Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, über ein Druckverhältnis innerhalb des Luftzuführungsabschnittes oder zwischen dem Luftzuführungsabschnitt und dem Abgasabschnitt eines Verbrennungsmotors bzw. über eine Stellung des Drosselventils festzustellen, ob eine Versottung in der Abgasrückführungsanordnung vorliegt. Dies erfolgt durch Bezugnahme auf den Druckdifferenz-Referenzwert, der für den durch die Betriebsgrößen bestimmten Betriebspunkt vorgegeben ist. Stellt man anhand des Druckdifferenz-Referenzwertes eine Abweichung der Druckdifferenzangabe am Betriebspunkt fest, so könnte eine Versottung vorliegen.
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Bei Betriebspunkten mit hoher Abgasrückführungsrate, d.h. bei Betriebspunkten, bei denen das AGR-Ventil geöffnet ist, und bei aktiver Luftmassenregelung bzw. AGR-Ratenregelung wird z.B. die Position der Drosselklappe beobachtet. Durch die Versottung verringert sich der Abgasmassenstrom, der in das Saugrohr geführt wird. Bei vollständig geöffnetem AGR-Ventil wird deswegen zum Erreichen der Soll-Luftmasse bzw. der Soll-AGR-Rate im Versottungsfall durch die Regelung die Drosselklappe stärker angedrosselt als bei einer ordnungsgemäßen Abgasrückführungsanordnung.
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Weiterhin kann eine Freigabeerfüllungszeit als Gesamtzeit des Vorliegens von Freigabezuständen bei einem oder mehreren Betriebszuständen abhängig von einer oder mehrerer Betriebsgrößen ermittelt werden, wobei der Freigabezustand angibt, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem statischen Betriebszustand befindet.
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Weiterhin kann vorgesehen werden, dass ein Freigabezustand nur dann vorliegt, wenn ein Abgasrückführungsventil in der Abgasrückführungsanordnung um mehr als einen Ventilstellungs-Schwellwert geöffnet ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Fehler nur erkannt wird, wenn die Freigabeerfüllungszeit einen Freigabezeit-Schwellwert übersteigt.
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Gemäß einer Ausführungsform können die weiteren Schritte vorgesehen sein:
- - Vergleichen der Druckdifferenzangabe mit dem Druckdifferenz-Referenzwert; und
- - Ermitteln einer Fehlerzeit abhängig von dem Ergebnis des Vergleichens und abhängig von dem Vorliegen des Freigabezustands, wobei die Fehlerzeit die Gesamtzeit angibt, während der die Druckdifferenzangabe von dem Druckdifferenz-Referenzwert abweicht und während der Freigabezustand vorliegt;
- - Erkennen eines Fehlers abhängig von der Freigabeerfüllungszeit und von der Fehlerzeit.
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Da insbesondere bei dynamischen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine erhöhte Abweichung zwischen der Druckdifferenzangabe und dem Druckdifferenz-Referenzwert auftreten kann, sollte die Robustheit des Verfahrens erhöht werden. Für ein intaktes Fahrzeug (ohne Vorliegen einer Versottung) kann als der Druckdifferenz-Referenzwert ein Grenzwert der Stellung der Drosselklappe ermittelt werden, die nur sehr selten bzw. nie überschritten wird. Beim Versotten der AGR-Leitung wird dieser Grenzwert jedoch häufiger überschritten. Das obige Verfahren prüft mehrfach bei erfüllten Freigabebedingungen, ob die Druckdifferenzangabe den Druckdifferenz-Referenzwert übersteigt. Übersteigt das Verhältnis der Zeit, während der bei erfüllten Freigabebedingungen die Druckdifferenzangabe den Druckdifferenz-Referenzwert übersteigt, zu der Zeit, während der die Freigabebedingungen erfüllt sind, einen Fehlerverhältnis-Schwellwert so kann auf einen Fehler in der Abgasrückführungsanordnung geschlossen werden.
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Insbesondere kann ein Fehler erkannt werden, wenn das Verhältnis zwischen der Fehlerzeit und der Freigabeerfüllungszeit einen Fehlerverhältnisschwellwert übersteigt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Druckdifferenz-Referenzwert abhängig von einer oder mehrerer Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors und anhand einer Referenzwert-Funktion, insbesondere anhand einer Kennlinie, eines Kennfeldes und/oder anhand einer Lookup-Tabelle ermittelt werden. Die Referenzwert-Funktion kann bei einer vollständig intakten Abgasrückführungsanordnung durch Erfassen der Druckdifferenzangabe bei mehreren durch die eine oder die mehreren Betriebsgrößen bestimmten Betriebspunkten bestimmt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zur Diagnose einer Abgasrückführungsanordnung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst:
- - eine Motorsteuereinheit zum Durchführen einer Regelung zum Einstellen einer Abgasrückführungsrate durch Einstellen einer Drosselklappe;
- - eine Überprüfungseinheit zum Empfangen einer Druckdifferenzangabe, die eine Druckdifferenz in einem Luftzuführungssystem des Verbrennungsmotors oder eine Druckdifferenz über die Abgasrückführungsanordnung angibt;
- - Referenzwerteinheit zum Bestimmen eines Druckdifferenz-Referenzwertes abhängig von einer oder mehrerer Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors;
- - eine Einrichtung zum Erkennen eines Fehlers der Abgasrückführungsanordnung abhängig von der Druckdifferenzangabe und dem Druckdifferenz-Referenzwert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor mit einem Luftzuführungsabschnitt, mit einem Abgasabschnitt, mit einer Abgasrückführungsanordnung und mit der obigen Vorrichtung vorgesehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren ausführt.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Blockdarstellung eines Verbrennungsmotors mit einer Abgasrückführung;
- 2 eine schematische Darstellung der Funktion zum Detektieren einer Versottung in der Abgasrückführungsanordnung des Verbrennungsmotors der 1;
- 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktion zur Erkennung einer Versottung in der Abgasrückführungsanordnung;
- 4a und 4b Darstellungen der Funktionsweise der Versottungserkennung bei einer Begrenzung des Öffnens des AGR-Ventils auf 50% und 70% im Vergleich zu einem funktionsfähigen AGR-Ventil sowie einer Darstellung der resultierenden Fehlerraten; und
- 5a und 5b Darstellungen der Funktionsweise der Versottungserkennung bei einer reduzierten Empfindlichkeit des AGR-Ventils von 60% bzw. 70% im Vergleich zu einem funktionsfähigen AGR-Ventil sowie einer Darstellung der resultierenden Fehlerraten.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 1 mit einem Motorblock 2, in dem Zylinder 3 angeordnet sind. Dem Verbrennungsmotor 1 wird Luft über einen Luftzuführungsabschnitt 4 zugeführt, der ein Saugrohr 5 und eine Drosselklappe 6 stromaufwärts des Saugrohres 5 aufweist. Die Drosselklappe 6 dient dazu, die Frischluftzufuhr in das Saugrohr 5 einzustellen. Dazu wird die Drosselklappe 6 durch eine Motorsteuereinheit 10 gesteuert bzw. geregelt. Die Motorsteuereinheit 10 kann dazu eine Luftmengenregelung vorsehen, die die Luftmenge zum Bereitstellen eines Sollmoments einstellt.
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Die Luft in dem Saugrohr 5 wird mit Kraftstoff gemischt. Das so entstehende Luft-/Kraftstoffgemisch wird über ein jeweiliges Einlassventil 7 in die betreffenden Zylinder 3 z.B. gesteuert durch eine Nockenwelle (nicht gezeigt) oder durch die Motorsteuereinheit 10 eingelassen.
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Verbrennungsabgas aus den Zylindern 3 wird über einen Abgasabschnitt 8 abgeführt. Zwischen dem Abgasabschnitt 8 und dem Saugrohr 5 ist eine Abgasrückführungsanordnung 9 vorgesehen, die einen Abgasrückführungskühler (AGR-Kühler) 11, ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 12, die in Reihe an einer Abgasrückführungsleitung (AGR-Leitung) 13 angeordnet sind, aufweist. Weiter kann der AGR-Kühler 11 eine Bypassleitung 14 aufweisen, in der ein Bypassventil 15 angeordnet ist, um den AGR-Kühler 11 bei bestimmten Betriebsbedingungen kurzzuschließen. Die AGR-Rate wird u.a. durch Einstellen des AGR-Ventils 12 durch die Motorsteuereinheit 10 bestimmt.
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In der Abgasrückführungsanordnung 9 können sich Verunreinigungen durch Ruß und Ölrückstände, die in dem Abgasabschnitt 8 abgeleiteten Abgas enthalten sind, absetzen und somit zu einer Versottung führen, d.h. zu einer Anlagerung von Feststoffen in Bereichen der Abgasrückführungsanordnung 9, die zu einer Verringerung des effektiven Querschnittes der AGR-Leitung 13 bzw. zu einer Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des AGR-Ventils 12 führen können. In beiden Fällen wird weniger Abgas in das Saugrohr 5 geleitet, als durch die Stellung des AGR-Ventils 12 vorgegeben wird. Bei einer aktivierten Abgasrückführungsregelung, die in der Motorsteuereinheit 10 implementiert sein kann, wird bei einer reduzierten Menge des rückgeführten Abgases die Drosselklappe 6 weiter geschlossen als dies bei dem eingestellten Betriebspunkt der Fall wäre, um die AGR-Rate im Saugrohr 5 auf den gewünschten Wert einzuregeln. Insgesamt wird die Luftfüllung der Zylinder 3 beeinflusst, was zu einer Verschlechterung der Abgasemissionen führen kann.
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Aus diesem Grunde ist eine Funktion zur Erkennung einer Versottung in der Abgasrückführungsanordnung 9 oder allgemein zur Erkennung einer Beeinträchtigung eines Durchlasses von Abgas durch die Abgasrückführungsanordnung 9 implementiert, vorzugsweise im Motorsteuergerät 10. 2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm zur Darstellung der Funktion einer Versottungserkennung. 3 zeigt das dazugehörige Flussdiagramm, das einer alternativen Darstellung der in 2 dargestellten Funktion entspricht.
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In einem Schritt S1 wird zunächst überprüft, ob der aktuelle Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 geeignet ist, eine Versottung festzustellen. Dazu müssen eine oder mehrere Freigabebedingungen erfüllt sein, die einem Betriebszustand entsprechen, bei dem die Menge des durch die Abgasrückführungsanordnung 9 geleiteten Abgases eine bestimmte Höhe übersteigt. Das Vorliegen der Freigabebedingung wird z.B. anhand aller oder einer Teilmenge der Betriebsgrößen Drehzahl, Last, einzustellende AGR-Rate und Einspritzmenge festgestellt. Für einen Teil oder alle diese Betriebsgrößen können Schwellenwerte definiert werden, die für ein Freigeben des Diagnosevorgangs überschritten sein müssen. Die Funktion des Überprüfens, ob die Freigabebedingungen erfüllt sind, ist in 2 durch den Freigabeblock 21 realisiert. Im Freigabeblock 21 werden die entsprechenden Betriebsgrößen Drehzahl, Last, AGR-Rate sowie Einspritzmenge in Form der Betriebsgrößen BZ zugeführt und z.B. anhand eines Kennfelds oder einer vordefinierten Freigabefunktion bestimmt, ob eine Diagnose durchgeführt werden soll.
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Sind die Freigabebedingungen erfüllt (Alternative: Ja), wird in einem Schritt S2 die Stellgröße zum Einstellen der Drosselklappe 6 (Drosselklappenstellgröße DKS) mit einem Referenzwert RW in Beziehung gesetzt und überprüft, ob die Drosselklappenstellgröße DKS größer ist als der Referenzwert RW. Dazu ist für verschiedene Betriebsgrößen BZ eine entsprechende Funktion, z.B. in Form eines Kennfeldes, einer Look-up-Tabelle oder dgl. hinterlegt, die dem durch die oben genannten Betriebsgrößen bestimmten Betriebszustand den Referenzwert RW zuordnet. Diese Zuordnung erfolgt in einer Referenzwerteinheit 22. Der Referenzwert RW wird einer Überprüfungseinheit 23 bereitstellt. Die Überprüfungseinheit 23 vergleicht die Stellung der Drosselklappe 6 mit dem Referenzwert RW und stellt bei einer Abweichung einen Fehler fest, der in Form eines Fehlerzustands FZ ausgegeben wird.
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Wird in dem Überprüfungsblock 23 festgestellt, dass eine Abweichung zwischen der Drosselklappenstellgröße DKS und dem vorgegebenen Referenzwert RW besteht (Alternative: Ja), so werden in einem ersten Zählerblock 24 die Zeiten addiert (Schritt S3), in denen sowohl ein Fehlerzustand festgestellt worden ist als auch die Freigabebedingungen erfüllt sind. In einem zweiten Zählerblock 25 werden die Zeiten ermittelt, in denen lediglich die Freigabebedingung erfüllt ist (Schritt S4). Den Zählerblöcken 24, 25 wird jeweils ein periodisches Zeitsignal zuführt, das zu einer Inkrementierung eines entsprechenden Zählerwerts führt, wenn die jeweiligen Bedingungen erfüllt sind.
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In einem Berechnungsblock 26 wird das Verhältnis der von dem ersten Zählerblock 24 ausgegebenen Zählerwert, der einer Fehlerzeit FT entspricht, zu dem von dem zweiten Zählerblock 25 ausgegebenen Zählerwert, der einer Freigabeerfüllungszeit BT entspricht, gebildet und ein Fehlerverhältnis FV an einen ersten Vergleichsblock 27 weitergegeben.
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Um die Robustheit zu erhöhen, wird ein Fehler aufgrund einer erkannten Abweichung der Drosselklappenstellgröße DKS von dem Referenzwert RW erst dann als Fehler erkannt und somit eine Versottung festgestellt, wenn die Freigabeerfüllungszeit BT angibt, dass der Zeitraum, während dessen die Freigabebedingungen erfüllt waren, ausreichend groß ist. Dies wird in einem zweiten Vergleichsblock 28 festgestellt, in dem die Freigabeerfüllungszeit BT mit einem Freigabezeit-Schwellwert BTS, der fest vorgegeben sein kann, verglichen wird (Schritt S5).
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Wird in Schritt S5 festgestellt, dass die Freigabeerfüllungszeit BT größer ist als der Freigabezeit-Schwellwert BTS (Alternative:Ja), wird in dem ersten Vergleichsblock 27 das Fehlerverhältnis FV mit einem vorgegebenen Fehlerverhältnis-Schwellwert FVS verglichen und das mögliche Vorliegen einer Versottung festgestellt, wenn das Fehlerverhältnis FV größer ist als der Fehlerverhältnis-Schwellwert FVS (Schritt S6). Wird in Schritt S6 festgestellt, dass das Fehlerverhältnis FV größer ist als der Fehlerverhältnis-Schwellwert FVS (Alternative: Ja). Am Ausgang des ersten Vergleichsblocks 27 wird dann ein Fehlersignal F ausgegeben.
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Erst wenn die Freigabeerfüllungszeit BT größer ist als der Freigabezeit-Schwellwert BTS, wird das Fehlersignal F als Angabe über eine Versottung der Abgasrückführungsanordnung bereitgestellt.
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In Schritt S7 kann ein entsprechender Fehler ausgegeben oder gespeichert werden, wenn dies das Fehlersignal F anzeigt.
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Die Überprüfung des Vorliegens von Freigabebedingungen und das mehrfache Überprüfen der Abweichung zwischen der Drosselklappenstellgröße DKS und dem zugehörigen Referenzwert RW erhöht die Robustheit des Verfahrens, da insbesondere beim dynamischen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 Betriebszustände auftreten können, bei denen die Drosselklappenstellgröße DKS von dem Referenzwert abweicht, ohne dass tatsächlich eine Versottung vorliegt.
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In 4a ist der Verlauf zwischen einem Ansteuersignal S für das AGR-Ventil 12, das die Stellung des AGR-Ventils 12 vorgibt, und der tatsächlichen Öffnungsstellung (S(100%)) des Abgasrückführungsventils 12 in einem vollständig funktionsfähigen Zustand sowie in den Fällen dargestellt, bei denen sich das Abgasrückführungsventil nur zu 50% (S(50%)) bzw. zu 70% ( S(70%)) der vollständigen Offenstellung öffnen lässt. Dies kann bei Versottung des AGR-Ventils 12, d.h. eine Behinderung der ordnungsgemäßen Funktion des AGR-Ventils 12, auftreten.
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In den Diagrammen der 4b ist ein normaler Fahrzyklus eines Fahrzeuges anhand des Geschwindigkeitsverlaufs v (4b oben) dargestellt. Im unteren Diagramm der 4b ist der Verlauf des Fehlerverhältnisses FV über der Zeit dargestellt. Man erkennt, dass bei einer ordnungsgemäßen Funktion des AGR-Ventils 12 das Fehlerverhältnis bei wenigen Prozent liegt, während es bei einer Beschränkung auf 70% der Offenstellung langsam von ca. 25% auf ca. 50% ansteigt. Das Fehlerverhältnis nimmt jedoch bereits nach 300 Sekunden einen Wert von ca. 95% an, wenn die Offenstellung des Abgasrückführungsventils auf 50% beschränkt ist.
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In dem oberen Diagramm der 4b sind weiterhin die Verläufe des von dem zweiten Zählerblock 25 ausgegebenen Freigabeerfüllungszeit BT aufgetragen. Man erkennt, dass sich entsprechend der Freigabebedingungen der diesbezügliche Zählerwert immer dann ändert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sich nur langsam oder gar nicht ändert. Dies zeigt, dass die Einflüsse dynamischen Verhaltens des Verbrennungsmotors 1 auf die Diagnose weitestgehend reduziert sind.
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In 5a sind die Verläufe der Stellung des AGR-Ventils 12 über das Ansteuersignal S des AGR-Ventils 12 dargestellt, wobei die Empfindlichkeit gegenüber der vollständig funktionsfähigen Abgasrückführungsanordnung und einer versotteten Abgasrückführungsanordnung auf 70% bzw. 60% des Wertes der vollständig funktionsfähigen Abgasrückführungsanordnung reduziert. Mit einer derartigen Funktionsweise des AGR-Ventils 12 lassen sich Fälle simulieren, bei denen eine Versottung in der Abgasrückführungsleitung 13 mit der Folge einer Querschnittsverengung der Abgasrückführungsleitung 13 auftritt. Daher kann selbst bei einem vollständig geöffneten AGR-Ventil 12 nur ein Abgasstrom in das Saugrohr erreicht werden, der einer Öffnung des AGR-Ventils von 60 bzw. 70% eines Massenstroms des rückgeführten Abgases bei einer vollständig funktionsfähigen Abgasrückführungsanordnung entspricht.
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In 5b ist ein Fahrverhalten durch den Verlauf der Geschwindigkeit v über der Zeit in dem obigen Diagramm der 5b dargestellt. In dem unteren Diagramm der 5b erkennt man, dass nur ein Fehlerverhältnis FV von wenigen Prozent festgestellt wird, wenn keine Funktionsbeeinträchtigung der Abgasrückführungsanordnung vorliegt. Bei einer effektiven Veränderung der Empfindlichkeit bei der Ansteuerung des AGR-Ventils 12, wie es beispielsweise bei einer Versottung der AGR-Leitung 13 der Fall ist, erhält man bei einer Empfindlichkeitsreduzierung von 30% auf insgesamt 70% ein Fehlerverhältnis von ca. 50% nach einer Freigabezeit FT von 300 s und bei einer Empfindlichkeitsreduzierung auf 60% ein Fehlerverhältnis FV von 80% nach einer Freigabezeit FT von 300 s. Zum Erkennen eines Fehlers kann nun ein Fehlerverhältnis-Schwellwert FVS, beispielsweise je nach gewünschter Empfindlichkeit, festgelegt werden, z.B. auf einen Wert von 40%, um Empfindlichkeitsreduzierungen auf 60% bzw. 70% zu detektieren und um weiterhin eine Funktionsbeeinträchtigung des AGR-Ventils 12, bei dem sich die Offenstellung nur zu 50% bzw. 70% anfahren lässt, zu detektieren.
