DE102011081634B4

DE102011081634B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Fehlers in einem Abgasrückführungssystem

Info

Publication number: DE102011081634B4
Application number: DE102011081634.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Kuhn; Andras Montvay
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2031-08-27
Also published as: US20130067893A1; CN102953793B; CN102953793A; KR101948318B1; KR20130023147A; DE102011081634A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer fehlerhaften Abgasrückführungsleitung (10, 11) in einem Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen in einem Verbrennungsmotor (2), wobei eine durch eine vorgegebene Abgasrückführungsrate (r_AGR) angegebene Abgasmenge gemäß einem Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis (r_LPFRC) anteilig über die Abgasrückführungsleitungen (10, 11) bereitgestellt wird, mit folgenden Schritten:
- Prüfen, um einen Fehler im Abgasrückführungssystem zu erkennen;
- bei Erkennen des Fehlers: Ändern des Abgasrückführungsaufteilungsverhältnisses (r_LPFRc) und erneutes Prüfen des Abgasrückführungssystems;
- Bestimmen der fehlerhaften Abgasrückführungsleitung (10, 11) abhängig von einem Ergebnis des erneuten Prüfens.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren mit Abgasrückführung, insbesondere Verbrennungsmotoren mit mehreren Abgasrückführungsleitungen, wie z. B. einer Hochdruck- und einer Niederdruckabgasrückführungsleitung. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zum Erkennen einer Fehlerart in einem derartigen Abgasrückführungssystem.
Stand der Technik
Bei Verbrennungsmotoren mit Abgasrückführung fordert der Gesetzgeber die Erkennung der Fehlerart in dem Abgasrückführungssystem. Insbesondere soll erkannt werden, wenn die tatsächliche Abgasrückführungsrate bezüglich der einzustellenden Abgasrückführungsrate zu hoch oder zu niedrig ist, da sich dies auf die Emissionen des Verbrennungsmotors auswirkt. Bei heutigen Motorsystemen, die ein Hochdruckabgasrückführungssystem aufweisen, kann die Fehlerart durch geeignete Beobachtung vorhandener Sensoren, wie beispielsweise des Heißfilmluftmassensensors zur Messung des Massenstroms der zugeführten Frischluft, des Saugrohrdrucksensors zur Messung eines Saurohrdrucks und dergleichen, und der Reaktion der Abgasrückführungsregelung realisiert werden.
Die DE 10 2007 062 097 A1 betrifft ein Verfahren zur Diagnose wenigstens eines Zusatzventils, das zum Einstellen einer Abgasrückführrate bei einer Abgasrückführeinrichtung einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Beim Diagnoseverfahren wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine einem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine zugeordnete und mit dem wenigstens einen Zusatzventil eingestellte Abgasrückführrate durch eine entsprechende Betätigung des wenigstens einen Zusatzventils vorübergehend verändert. Zur Diagnose des wenigstens einen Zusatzventils wird die Änderung zumindest eines von der Abgasrückführrate abhängigen Betriebsparameters der Brennkraftmaschine ausgewertet.
Die DE 10 2007 000 236 A1 offenbart ein Abgasrezirkulationsgerät an einem Verbrennungsmotor (1). Eine Hochdruck-EGR-Passage (51) zweigt von einem Bereich stromaufwärts einer Turbine (32) eines Turboladers (3) in einem Abgassystem für ein Wiederzuführen von Abgas zu einem Bereich stromabwärts eines Kompressors (31) des Turboladers (3) in einem Einlasssystem ab. Eine Hochdruck-EGR-Regulationseinheit (52) steuert Abgas durch die Hochdruck-EGR-Passage (51) hindurch. Eine Niederdruck-EGR-Passage (61) zweigt von einem Bereich stromabwärts der Turbine (32) in dem Abgassystem für ein Wiederzuführen von Abgas zu einem Bereich stromaufwärts des Kompressors (31) in dem Einlasssystem ab. Eine Niederdruck-EGR-Regulationseinheit (63) steuert Abgas durch die Niederdruck-EGR-Passage (61) hindurch. Eine Steuereinheit (7) regelt die Hochdruck-EGR-Regulationseinheit (52) und steuert die Niederdruck-EGR-Regulationseinheit (63), wenn Abgas durch die Hochdruck-EGR-Passage (51) und die Niederdruck-EGR-Passage (61) hindurch wieder zugeführt wird. Die Steuereinheit (7) regelt die Niederdruck-EGR-Regulationseinheit (63), wenn Abgas durch nur die Niederdruck-EGR-Passage (61) hindurch wieder zugeführt wird.
Moderne Motorsysteme weisen Abgasrückführungssysteme mit zwei Abgasrückführungsleitungen auf. Eine Hochdruckabgasrückführungsleitung verbindet den Abgasabführungsabschnitt an einer Position stromaufwärts einer Turbine einer Aufladeeinrichtung, wie beispielsweise eines Abgasturboladers, mit einem Saug-rohr, während eine Niederdruckabgasrückführungsleitung den Abgasabführungsabschnitt an einer Position stromabwärts der Turbine mit dem Luftzuführungssystems an einem Bereich vor einem Verdichter der Aufladeeinrichtung verbindet. Eine Übertragung der oben skizzierten Verfahren zum Erkennen der Fehlerart in dem Abgasrückführungssystem auf ein solches Abgasrückführungssystem mit zwei Abgasrückführungsleitungen ist nicht ohne weiteres möglich, vor allem nicht, ohne zusätzliche Sensoren vorzusehen. Insbesondere ist es notwendig, neben dem Feststellen eines Fehlers und der Fehlerart in dem Abgasrückführungssystem auch herauszufinden, in welcher der Abgasrückführungsleitungen der Fehler aufgetreten ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zur Diagnose eines Fehlers in einem Abgasrückführungssystem gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung, das Motorsystem und das Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Bestimmung einer fehlerhaften Abgasrückführungsleitung in einem Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen in einem Verbrennungsmotor vorgesehen, wobei eine durch eine vorgegebene Abgasrückführungsrate angegebene Abgasmenge gemäß einem Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis anteilig über die Abgasrückführungsleitungen bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Prüfen, um einen Fehler im Abgasrückführungssystem zu erkennen;
- bei Erkennen des Fehlers, Ändern des Abgasrückführungsaufteilungsverhältnisses und erneutes Prüfen des Abgasrückführungssystems;
- Bestimmen der fehlerhaften Abgasrückführungsleitung abhängig von einem Ergebnis des erneuten Prüfens.

In der Regel werden Fehler dadurch unterschieden, dass verschiedene Merkmale bzw. ein sich hieraus ergebendes Fehlermuster erkannt werden. Ebenso sind mehrstufige Diagnosen bekannt, bei denen eine erste Prüfung einen allgemeinen Fehlerverdacht ergibt und in einer zweiten Stufe beispielsweise ein intrusiver Test durchgeführt oder auf eine weitere Diagnose in einer Werkstatt verwiesen wird.
Als Reaktion auf einen erkannten Fehler wird bislang entweder die gesamte Abgasrückführungsregelung abgeschaltet oder die Regelung bei nicht gravierenden Fehlern unter Inkaufnahme von vergrößerten Toleranzen der Regelung fortgesetzt.
Für den Fall, dass bei einem Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen zwar die Art des Fehlers, insbesondere ein Durchflussfehler, erkannt werden kann, nicht jedoch, in welcher der Abgasrückführungsleitungen der Fehler aufgetreten ist, sieht das obige Verfahren vor, bei Erkennen eines Fehlers im Abgasrückführungssystem die Aufteilung der Abgasrückführung auf die Abgasrückführungsleitungen zu ändern. Abhängig von einem Ergebnis einer anschließenden, erneuten Überprüfung des Abgasrückführungssystems kann auf den Ort des Fehlers rückgeschlossen werden.
Bei einem Abgasrückführungssystem mit zwei Abgasrückführungsleitungen erfolgt die Aufteilung der Abgasrückführung durch Vorgabe eines Abgasrückführungsaufteilungsverhältnisses (AGR-Aufteilungsverhältnis, AGR-Fraction), wobei bei einem AGR-Aufteilungsverhältnis von 0% nur eine Hochdruckabgasrückführungsleitung und bei einem AGR-Aufteilungsverhältnis von 100% nur eine Niederdruckabgasrückführungsleitung für die Abgasrückführung verwendet wird. Dieses Verfahren wird durchgeführt, nachdem ein Fehler im Abgasrückführungssystem erkannt worden ist, der einen High-Flow-Fehler, d.h. es fließt ein zu hoher Gasmassenstrom über das Abgasrückführungssystem, oder Low-Flow-Fehler, d.h. es fließt ein zu geringer Gasmassenstrom über das Abgasrückführungssystem, angibt. Eine solche Fehlerinformation kann aus verschiedenen Sensorinformationen gewonnen werden, die jedoch kein Pinpointing, d. h. Zuordnen des Fehlers zu einer der Abgasrückführungsleitungen, ermöglicht.
Das obige Verfahren hat den Vorteil, dass in einfacher Weise eine Zuordnung eines erkannten Fehlers zu einer der Abgasrückführungsleitungen in einem Abgasrückführungssystem möglich ist. Da der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors durch die Anwendung des Verfahrens nicht beeinträchtigt wird, d. h. es wird keine auf das Regelungsziel ausgerichtete Anregung in das System eingeprägt, kann es von einem Fahrer eines mit dem Verbrennungsmotor betriebenen Kraftfahrzeugs weitestgehend unbemerkt durchgeführt werden.
Weiterhin kann bei Erkennen des Fehlers das Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis so geändert werden, dass die rückzuführende Abgasmenge vollständig durch nur eine der Abgasleitungen rückgeführt wird, wobei aus der Art des Fehlers und der aktiven Abgasrückführungsleitung eine Zuordnung des Fehlers zu einer der Abgasrückführungsleitungen möglich ist (Pinpointing).
Alternativ kann bei Erkennen des Fehlers die Menge an rückgeführtem Abgas durch eine der Abgasrückführungsleitungen beibehalten werden, während die Rückführung von Abgas durch die eine oder die mehreren übrigen Abgasrückführungsleitungen gestoppt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass zur Beibehaltung der Abgasrückführungsrate die Sollluftmenge entsprechend der Menge des durch die eine der Abgasrückführungsleitungen rückgeführten Abgases angepasst wird.
Insbesondere kann die Auswahl derjenigen Abgasrückführungsleitung, durch die nach Erkennen des Fehlers ausschließlich Abgas rückgeführt wird, abhängig von dem vor dem Erkennen des Fehlers bestehenden Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswahl der Abgasrückführungsleitung abhängig von dem Ergebnis eines Schwellenwertvergleichs mit einem oder mehreren Schwellenwerten durchgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Schwellenwert fest oder von einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors abhängig gewählt wird.
Es können alternativ zwei Schwellenwerte vorgesehen sein, um einen Bereich des Abgasrückführungsaufteilungsverhältnisses zu definieren, in dem auch nach dem Erkennen des Fehlers die rückzuführende Abgasmenge durch mehrere Abgasleitungen bereitgestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Prüfen durchgeführt werden, um einen Flussfehler, insbesondere einen High-Flow-Fehler oder einen Low-Flow-Fehler des Abgasrückführungssystems, zu erkennen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zur Bestimmung einer fehlerhaften Abgasrückführungsleitung in einem Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen in einem Verbrennungsmotor vorgesehen, wobei eine durch eine vorgegebene Abgasrückführungsrate angegebene Abgasmenge gemäß einem Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis anteilig über die Abgasrückführungsleitungen bereitgestellt wird. Die Vorrichtung ist ausgebildet:

- um zu prüfen, um einen Fehler im Abgasrückführungssystem zu erkennen;
- um bei Erkennen des Fehlers das Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis zu ändern und das Abgasrückführungssystem erneut zu prüfen; und
- um die fehlerhafte Abgasrückführungsleitung abhängig von einem Ergebnis des erneuten Prüfens zu bestimmen.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem vorgesehen. Das Motorsystem umfasst:

- einen Verbrennungsmotor;
- ein Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen zwischen einem Luftzuführungssystem und einem Abgasabführungsabschnitt; und
- die obige Vorrichtung.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
Figurenliste
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Blockdarstellung eines Motorsystems mit einem Abgasrückführungssystem mit zwei Abgasrückführungsleitungen;
2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Durchführung des Verfahrens zur Fehlerzuordnung;
3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Zuordnung eines erkannten Fehlers im Abgasrückführungssystem.

Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt ein Motorsystem 1 mit einem Verbrennungsmotor 2. Der Verbrennungsmotor 2 kann als Dieselmotor, Ottomotor oder dergleichen ausgebildet sein.
Dem Verbrennungsmotor 2 wird Luft über ein Luftzuführungssystem 3 zugeführt. Die Luft wird mit Kraftstoff gemischt und in Zylindern 4 des Verbrennungsmotors 2 verbrannt. Verbrennungsabgas wird aus den Zylindern 4 über einen Abgasabführungsabschnitt 6 abgeführt. Der Kraftstoff kann dem Verbrennungsmotor 2 direkt durch Einspritzung in die Zylinder 4 oder über einen Saugrohrabschnitt 5 des Luftzuführungssystems 3 zugeführt werden.
Es ist eine Aufladeeinrichtung 7 vorgesehen, die beispielsweise als Abgasturbolader ausgeführt sein kann. Die Aufladeeinrichtung 7 umfasst eine Turbine 71 im Abgasabführungsabschnitt 6, die durch Abgasenthalpie des Verbrennungsabgases antreibbar ist. Die Turbine 71 ist mit einem Verdichter 72 gekoppelt, der in dem Luftzuführungsabschnitt 3 angeordnet ist und Luft aus der Umgebung ansaugt und verdichtet unter einem Ladedruck in einem Ladedruckbereich 8 des Luftzuführungssystems 3 bereitstellt. Der Ladedruckbereich 8 ist ein Bereich unmittelbar ausgangsseitig des Verdichters 72.
In dem Luftzuführungssystem 3 ist weiterhin eine Drosselklappe 9 vorgesehen. Stromabwärts der Drosselklappe 9, d. h. zwischen der Drosselklappe 9 und dem Verbrennungsmotor 2, ist der Saugrohrabschnitt 5 angeordnet. Es ist ein Abgasrückführungssystem vorgesehen, das eine erste Abgasrückführungsleitung 10, eine so genannte Hochdruckabgasrückführungsleitung, und eine zweite Abgasrückführungsleitung 11, eine so genannte Niederdruckabgasrückführungsleitung, umfasst.
Die erste Abgasrückführungsleitung 10 verbindet einen Bereich des Abgasabführungsabschnitts 6 zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Turbine 71 der Aufladeeinrichtung 7 mit dem Saugrohrabschnitt 5 des Luftzuführungssystems 3. In der ersten Abgasrückführungsleitung 10 ist ein erstes Abgasrückführungsventil 12 vorgesehen, um den durch die erste Abgasrückführungsleitung 10 strömenden Abgasmassenstrom einstellen zu können.
Die zweite Abgasrückführungsleitung 11 verbindet einen stromabwärtigen Bereich der Turbine 71 der Aufladeeinrichtung 7 mit der Einlassseite des Verdichters 72. In der zweiten Abgasrückführungsleitung 11 ist ein zweites Abgasrückführungsventil 13 vorgesehen, um eine Menge des über die zweite Abgasrückführungsleitung 11 rückgeführten Abgases einstellen zu können.
Die Abgasrückführungsleitungen 10, 11 können Abgasrückführungskühler (nicht gezeigt) enthalten, um die Temperatur der rückgeführten Abgases zu senken, so dass die Dichte und damit die Gesamtmasse des rückgeführten Abgases erhöht werden kann.
Der Verbrennungsmotor 2 wird durch eine Steuereinheit 15 betrieben. Dazu erfasst die Steuereinheit 15 über geeignete Sensoren, wie beispielsweise einen Heißfilmluftmassensensor 14, diverse Drucksensoren und dergleichen, Betriebszustände des Motorsystems 1 und steuert dieses durch Ansteuern von Aktuatoren, wie z. B. der Drosselklappe 9, des ersten und des zweiten Abgasrückführungsventils 12, 13, von Einspritzventilen (nicht gezeigt) zum Einstellen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dergleichen an, um den Verbrennungsmotor 2 entsprechend einem vorgegebenen Fahrerwunschmoment FWM als externer Vorgabe zu betreiben.
In einem derartigen Abgasrückführungssystem mit zwei (oder auch mehr als zwei) Abgasrückführungsleitungen 10, 11 können Fehler auftreten, so dass das Abgasrückführungssystem überwacht werden muss, da sich Fehler im Abgasrückführungssystem, insbesondere Fehler beim Einstellen einer vorgegebenen Abgasrückführungsrate, emissionsverschlechternd auswirken können. Insbesondere können in dem Abgasrückführungssystem Fehler auftreten, durch die die eingestellte Abgasrückführungsrate bezüglich der gewünschten Abgasrückführungsrate zu niedrig, z. B. bei Verstopfung bzw. Versottung in den Abgasrückführungsleitungen 10, 11, bzw. zu hoch wird, z. B. bei einem Leck im Abgasrückführungssystem oder bei einem fehlerhaften Abgasrückführungsventil 12, 13.
Ein solches Verfahren überwacht zunächst die rückgeführte Gasmenge durch Plausibilisieren von Sensor- oder Modellwerten. Insbesondere kann ein Fehler im Abgasrückführungssystem erkannt werden, indem eine Angabe einer durch die Abgasrückführungsleitungen strömenden Gasmenge, die mithilfe einer Massenstrombilanz der Menge der zugeführten Frischluft und des in den Verbrennungsmotor 2 angesaugten Volumens (abhängig von Drehzahl, Zylinderanzahl und Hubvolumen) ermittelt wird, und eine Angabe einer durch die Abgasrückführungsleitungen strömenden Gasmenge, die über das Druckverhältnis zwischen einem stromabwärtigen und einem stromaufwärtigen Ende der Abgasrückführungsleitungen 10, 11 und einer Stellung des betreffenden Abgasrückführungsventils 12, 13 ermittelt wurde, verglichen werden. Weichen die auf verschiedenen Wegen erhaltenen Angaben über die durch die Abgasrückführungsleitungen strömende Gasmenge voneinander ab, so wird auf einen Fehler geschlossen. Abhängig von dem Vorzeichen der Abweichung kann auf einen High-Flow-Fehler, d. h. die durch das Abgasrückführungssystem in das Luftzuführungssystem zugeführte Gasmenge ist zu hoch, oder einen Low-Flow-Fehler, d. h. die durch das Abgasrückführungssystem in das Luftzuführungssystem zugeführte Gasmenge ist zu niedrig, geschlossen werden.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Zuordnung eines erkannten Fehlers im Abgasrückführungssystem zu einer betreffenden Abgasrückführungsleitung 10, 11 anhand des Blockdiagramms der 2 und des Flussdiagramms der 3 beschrieben.
Das Blockschaltbild der 2 veranschaulicht die Funktionen zur Überwachung des Motorsystems 1, wenn ein Fehler im Abgasrückführungssystem vorliegt. Das Blockdiagramm der 2 zeigt schematisch das Abgasrückführungssystem 21, das die Abgasrückführungsventile 12, 13 aufweist, die durch die Abgasrückführungsregelung 22 gemäß Sollvorgaben einstellbar sind.
Das Abgasrückführungssystem 21 wird durch einen Überwachungsblock 23 beispielsweise in oben beschriebener Weise überwacht, um einen Fehler im Abgasrückführungssystem 21 festzustellen. Ein Sollwerteblock 27 gibt für den momentanen Betriebszustand Sollwerte vor, die das Abgasrückführungssystem 21 betreffen. Diese Sollwerte sind der Luftmassenstrom m der dem Verbrennungsmotor 2 zugeführten Frischluft, eine Abgasrückführungsrate r_AGR sowie ein Abgasrückführungs-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC (AGR-Aufteilungsverhältnis). Die Abgasrückführungsrate r_AGR gibt an, in welchem Anteil Verbrennungsabgas in den dem Verbrennungsmotor 2 zugeführten Luftmassenstrom eingespeist werden soll. Das AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC gibt die Beiträge an, die jede der Abgasrückführungsleitungen 10, 11 bereitstellen sollen. Beispielsweise gibt ein AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC von 50% an, dass die Menge an rückgeführtem Abgas durch beide Abgasrückführungsleitungen 10, 11 zu gleichen Teilen bereitgestellt werden soll. Ein AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC von 100% gibt dagegen an, dass die Menge an rückgeführtem Abgas vollständig über die zweite Abgasrückführungsleitung 11 bereitgestellt werden soll, während ein AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC von 0% angibt, dass die Menge an rückgeführtem Abgas vollständig durch die erste Abgasrückführungsleitung 10 dem Frischluftmassenstrom zugeführt werden soll.
Es ist ein Schwellenwertblock 24 vorgesehen, dem das vom Sollwerteblock 27 gemäß einer Abgasrückführungsstrategie generierte AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC zugeführt wird und der aktiviert wird, sobald der Überwachungsblock 23 einen Fehler erkannt hat. Der Schwellenwertblock 24 stellt ein Diagnoseaufteilungsverhältnis r_LPNeu bereit, gemäß dem die Abgasrückführungsventile 12, 13 eingestellt werden sollen, um eine genauere Diagnose des erkannten Fehlers zu erlauben. Aus dem Diagnoseaufteilungsverhältnis r_LPNeu, dem bereitzustellenden Luftmassenstrom m und der Abgasrückführungsrate r_AGR wird in einem Limitierungsblock 25 ein Limitierungsluftmassenstrom ṁ_neu und eine Limitierungsabgasrückführungsrate r_{AGR_neu} ermittelt, die der Abgasrückführungsregelung 22 zugeführt werden. Weiterhin wird das Diagnoseaufteilungsverhältnis r_{LP_Neu} dem Limitierungsblock zugeführt, um dort etwaige Bauteilschutzfunktionen auf das Diagnoseaufteilungsverhältnis r_{Lp_Neu} anzuwenden.
Der Limitierungsblock 25 verändert den zugeführten Massenstrom, die Abgasrückführungsrate r_AGR und bei Bedarf das Diagnoseaufteilungsverhältnis r_{LP_Neu}, um eine Bauteileschutzfunktion oder ähnliche Funktionen durchzuführen. Der limitierte Luftmassenstrom ṁ_neu, die limitierte Abgasrückführungsrate r_{AGR_neu} und das limitierte Diagnoseaufteilungsverhältnis r_LPlim werden der Abgasrückführungsregelung 22 zugeführt, die die Abgasrückführungsventile 12, 13 entsprechend einstellt. Der Schwellenwertblock 24 stellt als Überwachungsaufteilungsverhältnis r_{LP_neu} entweder 0% oder 100% ein, abhängig davon, ob das AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC oberhalb oder unterhalb eines von einem Auswahlschwellenwertblock 26 bereitgestellten Schwellenwerts S liegt.
Wie in dem Flussdiagramm der 3 angegeben, erfolgt die Überwachung auf einen Fehler in einem Abfrageschritt S1. Wenn ein Fehler in dem Abgasrückführungssystem 21 erkannt wird (Alternative: Ja), so wird der Schwellenwertblock 24 aktiviert und es wird zu Schritt S2 gesprungen; ansonsten (Alternative: Nein) wird die Abfrage aus Schritt S1 wiederholt.
In der Abfrage in Schritt S2 wird nun überprüft, ob sich das AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts S befindet. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird als Überwachungsaufteilungsverhältnis r_{LP_neu} 100% angenommen (Schritt S3), d. h. die Abgasrückführungsrate r_AGR wird vollständig durch die zweite Abgasrückführungsleitung 11 bereitgestellt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird als Überwachungsaufteilungsverhältnis r_{LP_neu} 0% bereitgestellt, d. h. die Abgasrückführungsrate r_AGR wird nur über die erste Abgasrückführungsleitung 10 bereitgestellt (Schritt S4).
Der Schwellenwert S kann fest vorgegeben oder auch in Abhängigkeit von Parametern, die den Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2 beschreiben, wie beispielsweise eine Drehzahlangabe oder eine Lastangabe, festgelegt werden. Insbesondere wird der Schwellenwert S so appliziert, dass bei Umschalten auf eine Abgasrückführung durch nur eine der Abgasrückführungsleitungen 10, 11 die Variante mit den jeweils geringeren zusätzlichen Schadstoffemissionen gewählt wird.
Wurde das Überwachungsaufteilungsverhältnis r_{LP_NEu} in Schritt S3 auf 100% eingestellt, so wird in einem nachfolgenden Schritt S5 die in Schritt S1 durchgeführte Fehlerüberwachung erneut ausgeführt und abhängig von einem erneuten Feststellens des in Schritt S1 erkannten Fehlers auf den Ort des Fehlers im Abgasrückführungssystem 21 geschlossen.
Wird in Schritt S5 ein so genannter High-Flow-Fehler erkannt, d. h. die durch das Abgasrückführungssystem 21 zugeleitete Gasmenge übersteigt die gewünschte Gasmenge, so kann in Schritt S6 auf einen Fehler in der ersten Abgasrückführungsleitung 10 geschlossen werden. Ansonsten wird zu Schritt S7 gesprungen, in dem überprüft wird, ob die erkannte Fehlerart einem Low-Flow-Fehler entspricht. Ein Low-Flow-Fehler entspricht einem Fehler, bei dem die in das Luftzuführungssystem 3 zugeführte Abgasmenge geringer ist als die gewünschte Abgasmenge. In diesem Fall kann auf einen Fehler in der zweiten Abgasrückführungsleitung 11 geschlossen werden (Schritt S8). Werden durch das Verfahren nur die Fehlerarten High-Flow-Fehler und Low-Flow-Fehler detektiert, so kann auf die Abfrage des Schritts S7 verzichtet werden und gemäß einem Ausschlussverfahren bei einem Nichtvorliegen eines High-Flow-Fehlers darauf geschlossen werden, dass ein Low-Flow-Fehler vorliegen muss.
Wurde das Überwachungsaufteilungsverhältnis r_LPNEu in Schritt S4 auf 0% eingestellt, so wird in einem nachfolgenden Schritt S9 die in Schritt S1 durchgeführte Fehlerüberwachung erneut ausgeführt und es wird abhängig von einem erneuten Feststellen des in Schritt S1 erkannten Fehlers auf den Ort des Fehlers im Abgasrückführungssystem 21 geschlossen.
Wird in Schritt S9 ein so genannter High-Flow-Fehler erkannt (Alternative: Ja), d. h. die durch das Abgasrückführungssystem 21 zugeleitete Gasmenge übersteigt die gewünschte Gasmenge, so kann in Schritt S10 auf einen Fehler in der zweiten Abgasrückführungsleitung 11 geschlossen werden. Ansonsten (Alternative: Nein) wird in Schritt S9 zu Schritt S11 gesprungen, in dem überprüft wird, ob stattdessen ein Low-Flow-Fehler vorliegt. Liegt ein Low-Flow-Fehler vor (Alternative: Ja), so wird in Schritt S12 auf einen Fehler in der ersten Abgasrückführungsleitung 10 geschlossen.
Ansonsten (Alternative: Nein), d. h. es liegt weder ein High-Flow- noch ein Low-Flow-Fehler vor, wird in Schritt S13 festgestellt, dass eine Fehlerzuordnung zu einer der Abgasrückführungsleitungen 10, 11 nicht vorgenommen werden kann.
Werden durch das Verfahren nur die Fehlerarten High-Flow-Fehler und Low-Flow-Fehler detektiert, so kann auf die Abfrage des Schritts S11 verzichtet werden und gemäß einem Ausschlussverfahren bei einem Nichtvorliegen eines High-Flow-Fehlers darauf geschlossen werden, dass ein Low-Flow-Fehler vorliegen muss.
In einer alternativen Ausführungsform kann in dem Schwellenwertblock 24 vorgesehen sein, dass statt der Anpassung des Überwachungsaufteilungsverhältnisses r_{LP_neu} auf 0% oder 100% vorgesehen wird, dass, wenn das AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts S liegt, die Abgasrückführung nur mit der zweiten Abgasrückführungsleitung 11 gemäß dem entsprechenden vorgegebenen AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC durchgeführt wird, während die erste Abgasrückführungsleitung 10 vollständig geschlossen wird. Ist das AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRC kleiner als der Schwellenwert S, so wird die erste Abgasrückführungsleitung 10 gemäß dem AGR-Aufteilungsverhältnis r_LPFRc angesteuert und die zweite Abgasrückführungsleitung 11 wird vollständig geschlossen. Dadurch wird die Abgasrückführungsrate r_AGR verringert. Um das Verfahren weiterhin möglichst emissionsneutral durchführen zu können, sollte zusätzlich der Luftmassensollwert r_DESVAL entsprechend angepasst werden, und zwar wie folgt: $r_{DESTVAL_neu} = r_{DESTVAL} \times r_{LPFRC}, {wenn r}_{LPFRC} > S$
und $r_{DESTVAL_neu} = r_{DESTVAL} \times (1 - r_{LPFRC}), {wenn r}_{LPFRC} > S .$
Auf diese Weise bleibt die eingestellte Abgasrückführungsrate konstant.
Durch den Auswahlschwellenwertblock 26 können statt eines vorgegebenen Schwellenwerts S auch zwei Auswahlschwellenwerte Sa, Sb vorgesehen sein. Die Festlegung des Überwachungsaufteilungsverhältnisses r_{LP_neu} ist dann wie folgt: $r_{LP_neu} = 0, {wenn r}_{LPFRC} < Sa$
$r_{LP_neu} = (r_{LPFRC} - Sa) / (Sb - Sa), wenn Sa \leq r_{LPFRC} \leq Sb$
$r_{LP_neu} = 100, {wenn r}_{LPFRC} > Sb .$
Liegen die Schwellenwerte Sa und Sb dicht beieinander, so ergibt sich ein Abgasrückführungsbetrieb mit nur einer der Abgasrückführungsleitungen 10, 11 mit ausreichender Häufigkeit.
Das oben beschriebene Verfahren kann sinngemäß auch auf das zusätzliche Erkennen von Fehlern im Luftzuführungssystem 3, wie beispielsweise Fehler des Heißfilmluftmassensensors 14 und Fehler des Ladedrucks, erweitert werden.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer fehlerhaften Abgasrückführungsleitung (10, 11) in einem Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen in einem Verbrennungsmotor (2), wobei eine durch eine vorgegebene Abgasrückführungsrate (r_AGR) angegebene Abgasmenge gemäß einem Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis (r_LPFRC) anteilig über die Abgasrückführungsleitungen (10, 11) bereitgestellt wird, mit folgenden Schritten: - Prüfen, um einen Fehler im Abgasrückführungssystem zu erkennen; - bei Erkennen des Fehlers: Ändern des Abgasrückführungsaufteilungsverhältnisses (r_LPFRc) und erneutes Prüfen des Abgasrückführungssystems; - Bestimmen der fehlerhaften Abgasrückführungsleitung (10, 11) abhängig von einem Ergebnis des erneuten Prüfens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei Erkennen des Fehlers das Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis (r_LPFRc) so geändert wird, dass die rückzuführende Abgasmenge vollständig durch nur eine der Abgasrückführungsleitungen (10, 11) rückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei Erkennen des Fehlers die Menge an rückgeführtem Abgas durch eine der Abgasrückführungsleitungen (10, 11) beibehalten wird, während die Rückführung von Abgas durch die eine oder die mehreren übrigen Abgasrückführungsleitungen (10, 11) gestoppt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei zur Beibehaltung der Abgasrückführungsrate (r_AGR) die Sollluftmenge entsprechend der Menge des durch die eine der Abgasrückführungsleitungen (10, 11) rückgeführten Abgases angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Auswahl derjenigen Abgasrückführungsleitung (10, 11), durch die nach Erkennen des Fehlers ausschließlich Abgas rückgeführt wird, abhängig von dem vor dem Erkennen des Fehlers bestehenden Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis (r_LPFRc) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Auswahl der Abgasrückführungsleitung (10,11) abhängig von dem Ergebnis eines Schwellenwertvergleichs mit einem oder mehreren Schwellenwerten (S) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schwellenwert (S) fest oder von einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) abhängig gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei zwei Schwellenwerte (Sa, Sb) vorgesehen sind, um einen Bereich des Abgasrückführungsaufteilungsverhältnisses (R_LPFRC) zu definieren, in dem auch nach dem Erkennen des Fehlers die rückzuführende Abgasmenge durch mehrere Abgasrückführungsleitungen (10, 11) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Prüfen durchgeführt wird, um einen Flussfehler, insbesondere einen High-Flow-Fehler oder einen Low-Flow-Fehler des Abgasrückführungssystems, zu erkennen.
Vorrichtung zur Bestimmung einer fehlerhaften Abgasrückführungsleitung (10, 11) in einem Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen (10, 11) in einem Verbrennungsmotor (2), wobei eine durch eine vorgegebene Abgasrückführungsrate (r_AGR) angegebene Abgasmenge gemäß einem Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis (r_LPFRc) anteilig über die Abgasrückführungsleitungen (10, 11) bereitgestellt wird, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, - um zu prüfen, um einen Fehler im Abgasrückführungssystem zu erkennen; - um bei Erkennen des Fehlers das Abgasrückführungsaufteilungsverhältnis (r_LPFRc) zu ändern und das Abgasrückführungssystem erneut zu prüfen; und - um die fehlerhafte Abgasrückführungsleitung (10, 11) abhängig von einem Ergebnis des erneuten Prüfens zu bestimmen.
Motorsystem (1) umfassend: - einen Verbrennungsmotor (2); - ein Abgasrückführungssystem mit mehreren Abgasrückführungsleitungen (10, 11) zwischen einem Luftzuführungssystem (3) und einem Abgasabführungsabschnitt (6); und - eine Vorrichtung nach Anspruch 10.
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführt.