DE102012211408A1

DE102012211408A1 - Abgasrückführungssystem (AGR-System)

Info

Publication number: DE102012211408A1
Application number: DE102012211408A
Authority: DE
Inventors: Gopichandra Surnilla; David Joseph Styles; Mrdjan J. Jankovic; Julie Helen Buckland; Amey Y. Karnik
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2013-01-10
Also published as: CN102865149B; US8616186B2; RU2012127271A; US20110283699A1; RU2605167C2; CN102865149A

Abstract

Es werden verschiedene Systeme und Verfahren für ein Abgasrückführungssystem (AGR-System), das mit einer Kraftmaschine in einem Fahrzeug gekoppelt ist, beschrieben. Ein Beispielverfahren umfasst das Berechnen einer AGR-Massenströmung aus einer Differenz zwischen Messungen einer sauberen Luftmassenströmung und einer Gesamtmassenströmung und das Korrigieren hinsichtlich eines vorübergehenden Massenströmungsfehlers.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Abgasrückführungssystem, das mit einer Kraftmaschine in einem Kraftfahrzeug gekoppelt ist.
Hintergrund und Zusammenfassung
Es kann erwünscht sein, dass eine Kraftmaschine einen Turbolader und eine Abgasrückführung (AGR) umfasst, um die Emissionen von NO_X, CO und anderen Gasen zu verringern und die Kraftstoffsparsamkeit zu verbessern. Ein AGR-System kann beispielsweise ein Niederdruck-Abgasrückführungssystem (LP-AGR-System), ein Hochdruck-Abgasrückführungssystem (HP-AGR-System) oder sowohl ein LP-AGR- als auch ein HP-AGR-System umfassen. Die Menge an AGR, die durch das AGR-System geleitet wird, wird während des Kraftmaschinenbetriebs gemessen und eingestellt, um eine erwünschte Verbrennungsstabilität der Kraftmaschine aufrechtzuerhalten. Eine Lösung zum Messen der Menge an AGR im LP-AGR-System besteht darin, dass das LP-AGR-System einen Luftmassensensor (MAF-Sensor) stromabwärts der heißen, feuchten Abgase und stromaufwärts des Turbolader-Kompressors umfasst. Der MAF-Sensor kann jedoch hohen Abgastemperaturen, hohen Konzentrationen von Ruß und Abgaskohlenwasserstoffen, Wasserkondensation und Abgaspulsationen ausgesetzt sein. Diese Bedingungen können die Lebensdauer des MAF-Sensors verringern und seine Genauigkeit verringern, wenn die AGR-Rate gemessen wird. Außerdem kann eine Doppelgruppenkraftmaschine zwei MAF-Sensoren umfassen, was die Kosten der Kraftmaschine erhöht.
Die Erfinder hier haben die obigen Probleme erkannt und haben eine Methode entwickelt, um sie zumindest teilweise anzugehen. Die Menge an AGR im LP-AGR-System kann beispielsweise durch Messen von Strömungen an mehreren anderen, kühleren und trockeneren Stellen des Kraftmaschineneinlasses (z. B. vor und nach der AGR-Einführung), an denen die Gase niedrigere Konzentrationen an Ruß und Abgaskohlenwasserstoffen umfassen und die Gase durch Abgaspulsationen weniger beeinträchtigt sind, aufgelöst werden.
In einem Beispiel wird ein Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschine offenbart. Niederdruck-AGR wird stromabwärts einer Einlassdrosselklappe und stromaufwärts eines Turbolader-Kompressors zugeführt. Ferner wird ein Betriebsparameter auf der Basis eines AGR-Massenströmung eingestellt, die aus einer Differenz zwischen einer gemessenen sauberen Luftmassenströmung, die in die Einlassdrosselklappe eintritt, und einer Gesamtmassenströmung, die stromabwärts vom Turbolader-Kompressor gemessen wird, identifiziert wird. In dieser Weise kann die AGR-Rate gemessen und auf einem gewünschten Niveau gehalten werden, während ein MAF-Sensor niedrigeren Temperaturen, niedrigeren Konzentrationen von Ruß und Abgaskohlenwasserstoffen, weniger Wasserkondensation und weniger Abgaspulsationen ausgesetzt sein kann. Folglich kann der MAF-Sensor potentiell eine längere Lebensdauer und größere Genauigkeit aufweisen.
Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung vorgesehen, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer Kraftmaschine mit einem Turbolader und einem Abgasrückführungssystem.
2 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer Kraftmaschine mit doppelten Zylindergruppen, wobei die Kraftmaschine ein Abgasrückführungssystem umfasst.
3 zeigt einen Ablaufplan eines Beispiel-Abgasrückführungssystem-Steuerverfahrens.
4 zeigt einen Ablaufplan einer Ausführungsform einer Steuerroutine für die Kalibrierung und Diagnose eines MAF-Sensors.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein AGR-System, das mit einer Kraftmaschine mit Turbolader in einem Kraftfahrzeug gekoppelt ist. In einem nicht begrenzenden Beispiel kann die Kraftmaschine als Teil des in 1 dargestellten Systems konfiguriert sein, wobei die Kraftmaschine einen Turbolader-Kompressor, eine Einlassdrosselklappe stromaufwärts des Turbolader-Kompressors, einen Einlasskrümmer stromabwärts des Turbolader-Kompressors und ein AGR-System, das AGR stromabwärts der Einlassdrosselklappe und stromaufwärts des Kompressors zuführt, umfasst. Die Kraftmaschine kann mit mehreren Zylindergruppen konfiguriert sein, wie in 2 dargestellt. Die Systeme von 1 und 2 können mit einem Verfahren, wie z. B. dem in 3 dargestellten Beispiel, betrieben werden. Das Verfahren kann beispielsweise das Messen einer sauberen Luftmassenströmung, die in die Einlassdrosselklappe eintritt, und das Messen einer Gesamtmassenströmung stromabwärts vom Turbolader-Kompressor und stromaufwärts vom Einlasskrümmer umfassen. Die AGR-Massenströmung kann durch Subtrahieren der Differenz zwischen der Gesamtmassenströmung und der sauberen Luftmassenströmung und Korrigieren hinsichtlich eines vorübergehenden Massenströmungsfehlers berechnet werden. Ein Kraftmaschinenbetriebsparameter kann auf der Basis der AGR-Massenströmung eingestellt werden. In dieser Weise kann die AGR-Rate gemessen und auf einem erwünschten Niveau gehalten werden, während ein MAF-Sensor niedrigeren Temperaturen, niedrigeren Konzentrationen von Ruß und Abgaskohlenwasserstoffen und weniger Abgaspulsationen ausgesetzt sein kann.
Außerdem kann der MAF-Sensor kalibriert oder diagnostiziert werden, wie in 4 dargestellt.
In 1 ist ein schematisches Diagramm eines Zylinders einer Mehrzylinderkraftmaschine 10, die in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann, gezeigt. Die Kraftmaschine 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem mit einer Steuereinheit 12 und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugfahrer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Eine Brennkammer (d. h. ein Zylinder) 30 der Kraftmaschine 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin angeordneten Kolben 36 umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Fläche des Kolbens 36 innerhalb des Zylinders 30 eine Höhlung aufweisen. Der Kolben 36 kann mit einer Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs über ein Zwischengetriebesystem gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor mit der Kurbelwelle 40 über ein Schwungrad gekoppelt sein, um einen Startvorgang der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Einlassluft vom Einlasskrümmer 44 über einen Einlassdurchgang 42 empfangen und kann Verbrennungsgase über einen Auslassdurchgang 48 auslassen. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslassdurchgang 48 können selektiv mit der Brennkammer 30 über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile umfassen.
Das Einlassventil 52 kann durch die Steuereinheit 12 über einen elektrischen Ventilaktuator (EVA) 51 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 54 durch die Steuereinheit 12 über einen EVA 53 gesteuert werden. Alternativ kann der variable Ventilaktuator ein elektrohydraulischer oder irgendein anderer denkbarer Mechanismus sein, um eine Ventilbetätigung zu ermöglichen. Während einiger Bedingungen kann die Steuereinheit 12 die zu den Aktuatoren 51 und 53 gelieferten Signale verändern, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch Ventilpositionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können eines oder mehrere der Einlass- und Auslassventile durch einen oder mehrere Nocken betätigt werden und können ein oder mehrere Systeme zur Nockenprofilschaltung (CPS), zur variablen Nockenzeitsteuerung (VCT), zur variablen Ventilzeitsteuerung (VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (VVL) verwenden, um den Ventilbetrieb zu verändern. Der Zylinder 30 kann beispielsweise alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung, einschließlich CPS und/oder VCT, gesteuert wird, umfassen.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist direkt mit der Brennkammer 30 gekoppelt zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in diese im Verhältnis zur Impulsbreite eines Signals FPW, das von der Steuereinheit 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangen wird, gezeigt. In dieser Weise schafft die Kraftstoffeinspritzdüse 66 das, was als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann beispielsweise in der Seite der Brennkammer oder in der Oberseite der Brennkammer angebracht sein. Kraftstoff kann durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) mit einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einer Kraftstoffverteilerleitung zur Kraftstoffeinspritzdüse 66 zugeführt werden.
Ein Zündsystem 88 kann einen Zündfunken zur Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 in Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuereinheit 12 unter ausgewählten Betriebsmodi liefern. Obwohl Funkenzündungskomponenten gezeigt sind, kann in einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern der Kraftmaschine 10 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
Der Einlassdurchgang 42 kann Drosselklappen 62 und 63 mit Drosselplatten 64 bzw. 65 umfassen. In diesem speziellen Beispiel können die Positionen der Drosselplatten 64 und 65 durch die Steuereinheit 12 über Signale verändert werden, die zu einem Elektromotor oder Aktuator geliefert werden, der mit den Drosselklappen 62 und 63 enthalten ist, eine Konfiguration, die üblicherweise als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. In dieser Weise können die Drosselklappen 62 und 63 betätigt werden, um die zur Brennkammer 30 unter anderen Kraftmaschinenzylindern zugeführte Einlassluft zu verändern. Die Positionen der Drosselplatten 64 und 65 können durch Drosselklappen-Positionssignale TP zur Steuereinheit 12 geliefert werden. Der Druck, die Temperatur und die Luftmassenströmung können an verschiedenen Punkten entlang des Einlassdurchgangs 42 und des Einlasskrümmers 44 gemessen werden. Der Einlassdurchgang 42 kann beispielsweise einen Luftmassensensor 120 zum Messen der sauberen Luftmassenströmung, die durch die Drosselklappe 63 eintritt, umfassen. Die saubere Luftmassenströmung kann über das MAF-Signal an die Steuereinheit 12 übermittelt werden.
Die Kraftmaschine 10 kann ferner eine Kompressionsvorrichtung wie z. B. einen Turbolader oder Lader mit mindestens einem Kompressor 162, der stromaufwärts des Einlasskrümmers 44 angeordnet ist, umfassen. Für einen Turbolader kann der Kompressor 162 zumindest teilweise durch eine Turbine 164 (z. B. über eine Welle) angetrieben werden, die entlang des Auslassdurchgangs 48 angeordnet ist. Für einen Lader kann der Kompressor 162 zumindest teilweise durch die Kraftmaschine und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und kann keine Turbine umfassen. Folglich kann die Menge an Kompression, die für einen oder mehrere Zylinder der Kraftmaschine über einen Turbolader oder Lader vorgesehen wird, durch die Steuereinheit 12 verändert werden. Ein Ladeluftkühler 154 kann stromabwärts vom Kompressor 162 und stromaufwärts vom Einlassventil 52 enthalten sein. Der Ladeluftkühler 154 kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, Gase, die durch die Kompression über den Kompressor 162 erhitzt wurden, zu kühlen. In einer Ausführungsform kann der Ladeluftkühler 154 stromaufwärts der Drosselklappe 62 liegen. Der Druck, die Temperatur und die Luftmassenströmung können stromabwärts des Kompressors 162 gemessen werden, wie z. B. mit dem Sensor 145 oder 147. Die gemessenen Ergebnisse können von den Sensoren 145 und 147 über Signale 148 bzw. 149 an die Steuereinheit 12 übermittelt werden. Der Druck und die Temperatur können stromaufwärts des Kompressors 162 wie z. B. mit einem Sensor 153 gemessen und über ein Signal 155 an die Steuereinheit 12 übermittelt werden.
In den offenbarten Ausführungsformen kann ein AGR-System ferner einen gewünschten Teil von Abgas vom Auslassdurchgang 48 zum Einlasskrümmer 44 leiten. 1 zeigt ein HP-AGR-System und ein LP-AGR-System, aber eine alternative Ausführungsform kann nur ein LP-AGR-System umfassen. Die HP-AGR wird durch einen HP-AGR-Durchgang 140 von stromaufwärts der Turbine 164 zu stromabwärts des Kompressors 162 geleitet. Die Menge an HP-AGR, die zum Einlasskrümmer 44 zugeführt wird, kann durch die Steuereinheit 12 über ein HP-AGR-Ventil 142 verändert werden. Die LP-AGR wird durch einen LP-AGR-Durchgang 150 von stromabwärts der Turbine 164 zu stromaufwärts des Kompressors 162 geleitet. Die Menge an LP-AGR, die zum Einlasskrümmer 44 zugeführt wird, kann durch die Steuereinheit 12 über ein LP-AGR-Ventil 152 verändert werden. Das HP-AGR-System kann einen HP-AGR-Kühler 146 umfassen und das LP-AGR-System kann einen LP-AGR-Kühler 158 umfassen, um beispielsweise Wärme von den AGR-Gasen an das Kraftmaschinenkühlmittel abzuführen.
Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System verwendet werden, um die Temperatur des Luft- und Kraftstoffgemisches innerhalb der Brennkammer 30 zu regeln. Folglich kann es erwünscht sein, die AGR-Massenströmung zu messen oder abzuschätzen. Ein AGR-Sensor kann innerhalb eines AGR-Durchgangs angeordnet sein und kann eine Angabe von einer oder mehreren der Massenströmung, des Drucks, der Temperatur, der Konzentration von O₂ und der Konzentration des Abgases liefern. Ein HP-AGR-Sensor 144 kann beispielsweise innerhalb des HP-AGR-Durchgangs 140 angeordnet sein. Alternativ und wie hier weiter ausgearbeitet, kann die AGR-Massenströmung von einer Messung der sauberen Luftmassenströmung und einer Messung einer Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Abgasmassenströmung abgeschätzt werden. Die saubere Luftmassenströmung kann beispielsweise durch den Sensor 120 gemessen werden und eine Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Niederdruck-Abgasmassenströmung kann durch einen MAF-Sensor wie z. B. den Sensor 145 oder Sensor 147 gemessen werden. Unter einer Kraftmaschinenbetriebsbedingung kann die Abgasmassenströmung nur aus Messungen einer sauberen Luftmassenströmung und einer Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Abgasmassenströmung abgeschätzt werden, wie beispielsweise durch Subtrahieren der sauberen Luftmassenströmung von der Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Abgasmassenströmung.
Der Abgassensor 126 ist mit dem Auslassdurchgang 48 stromaufwärts eines Abgasreinigungssystems 70 und stromabwärts der Turbine 164 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Liefern einer Angabe des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sein, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (universeller oder Breitband-Abgassauerstoffsensor), ein Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen oder EGO, ein HEGO-(erhitzter EGO), ein NO_x-, HC- oder CO-Sensor.
Abgasreinigungsvorrichtungen 71 und 72 sind entlang des Auslassdurchgangs 48 stromabwärts des Abgassensors 126 angeordnet gezeigt. Die Vorrichtungen 71 und 72 können ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NO_x-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen davon sein. Die Vorrichtung 71 kann beispielsweise ein TWC sein und die Vorrichtung 72 kann ein Partikelfilter (PF) sein. In einigen Ausführungsformen kann der PF 72 stromabwärts des TWC 71 (wie in 1 gezeigt) angeordnet sein, während der PF 72 in anderen Ausführungsformen stromaufwärts des TWC 72 angeordnet sein kann (in 1 nicht gezeigt). In einigen Ausführungsformen können ferner während des Betriebs der Kraftmaschine 10 die Abgasreinigungsvorrichtungen 71 und 72 durch Betreiben mindestens eines Zylinders der Kraftmaschine innerhalb eines speziellen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses periodisch zurückgesetzt werden.
Die Steuereinheit 12 ist in 1 als Mikrocomputer mit einer Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe/Ausgabe-Ports 104, einem elektronischen Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das als Festwertspeicherchip 106 in diesem speziellen Beispiel gezeigt ist, einem Direktzugriffsspeicher 108, einem Haltespeicher 110 und einem Datenbus gezeigt. Die Steuereinheit 12 kann verschiedene Signale von Sensoren, die mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen empfangen, einschließlich der Messung der angesaugten Luftmassenströmung (MAF) vom Luftmassensensor 120; der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 112, der mit einer Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündaufnahmesignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder anderen Typ), der mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; der Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals MAP vom Sensor 122. Ein Kraftmaschinendrehzahlsignal RPM kann durch die Steuereinheit 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe eines Unterdrucks oder Drucks im Einlasskrümmer vorzusehen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie z. B. ein MAF-Sensor ohne MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Angabe des Kraftmaschinendrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Kraftmaschinendrehzahl eine Abschätzung der in den Zylinder eingesaugten Ladung (einschließlich Luft) vorsehen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als Kraftmaschinendrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl von gleich beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen.
Der Speichermedium-Festwertspeicher 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Befehle darstellen, die vom Prozessor 102 ausführbar sind, um die nachstehend beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten, die erwartet werden, aber nicht speziell aufgelistet sind, durchzuführen.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine und jeder Zylinder kann ebenso seinen eigenen Satz von Einlass/Auslass-Ventilen, Kraftstoffeinspritzdüse, Zündkerze usw. umfassen. In 2 ist ein Beispiel eines Kraftmaschinensystems mit mehreren Zylindergruppen und einem Abgasrückführungssystem dargestellt. In einer Ausführungsform kann die Kraftmaschine 10 einen Turbolader mit einem Kompressor 162 und einer Turbine 164, eine Drosselklappe 63 stromaufwärts des Kompressors 162 und ein Niederdruck-Abgasrückführungssystem (LP-AGR-System) umfassen. Das LP-AGR-System kann AGR von stromabwärts der Turbine 164 zu stromaufwärts des Kompressors 162 und stromabwärts der Drosselklappe 63 leiten. Das Kraftmaschinensystem kann ferner einen Massenströmungssensor 120 stromaufwärts der Drosselklappe 63, eine Drosselklappe 62 stromabwärts des Kompressors 162 und einen zweiten Massenströmungssensor stromabwärts des Kompressors 162 und stromaufwärts der Drosselklappe 62 umfassen.
Wenn man sich 2 zuwendet, kann Luft in die Kraftmaschine 10 durch einen Luftfilter 210 eintreten. Der Luftfilter 210 kann dazu konfiguriert sein, feste Partikel aus der Luft zu entfernen, so dass eine saubere Luftmasse in die Kraftmaschine 10 eintreten kann. Die saubere Luftmassenströmung kann gemessen werden, wenn sie am Luftmassensensor 120 vorbei und dann durch die Einlassdrosselklappe 63 strömt. Die saubere Luftmassenströmung, die durch den Luftmassensensor 120 gemessen wird, kann an die Steuereinheit 12 übermittelt werden. In einer Ausführungsform kann die saubere Luftmasse zwischen den verschiedenen Zylindergruppen der Kraftmaschine 10 stromabwärts der Einlassdrosselklappe 63 und stromaufwärts des Turbolader-Kompressors 162 aufgeteilt werden. Ein AGR-System kann Abgas stromaufwärts des Turbolader-Kompressors 162 einleiten, so dass eine Kombination von sauberer Luft und Abgas durch den Turbolader-Kompressor 162 komprimiert werden kann. In einer Ausführungsform kann der Turbolader-Kompressor 162 einen ersten Kompressor 162a für eine erste Zylindergruppe und einen zweiten Kompressor 162b für eine zweite Zylindergruppe umfassen. Wenn sich das heiße, feuchte Abgas mit der kühleren und trockeneren sauberen Luft vermischt, kann die Kombination von sauberer Luft und Abgas kühler und trockener sein als das Abgas. Ebenso können der Ruß und die Abgaskohlenwasserstoffe im Abgas in der Kombination von sauberer Luft und Abgas verdünnt sein. Ebenso können Druckpulsationen im Abgas in der Kombination von sauberer Luft und Abgas gedämpft sein.
Die komprimierte Kombination von sauberer Luft und Abgas stromabwärts des Turbolader-Kompressors 162 kann durch einen Ladeluftkühler (CAC) 154 stromaufwärts einer zweiten Drosselklappe 62 gekühlt werden. In einer Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromabwärts vom Turbolader-Kompressor 162 durch einen Sensor 145 stromaufwärts des CAC 154 gemessen werden. Der Druck und die Temperatur können durch den Sensor 145 gemessen werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromabwärts vom Turbolader-Kompressor 162 durch einen Sensor 147 stromabwärts vom CAC 154 gemessen werden. Der Druck und die Temperatur können durch den Sensor 147 gemessen werden. Messungen von den Sensoren 145 und 147 können zur Steuereinheit 12 übermittelt werden. Die Kombination von sauberer Luft und Abgas kann stromaufwärts des CAC 154 trockener sein, so dass der Sensor 145 weniger Wasserkondensation als der Sensor 147 ausgesetzt sein kann.
In einer Ausführungsform kann Hochdruckabgas mit der komprimierten Kombination von sauberer Luft und Abgas stromabwärts der Drosselklappe 62 und stromaufwärts des Einlasskrümmers 44 kombiniert werden. Die Kombination von Gasen kann zu einer oder mehreren Zylindergruppen durch den Einlasskrümmer 44 geleitet werden. Nach der Verbrennung in den Zylindern kann das Abgas durch den Auslassdurchgang 48 geleitet werden. In einer Ausführungsform umfasst der Auslassdurchgang 48 einen Auslasskrümmer für jede Gruppe von Zylindern wie z. B. einen Auslasskrümmer 48a für eine erste Zylindergruppe und einen Auslasskrümmer 48b für eine zweite Zylindergruppe.
Mindestens ein Teil der Abgase kann eine Turbine 164 des Turboladers antreiben. In einer Ausführungsform kann die Turbine 164 eine erste Turbine 164a für eine erste Zylindergruppe und eine zweite Turbine 164a für eine zweite Zylindergruppe umfassen. In einer Ausführungsform kann zumindest ein Teil der Abgase durch ein HP-AGR-System geleitet werden. Ein HP-AGR-System kann beispielsweise einen HP-AGR-Kühler 146 und ein Ventil 142 zum Leiten von gekühlten Abgasen stromaufwärts des Einlasskrümmers 44 umfassen. In einer Ausführungsform kann ein HP-AGR-System einen ersten HP-AGR-Kühler 146a und ein erstes Ventil 142a für eine erste Zylindergruppe und einen zweiten HP-AGR-Kühler 146a und ein zweites Ventil 142a für eine zweite Zylindergruppe umfassen.
Stromabwärts von der Turbine 164 kann zumindest ein Teil der Abgase stromabwärts durch eine Abgasreinigungsvorrichtung 71 und einen Schalldämpfer 220 strömen. In einer Ausführungsform kann die Abgasreinigungsvorrichtung 71 einen ersten Anspringkatalysator 71a für eine erste Zylindergruppe und einen zweiten Anspringkatalysator 71a für eine zweite Zylindergruppe umfassen. Der Schalldämpfer 220 kann dazu konfiguriert sein, das Auslassgeräusch von der Kraftmaschine 10 zu dämpfen. Der Schalldämpfer 220 kann auch einen Abgasgegendruck erzeugen, wenn die Strömung von Abgas gedrosselt wird, wenn sie zur Atmosphäre zurückgeführt wird.
Mindestens ein Teil der Abgase von stromabwärts der Turbine 164 kann stromaufwärts des Turbolader-Kompressors 162 durch ein LP-AGR-System geleitet werden. Ein LP-AGR-System kann beispielsweise einen LP-AGR-Kühler 158 und ein Ventil 152 zum Leiten von gekühlten Abgasen stromaufwärts des Kompressors 162 umfassen. In einer Ausführungsform kann ein LP-AGR-System einen ersten LP-AGR-Kühler 158a und ein erstes Ventil 152a für eine erste Zylindergruppe und einen zweiten LP-AGR-Kühler 158a und ein zweites Ventil 152a für eine zweite Zylindergruppe umfassen. Um eine stabile Verbrennung der Kraftmaschine 10 aufrechtzuerhalten, kann es erwünscht sein, die Menge an Abgas, das durch das LP-AGR-System geleitet wird, die auch als Menge von LP-AGR oder die Menge an AGR bekannt ist, zu kennen. Eine Lösung zum Messen der Menge an AGR im LP-AGR-System besteht darin, dass das LP-AGR-System einen Luftmassensensor (MAF-Sensor) stromabwärts der heißen Abgase und stromaufwärts des Turbolader-Kompressors umfasst. MAF-Sensoren können beispielsweise stromabwärts der AGR-Ventile 152a und 152b angeordnet sein.
Selbst gekühlte Abgase können jedoch heiß genug sein, um potentiell die Lebensdauer eines MAF-Sensors zu verringern. Ferner können die Abgase stromabwärts des LP-AGR-Kühlers 158 kondensiertes Wasser umfassen, das die Lebensdauer und Genauigkeit eines MAF-Sensors verringern kann. Hohe Konzentrationen von Ruß und Abgaskohlenwasserstoffen stromabwärts des Auslassdurchgangs 48 können die Lebensdauer und Genauigkeit eines MAF-Sensors verringern. Druckschwankungen stromabwärts des Auslassdurchgangs 48 können die Genauigkeit eines MAF-Sensors verringern. Folglich kann es erwünscht sein, die Menge an LP-AGR aus einer Messung an einem kühleren Teil der Kraftmaschine abzuschätzen, wo die Gase kühler sind und niedrigere Konzentrationen von Wasser, Ruß und Abgaskohlenwasserstoffen umfassen und die Gase durch Abgaspulsationen weniger beeinträchtigt sind.
Beispielsweise und wie in 3 weiter ausgearbeitet, kann ein Verfahren 300 durch eine Kraftmaschinensteuereinheit wie z. B. 12 zum Steuern einer Kraftmaschine 10 ausgeführt werden. Die Kraftmaschine 10 umfasst einen Turbolader-Kompressor 162, eine Einlassdrosselklappe 63 stromaufwärts des Turbolader-Kompressors 162, einen Einlasskrümmer 44 stromabwärts des Turbolader-Kompressors 162 und ein AGR-System, das AGR stromabwärts der Einlassdrosselklappe 63 und stromaufwärts des Kompressors 162 einleitet. Eine saubere Luftmassenströmung kann gemessen werden, die in die Einlassdrosselklappe 63 eintritt. Eine Gesamtmassenströmung kann stromabwärts vom Turbolader-Kompressor 162 und stromaufwärts vom Einlasskrümmer 44 gemessen werden. Eine AGR-Massenströmung kann durch eine Differenz zwischen der Gesamtmassenströmung und der sauberen Luftmassenströmung identifiziert werden. Die Differenz kann hinsichtlich eines vorübergehenden Massenströmungsfehlers korrigiert werden. Ein Betriebsparameter der Kraftmaschine 10 kann auf der Basis der AGR-Massenströmung eingestellt werden.
Mit Fortsetzung mit 3 kann bei 310 festgestellt werden, ob das AGR-System eingeschaltet ist. Wenn das AGR-System eingeschaltet ist, kann das Verfahren 300 verwendet werden, um die Menge an AGR abzuschätzen, und ein Kraftmaschinenbetriebsparameter kann auf der Basis der Menge an AGR eingestellt werden. Wenn das AGR-System abgeschaltet ist, kann ein MAF-Sensor kalibriert werden, wie in 4 weiter ausgearbeitet. Wenn das AGR-System eingeschaltet ist, kann das Verfahren 300 bei 320 fortfahren. Ansonsten fährt das Verfahren 300 bei 400 fort.
Bei 320 kann ein Satz von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bestimmt werden. Der Satz von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen kann beispielsweise Bedingungen in Bezug auf die Menge an AGR für eine erwünschte Verbrennung umfassen. Die Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur kann beispielsweise durch den Temperatursensor 112 gemessen werden. Die Luftladungstemperatur kann durch einen Sensor wie z. B. den Sensor 147 gemessen werden. Die Kraftmaschinendrehzahl kann durch den Sensor 118 gemessen werden. Die Kraftmaschinenlast kann aus Kraftmaschinenparametern, die von verschiedenen Kombinationen von Sensoren wie z. B. dem MAF-Sensor 120 oder MAP-Sensor 122 abgeleitet sind, berechnet werden.
Als weiteres Beispiel kann der Satz von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen Bedingungen zum Feststellen, ob die Kraftmaschine 10 unter einer stationären oder vorübergehenden Bedingung arbeitet, umfassen. Der Pedalpositionssensor 134 kann beispielsweise ein proportionales Pedalpositionssignal erzeugen, das auf Änderungen innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls überwacht werden kann, um potentiell eine vorübergehende Bedingung der Kraftmaschine 10 anzugeben. Die Kraftmaschinendrehzahl und -last können auf Änderungen innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls überwacht werden, um potentiell eine vorübergehende Bedingung der Kraftmaschine 10 anzugeben. Als weiteres Beispiel kann die vorübergehende Bedingung der Kraftmaschine 10 die Beschleunigung und Abbremsung des Turboladers umfassen.
Als weiteres Beispiel kann der Satz von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen den Druck und die Temperatur an verschiedenen Punkten entlang der Strömung von Gasen zu und von der Kraftmaschine 10 umfassen. Der Druck und die Temperatur an jedem Punkt können in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Sensors am interessierenden Punkt gemessen, abgeschätzt oder berechnet werden. Der Druck und die Temperatur können beispielsweise stromaufwärts des Kompressors 162, stromabwärts des Kompressors 162 und stromaufwärts des CAC 154, stromabwärts des CAC 154 und stromaufwärts der Drosselklappe 62 und stromabwärts des Ventils 152 gemessen werden.
Bei 330 kann die Luftmassenströmung stromaufwärts der Drosselklappe 63 gemessen werden. In einer Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromaufwärts der Drosselklappe 63 und stromabwärts des Luftfilters 210 gemessen werden. In dieser Weise kann die saubere Luftmassenströmung (Einlass-MAF), die in die Kraftmaschine 10 eintritt, gemessen werden.
Bei 340 kann die Luftmassenströmung stromabwärts des Kompressors 162 und stromaufwärts des Einlasskrümmers 44 gemessen werden. In einer Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromabwärts des Kompressors 162 und stromaufwärts des CAC 154, wie z. B. durch den Sensor 145, gemessen werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromabwärts des CAC 154 und stromaufwärts der Drosselklappe 62, wie z. B. durch den Sensor 147, gemessen werden. In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Luftmassenströmung durch ein Drehzahl-Dichte-Verfahren wie z. B. auf der Basis von kalibrierten Daten und des Krümmerdrucks und der Kraftmaschinendrehzahl unter Verwendung einer Kraftmaschinenbelüftungsabbildung abgeschätzt werden. Die in die Kraftmaschine 10 eintretende Luftmassenströmung kann beispielsweise vom MAP, aus der Luftladungstemperatur, der Drosselklappenposition und der Kraftmaschinendrehzahl abgeschätzt werden. In dieser Weise kann die Luftmassenströmung der Kombination von sauberer Luft und Niederdruckabgas (Gesamt-MAF), die in die Kraftmaschine 10 eintritt, gemessen werden.
Bei 350 kann eine AGR-Massenströmung berechnet werden. In einer Ausführungsform kann die AGR-Massenströmung als Differenz zwischen der Gesamt-MAF und der Einlass-MAF, korrigiert hinsichtlich eines vorübergehenden Massenströmungsfehlers, abgeschätzt werden. Während eines oder mehrerer Betriebspunkte der Kraftmaschine 10, wie z. B. während einer stationären Bedingung der Kraftmaschine 10, kann die AGR-Massenströmung, die durch das LP-AGR-System eingeleitet wird, als Differenz zwischen der Gesamt-MAF und der Einlass-MAF abgeschätzt werden. Folglich kann die Abgasmassenströmung an einem vordefinierten Kraftmaschinenbetriebspunkt unter Verwendung nur einer Messung der sauberen Luftmassenströmung wie z. B. vom Sensor 120 und einer Messung einer Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Abgasmassenströmung wie z. B. vom Sensor 145 abgeschätzt werden.
Während eines anderen Betriebspunkts der Kraftmaschine 10, wie z. B. während einer Übergangsbedingung der Kraftmaschine 10, kann es jedoch erwünscht sein, einen vorübergehenden Massenströmungsfehler zu kompensieren. Die AGR-Massenströmung, die durch das LP-AGR-System eingeleitet wird, kann beispielsweise als Differenz zwischen der Gesamt-MAF und der Einlass-MAF, korrigiert hinsichtlich des vorübergehenden Massenströmungsfehlers, während einer Übergangsbedingung der Kraftmaschine 10 abgeschätzt werden. Der vorübergehende Massenströmungsfehler kann einen Transportverzögerungsterm und einen Druckänderungsterm umfassen.
Der Transportverzögerungsterm kann eine Transportverzögerung zwischen dem Ort eines AGR-Ventils und dem Ort des Sensors, der die Gesamt-MAF misst, berücksichtigen. In einer Ausführungsform kann die Transportverzögerung den Abstand entlang Luftdurchgängen zwischen dem Ventil 152 und dem Sensor 145 berücksichtigen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Transportverzögerung den Abstand entlang Luftdurchgängen zwischen dem Ventil 152 und dem Sensor 147 berücksichtigen. Druckwellen breiten sich mit der Schallgeschwindigkeit aus und somit kann die Transportverzögerung als Schallgeschwindigkeit multipliziert mit dem Abstand zwischen dem AGR-Ventil und dem Ort des Sensors, der die Gesamt-MAF misst, berechnet werden.
Der Druckänderungsterm kann einen Fehler aufgrund einer Druckänderung zwischen dem Ort eines AGR-Ventils und dem Ort des Sensors, der die Gesamt-MAF misst, berücksichtigen. Während einer vorübergehenden Druckänderung zwischen dem Ort des AGR-Ventils und dem Ort des Sensors, der die Gesamt-MAF misst, kann beispielsweise Masse zur Druckänderung beitragen. Wenn beispielsweise der Druck am Ventil 152 ansteigt, kann der Sensor 145 weniger Gesamt-MAF messen als für den Druck am Ventil 152 erwartet werden würde. Folglich kann der Druckänderungsterm zunehmen, wenn der Druck am Ventil 152 zunimmt. Wenn der Druck am Ventil 152 abfällt, kann der Sensor 145 ebenso mehr Gesamt-MAF messen als für den Druck am Ventil 152 erwartet werden würde. Folglich kann der Druckänderungsterm abnehmen, wenn der Druck am Ventil 152 abnimmt.
In einer Ausführungsform kann der Druckänderungsterm vom idealen Gasgesetz PV = mRT abgeleitet sein, das als m = PV/RT umgeschrieben werden kann. Die Änderung der Masse zwischen einem ersten Ort und einem zweiten Ort kann (m2 – m1) = V/R·(P2/T2 – P1/T1) sein. Folglich können Messungen des Drucks und der Temperatur am AGR-Ventil und am Ort des Sensors, der die Gesamt-MAF misst, verwendet werden, um den Druckänderungsterm zu berechnen. In einer alternativen Ausführungsform können der Druck und die Temperatur am AGR-Ventil und am Ort des Sensors, der die Gesamt-MAF misst, aus anderen Parametern abgeschätzt und dann verwendet werden, um den Druckänderungsterm zu berechnen.
Bei 360 kann ein Kraftmaschinenbetriebsparameter auf der Basis der bei 350 abgeschätzten AGR-Massenströmung eingestellt werden. Die AGR-Massenströmung kann beispielsweise auf der Basis der AGR-Massenströmung wie z. B. durch Einstellen des Ventils 152 eingestellt werden. Als weiteres Beispiel kann ein Zeitsteuerparameter eines VCT-Systems auf der Basis der AGR-Massenströmung eingestellt werden. In noch einem weiteren Beispiel kann die Drosselklappenposition der Drosselklappen 62 oder 63 auf der Basis der AGR-Massenströmung eingestellt werden.
Folglich kann ein Kraftmaschinenbetriebsparameter gemäß einer abgeschätzten Menge an AGR, die durch ein LP-AGR-System geleitet wird, eingestellt werden. Die Menge an AGR kann aus Messungen der sauberen Luftmassenströmung und der Kombination von sauberer Luft und Niederdruck-Abgasmassenströmung abgeschätzt werden. Das LP-AGR-System kann während einer oder mehrerer Betriebsbedingungen abgeschaltet werden, so dass das LP-AGR-System kein Abgas stromaufwärts des Kompressors 162 einleitet. Folglich kann die saubere Luftmassenströmung gleich der Luftmassenströmung der Kombination von sauberer Luft und Niederdruckabgas sein, wenn das LP-AGR-System abgeschaltet ist. In einer Ausführungsform können einer oder mehrere Massenströmungssensoren kalibriert werden, wenn das LP-AGR-System abgeschaltet ist. 4 zeigt einen Ablaufplan einer Ausführungsform eines Verfahrens 400 zur Kalibrierung und Diagnose eines MAF-Sensors. Das Verfahren 400 kann durch eine Kraftmaschinensteuereinheit wie z. B. 12 zum Steuern einer Kraftmaschine 10 ausgeführt werden.
Wenn man sich 4 zuwendet, kann bei 410 festgestellt werden, ob das AGR-System eingeschaltet ist. Wenn das AGR-System nicht eingeschaltet ist, z. B. das AGR-System abgeschaltet ist, kann das Verfahren 400 verwendet werden, um einen Massenströmungssensor zu kalibrieren. In einer Ausführungsform kann das AGR-System abgeschaltet sein, wenn das Ventil 152 geschlossen ist. Wenn das AGR-System eingeschaltet ist, kann das Verfahren 400 enden. Wenn das AGR-System abgeschaltet ist, kann das Verfahren 400 bei 420 fortfahren.
Bei 420 kann die Luftmassenströmung stromaufwärts der Drosselklappe 63 gemessen werden. In einer Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromaufwärts der Drosselklappe 63 und stromabwärts des Luftfilters 210 gemessen werden. In dieser Weise kann die in die Kraftmaschine 10 eintretende saubere Luftmassenströmung (Einlass-MAF) gemessen werden.
Bei 430 kann die Luftmassenströmung stromabwärts des Kompressors 162 und stromaufwärts des Einlasskrümmers 44 gemessen werden. In einer Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromabwärts des Kompressors 162 und stromaufwärts des CAC 154 wie z. B. durch den Sensor 145 gemessen werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Luftmassenströmung stromabwärts des CAC 154 und stromaufwärts der Drosselklappe 62 wie z. B. durch den Sensor 147 gemessen werden. In dieser Weise kann die Luftmassenströmung der Kombination von sauberer Luft und Niederdruckabgas (Gesamt-MAF), die in die Kraftmaschine 10 eintritt, gemessen werden.
Bei 440 wird festgestellt, ob die Kraftmaschine 10 unter einer stationären Bedingung arbeitet. Die Kraftmaschine 10 kann beispielsweise unter einer stationären Bedingung arbeiten, wenn die Kraftmaschinendrehzahl und -last weniger als um ein Schwellenausmaß über ein vorbestimmtes Zeitintervall variieren. Als weiteres Beispiel kann die Kraftmaschine 10 unter einer stationären Bedingung arbeiten, wenn die gemessene saubere Luftmassenströmung um weniger als ein Schwellenausmaß über ein vorbestimmtes Zeitintervall variiert. In einer Ausführungsform kann, wenn die Kraftmaschine 10 nicht im stationären Zustand arbeitet, das Verfahren 400 enden. Wenn die Kraftmaschine 10 im stationären Zustand arbeitet, kann das Verfahren 400 bei 450 fortfahren.
Wenn das AGR-System abgeschaltet ist und die Kraftmaschine 10 im stationären Zustand arbeitet, kann die Gesamt-MAF im Wesentlichen dieselbe wie die saubere Luftmassenströmung sein. Folglich können die Messung der Einlass-MAF vom Sensor 120 und die Messung der Gesamt-MAF von einem Sensor wie z. B. vom Sensor 145 im Wesentlichen gleich sein. Die Sensoren können jedoch über verschiedene Kraftmaschinenbetriebsbedingungen einander nicht nachlaufen oder die Eigenschaften der Sensoren können sich über die Lebensdauer der Sensoren ändern. Folglich kann es erwünscht sein, einen oder mehrere der Sensoren zu kalibrieren, so dass jeder der Sensoren im Wesentlichen dieselbe Messung für im Wesentlichen dieselbe Luftmassenströmung aufzeichnet. Manchmal kann jedoch ein Sensor ausfallen und die Messung vom Sensor kann fehlerhaft sein. Es kann erwünscht sein zu detektieren, wenn ein Sensor ausfällt.
Bei 450 wird die bei 430 gemessene Gesamt-MAF von der bei 420 gemessenen Einlass-MAF subtrahiert, um eine Differenz der Messungen zu erzeugen. Wenn die Differenz der Messungen innerhalb eines Toleranzschwellenwerts liegt, dann können die Sensoren, die die Gesamt-MAF und die Einlass-MAF messen, korrekt arbeiten und das Verfahren 400 kann bei 460 fortfahren. Wenn jedoch die Differenz der Messungen größer ist als der Toleranzschwellenwert, kann eine Störung aufgetreten sein und das Verfahren 400 kann bei 470 fortfahren.
Bei 460 können einer oder mehrere Sensoren kalibriert werden. Einer oder mehrere der Sensoren 120, 145 und 147 können beispielsweise kalibriert werden. In einer Ausführungsform kann der Sensor 145 kalibriert werden, wenn die Differenz der Messungen von den Sensoren 120 und 145 größer ist als ein Kalibrierungsschwellenwert. In einer alternativen Ausführungsform kann der Sensor 147 kalibriert werden, wenn die Differenz der Messungen von den Sensoren 120 und 147 größer ist als ein Kalibrierungsschwellenwert. Das Verfahren 400 kann enden, nachdem die Kalibrierung vollendet ist.
Bei 470 kann eine Störung aufgetreten sein. Einer oder mehrere der Sensoren 120, 145 und 147 können beispielsweise ausgefallen sein. Ferner kann sich ein AGR-Ventil wie z. B. das Ventil 152 verschlechtert haben, was verursacht, dass die Gesamt-MAF wesentlich anders ist als die Einlass-MAF. Wenn sich beispielsweise das Ventil 152 nicht vollständig schließt, wenn es sich in der geschlossenen Position befindet, kann die Gesamt-MAF größer sein als die Einlass-MAF, da Abgas stromaufwärts des Kompressors 162 eingeleitet werden kann. Es kann schwierig sein zu unterscheiden, ob das AGR-Ventil oder einer der Sensoren ausgefallen ist, und somit kann in einer Ausführungsform ein Diagnosecode zur Steuereinheit 12 gesendet werden, der angibt, dass das AGR-Ventil oder der Sensor ausgefallen ist. In einem anderen Beispiel kann ein Sensor ausfallen und ein Signal, das außerhalb des Bereichs liegt, wie z. B. eine Spannung, die einen Schwellenwert überschreitet, senden. In einer Ausführungsform kann ein Diagnosecode zur Steuereinheit 12 gesendet werden, der angibt, dass der Sensor ausgefallen ist, wenn ein Spannungsschwellenwert überschritten wird. Das Verfahren kann nach 470 enden.
In dieser Weise kann eine Menge an AGR in einem LP-AGR-System durch Messen der Luftmassenströmung an Teilen der Kraftmaschine, die kühler sind als am Ausgang des AGR-Ventils, an einem Ort, an dem die Gase niedrigere Konzentrationen von Ruß und Abgaskohlenwasserstoffen umfassen und an denen die Gase durch Abgaspulsationen weniger beeinträchtigt sind, berechnet werden.
Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen Beispiel-Steuer- und -Abschätzroutinen bei verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. durch ein Ereignis gesteuert, durch eine Unterbrechung gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. An sich können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Sequenz, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Beispielausführungsformen zu erreichen, sondern ist für eine leichte Erläuterung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen graphisch einen in das computerlesbare Speichermedium im Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code darstellen.
Es ist zu erkennen, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen dem Wesen nach beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einer begrenzenden Hinsicht betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Boxer- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als die Integration von einem oder mehreren solchen Elementen umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden.
Solche Ansprüche werden, ob sie im Schutzbereich gegenüber den ursprünglichen Ansprüchen breiter, schmäler, gleich oder anders sind, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Kraftmaschinensteuerverfahren, das Folgendes umfasst: Zuführen einer Niederdruck-Abgasrückführung (AGR) zu stromabwärts einer Einlassdrosselklappe und stromaufwärts eines Turbolader-Kompressors; und Einstellen eines Betriebsparameters auf der Basis einer AGR-Massenströmung, die aus einer Differenz zwischen einer gemessenen sauberen Luftmassenströmung, die in die Einlassdrosselklappe eintritt, und einer Gesamtmassenströmung, die stromabwärts vom Turbolader-Kompressor gemessen wird, identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz auf der Basis von vorübergehenden Druckveränderungen korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz auf der Basis einer Änderungsrate des Drucks und der Temperatur stromaufwärts und stromabwärts des Turbolader-Kompressors korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz auf der Basis einer Änderung des Drucks und der Temperatur eines beschleunigenden oder verlangsamenden Turbolader-Kompressors korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz auf der Basis einer Transportverzögerungskorrektur korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Kraftmaschinenbetriebsparameters das Einstellen eines AGR-Steuerventils umfasst, wobei das Verfahren ferner das Aktualisieren einer Kalibrierung während des Betriebs eines Massenströmungssensors umfasst, wenn ein AGR-Steuerventil geschlossen ist.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschine in einem Fahrzeug während des Kraftmaschinenbetriebs, wobei die Kraftmaschine einen Turbolader-Kompressor und ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) aufweist, das Folgendes umfasst: Leiten von sauberer Luft durch eine Drosselklappe stromaufwärts des Turbolader-Kompressors; Leiten von Abgas durch das AGR-System, wobei das Abgas stromaufwärts des Turbolader-Kompressors und stromabwärts der Drosselklappe eingeleitet wird; Abschätzen der Abgasmassenströmung an einem vordefinierten Kraftmaschinenbetriebspunkt unter Verwendung nur einer Messung der sauberen Luftmassenströmung und einer Messung einer Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Abgasmassenströmung; und Einstellen eines Kraftmaschinenbetriebsparameters auf der Basis der abgeschätzten Abgasmassenströmung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Kombination von sauberer Luftmassenströmung und Abgasmassenströmung stromabwärts des Turbolader-Kompressors gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Abgasmassenströmung stromaufwärts eines Ladeluftkühlers gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der vordefinierte Kraftmaschinenbetriebspunkt ein stationärer Zustand der Kraftmaschinendrehzahl und -last ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Abgasmassenströmung durch Subtrahieren der sauberen Luftmassenströmung von der Kombination der sauberen Luftmassenströmung und der Abgasmassenströmung abgeschätzt wird.
System für eine Kraftmaschine in einem Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Turbolader mit einem Kompressor und einer Turbine; eine erste Drosselklappe stromaufwärts des Kompressors; einen ersten Massenströmungssensor stromaufwärts der ersten Drosselklappe; ein Niederdruck-Abgasrückführungssystem (LP-AGR-System), wobei das LP-AGR-System AGR von stromabwärts der Turbine zu stromaufwärts des Kompressors und stromabwärts der ersten Drosselklappe leitet; eine zweite Drosselklappe stromabwärts des Kompressors; und einen zweiten Massenströmungssensor stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts der zweiten Drosselklappe.
System nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: ein Hochdruck-Abgasrückführungssystem (HP-AGR-System), wobei das HP-AGR-System HP-AGR von stromaufwärts der Turbine zu stromabwärts der zweiten Drosselklappe leitet.
System nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: einen Ladeluftkühler stromabwärts vom Kompressor und stromaufwärts der zweiten Drosselklappe, wobei der Ladeluftkühler stromabwärts des zweiten Massenströmungssensors liegt.
System nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: einen Ladeluftkühler stromabwärts vom Kompressor und stromaufwärts der zweiten Drosselklappe, wobei der Ladeluftkühler stromaufwärts des zweiten Massenströmungssensors liegt.
System nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: ein Steuersystem mit einem computerlesbaren Speichermedium, wobei das Medium Befehle umfasst zum: Messen einer ersten Massenströmung vom ersten Massenströmungssensor; Messen einer zweiten Massenströmung vom zweiten Massenströmungssensor; Berechnen einer AGR-Massenströmung gemäß der ersten Massenströmung, der zweiten Massenströmung und einem Korrekturterm; und Einstellen eines Kraftmaschinenbetriebsparameters auf der Basis der AGR-Massenströmung.
System nach Anspruch 16, wobei der Kraftmaschinenbetriebsparameter durch Einstellen eines Ventils des LP-AGR-Systems eingestellt wird.
System nach Anspruch 16 mit einem System zur variablen Nockenzeitsteuerung und wobei der Kraftmaschinenbetriebsparameter durch Einstellen eines Zeitsteuerparameters des Systems zur variablen Nockenzeitsteuerung eingestellt wird.
System nach Anspruch 16, wobei der Kraftmaschinenbetriebsparameter durch Einstellen der ersten Drosselklappe und/oder der zweiten Drosselklappe eingestellt wird.
System nach Anspruch 16, wobei das Medium ferner Befehle zum Kalibrieren des zweiten Massenströmungssensors umfasst, wenn ein Ventil des LP-AGR-Systems geschlossen ist.