DE102016101210A1 - System und verfahren zum betreiben eines abgasrückführungsventils basierend auf einer temperaturdifferenz des ventils - Google Patents

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Daniel Joseph Styles
James Alfred Hilditch
Imtiaz Ali
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zur Bestimmung von Änderungen eines Durchgangsquerschnitts eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) für AGR-Stromschätzungen aufgrund einer Änderung der Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils bereitgestellt. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Einstellen eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) basierend auf einer Schätzung des AGR-Stroms, wobei der AGR-Strom basierend auf einer Druckdifferenz über das AGR-Ventil und einem eingestellten Ventildurchgangsquerschnitt geschätzt wird. Der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt kann auf der Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils basieren.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Verfahren und Systeme für ein Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine.
  • Hintergrund/Kurzfassung
  • Kraftmaschinensysteme können die Rückführung von Abgas von einem Kraftmaschinenauslasssystem zu einem Kraftmaschineneinlasssystem (Einlasskanal), einen als Abgasrückführung (AGR) bezeichneten Vorgang, zur Reduzierung von regulierten Emissionen und zur Verbesserung der Kraftstoffökonomie verwenden. Ein AGR-System, wie zum Beispiel ein Niederdruck-AGR-System, kann verschiedene Sensoren zum Messen und/oder Steuern der AGR enthalten. Als Beispiel kann ein Kraftmaschineneinlasssystem einen Einlassgasbestandteilsensor, wie zum Beispiel einen Sauerstoffsensor, enthalten, der unter Nicht-AGR-Bedingungen zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts von frischer Einlassluft eingesetzt werden kann. Unter AGR-Bedingungen kann der Sensor zum Ableiten von AGR basierend auf einer Änderung der Sauerstoffkonzentration aufgrund des Hinzufügens von AGR als ein Verdünnungsmittel verwendet werden. Ein Beispiel für solch einen Einlasssauerstoffsensor wird von Matsubara et al. in der US 6 742 379 gezeigt. Die Genauigkeit von AGR-Schätzungen bei Verwendung des Einlasssauerstoffsensors kann bei aufgeladenem Motorbetrieb und unter Spülbedingungen, wenn Kohlenwasserstoffe durch das Einlasssystem strömen, reduziert sein. AGR-Strom kann dann unter Verwendung alternativer AGR-Sensoren geschätzt werden. Zum Beispiel kann das AGR-System auch einen Differential-Pressure-Over-Valve-Sensor (DP-Sensor) (Differential Pressure Over Valve / Differenzialdruck über das Ventil) umfassen, der um ein AGR-Ventil positioniert ist, um AGR-Strom basierend auf einer Druckdifferenz über das AGR-Ventil und einem Durchgangsquerschnitt des AGR-Ventils zu schätzen. AGR-Stromschätzungen können dann zum Einstellen einer Stellung des AGR-Ventils und deshalb Einstellen einer dem Motor zugeführten AGR-Menge verwendet werden.
  • Als Beispiel kann sich ein Durchgangsquerschnitt des AGR-Ventils ändern, wenn sich die AGR-Ventiltemperatur aufgrund von Änderungen der AGR-Temperatur ändert. Insbesondere kann Wärmeausdehnung oder -kontraktion des AGR-Ventils eine Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts verursachen. Diese Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts kann sich auf die AGR-Stromschätzung und somit AGR-Steuerung basierend auf Messungen von einem den DP-Sensor enthaltenden DPOV-System auswirken. Die vorliegenden Erfinder haben erkannt, dass Fehler bei das DPOV-Verfahren verwendenden AGR-Stromschätzungen mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils zunehmen können.
  • In einem Beispiel kann den oben beschriebenen Problemen durch ein Verfahren zur Einstellung eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) basierend auf einer Schätzung des AGR-Stroms begegnet werden, wobei der AGR-Strom basierend auf einer Druckdifferenz über das AGR-Ventil und einem eingestellten Ventildurchgangsquerschnitt geschätzt wird, wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt auf einer ersten Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils basiert. Auf diese Weise können Änderungen des Durchgangsquerschnitts des AGR-Ventils aufgrund von Wärmeausdehnung oder -kontraktion bestimmt werden, und anschließend können AGR-Stromschätzungen basierend auf dem eingestellten Ventildurchgangsquerschnitt korrigiert werden, wodurch eine Genauigkeit von AGR-Stromschätzungen und sich ergebender Motorsteuerung erhöht wird.
  • Als Beispiel kann eine zweite Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils bestimmt werden, wenn das AGR-Ventil geschlossen ist. Die Differenz zwischen der zweiten Temperaturdifferenz des Schafts und des Körpers des AGR-Ventils und der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils kann zur Bereitstellung einer Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts verwendet werden. Die Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts kann zur Korrektur von AGR-Ventilflächenschätzungen verwendet werden. Korrigierte AGR-Ventilflächenschätzungen können für anschließende AGR-Stromschätzungen verwendet werden.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzfassung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich alleine durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schemadiagramm eines beispielhaften Motorsystems, das einen Einlasssauerstoffsensor und ein Abgasrückführungssystem enthält.
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Schätzung von AGR-Strom mit einem Einlasssauerstoffsensor oder Differenzialdrucksensor basierend auf Motorbetriebsbedingungen.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Anzeige von Rußansammlung an einem AGR-Ventil und Bestimmung eines korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf Rußansammlung.
  • 4 ist ein Schaubild, das Änderungen von AGR-Stromschätzungen unter Verwendung eines Einlasssauerstoffsensors und Differenzialdrucksensors unter variierenden Motorbetriebsbedingungen darstellt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Lernen von Änderungen eines AGR-Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Änderungen einer Temperaturdifferenz zwischen einem AGR-Ventilschaft und -körper.
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Lernen einer Temperaturdifferenz zwischen einem AGR-Ventilschaft und -körper in einer AGR-Ventilschließstellung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur Bestimmung von Änderungen eines Durchgangsquerschnitts eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) für AGR-Stromschätzungen. In einem Beispiel können die Änderungen des Durchgangsquerschnitts des AGR-Ventils auf eine Rußansammlung am AGR-Ventil und/oder eine Änderung der Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils zurückzuführen sein. Ein turboaufgeladener Verbrennungsmotor, wie in 1 gezeigt, kann einen Einlasssauerstoffsensor, der in einem Einlasskanal der Kraftmaschine positioniert ist, und einen DP-Sensor, der in einem AGR-Kanal positioniert ist, enthalten. Der DP-Sensor und der Einlasssauerstoffsensor können jeweils zur Abgabe von Schätzungen eines AGR-Stroms durch ein Niederdruck-AGR-System verwendet werden. Der AGR-Strom kann durch ein AGR-Ventil geregelt werden, das, wenn es geöffnet ist, Abgasrückführung zu einem Einlasskanal von stromabwärts einer Turbine zu stromaufwärts eines Verdichters gestattet. Wie in 4 gezeigt, kann AGR-Strom unter Verwendung des Einlasssauerstoffsensors und/oder des DP-Sensors basierend auf Motorbetriebsbedingungen geschätzt werden. Wenn das AGR-Ventil geöffnet ist und eine AGR durch den AGR-Kanal strömt, können ein Druckdifferenzial über das AGR-Ventil und die Größe der Öffnung des AGR-Ventils zur Bestimmung der Größe des AGR-Stroms verwendet werden. Es kann ein Stellungssensor zur Bestimmung eines AGR-Ventilhubs und somit zur Schätzung der Fläche der AGR-Ventilöffnung verwendet werden, und der DP-Sensor kann den Differenzdruck über das AGR-Ventil bereitstellen. Wie in den 5 und 6 beschrieben, kann die Genauigkeit der Schätzung der AGR-Ventilöffnung dadurch erhöht werden, dass die Wärmeausdehnung des AGR-Ventils infolge von hohen AGR-Temperaturen berücksichtigt wird. Insgesamt können somit Messungen von einem AGR-Ventilstellungssensor und einem DP-Sensor zur Bereitstellung einer Schätzung der AGR-Luftmasse verwendet werden. Im Laufe der Zeit kann sich jedoch am AGR-Ventil Ruß ansammeln, der den effektiven Durchgangsquerschnitt der Ventilöffnung verkleinern kann. Ohne ein Verfahren zur Schätzung von Rußansammlung können AGR-Stromschätzungen mit zunehmender Ansammlung von Ruß am AGR-Ventil immer ungenauer werden.
  • Wie in 2 gezeigt, kann die Bestimmung, ob DPOV-Einlasssauerstoffsensormessungen (von einem DPOV-System, das einen DP-Sensor über ein AGR-Ventil enthält) zur Schätzung von AGR-Durchflussraten auf Kraftmaschinenbetriebsparameter, wie zum Beispiel Spülung, Aufladung und Einlassluftmasse, basieren. Das in 3 beschriebene Verfahren stellt eine Technik zur Schätzung von Rußansammlung am AGR-Ventil bereit, wodurch es genauere Schätzungen des AGR-Stroms bereitstellt. Unter Verwendung eines Einlasssauerstoffsensors kann der AGR-Strom durch Vergleichen des Sauerstoffgehalts von Einlassluft, wenn das AGR-Ventil geöffnet ist, mit einer Basishöhe, wenn das AGR-Ventil geschlossen ist, geschätzt werden. Mit sich ansammelndem Ruß kann die von dem Einlasssauerstoffsensor erhaltene AGR-Stromschätzung mit der von den DP- und Stellungssensoren (hierin auch als das DPOV-System bezeichnet) erhaltenen AGR-Stromschätzung verglichen werden. 3 zeigt ferner, wie die Differenz zwischen den von dem Sauerstoffsensor und den DP-und Stellungssensoren erhaltenen AGR-Stromschätzungen dann dazu verwendet werden kann, eine Schätzung von Rußansammlung am AGR-Ventil zu ermitteln. Durch Berücksichtigung von Änderungen des effektiven Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Rußansammlung können anschließende Schätzungen des AGR-Stroms basierend auf den DP- und Stellungssensoren basierend auf der bestimmten Rußansammlung eingestellt werden.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften turboaufgeladenen Kraftmaschinensystems 100, das einen Mehrzylinderverbrennungsmotor 10 und Doppel-Turbolader 120 und 130, die identisch sein können, enthält. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Motorsystem 100 als Teil eines Antriebssystems für einen Personenkraftwagen enthalten sein. Obgleich dies hier nicht dargestellt ist, können andere Kraftmaschinenkonfigurationen, wie zum Beispiel eine Kraftmaschine mit einem einzigen Turbolader, verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Das Kraftmaschinensystem 100 kann zumindest teilweise durch eine Steuerung 12 und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 190 über eine Eingabevorrichtung 192 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 192 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 194 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Die Steuerung 12 kann ein Mikrocomputer sein, der Folgendes umfasst: eine Mikroprozessoreinheit, Ein-/Ausgabe-Ports, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte (zum Beispiel einen Nurlesespeicherchip), einen Direktzugriffsspeicher, einen Erhaltungsspeicher und einen Datenbus. Das Nurlesespeicher-Speichermedium kann mit rechnerlesbaren Daten programmiert sein, die nichtflüchtige Anweisungen darstellen, die durch den Mikroprozessor zur Durchführung der hier beschriebenen Routinen sowie anderer Varianten, die erwartet, aber nicht speziell angeführt werden, ausführbar sind. Die Steuerung 12 kann dazu konfiguriert sein, Informationen von mehreren Sensoren 165 zu empfangen und Steuerungssignale zu mehreren Aktuatoren 175 (von denen Beispiele hier beschrieben werden) zu senden. Andere Aktuatoren, wie zum Beispiel verschiedenste zusätzliche Ventile und Drosseln, können an verschiedene Stellen im Kraftmaschinensystem 100 gekoppelt sein. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktuatoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Anweisungen oder darin programmiertem Code entsprechend einer oder mehrerer Routinen auslösen. Beispielhafte Steuerungsroutinen werden hier unter Bezugnahme auf 2–3 und 5–6 beschrieben.
  • Das Kraftmaschinensystem 100 kann Einlassluft über den Einlasskanal 140 empfangen. Wie in 1 gezeigt, kann der Einlasskanal 140 einen Luftfilter 156 und eine Lufteinlasssystem(AIS – Air Induction System)-Drosselklappe 115 enthalten. Die Stellung der AIS-Drosselklappe 115 kann durch das Steuersystem über einen Drosselaktuator 117, der mit der Steuerung 12 kommunikativ gekoppelt ist, eingestellt werden.
  • Mindestens ein Teil der Einlassluft kann über eine bei 142 gezeigte erste Verzweigung des Einlasskanals 140 zu einem Verdichter 122 des Turboladers 120 geleitet werden, und mindestens ein Teil der Einlassluft kann über eine bei 144 gezeigte zweite Verzweigung des Einlasskanals 140 zu einem Verdichter 132 des Turboladers 130 geleitet werden. Dementsprechend umfasst das Kraftmaschinensystem 100 ein Niederdruck-AIS-System (ND-AIS) 191 stromaufwärts der Verdichter 122 und 132 und ein Hochdruck-AIS-System (HD-AIS) 193 stromabwärts der Verdichter 122 und 132.
  • Eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (PCV-Leitung, PCV – Positive Crankcase Ventilation / Kurbelgehäuseentlüftung) 198 (zum Beispiel ein druckseitiges Rohr) kann ein (nicht gezeigtes) Kurbelgehäuse mit der zweiten Verzweigung 144 des Einlasskanals koppeln, so dass Gase im Kurbelgehäuse auf kontrollierte Weise aus dem Kurbelgehäuse entlüftet werden können. Weiterhin können Verdampfungsemissionen aus einem (nicht gezeigten) Kraftstoffdampfbehälter durch eine Kraftstoffdampfspülleitung 195, die den Kraftstoffdampfbehälter mit der zweiten Verzweigung 144 des Einlasskanals koppelt, in den Einlasskanal entlüftet werden.
  • Der erste Teil der Gesamteinlassluft kann von einem Verdichter 122 verdichtet werden, von wo er dem Einlasskrümmer 160 über den Einlasskanal 146 zugeführt werden kann. Somit bilden die Einlasskanäle 142 und 146 eine erste Verzweigung des Lufteinlasssystems der Kraftmaschine. Gleichermaßen kann ein zweiter Teil der Gesamteinlassluft durch den Verdichter 132 verdichtet werden, von wo er dem Einlasskrümmer 160 über den Einlasskanal 148 zugeführt werden kann. Somit bilden die Einlasskanäle 144 und 148 eine zweite Verzweigung des Lufteinlasssystems des Verbrennungsmotors. Wie in 1 gezeigt, kann die Einlassluft aus den Einlasskanälen 146 und 148 über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 wieder zusammengeführt werden, bevor sie den Einlasskrümmer 160 erreicht, von wo die Einlassluft der Kraftmaschine zugeführt werden kann. In einigen Beispielen kann der Einlasskrümmer 160 einen Einlasskrümmerdrucksensor 182 zur Schätzung eines Krümmerdrucks (MAP – Manifold Air Pressure) und/oder einen Einlasskrümmertemperatursensor 183 zur Schätzung einer Krümmerlufttemperatur (MCT – Manifold Charge Temperature), die jeweils mit der Steuerung 12 in Verbindung stehen, umfassen. In dem dargestellten Beispiel umfasst der Einlasskanal 149 des Weiteren einen Ladeluftkühler (LLK) 154 und eine Drosselklappe 158. Die Stellung der Drosselklappe 158 kann durch das Steuersystem über einen Drosselaktuator 157, der mit der Steuerung 12 kommunikativ gekoppelt ist, eingestellt werden. Wie gezeigt, kann die Drosselklappe 158 im Einlasskanal 149 stromabwärts des LLK 154 angeordnet und dazu konfiguriert sein, den Strom eines Einlassgasstroms, der in die Kraftmaschine 10 eintritt, einzustellen.
  • Wie in 1 gezeigt, kann in einem CBV-Kanal 150 (CBV – Compressor Bypass Valve / Verdichterbypassventil) ein Verdichterbypassventil (CBV) 152 angeordnet sein, und in einem CBV-Kanal 151 kann ein CBV 155 angeordnet sein. In einem Beispiel können die CBV 152 und 155 elektronisch-pneumatische CBV (EPCBV – Electronic Pneumatic CBV) sein. Die CBV 152 und 155 können dahingehend gesteuert werden, bei aufgeladenem Motor eine Druckentlastung im Einlasssystem zu ermöglichen. Ein stromaufwärtiges Ende des CBV-Kanals 150 kann mit dem Einlasskanal 148 stromabwärts des Verdichters 132 gekoppelt sein, und ein stromabwärtiges Ende des CBV-Kanals 150 kann mit dem Einlasskanal 144 stromaufwärts des Verdichters 132 gekoppelt sein. Gleichermaßen kann ein stromaufwärtiges Ende eines CBV-Kanals 151 mit dem Einlasskanal 146 stromabwärts des Verdichters 122 gekoppelt sein, und ein stromabwärtiges Ende des CBV-Kanals 151 kann mit dem Einlasskanal 142 stromaufwärts des Verdichters 122 gekoppelt sein. In Abhängigkeit von einer Stellung jedes CBV kann die durch den entsprechenden Verdichter verdichtete Luft in den Einlasskanal stromaufwärts des Verdichters (zum Beispiel Einlasskanal 144 für Verdichter 132 und Einlasskanal 142 für Verdichter 122) zurückgeführt werden. Beispielsweise kann das CBV 152 öffnen, um verdichtete Luft stromaufwärts des Verdichters 132 zurückzuführen, und/oder das CBV 155 kann öffnen, um verdichtete Luft stromaufwärts des Verdichters 122 zurückzuführen, um während ausgewählter Bedingungen Druck im Einlasssystem abzulassen und so die Auswirkungen einer Verdichterpumpbelastung zu reduzieren. Die CBV 155 und 152 können entweder aktiv oder passiv durch das Steuerungssystem gesteuert werden.
  • Wie gezeigt, ist ein Verdichtereinlassdrucksensor (CIP-Sensor, CIP – Compressor Inlet Pressure / Verdichtereinlassdruck) 196 im Einlasskanal 142 angeordnet, und ein HD-AIS-Drucksensor 169 ist im Einlasskanal 149 angeordnet. Bei anderen antizipierten Ausführungsformen können die Sensoren 196 und 169 jedoch an anderen Stellen innerhalb des ND-AIS bzw. HD-AIS angeordnet sein. Neben anderen Funktionen kann der CIP-Sensor 196 dazu verwendet werden, einen Druck stromabwärts eines AGR-Ventils 121 zu bestimmen.
  • Der Verbrennungsmotor 10 kann mehrere Zylinder 14 enthalten. In dem gezeigten Beispiel enthält der Motor 10 sechs in einer V-Konfiguration angeordnete Zylinder. Insbesondere sind die sechs Zylinder auf zwei Bänken 13 und 15 angeordnet, wobei jede Bank drei Zylinder enthält. In anderen Beispielen kann die Kraftmaschine 10 zwei oder mehr Zylinder enthalten, wie zum Beispiel 3, 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder. Diese verschiedenen Zylinder können gleichmäßig aufgeteilt und in anderen Konfigurationen angeordnet sein, wie zum Beispiel in einer V-, Reihen- oder Boxer-Konfiguration usw. Jeder Zylinder 14 kann mit einem Kraftstoffeinspritzventil 166 konfiguriert sein. In dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Kraftstoffeinspritzventil 166 um ein Zylinderdirekteinspritzventil. In anderen Beispielen kann das Kraftstoffeinspritzventil 166 jedoch auch als ein Saugkanaleinspritzventil konfiguriert sein.
  • Jedem Zylinder 14 (vorliegend auch als Brennkammer 14 bezeichnet) über einen gemeinsamen Einlasskanal 149 zugeführte Einlassluft kann zur Kraftstoffverbrennung verwendet werden, und Verbrennungsprodukte können dann über bankspezifische Auslasskanäle ausgestoßen werden. In dem gezeigten Beispiel kann eine erste Bank 13 von Zylindern der Kraftmaschine 10 Verbrennungsprodukte über einen gemeinsamen Auslasskanal 17 ausstoßen, und eine zweite Bank 15 von Zylindern kann Verbrennungsprodukte über einen gemeinsamen Auslasskanal 19 ausstoßen.
  • Die Stellung der Einlass- und Auslassventile jedes Zylinders 14 kann über mit Ventilstößelstangen gekoppelte hydraulisch betätigte Heber oder über mechanische Tassensysteme, in denen Nockenerhebungen verwendet werden, geregelt werden. In diesem Beispiel können mindestens die Einlassventile jedes Zylinders 14 durch Nockenbetätigung unter Verwendung eines Nockenbetätigungssystems gesteuert werden. Insbesondere kann das Einlassventilnockenbetätigungssystem 25 einen oder mehrere Nocken enthalten und kann variable Nockensteuerung oder variablen Nockenhub für Einlass- und/oder Auslassventile verwenden. Bei alternativen Ausführungsformen können die Einlassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Ebenso können die Auslassventile durch Nockenbetätigungssysteme oder elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Bei noch einer weiteren alternativen Ausführungsform können die Nocken nicht einstellbar sein.
  • Durch die Kraftmaschine 10 über den Auslasskanal 17 ausgestoßene Verbrennungsprodukte können durch die Abgasturbine 124 des Turboladers 120 geleitet werden, wodurch dem Verdichter 122 über die Welle 126 wiederum mechanische Arbeit zugeführt werden kann, um eine Verdichtung der Einlassluft bereitzustellen. Als Alternative dazu kann ein Teil des oder sämtliches durch den Auslasskanal 17 strömende(n) Abgas(es) die Turbine 124 über den Turbinenbypasskanal 123, wie durch das Wastegate 128 gesteuert, umgehen. Die Stellung des Wastegates 128 kann durch einen (nicht gezeigten) Aktuator in einer durch die Steuerung 12 festgelegten Weise gesteuert werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Steuerung 12 die Stellung des Wastegates 128 über einen pneumatischen Aktuator, der durch ein Solenoidventil gesteuert wird, einstellen. Beispielsweise kann das Solenoidventil ein Signal zum Ermöglichen der Betätigung des Wastegates 128 über den pneumatischen Aktuator basierend auf der Differenz der Luftdrücke zwischen dem stromaufwärts des Verdichters 122 angeordneten Einlasskanal 142 und dem stromabwärts des Verdichters 122 angeordneten Einlasskanal 149 empfangen. In anderen Beispielen können andere geeignete Ansätze als ein Solenoidventil zur Betätigung des Wastegates 128 verwendet werden.
  • Ebenso können durch die Kraftmaschine 10 über den Auslasskanal 19 ausgestoßene Verbrennungsprodukte durch die Abgasturbine 134 des Turboladers 130 geleitet werden, wodurch dem Verdichter 132 über die Welle 136 wiederum mechanische Arbeit zugeführt werden kann, um eine Verdichtung der durch die zweite Verzweigung des Kraftmaschineneinlasssystems strömenden Einlassluft bereitzustellen. Als Alternative dazu kann ein Teil des oder sämtliches durch den Auslasskanal 19 strömende(n) Abgas(es) die Turbine 134 über den Turbinenbypasskanal 133, wie durch das Wastegate 138 gesteuert, umgehen. Die Stellung des Wastegates 138 kann durch einen (nicht gezeigten) Aktuator in einer durch die Steuerung 12 festgelegten Weise gesteuert werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Steuerung 12 die Stellung des Wastegates 138 über ein Solenoidventil, das einen pneumatischen Aktuator steuert, einstellen. Beispielsweise kann das Solenoidventil ein Signal zum Ermöglichen der Betätigung des Wastegates 138 über den pneumatischen Aktuator basierend auf der Differenz der Luftdrücke zwischen dem stromaufwärts des Verdichters 132 angeordneten Einlasskanal 144 und dem stromabwärts des Verdichters 132 angeordneten Einlasskanal 149 empfangen. In anderen Beispielen können andere geeignete Ansätze als ein Solenoidventil zur Betätigung des Wastegates 138 verwendet werden.
  • In einigen Beispielen können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit verstellbarer Geometrie konfiguriert sein, wobei die Steuerung 12 die Position der Turbinenlaufradschaufeln (oder -leitschaufeln) einstellen kann, um das Energieniveau zu variieren, das von dem Abgasstrom erhalten und mit dem ihr jeweiliger Verdichter beaufschlagt wird. Als Alternative dazu können die Abgasturbinen 124 und 134 als Turbinen mit verstellbarer Düse konfiguriert sein, wobei die Steuerung 12 die Position der Turbinendüse einstellen kann, um das Energieniveau zu variieren, das von dem Abgasstrom erhalten und mit dem ihr jeweiliger Verdichter beaufschlagt wird. Das Steuerungssystem kann zum Beispiel dazu konfiguriert sein, die Leitschaufel- oder Düsenposition der Abgasturbinen 124 und 134 über jeweilige Aktuatoren unabhängig zu variieren.
  • Durch die Zylinder über den Auslasskanal 19 ausgestoßene Verbrennungsprodukte können über den Auslasskanal 180 stromabwärts der Turbine 134 in die Atmosphäre geleitet werden, während über den Auslasskanal 17 ausgestoßene Verbrennungsprodukte über den Auslasskanal 170 stromabwärts der Turbine 124 in die Atmosphäre geleitet werden können. Die Auslasskanäle 170 und 180 können eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie zum Beispiel einen Katalysator und einen oder mehrere Abgassensoren, umfassen. Zum Beispiel kann der Auslasskanal 170 wie in 1 gezeigt eine stromabwärts der Turbine 124 angeordnete Abgasreinigungsvorrichtung 129 umfassen, und der Auslasskanal 180 kann eine stromabwärts der Turbine 134 angeordnete Abgasreinigungsvorrichtung 127 umfassen. Die Abgasreinigungsvorrichtungen 127 und 129 können SCR-Vorrichtungen (SCR – Selective Catalytic Reduction / selektive katalytische Reduktion), Dreiwegekatalysatoren (TWC – Three Way Catalyst), NOx-Fallen, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein. Ferner können die Abgasreinigungsvorrichtungen 127 und 129 bei einigen Ausführungsformen während des Betriebs der Kraftmaschine 10 beispielsweise durch Betätigen mindestens eines Zylinders der Kraftmaschine mit einem bestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnis regelmäßig regeneriert werden.
  • Ferner kann das Motorsystem 100 ein oder mehrere Abgasrückführungs(AGR)-Systeme zur Rückführung mindestens eines Teils des Abgases von dem Auslasskrümmer zum Einlasskrümmer umfassen. Diese können ein oder mehrere Hochdruck-AGR-Systeme zur Bereitstellung von Hochdruck-AGR (HD-AGR) und einen oder mehrere Niederdruck-AGR-Kreisläufe zur Bereitstellung von Niederdruck-AGR (ND-AGR) umfassen. In einem Beispiel kann bei Fehlen von durch die Turbolader 120, 130 bereitgestellter Aufladung HD-AGR bereitgestellt werden, während bei Vorhandensein von Turboladeraufladung, und/oder wenn die Abgastemperatur über einem Schwellenwert liegt, ND-AGR bereitgestellt werden kann. In noch weiteren Beispielen können sowohl HD-AGR als auch ND-AGR gleichzeitig bereitgestellt werden.
  • In dem dargestellten Beispiel kann das Kraftmaschinensystem 100 ein Niederdruck(ND)-AGR-System 108 umfassen. Das ND-AGR-System 108 leitet einen Sollanteil des Abgases vom Auslasskanal 170 zum Einlasskanal 142. Bei der dargestellten Ausführungsform wird AGR in einem AGR-Kanal 197 von stromabwärts der Turbine 124 an einem Mischpunkt, der sich stromaufwärts des Verdichters 122 befindet, zum Einlasskanal 142 geleitet. Die Menge an dem Einlasskanal 142 zugeführter AGR kann durch die Steuerung 12 über das in dem ND-AGR-System 108 gekoppelte AGR-Ventil 121 variiert werden. Bei der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform umfasst das ND-AGR-System 108 einen stromaufwärts des AGR-Ventils 121 positionierten AGR-Kühler 113. Der AGR-Kühler 113 kann Wärme aus dem rückgeführten Abgas an beispielsweise ein Kraftmaschinenkühlmittel abführen. Das ND-AGR-System kann einen Differential Pressure Over Valve-Sensor (Differenzialdruck- oder Deltadruck- oder DP-Sensor) 125 (Differential Pressure Over Valve / Differenzialdruck über das Ventil) umfassen. In einem Beispiel kann ein AGR-Durchfluss basierend auf dem DPOV-System geschätzt werden, das den DP-Sensor 125 umfasst, der eine Druckdifferenz zwischen einem stromaufwärtigen Bereich des AGR-Ventils 121 und einem stromabwärtigen Bereich des AGR-Ventils 121 detektiert. Der durch das DPOV-System bestimmte AGR-Durchfluss (zum Beispiel ND-AGR-Durchfluss) kann ferner auf einer AGR-Temperatur, die durch einen AGR-Temperatur-Sensor 135 detektiert wird, der sich stromabwärts des AGR-Ventils 121 befindet, und einer durch einen AGR-Ventilhub-Sensor 131 detektierten AGR-Ventil-Öffnungsfläche basieren. In einem weiteren Beispiel kann der AGR-Durchfluss basierend auf Ausgaben von einem AGR-Messsystem ermittelt werden, das einen Einlasssauerstoffsensor 168 (hier als IAO2-Sensor bezeichnet), einen (nicht gezeigten) Luftmassensensor, einen Krümmerabsolutdruck(MAP - Manifold Absolute Pressure)-Sensor 182 und einen Krümmertemperatursensor 183 umfasst. In einigen Beispielen können beide AGR-Messsysteme (d.h., das den Differenzialdrucksensor 125 umfassende DPOV-System und das den Einlasssauerstoffsensor 168 umfassende AGR-Messsystem) zur Bestimmung, Überwachung und Einstellung des AGR-Durchflusses verwendet werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsformen kann das Motorsystem ein zweites ND-AGR-System (nicht gezeigt) umfassen, das einen Sollanteil des Abgases vom Auslasskanal 180 zum Einlasskanal 144 leitet. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Motorsystem beide oben beschriebenen ND-AGR-Systeme (eines, das Abgas vom Auslasskanal 180 zum Einlasskanal 144 leitet, und ein weiteres, das Abgas vom Auslasskanal 170 zum Einlasskanal 142 leitet) umfassen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Motorsystem 100, obgleich in 1 nicht gezeigt, des Weiteren ein Hochdruck-AGR-System enthalten, das einen Sollanteil des Abgases vom gemeinsamen Auslasskanal 17 stromaufwärts der Turbine 124 zum Einlasskrümmer 160 stromabwärts der Einlassdrosselklappe 158 leiten kann.
  • Das AGR-Ventil 121 kann einen Körper und einen Schaft (nicht gezeigt) enthalten, wobei der Schaft in dem Körper des AGR-Ventils 121 so beweglich ist, dass die Öffnung des AGR-Ventils 121 basierend auf der relativen Position des Schafts und des Körpers eingestellt werden kann. Das AGR-Ventil 121 kann dazu konfiguriert sein, eine Menge und/oder Rate des durch den AGR-Kanal umgeleiteten Abgases einzustellen, um einen AGR-Verdünnungssollprozentanteil der in die Kraftmaschine eintretenden Einlassladung zu erzielen, wobei eine Einlassladung mit einem höheren AGR-Verdünnungsprozentanteil ein größeres Verhältnis von rückgeführtem Abgas zu Luft als eine Einlassladung mit einem geringeren AGR-Verdünnungsprozentanteil aufweist. Es versteht sich, dass neben der Stellung des AGR-Ventils die AIS-Drosselklappenstellung der AIS-Drosselklappe 115 und weitere Aktuatoren ebenso den AGR-Verdünnungsprozentanteil der Einlassladung beeinflussen können. Beispielsweise kann eine Stellung der AIS-Drosselklappe den Druckabfall über das ND-AGR-System hinweg erhöhen, wodurch ein stärkerer Strom von ND-AGR in das Einlasssystem gestattet wird. Dadurch kann der AGR-Verdünnungsprozentanteil erhöht werden, wobei ein geringerer ND-AGR-Strom in das Einlasssystem den AGR-Verdünnungsprozentanteil (zum Beispiel Prozentanteil an AGR) verringern kann. Dementsprechend kann eine AGR-Verdünnung der Einlassladung durch Steuerung von AGR-Ventilstellung und/oder AIS-Drosselklappenstellung neben anderen Parametern gesteuert werden. Somit kann durch Einstellen der AGR-Ventile 121 und/oder der AIS-Drosselklappe 115 eine Menge (oder Rate) des AGR-Stroms und daraufhin ein Prozentanteil an AGR in der Luftmasse (zum Beispiel der in den Einlasskrümmer eintretenden Luftladung) eingestellt werden.
  • Der Verbrennungsmotor 10 kann ferner einen oder mehrere Sauerstoffsensoren enthalten, die im gemeinsamen Einlasskanal 149 positioniert sind. Somit kann bzw. können der eine oder die mehreren Sauerstoffsensoren als Einlasssauerstoffsensoren bezeichnet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Einlasssauerstoffsensor 168 stromaufwärts der Drosselklappe 158 und stromabwärts des LLK 154 positioniert. Bei anderen Ausführungsformen kann der Einlasssauerstoffsensor 168 jedoch an einer anderen Stelle entlang dem Einlasskanal 149, wie zum Beispiel stromaufwärts des LLK 154 angeordnet sein. Bei dem Einlasssauerstoffsensor (IAO2) 168 kann es sich um einen Sauerstoffsensor mit variabler Spannung (VVs) oder einen beliebigen geeigneten Sensor zum Bereitstellen einer Angabe über die Sauerstoffkonzentration und die AGR-Konzentration der Einlassladeluft (zum Beispiel der durch den gemeinsamen Einlasskanal 149 strömenden Luft) handeln. In einem Beispiel können die Einlasssauerstoffsensoren 168 ein Einlasssauerstoffsensor sein, der ein Heizelement als Messelement enthält. Während des Betriebs kann Pumpstrom des Einlasssauerstoffsensors eine Menge an Sauerstoff in dem Gasstrom anzeigen.
  • Ein Drucksensor 172 kann neben dem Sauerstoffsensor zur Schätzung eines Einlassdrucks, bei dem eine Ausgabe des Sauerstoffsensors empfangen wird, positioniert sein. Da die Ausgabe des Sauerstoffsensors durch den Einlassdruck beeinflusst wird, kann bei einem Bezugseinlassdruck eine Bezugssauerstoffsensorausgabe gelernt werden. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen Drosselklappeneinlassdruck (TIP – Throttle Inlet Pressure), wobei der Drucksensor 172 ein TIP-Sensor ist. In anderen Beispielen handelt es sich bei dem Bezugseinlassdruck um einen durch den MAP-Sensor 182 erfassten Krümmerdruck (MAP).
  • Das Kraftmaschinensystem 100 kann zusätzlich zu den oben genannten verschiedene Sensoren 165 enthalten. Wie in 1 gezeigt, kann der gemeinsame Einlasskanal 149 einen Drosselklappeneinlasstemperatursensor 173 zur Schätzung einer Drosselklappenlufttemperatur (TCT – Throttle Air Temperature) umfassen. Obgleich dies hier nicht dargestellt ist, können die Einlasskanäle 142 und 144 jeder ferner einen Luftmassensensor enthalten oder alternativ dazu kann sich der Luftmassensensor in dem gemeinsamen Kanal 140 befinden.
  • Ein Feuchtigkeitssensor 189 kann in nur einem der parallelen Einlasskanäle enthalten sein. Wie in 1 gezeigt, ist der Feuchtigkeitssensor 189 in dem Einlasskanal 142 (zum Beispiel Nicht-PCV- und Nichtspülbank des Einlasskanals) stromaufwärts des LLK 154 und eines Auslasses des ND-AGR-Kanals 197 in den Einlasskanal 142 (zum Beispiel Kreuzung zwischen dem ND-AGR-Kanal 197 und dem Einlasskanal 142, wo ND-AGR in den Einlasskanal 142 eintritt) positioniert. Der Feuchtigkeitssensor 189 kann dazu konfiguriert sein, eine relative Feuchtigkeit der Einlassluft zu schätzen. Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Feuchtigkeitssensor 189 um einen UEGO-Sensor, der dazu konfiguriert ist, die relative Feuchtigkeit der Einlassluft basierend auf der Ausgabe des Sensors bei einer oder mehreren Spannungen zu schätzen. Da Spülluft und PCV-Luft die Ergebnisse des Feuchtigkeitssensors störend beeinflussen können, sind der Spüldurchlass und der PCV-Durchlass in einem anderen Einlasskanal als der Feuchtigkeitssensor positioniert.
  • Der Einlasssauerstoffsensor 168 kann zur Schätzung einer Einlasssauerstoffkonzentration und zum Ableiten einer AGR-Strommenge durch die Kraftmaschine basierend auf einer Änderung der Einlasssauerstoffkonzentration bei Öffnen des AGR-Ventils 121 verwendet werden. Insbesondere wird eine Änderung der Ausgabe des Sensors bei Öffnen des AGR-Ventils 121 mit einem Bezugspunkt, bei dem der Sensor ohne AGR arbeitet (dem Nullpunkt), verglichen. Basierend auf der Änderung (zum Beispiel der Verringerung) der Sauerstoffmenge von dem Zeitpunkt des Betriebs ohne AGR kann ein zu dem betreffenden Zeitpunkt der Kraftmaschine zugeführter AGR-Strom berechnet werden. Zum Beispiel wird bei Anlegen einer Bezugsspannung (Vs) an den Sensor ein Pumpstrom (Ip) durch den Sensor ausgegeben. Die Änderung der Sauerstoffkonzentration kann proportional zu der Änderung des durch den Sensor bei Vorhandensein von AGR bezüglich der Sensorausgabe bei Fehlen von AGR (Nullpunkt) ausgegebenen Pumpstroms (delta Ip-Ausgabe) sein. Basierend auf einer Abweichung des geschätzten AGR-Stroms von dem erwarteten (oder Ziel-)AGR-Strom kann eine weitere AGR-Steuerung durchgeführt werden.
  • Eine Nullpunktschätzung des Einlasssauerstoffsensors 168 kann unter Leerlaufbedingungen durchgeführt werden, unter denen Einlassdruckschwankungen minimal sind, und wenn keine PCV- oder Spülluft in das Niederdruckeinlasssystem eingelassen wird. Darüber hinaus kann die Leerlaufanpassung regelmäßig durchgeführt werden, wie zum Beispiel bei jedem ersten Leerlauf nach einem Motorstart, um die Auswirkung von Sensoralterung und Teil-zu-Teil-Variabilität auf die Sensorausgabe zu kompensieren.
  • Eine Nullpunktschätzung des Einlasssauerstoffsensors kann als Alternative unter Nichtkraftstoffzufuhrbedingungen der Kraftmaschine, wie zum Beispiel während einer Schubabschaltung (SAS), durchgeführt werden. Durch Durchführung der Anpassung unter SAS-Bedingungen können zusätzlich zu reduzierten Rauschfaktoren, wie zum Beispiel den bei Leerlaufanpassung erreichten, auch Sensormesswertschwankungen aufgrund einer AGR-Ventilleckage reduziert werden.
  • Somit stellt das System von 1 ein System für einen Motor bereit, das Folgendes umfasst: einen Turbolader mit einem Einlassverdichter und einer Abgasturbine, einen zwischen einem Auslasskanal stromabwärts der Abgasturbine und dem Einlasskanal stromaufwärts des Einlassverdichters gekoppelten Niederdruckabgasrückführungskanal (Niederdruck-AGR-Kanal), wobei der Niederdruck-AGR-Kanal ein AGR-Ventil und ein DPOV-System zum Messen von AGR-Strom enthält, einen in einem Einlass der Kraftmaschine stromabwärts des Niederdruck-AGR-Kanals angeordneten Einlasssauerstoffsensor und eine Steuerung mit rechnerlesbaren Anweisungen zur Anzeige einer Durchgangsquerschnittbeeinträchtigung des AGR-Ventils basierend auf einer Differenz zwischen einer auf einer Ausgabe des DP-Sensors basierenden ersten AGR-Stromschätzung und einer auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors basierenden zweiten AGR-Stromschätzung während eines Motorbetriebs bei deaktivierter Spülung, deaktivierter Aufladung und Luftmasse unter einem Schwellenwert. Der Einlasssauerstoffsensor kann ferner in einem Einlasskrümmer der Kraftmaschine positioniert sein, und die rechnerlesbaren Anweisungen enthalten ferner Anweisungen zur Einstellung einer dritten AGR-Stromschätzung, wobei die dritte AGR-Stromschätzung auf der Ausgabe des DP-Sensors bei einem Motorbetrieb, wenn Spülung aktiviert ist und/oder Aufladung aktiviert ist und/oder die Luftmasse größer als der Schwellenwert ist, basiert, basierend auf der Differenz zwischen der ersten AGR-Stromschätzung und der zweiten AGR-Stromschätzung.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zur Schätzung des AGR-Stroms in einem Niederdruck-AGR-System unter Verwendung eines Einlasssauerstoffsensors (zum Beispiel des in 1 gezeigten IAO2 168) und/oder eines DP-Sensors (zum Beispiel des in 1 gezeigten DP-Sensors 125) eines DPOV-Systems basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 200 können in einem Speicher einer Kraftmaschinensteuerung, wie zum Beispiel der in 1 gezeigten Steuerung 12, gespeichert werden. Des Weiteren kann das Verfahren 200 durch die Steuerung durchgeführt werden. Die Steuerung kann den AGR-Massendurchfluss unter Verwendung eines DP-Sensors, der das Druckdifferenzial über das AGR-Ventil misst, und eines Ventilstellungssensors (wie zum Beispiel des AGR-Ventilhub-Sensors 131) schätzen. Wie zuvor erläutert, kann mit sich ansammelndem Ruß am AGR-Ventil die AGR-Massendurchflussschätzung unter Verwendung des oben beschriebenen DPOV-Verfahrens zunehmend ungenauer werden. Somit kann unter einigen Bedingungen ein IAO2-Sensor zur Schätzung eines AGR-Massendurchflusses, um eine AGR-Massendurchflussschätzung mit erhöhter Genauigkeit bereitzustellen, verwendet werden. Der IAO2-Sensor kann auch zur Bestimmung einer Schätzung von Rußansammlung am AGR-Ventil verwendet werden. Da die Messungen des IAO2-Sensors unter bestimmten Kraftmaschinenbetriebsbedingungen (zum Beispiel bei aufgeladenem Kraftmaschinenbetrieb, bei einer Einlassluftmasse über einem Schwellenwert) mit großen Fehlern behaftet sein können, kann der IAO2-Sensor möglicherweise nicht zu jeder Zeit verwendet werden. Somit umfasst das Verfahren 200 darüber hinaus Bestimmung, wann der IAO2-Sensor zur Schätzung des AGR-Massendurchflusses verwendet werden soll. Ferner umfasst das Verfahren 200 Vergleichen einer vom IAO2-Sensor erhaltenen AGR-Stromschätzung mit der von einem DPOV-System. Dies kann eine genaue AGR-Stromschätzung vom DPOV-System mit verbesserter Genauigkeit der DPOV-Systemeingabe des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts bereitstellen. Das Verfahren 200 beginnt bei 202, und die Steuerung (zum Beispiel die Steuerung 12) schätzt und/oder misst Motorbetriebsbedingungen basierend auf Motor und -last, Einlassluftmasse, Krümmerdruck, eine Stellung des AGR-Ventils, eine Stellung eines Spülventils usw. umfassen.
  • Das Verfahren 200 geht zu 204 über, wo die Steuerung basierend auf einer Rückkopplung von einem Stellungssensor (zum Beispiel dem AGR-Ventilhub-Sensor 131) über die Stellung des AGR-Ventils bestimmt, ob AGR eingeschaltet ist. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung basierend darauf, dass ein AGR-Strom über null liegt, bestimmen, dass die AGR eingeschaltet ist. Auf diese Weise kann der AGR-Strom eingeschaltet sein, wenn AGR durch den Niederdruck-AGR-Kanal (zum Beispiel den AGR-Kanal 197) vom Auslasskanal zum Einlasskanal strömt. Wenn die Steuerung bestimmt, dass das AGR-Ventil geschlossen ist und AGR abgeschaltet ist, dann geht das Verfahren 200 zu 206, wo die Steuerung einen Einlassluftsauerstoffsensor (IAO2-Sensor) (zum Beispiel den in 1 gezeigten IAO2-Sensor 168) zum Messen des Einlassluftsauerstoffgehalts betreibt. Der IAO2-Sensor ist dazu konfiguriert, eine Basisbezugsspannung (V0) über ein Pumpelektrodenpaar anzulegen, das Sauerstoff aus einem oder in einen Innenhohlraum pumpt und einen Pumpstrom erzeugt, der zum Ableiten des Sauerstoffgehalts (das heißt des Partialdrucks von O2) im Einlassluftstrom verwendet werden kann. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei dem IAO2-Sensor um einen Sauerstoffsensor mit variabler Spannung (VVs) handeln. Wenn die Steuerung bei 204 feststellt, dass AGR eingeschaltet ist, dann geht die Steuerung zu 208 über, um zu bestimmen, ob Spülung und Aufladung ausgeschaltet sind.
  • Bei 208 und 214 stellt die Steuerung fest, ob Spülung und Aufladung ausgeschaltet sind und ob die Einlassluftmasse unter einem Schwellenwert liegt, um zu bestimmen, ob Ausgaben vom IAO2-Sensor oder von den DP- und AGR-Ventilstellungssensoren zur Schätzung des AGR-Stroms verwendet werden sollen. Bei 208 bestimmt die Steuerung, ob Spülung und Aufladung ausgeschaltet sind. Wird die Kraftmaschine nicht aufgeladen, kann der IAO2-Sensor eine genauere Schätzung des AGR-Durchflusses als der DP-Sensor unter Verwendung des DPOV-Verfahrens bereitstellen. Wird die AGR-Schätzung jedoch unter Verwendung von Ausgaben vom IAO2-Sensor unter Bedingungen, unter denen Kraftstoffbehälterspülung und/oder Kurbelgehäuseentlüftung aktiviert ist/sind (zum Beispiel PCV-Strom aktiviert ist), durchgeführt, kann eine Ausgabe des IAO2-Sensors durch die zum Sensor strömenden zusätzlichen Kohlenwasserstoffe verfälscht sein. Somit kann der DP-Sensor unter aufgeladenen Motorbedingungen eine genauere Schätzung des AGR-Stroms bereitstellen. Die IAO2-Sensorausgabe kann in erster Linie unter aufgeladenen Bedingungen aufgrund von aufgenommenen Kohlenwasserstoffen, die mit Umgebungssauerstoff am Erfassungselement des Einlasssensors reagieren, verfälscht werden. Dadurch wird die vom Sensor gemessene (lokale) Sauerstoffkonzentration reduziert. Da die Ausgabe des Sensors und die Änderung der Sauerstoffkonzentration zum Ableiten einer AGR- Verdünnung der Einlassluftladung verwendet werden, kann die von dem Einlasssauerstoffsensor bei Vorhandensein von Spülluft und/oder PCV gemessene reduzierte Sauerstoffkonzentration fälschlicherweise als zusätzliches Verdünnungsmittel interpretiert werden. Wenn die Steuerung bei 208 feststellt, dass entweder Spülung oder Aufladung eingeschaltet sind, dann geht das Verfahren 200 somit zu 210 über, und die Steuerung schätzt den AGR-Massendurchfluss unter Verwendung des DPOV-Systems, das einen Deltadrucksensor (DP-Sensor) (zum Beispiel den Deltadrucksensor 125) und einen Stellungssensor (zum Beispiel den AGR-Ventilhub-Sensor 131) umfasst. Der AGR-Massendurchfluss kann proportional zu der Querschnittsfläche der AGR-Ventilöffnung und dem Differenzdruck über das AGR-Ventil (wie vom DP-Sensor bestimmt) sein. Eine Schätzung der Querschnittsfläche (zum Beispiel des Durchgangsquerschnitts) der AGR-Ventilöffnung kann anhand der durch den Stellungssensor bereitgestellten Verschiebung des AGR-Ventils (zum Beispiel des Ventilhubs), eines bekannten Strömungsquerschnitts des AGR-Ventils und eines Ventilhubkorrekturfaktors berechnet werden. Der bekannte Strömungsquerschnitt des AGR-Ventils ist eine standardmäßige Querschnittsfläche des Ventils senkrecht zur Richtung des AGR-Stroms durch das Ventil. Der Ventilhubkorrekturfaktor kann die Genauigkeit der Schätzung der Querschnittsfläche durch Berücksichtigung von thermischen Auswirkungen auf die Ausdehnung des AGR-Ventils erhöhen. Zum Beispiel kann dieses Wärmekompensationsverfahren Verwendung einer bestimmten Differenz zwischen den AGR-Ventilschaft- und -körpertemperaturen zur Schätzung einer Änderung des bekannten (oder erwarteten) AGR-Ventildurchgangsquerschnitts umfassen, wie unten unter Bezugnahme auf die 5 und 6 näher erläutert wird. Die Schätzung der Querschnittsfläche der AGR-Ventilöffnung (zum Beispiel des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts senkrecht zur Strömungsrichtung durch das Ventil) kann zusammen mit dem geschätzten Druckdifferenzial über das AGR-Ventil, wie durch den DP-Sensor bereitgestellt, zur Schätzung des AGR-Massendurchflusses verwendet werden (hierin auch als das DPOV-Verfahren bezeichnet). Nach der Schätzung des AGR-Massendurchflusses stellt die Steuerung dann bei 212 den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf dem geschätzten AGR-Massendurchfluss ein. Liegt der geschätzte AGR-Massendurchfluss beispielsweise unter einer Soll-Rate, kann die Steuerung das AGR-Ventil dahingehend ansteuern, sich weiter zu öffnen und die Rückführung von mehr Abgasen zum Einlasskanal (zum Beispiel zu dem gemeinsamen Einlasskanal 149) gestatten. Die Soll-AGR-Rate kann durch die Steuerung basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Motorlast und Motordrehzahl, bestimmt werden.
  • Wenn die Steuerung bei 208 feststellt, dass Spülung und Aufladung ausgeschaltet sind, dann ermittelt die Steuerung bei 214 basierend auf Rückkopplung von einem Luftmassensensor im Lufteinlasskanal der Kraftmaschine, ob die Einlassluftmasse größer als ein Schwellenwert ist. Die Schätzung von AGR-Strom basierend auf der Ausgabe des IAO2-Sensors kann Multiplizieren der Ausgabe des Sensors mit einem auf der Luftmasse basierenden Faktor zur Umwandlung der Ausgabe in einen AGR-Durchfluss oder einen AGR-Durchflussprozentanteil umfassen. Somit kann die Schwellenluftmasse in einem Beispiel auf einer Luftmasse basieren, bei der ein Fehler der AGR-Stromschätzung unter Verwendung des IAO2-Sensors über ein zulässiges Ausmaß hinaus zunimmt (oder über einen Fehler bei der Schätzung von AGR-Strom unter Verwendung des DPOV-Verfahrens hinaus zunimmt). Bei der Berechnung der AGR-Massenschätzung unter Verwendung des IAO2-Sensors und Massendurchflusses wird die AGR-Massenschätzung durch die Genauigkeit der Luftmassenmessung beeinflusst. Der Fehler des relativen Luftstroms bei der AGR-Massenstromschätzung kann bei geringeren Luftmassendurchflüssen kleiner sein. Der Schwellenluftmassendurchfluss kann so gewählt werden, dass der Luftmassenstromfehler im Vergleich zu der AGR-Massenstromschätzung klein ist.
  • Wenn die Einlassluftmasse bei 214 unterhalb des Schwellenwertes liegt, dann kann der IAO2-Sensor eine genauere Schätzung des AGR-Massendurchflusses als das DPOV-System bereitstellen. Somit kann die Steuerung zu 216 übergehen und den AGR-Durchfluss unter Verwendung des IAO2-Sensors schätzen. Wie in 1 beschrieben, kann der Einlasssauerstoffsensor eine Bezugsspannung anwenden, die eine Ausgabe in Form eines Pumpstroms (Ip) erzeugen kann, der zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration des Umgebungsgases im gemeinsamen Einlasskanal 149 verwendet werden kann. Die Steuerung kann dann eine AGR-Konzentration in der Einlassluft basierend auf einer Änderung der Einlasssauerstoffkonzentration, wenn das AGR-Ventil geöffnet ist und AGR (zum Beispiel das AGR-Ventil 121) eingeschaltet ist, gegenüber einem Bezugspunkt, bei dem das AGR-Ventil geschlossen ist und AGR abgeschaltet ist, schätzen. Mit anderen Worten, basierend auf der bei Betrieb der AGR bestimmten Änderung (zum Beispiel Verringerung) der Sauerstoffkonzentration gegenüber einem Zeitpunkt des Betriebs ohne AGR kann die Steuerung den AGR-Strom schätzen. Anschließend kann die Steuerung bei 218 den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf dem geschätzten AGR-Massendurchfluss einstellen. Wenn der geschätzte AGR-Massendurchfluss zum Beispiel geringer als eine Soll-Rate ist, kann die Steuerung das AGR-Ventil weiter öffnen und die Rückführung von mehr Abgasen zum Einlasskanal (zum Beispiel zu dem gemeinsamen Einlasskanal 149) gestatten. Darüber hinaus kann die Steuerung mehr Abgas durch den AGR-Kanal 197 leiten. Die Soll-AGR-Rate kann durch die Steuerung basierend auf Motorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Motorlast und Motordrehzahl, bestimmt werden.
  • Wenn die Einlassluftmasse oberhalb des Schwellenwertes liegt, können alternativ dazu Schätzungen des AGR-Massendurchflusses unter Verwendung des IAO2-Sensors beeinträchtigt sein. Wie oben besprochen, kann die Steuerung zur Schätzung des AGR-Massenstroms die durch den IAO2-Sensor geschätzte AGR-Konzentration durch Multiplizieren des Einlassluftmassendurchflusses mit dem Verhältnis der AGR-Konzentrationen zur Einlassluft in einen AGR-Massendurchfluss umwandeln. Mit anderen Worten, das Ausmaß von Fehlern bei der AGR-Stromschätzung kann durch Multiplizieren mit höheren Luftmassenwerten erhöht werden. Auf diese Weise werden Schätzungen des AGR-Stroms bei größeren Luftmengen zunehmend ungenauer. Wenn Einlassluftmassenmengen bei 214 über dem Schwellenwert liegen, dann kann die Schätzung des AGR-Massendurchflusses unter Verwendung des DPOV-Verfahrens genauer als bei Verwendung des IAO2-Sensors sein. Wenn die Steuerung bei 214 feststellt, dass die Einlassluftmasse oberhalb des Schwellenwertes liegt, dann kann die Steuerung somit bei 210 den AGR-Massendurchfluss unter Verwendung des DPOV-Systems schätzen. Anschließend kann die Steuerung bei 212 den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf dem geschätzten AGR-Massendurchfluss einstellen. Wenn der geschätzte AGR-Massendurchfluss beispielsweise unter der Soll-Rate liegt, kann die Steuerung das AGR-Ventil dahingehend ansteuern, sich weiter zu öffnen und die Rückführung von mehr Abgasen zum Einlasskanal (zum Beispiel zu dem gemeinsamen Einlasskanal 149) gestatten. Die Soll-Rate kann basierend auf Kraftmaschinenbetriebsparametern, wie zum Beispiel Kraftmaschinenlast, Kraftmaschinentemperatur usw., wie in 1 ausführlicher beschrieben, bestimmt werden.
  • Wie oben beschrieben, kann die Steuerung den AGR-Massendurchfluss unter Verwendung des IAO2-Sensors schätzen, solange Spülung und Aufladung ausgeschaltet sind und sich die Einlassluftmasse unterhalb eines Schwellenwertes befindet. Ansonsten kann das DPOV-System zur Schätzung des AGR-Massendurchflusses verwendet werden. In einem Beispiel kann der IAO2 unter Nichtaufladungskraftmaschinenbedingungen somit eine genauere Schätzung des AGR-Massendurchflusses als das DPOV-System bereitstellen. Nach der Schätzung des AGR-Massendurchflusses entweder durch Verwendung des IAO2-Sensors oder des DPOV-Systems kann die Steuerung dann bei 218 bzw. 212 den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf dem geschätzten AGR-Durchfluss einstellen. Bei einer Ausführungsform kann die Steuerung den Kraftmaschinenbetrieb durch Vergrößern oder Verkleinern der AGR-Menge durch Öffnen oder Schließen des AGR-Ventils zum Entsprechen des Soll-AGR-Durchflusses einstellen. Wenn der geschätzte AGR-Massendurchfluss kleiner als die Soll-Rate ist, dann kann die Steuerung das AGR-Ventil dahingehend ansteuern, sich weiter zu öffnen, um mehr AGR zu gestatten. Wenn die geschätzte AGR andererseits größer als die Soll-AGR ist, dann kann die Steuerung das AGR-Ventil dahingehend ansteuern, sich weiter zu schließen, wodurch der AGR-Strom reduziert wird.
  • Erneut auf das Verfahren 200 Bezug nehmend, fährt die Steuerung dann nach Einstellung des Kraftmaschinenbetriebs basierend auf dem geschätzten AGR-Durchfluss unter Verwendung des IAO2-Sensors bei 218 mit 220 fort und bestimmt, ob die Zeit zum Lernen der AGR-Ventilfläche gekommen ist. Das Lernen der AGR-Ventilfläche kann ein Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit von AGR-Massendurchflussschätzungen sein, wenn es möglicherweise nicht wünschenswert ist, den IAO2-Sensor zu verwenden, wie zum Beispiel unter aufgeladenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, und das DPOV-System kann stattdessen verwendet werden. Wie in 3 ausführlicher beschrieben wird, kann das Lernen der Ventilfläche eine Korrektur einer Schätzung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts durch Vergleichen von zwei AGR-Stromschätzungen umfassen, von denen eine anhand von Ausgaben des IAO2-Sensors erhalten wird und die andere anhand von Ausgaben des DPOV-Systems erhalten wird. Da das Lernen der Ventilfläche eine Messung durch den IAO2-Sensor erfordert, kann es nur unter nichtaufgeladenen Kraftmaschinenbedingungen erfolgen, wenn Spülung auch deaktiviert ist und wenn sich die Einlassluftmasse unterhalb eines Schwellenwertes befindet. Die Steuerung kann basierend auf voreingestellten Zeitintervallen zwischen Vorgängen des Lernens der Ventilfläche bestimmen, wann Lernen der Ventilfläche erfolgt. Bei einer Ausführungsform kann das Zeitintervall zwischen Vorgängen des Lernens der Ventilfläche eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen sein. Wenn eine voreingestellte Anzahl von Kraftmaschinenzyklen seit desm etzten Vorgang des Lernens der AGR-Ventilfläche vergangen ist, dann kann die Steuerung somit bestimmen, dass es Zeit ist, eine andere Sequenz des Lernens der Ventilfläche einzuleiten. Wie oben angeführt, kann das Lernen der Ventilfläche jedoch nur solange erfolgen, wie die Kraftmaschine unter nichtaufgeladenen Bedingungen betrieben wird und sich die Einlassluftmasse unter einem Schwellenwert befindet. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Zeitintervall zwischen Vorgängen des Lernens der Ventilfläche eine Dauer der Kraftmaschinenverwendung sein. Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Zeitintervall eine Zeitspanne sein. Somit ist es wichtig, darauf hinzuweisen, dass während des Kraftmaschinenbetriebs das Lernen der AGR-Ventilfläche vielfach erfolgen kann, wobei jeder Vorgang einen Korrekturfaktor für die Schätzung des effektiven Durchgangsquerschnitts durch das AGR-Ventil erzeugt, wobei jede Ventilfehlerkorrektur eine bei einem vorherigen Vorgang des Lernens der Ventilfläche bestimmte Korrektur aktualisieren kann.
  • Wenn die Steuerung feststellt, dass es Zeit zum Lernen der AGR-Ventilfläche (zum Beispiel des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts) ist, dann fährt das Verfahren 200 mit 224 fort, und die Steuerung schätzt den AGR-Massendurchfluss unter Verwendung des DPOV-Systems (durch das oben beschriebene DPOV-Verfahren) und vergleicht ihn mit der vom IAO2-Sensor erhaltenen AGR-Durchflussschätzung. Die Differenz zwischen den beiden Schätzungen kann zur Korrektur von erwarteten AGR-Ventildurchgangsquerschnittsschätzungen (basierend auf dem AGR-Ventilhubsensor und jeglichen anderen Hubkorrekturen) und zur Anzeige einer Rußansammlungsmenge am AGR-Ventil verwendet werden, wie unten unter Bezugnahme auf 3 ausgeführt wird. Insbesondere können unter Verwendung des IAO2-Sensors erhaltene AGR-Durchflussschätzungen geringer als unter Verwendung des DPOV-Systems erhaltene AGR-Stromschätzungen sein, was auf Rußansammlung am AGR-Ventil zurückzuführen ist. Der Ruß kann Teile der AGR-Ventilöffnung blockieren und den effektiven Durchgangsquerschnitt durch das Ventil reduzieren. Der reduzierte Durchgangsquerschnitt kann zu geringeren AGR-Massendurchflüssen am gemeinsamen Einlasskanal 149, wo der Sauerstoffsensor positioniert sein kann, führen. Die Differenz zwischen den beiden Schätzungen des AGR-Massendurchflusses kann dann von der Steuerung zur Bestimmung eines korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitts verwendet werden. Für eine nähere Beschreibung dessen, wie die Steuerung den korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt bestimmt, siehe 3. Wenn die Differenz zwischen den beiden Schätzungen des AGR-Massenstroms größer als ein Schwellenwert ist, dann kann die Steuerung anzeigen, dass sich Ruß am AGR-Ventil angesammelt hat.
  • Wenn die Steuerung bei 220 bestimmt, dass ein voreingestelltes Zeitintervall seit dem letzten Vorgang des Lernens der Ventilfläche nicht erreicht worden ist, dann führt die Steuerung bei 222 Kraftmaschinenbetrieb ohne Durchführung von AGR-Ventil-Offset-Lernen fort. Dann kann ein Korrekturfaktor für den Durchgangsquerschnitt durch das AGR-Ventil von einem vorherigen Vorgang des Ventil-Offset-Lernens bei Verwendung des DPOV-Verfahrens zur Bestimmung von AGR-Strom für die Kraftmaschinensteuerung verwendet werden.
  • Das Verfahren 200 kann ferner ein Verfahren für einen Motor beinhalten, das Anzeigen von Rußansammlung an einem Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) basierend auf einer unter einer ersten Bedingung, wenn der Motor nicht aufgeladen ist, mit einem Einlasssauerstoffsensor und mit einem über das AGR-Ventil gekoppelten Drucksensor geschätzten Differenz des AGR-Stroms umfasst. Die Differenz des AGR-Stroms ist eine Differenz zwischen einem basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors unter der ersten Bedingung geschätzten ersten AGR-Strom und einem mit dem Drucksensor über das AGR-Ventil unter der ersten Bedingung geschätzten zweiten AGR-Strom, wobei der Drucksensor ein DPOV (Differential Pressure Over Valve) (DP-Sensor) ist. Ferner kann das Verfahren Schätzen des zweiten AGR-Stroms basierend auf einer Ausgabe des DP-Sensors und einem Durchgangsquerschnitt des AGR-Ventils umfassen, wobei der Durchgangsquerschnitt des AGR-Ventils basierend auf einem bekannten Querschnitt des AGR-Ventils und einer auf einer Ausgabe eines AGR-Ventilstellungssensors basierenden AGR-Ventilstellung geschätzt wird. Die erste Bedingung umfasst ferner, dass Spülung deaktiviert ist und Luftmasse zum Motor unter halb eines Schwellenwerts liegt. Somit umfasst das Verfahren 200 ferner Einstellen des Kraftmaschinenbetriebs basierend auf mit dem Einlasssauerstoffsensor und nicht dem über das AGR-Ventil gekoppelten Drucksensor, wenn der Motor nicht aufgeladen ist, Spülung deaktiviert ist und die Luftmasse zum Motor unterhalb eines Schwellenwerts liegt, geschätzte AGR-Strom. Ferner umfasst das Verfahren 200 Bestimmen einer Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf der Differenz des AGR-Stroms, einem erwarteten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt und einem mit dem Einlasssauerstoffsensor unter der ersten Bedingung geschätzten ersten AGR-Strom, wobei der erwartete AGR-Ventildurchgangsquerschnitt auf einer Ausgabe eines AGR-Ventilstellungssensors und einer AGR-Ventilhubkorrektur basiert, wobei die AGR-Ventilhubkorrektur während einer AGR-Ventilendanschlag- und Wärmekompensationslernroutine gelernt wird.
  • Eine Anzeige der Rußansammlung am AGR-Ventil kann basierend auf der Änderung des effektiven AGR-Ventildurchgangsquerschnitts erhalten werden. Das Verfahren 200 kann ein Anzeigen von Rußansammlung am AGR-Ventil umfassen basierend darauf, dass die Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts über den Schwellenwert hinaus zunimmt. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren ferner ein Anzeigen von Rußansammlung am AGR-Ventil umfassen basierend darauf, dass eine Änderungsrate der Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts über eine Schwellenrate hinaus zunimmt.
  • Ferner kann das Verfahren 200 ein Bestimmen eines korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf der bestimmten Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts und dem erwarteten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt und unter einer zweiten Bedingung, unter der AGR-Strom mit dem DP-Sensor geschätzt wird, Schätzen des AGR-Stroms basierend auf der Ausgabe des DP-Sensors und dem korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt beinhalten. Die zweite Bedingung umfasst, dass die Kraftmaschine aufgeladen ist und/oder Spülung aktiviert ist und/oder die Luftmasse zur Kraftmaschine größer als ein Schwellenwert ist.
  • Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, wird ein Verfahren 300 zur Anzeige von Rußansammlung an einem AGR-Ventil und Bestimmung eines korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitts gezeigt. Anweisungen zur Durchführung des Verfahrens 300 können in einem Speicher einer Kraftmaschinensteuerung, wie zum Beispiel der in 1 gezeigten Steuerung 12, gespeichert sein. Ferner kann das Verfahren 300 durch die Steuerung ausgeführt werden.
  • Das Verfahren 300 kann von Schritt 224 in Verfahren 200 fortgeführt werden. Somit beginnt das Verfahren 300 bei 302, wo die Steuerung den AGR-Massendurchfluss mit dem IAO2-Sensor und dem AGR-Ventil-DPOV-System schätzt. Wie oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, kann die Steuerung den AGR-Massenstrom (zum Beispiel den AGR-Durchfluss- oder -stromprozentanteil) durch Vergleichen der durch den Sauerstoffsensor bei geöffnetem AGR-Ventil und eingeschalteter AGR (zum Beispiel eingeschaltetem AGR-Ventil 121) geschätzten Einlasssauerstoffkonzentrationen mit einem Bezugspunkt, an dem das AGR-Ventil geschlossen ist und AGR abgeschaltet ist, berechnen. Die Steuerung kann den AGR-Massendurchfluss unter Verwendung des DPOV-Systems basierend auf Schätzungen des Druckdifferentials über das AGR-Ventil und des Durchgangsquerschnitts durch die Ventilöffnung schätzen. Ein DP-Sensor kann das Druckdifferenzial über das AGR-Ventil bereitstellen. Ein mit dem AGR-Ventil gekoppelter Stellungssensor kann die Verschiebung (zum Beispiel den Hub) des AGR-Ventils bereitstellen. Der Durchgangsquerschnitt durch das AGR-Ventil kann dann basierend auf der Stellung des AGR-Ventils, einem bekannten Strömungsquerschnitt des Ventils und einer Kompensation (zum Beispiel Korrektur) basierend auf dem Ausdehnen und/oder der Kontraktion des AGR-Ventils aufgrund von Wärmewirkungen (zum Beispiel aufgrund eines Temperaturdifferenzials zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper) geschätzt werden, wie unten unter Bezugnahme auf die 5 und 6 genauer beschrieben wird.
  • Nachdem die Steuerung den AGR-Massendurchfluss bei 302 mit dem IAO2-Sensor und dem DPOV-System geschätzt hat, stellt sie dann bei 304 die DPOV-AGR-Schätzung für eine Verzögerung zur Stelle des IAO2-Sensors ein. Anders ausgedrückt, die Verzögerung kann eine Messverzögerung aufgrund der verschiedenen Stellen des IAO2-Sensors und des AGR-Ventils bezüglich einander sein. Wie in 2 beschrieben, kann sich die DPOV-AGR-Durchflussschätzung von der AGR-Durchflussschätzung durch den IAO2-Sensor unterscheiden. Diese Differenz kann zumindest teilweise dadurch verursacht werden, dass der IAO2-Sensor und das DPOV-System verschiedene Abgase messen, oder sie könnte das Ergebnis eines systematischen Fehlers in einem der Messsysteme sein. Wenn Rußansammlung am AGR-Ventil den effektiven Durchgangsquerschnitt des AGR-Ventils verkleinert, kann das DPOV-System systematisch den AGR-Durchfluss überschätzen. Ein Ziel des Verfahrens 300 besteht darin, einen systematischen Fehler in dem DPOV-Messsystem zu schätzen und einen Ventilflächenkorrekturfaktor zu lernen, der zur Bereitstellung von genaueren Schätzungen des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts und deshalb AGR-Stromschätzungen verwendet werden kann. Zur Beurteilung der Genauigkeit des DPOV-Systems durch Vergleich seiner AGR-Massendurchflussschätzung mit der des IAO2-Sensors ist es von Bedeutung, dass der IAO2-Sensor und das DPOV-System die gleichen Abgase zu dem gleichen Zeitpunkt messen. Wie in 1 zu sehen, muss Abgas eine Strecke von dem AGR-Kanal 197 zu dem gemeinsamen Einlasskanal 149 zurücklegen. Somit braucht es Zeit, bis das AGR-Ventil im AGR-Kanal verlassendes Abgas den im gemeinsamen Einlasskanal positionierten IAO2-Sensor erreicht. Die Messung der gleichen Abgase sowohl am AGR-Ventil als auch am IAO2-Sensor kann eine Zeitverzögerungseinstellung der DPOV- und/oder IAO2-AGR-Schätzungen erfordern. Somit kann die Steuerung die DPOV-Durchflussschätzung zur IAO2-AGR-Schätzung verzögern, um der Zeit Rechnung zu tragen, die das Abgas braucht, um von dem AGR-Ventil zu dem Einlasssauerstoffsensor zu strömen. Auf diese Weise können die sich ergebenden AGR-Stromschätzungen vom DP-Sensor (des DPOV-Systems) und dem IAO2-Sensor eine AGR-Stromschätzung für das gleiche AGR-Gas reflektieren.
  • Als Beispiel kann die Steuerung gleichzeitige Messungen sowohl vom DPOV-System als auch vom IAO2-Sensor vornehmen. Bei einer Ausführungsform kann die Steuerung dann einen voreingestellten Zeitverzögerungskorrekturfaktor auf die IAO2-Sensormessung anwenden. Der Verzögerungskorrekturfaktor kann auf einer geschätzten Zeit basieren, die Abgase brauchen, um von dem AGR-Ventil zu dem gemeinsamen Einlasskanal zu strömen, die auf Luftdurchflüssen basieren kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung einen voreingestellten Zeitverzögerungskorrekturfaktor auf die DPOV-Systemmessung anwenden. Der Verzögerungskorrekturfaktor kann auf einer geschätzten Zeit basieren, die Abgase brauchen, um von dem AGR-Ventil zu dem gemeinsamen Einlasskanal zu strömen, die auf Luftdurchflüssen basieren kann. Zum Beispiel ändern sich bei einem instationären Betrieb das AGR-Ventil und der Deltadruck über das AGR-Ventil (DP). Der bei einem gegebenen Vorgang berechnete AGR-Massendurchfluss muss mit dem durch den IAO2-Sensor gemessenen AGR-Massendurchfluss verglichen werden. Um in der Lage zu sein, die gleichen AGR-Ströme zu vergleichen, wird die DPOV-Messung des AGR-Durchflusses um die Zeit verzögert, die die betreffende AGR-Messung braucht, um den IAO2-Sensor zu erreichen.
  • In einem anderen Beispiel kann die Steuerung die AGR-Durchflussschätzung unter Verwendung des IAO2-Sensors von der DPOV-System-AGR-Durchflussschätzung verzögern. Mit anderen Worten kann die Messung der AGR am IAO2-Sensor zu einem Zeitpunkt kurz nach den DP- und Stellungssensormessungen am AGR-Ventil erfolgen. Die von dem IAO2-Sensor durchgeführte AGR-Durchflussschätzung kann etwas verzögert sein, um der Zeit Rechnung zu tragen, die die Abgase brauchen, um von dem AGR-Ventil zu dem Einlassabgassensor zu strömen. Somit kann die Steuerung zwei Schätzungen des AGR-Massendurchflusses bestimmen, die zeitlich getrennt sind, aber auf Messungen der gleichen Abgase basieren. Die genaue Zeit zwischen den zwei Messungen kann durch die Steuerung basierend auf dem Einlassluftdurchfluss, dem Druck (Ladedruck) und der Temperatur ermittelt werden. Somit kann bei schnelleren Durchflüssen die Dauer der Verzögerung zwischen den beiden Messungen kürzer sein als bei langsameren Durchflüssen.
  • In einem anderen Beispiel kann die Steuerung mehrere Messungen sowohl vom DPOV-System als auch vom IAO2-Sensor über eine Zeitspanne des AGR-Betriebs unter nichtaufgeladenen Kraftmaschinenbedingungen aufzeichnen. Dann kann die Steuerung basierend auf dem geschätzten Luftdurchfluss die Zeitdauer bestimmen, die Abgase brauchen, um vom AGR-Ventil zum Einlasssauerstoffsensor zu strömen. Anschließend kann die Steuerung bestimmen, welche von dem DPOV-System und dem IAO2-Sensor vorgenommenen Messungen den gleichen gemessenen Abgasen entsprechen. Bei einer gegebenen DPOV-Messung kann die Steuerung zunächst die Zeit bestimmen, zu der die Messung vorgenommen wurde, die Zeit, die das Abgas braucht, um zu dem Einlasssauerstoffsensor zu strömen, addieren und dann bestimmen, welche IAO2-Sensormessung zu der späteren Zeit erfolgte. Dann kann die Steuerung diese beiden Messungen zum Erhalt von zwei Schätzungen des AGR-Massenstroms verwenden.
  • Mit 306 fortfahrend, kann die Steuerung einen AGR-Durchflussfehler anhand der Differenz zwischen den IAO2- und DPOV-AGR-Durchflussschätzungen bestimmen. Eine Annahme in Schritt 306 kann sein, dass die durch den IAO2-Sensor angegebene AGR-Durchflussschätzung genauer ist als der von dem DPOV-System angegebene Durchfluss. Somit wird die IAO2-AGR-Durchflussschätzung als der tatsächliche geschätzte AGR-Durchfluss behandelt. Wie oben erläutert, ist dies eine berechtigte Annahme unter nichtaufgeladenen Motorbedingungen, wenn Einlassluftdurchflüsse unter einem Schwellendurchfluss liegen. Die von dem DPOV-System erhaltene AGR-Durchflussschätzung kann aufgrund von Rußansammlung am AGR-Ventil eine geringere Genauigkeit aufweisen. In diesem Fall kann die vom IAO2-Sensor erhaltene AGR-Durchflussschätzung geringer als die vom DPOV-System erhaltene sein. Der AGR-Durchflussfehler würde die IAO2-AGR-Durchflussschätzung subtrahiert von der DPOV-AGR-Durchflussschätzung sein. Nach Schätzung des AGR-Durchflussfehlers bestimmt die Steuerung bei 310 die Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf dem AGR-Stromfehler. Die Steuerung kann den AGR-Durchflussfehler durch die IAO2-AGR-Durchflussschätzung dividieren, was einen prozentualen Fehler bei der DPOV-AGR-Durchflussschätzung ergibt. Dann kann Multiplizieren des prozentualen Fehlers bei der DPOV-AGR-Durchflussschätzung mit dem AGR-Ventildurchgangsquerschnitt (zum Beispiel einem erwarteten oder bekannten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt) eine Schätzung der Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Rußansammlung ergeben. Der AGR-Ventildurchgangsquerschnitt kann die gleiche AGR-Ventildurchgangsquerschnittsschätzung sein, die bei der DPOV-AGR-Durchflussberechnung verwendet wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung den AGR-Ventildurchgangsquerschnitt nach Treffen der Schätzung des AGR-Durchflusses schätzen. Basierend auf der Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts kann die Steuerung dann bei 312 den korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt bestimmen. Der korrigierte AGR-Ventildurchgangsquerschnitt kann die Differenz zwischen dem von dem AGR-Ventilstellungssensor (zum Beispiel dem AGR-Ventilhubsensor) erhaltenen geschätzten Durchgangsquerschnitt und der geschätzten Änderung des Ventildurchgangsquerschnitts sein. Wie in 2 erläutert, kann Rußansammlung am AGR-Ventil den Durchgangsquerschnitt durch das Ventil reduzieren und verursachen, dass der durch den IAO2-Sensor geschätzte AGR-Durchfluss geringer als der durch das DPOV-System geschätzte ist. Somit kann die Änderung des Ventildurchgangsquerschnitts in direkter Beziehung zu der Rußansammlungsmenge am AGR-Ventil sein und kann zur Anzeige einer Rußmenge am AGR-Ventil verwendet werden.
  • Nach erfolgtem Lernen der AGR-Ventilfläche bei 312 geht das Verfahren 300 dann zu 314 über, und die Steuerung verwendet den korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt für nachfolgende DPOV-AGR-Durchflussschätzungen und stellt die AGR basierend auf der korrigierten AGR-Durchflussschätzung ein. Wenn die Steuerung den korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt zur Schätzung des AGR-Durchflusses verwendet und sich dieser Durchfluss von dem Soll-Durchfluss unterscheidet, dann kann die Steuerung den Motorbetrieb zum Anpassen des AGR-Durchflusses an die Soll-Rate einstellen. Wenn der AGR-Durchfluss geringer als die Soll-Rate ist, dann kann die Steuerung in einem Beispiel das AGR-Ventil dahingehend ansteuern, sich weiter zu öffnen und die Rückführung von mehr Abgasen zu dem Einlasskanal zu gestatten. Darüber hinaus kann die Steuerung die Menge der in den AGR-Kanal 197 eintretenden Abgase vergrößern. Der Soll-Durchfluss kann auf Kraftmaschinenbetriebsparametern, wie zum Beispiel Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur, Abgastemperatur usw., wie durch mehrere Motorsensoren gemessen, basieren. Wenn die Steuerung Ausgaben von dem DPOV-System zur Schätzung des AGR-Durchflusses verwendet, kann sie somit den korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt dazu verwenden. Wie in 2 angeführt, kann die Steuerung den korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt aufgrund von neuen Schätzungen des AGR-Durchflusses basierend auf Messungen von dem IAO2-Sensor kontinuierlich aktualisieren. Mit weiterem Kraftmaschinenbetrieb geht auch die Ansammlung von Ruß am AGR-Ventil weiter. Wenn sich Ruß in ausreichendem Maße angesammelt hat, dann reduziert sich auch die Genauigkeit des DPOV-AGR-Durchflusses weiter. Die Differenz zwischen dem Soll-AGR-Strom und dem Ist-AGR-Strom kann bei höheren Rußpegeln aufgrund der Ungenauigkeit von AGR-Durchflussschätzungen auch größer sein. Bei 316 bestimmt die Steuerung, ob der AGR-Ventildurchgangsquerschnittsfehler größer als ein Schwellenwert ist. In einem Beispiel kann der AGR-Ventildurchgangsquerschnittsfehler eine Differenz zwischen dem Ist-AGR-Ventildurchgangsquerschnitt (basierend auf der Ausgabe des AGR-Ventilstellungssensors) und dem korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt sein. In einem anderen Beispiel kann der AGR-Ventildurchgangsquerschnittsfehler auf dem AGR-Durchflussfehler basieren. Wenn die Steuerung bestimmt, dass der AGR-Ventilfehler größer als der Schwellenwert ist, dann fährt sie mit 320 fort, um eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils anzuzeigen und/oder eine Ventilreinigungsroutine einzuleiten.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Schwellen-AGR-Ventilfehler auf der Differenz zwischen dem AGR-Ventilflächenfehler und dem zuletzt bestimmten AGR-Ventilflächenfehler basieren. Wie in 2 erläutert, kann die Steuerung den AGR-Ventilflächenfehler basierend auf neuen Schätzungen des AGR-Durchflusses vom IAO2-Sensor kontinuierlich aktualisieren. Wenn der AGR-Ventilflächenfehler um mehr als einen Schwellenwert größer als der zuletzt bestimmte AGR-Ventilflächenfehler ist, kann die Steuerung somit eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils anzeigen und/oder eine Ventilreinigungsroutine einleiten. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Schwellen-AGR-Ventilfehler auf der Differenz zwischen dem AGR-Ventilflächenfehler und einer Rohschätzung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts allein basierend auf der Stellung des AGR-Ventils und einer bekannten Fläche des Ventils ohne Verwendung der AGR-Ventilstromfehlerkorrektur basieren. Die Rohschätzung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts könnte eine erste Schätzung des Ventildurchgangsquerschnitts sein, die vor jeglicher Rußansammlung und Lernen der Ventilfläche getroffen wurde. Die Steuerung kann die Rohschätzung für die Dauer des Kraftmaschinenbetriebs archivieren. Die Rohschätzung kann auch jedes Mal dann erzeugt werden, wenn das DPOV-System zur Schätzung des Ventildurchgangsquerschnitts verwendet wird, und dann kann danach die AGR-Ventilstromfehlerkorrektur angewandt werden. Mit anderen Worten kann zunächst der Durchgangsquerschnitt durch die Stellung des AGR-Ventils und eine bekannte Fläche des Ventils bestimmt werden. Dann kann der AGR-Ventilfehler zur Korrektur der Schätzung des Durchgangsquerschnitts angewandt werden. Die Steuerung kann die AGR-Ventilflächenschätzung vor der Ventilfehlerkorrektur mit der AGR-Ventilflächenschätzung nach der Ventilflächenfehlerkorrektur vergleichen. Wenn die Differenz zwischen den beiden Ventilflächenschätzungen größer als ein Schwellenwert ist, dann kann die Steuerung mit 320 fortfahren. Der Schwellenwert kann auch als eine Schwellenmenge der Rußansammlung am AGR-Ventil betrachtet werden, da die Änderung der AGR-Ventilfläche in direkten Zusammenhang mit der Rußansammlung am AGR-Ventil stehen kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Schwellenwert auf der Änderungsrate der Änderung der AGR-Ventilflächenschätzung basieren. Wenn die Änderungsrate des Ventildurchgangsquerschnitts, wie durch den AGR-Fehler geschätzt, über einen Schwellenwert zunimmt, dann kann die Steuerung zu 320 übergehen.
  • Bei 320 kann die Steuerung eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils anzeigen. Die Anzeige kann dem Benutzer über ein Benutzer-Feedback-Display, wie zum Beispiel einen Leuchtschalter auf dem Armaturenbrett, bereitgestellt werden. Die Steuerung kann darüber hinaus oder als Alternative dazu eine Ventilreinigungsroutine einleiten, die zum Reduzieren der Rußmenge am AGR-Ventil verwendet werden kann. In noch einem anderen Beispiel kann das Anzeigen einer AGR-Ventilbeeinträchtigung das Setzen eines Diagnosecodes umfassen.
  • Wenn die Steuerung bei 316 bestimmt, dass der AGR-Ventilflächenfehler nicht größer als ein Schwellenwert ist, dann fährt die Steuerung mit 318 fort und setzt den AGR-Ventilbetrieb fort, ohne eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils anzuzeigen und/oder eine Ventilreinigungsroutine einzuleiten.
  • Das Verfahren 300 umfasst ein Schätzen einer Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Rußansammlung. In einem Beispiel kann die bestimmte Änderung des AGR-Durchgangsquerschnitts zur Korrektur des unter Verwendung des DPOV-Verfahrens geschätzten AGR-Durchflusses verwendet werden. Ferner kann das Verfahren Anzeigen einer AGR-Ventilbeeinträchtigung und/oder Einleiten einer AGR-Ventilreinigungsroutine, wenn die Rußansammlung einen Schwellenwert erreicht hat, wie basierend auf einem AGR-Ventilflächenfehler, einer Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts und/oder einer Änderungsrate des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts und/oder des AGR-Durchflussfehlers bestimmt, umfassen.
  • 3 umfasst ein Verfahren für einen Motor, das Folgendes umfasst: unter ausgewählten Bedingungen Vergleichen eines basierend auf einer Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors geschätzten ersten Abgasrückführungsstroms (AGR-Stroms) mit einem basierend auf einer Druckdifferenz über ein AGR-Ventil geschätzten zweiten AGR-Strom und Anzeigen einer Rußablagerung am AGR-Ventil basierend auf dem Vergleich. Das Vergleichen des ersten AGR-Stroms mit dem zweiten AGR-Strom umfasst Lernen eines Durchgangsquerschnittsfehlers des AGR-Ventils basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten AGR-Strom und dem zweiten AGR-Strom. Das Anzeigen einer Rußansammlung am AGR-Ventil umfasst Anzeigen einer Beeinträchtigung des AGR-Ventils aufgrund von Ruß basierend darauf, dass der gelernte Durchgangsquerschnittsfehler über einen Schwellenwert ansteigt. Ferner kann das Verfahren während des anschließenden Kraftmaschinenbetriebs, wenn der AGR-Strom basierend auf der Druckdifferenz über das AGR-Ventil geschätzt wird, Einstellen der AGR-Stromschätzung basierend auf dem gelernten Durchgangsquerschnittsfehler, umfassen. Die Druckdifferenz über das AGR-Ventil kann durch einen über das AGR-Ventil gekoppelten DP-Sensor (DP – Differential Pressure Over Valve) gemessen werden. Das Anzeigen einer Rußansammlung am AGR-Ventil umfasst das Setzen eines Diagnosecodes und/oder das Einleiten einer AGR-Ventilreinigungsroutine und/oder Warnen eines Fahrzeugführers, dass das AGR-Ventil beeinträchtigt ist und einer Wartung bedarf. Die ausgewählten Bedingungen können umfassen, dass die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, dass Spülung deaktiviert ist und dass die Luftmasse geringer als ein Schwellenwert ist. Das Anzeigen einer Rußablagerung umfasst das Einleiten einer Reinigungsroutine und/oder das Warnen eines Fahrzeugführers, dass das AGR-Ventil beeinträchtigt ist, und/oder das Setzen eines Diagnosecodes.
  • Das Bestimmen des eingestellten Ventildurchgangsquerschnitts basiert ferner auf einer zweiten Änderung des Durchgangsquerschnitts aufgrund von AGR-Ventilrußansammlung. Das Verfahren kann das Bestimmen der zweiten Änderung des Durchgangsquerschnitts basierend auf einer Differenz des unter einer ersten Bedingung, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, mit einem Einlasssauerstoffsensor und mit einem über das AGR-Ventil gekoppelten Drucksensor geschätzten AGR-Stroms umfassen. Das Bestimmen der zweiten Änderung des Durchgangsquerschnitts basiert ferner auf einem erwarteten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt und einem mit dem Einlasssauerstoffsensor unter der ersten Bedingung geschätzten ersten AGR-Strom, wobei der erwartete AGR-Ventildurchgangsquerschnitt auf einer Ausgabe eines AGR-Ventilstellungssensors und einer AGR-Ventilhubkorrektur basiert, wobei die AGR-Ventilhubkorrektur während einer AGR-Ventilendanschlag- und Wärmekompensationslernroutine gelernt wird. Ferner kann das Verfahren Anzeigen einer Rußansammlung am AGR-Ventil basierend darauf basierend darauf, dass die zweite Durchgangsquerschnittsänderung über den Schwellenwert ansteigt, umfassen.
  • Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird ein Schaubild gezeigt, das darstellt, wie der AGR-Strom unter variierenden Motorbedingungen geschätzt werden kann. Insbesondere zeigt ein Schaubild 400 bei Auftragung 402 von einem AGR-Ventil-DPOV-System und bei der Kurve 404 von einem IAO2-Sensor gemessene Änderungen des AGR-Stroms. Weiterhin zeigt das Schaubild 400 bei der Kurve 406 einen AGR-Ventildurchflussfehler, bei 408 eine geschätzte Rußablagerungsmenge an einem AGR-Ventil, bei der Kurve 410 einen Einlassluftmassendurchfluss, bei A der Kurve 412 einen aufgeladenen Zustand der Kraftmaschine und bei der Kurve 414 einen Spülzustand. Der AGR-Ventildurchflussfehler ist im Wesentlichen die Differenz zwischen den AGR-Durchflussschätzungen von dem DPOV-System und dem IAO2-Sensor, wie bei dem Verfahren in 3 ausführlicher beschrieben wird. Somit ist der AGR-Ventildurchflussfehler der Fehler bei der DPOV-AGR-Durchflussschätzung basierend auf der Differenz zwischen den AGR-Durchflussschätzungen von dem IAO2-Sensor und dem DPOV-System. Die Rußablagerung kann von dem AGR-Durchflussfehler abgeleitet werden, wie durch das Verfahren in 3 beschrieben wird. Insbesondere kann der AGR-Durchflussfehler zur Schätzung eines AGR-Durchgangsquerschnittsfehlers verwendet werden, weil der AGR-Durchflussfehler durch eine Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Rußansammlung verursacht sein kann. Der AGR-Durchgangsquerschnittsfehler kann dann zur Ableitung einer Rußansammlungsmenge verwendet werden. Einlassluftmasse kann durch einen Luftmassensensor gemessen werden. Der Betriebsstatus der Aufladung und Spülung kann durch eine Steuerung (zum Beispiel Steuerung 12) geregelt werden. Somit kann die Steuerung basierend auf der Stellung eines Spülventils im Spülkanal (zum Beispiel in der Kraftstoffdampfspülleitung 195) Spülniveaus bestimmen. Die Steuerung kann durch den Betriebsstatus der Turbinen, Verdichter oder durch zum Turbolader gesendete Befehle Aufladungsniveaus bestimmen.
  • Wie oben unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben, können sowohl ein DPOV-System als auch ein IAO2-Sensor zur Schätzung des AGR-Massendurchflusses in einem turboaufgeladenen Motor verwendet werden. Sowohl das DPOV-System als auch der IAO2-Sensor können aufgrund von Sensorfehlern unter Bedingungen wie zum Beispiel Aufladung, Spülung usw., wie in 2 angeführt, nur unter bestimmten Betriebsbedingungen zur Schätzung der AGR-Massendurchflussschätzungen verwendet werden. Somit können AGR-Durchflussschätzungen von dem DPOV-System und dem IAO2-Sensor in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen verschiedene Genauigkeitsgrade haben. Wenn sich die Einlassluftmasse zum Beispiel über einem Schwellenwert befindet, kann das DPOV-System genauere AGR-Durchflussschätzungen bereitstellen als der IAO2-Sensor. Unter nichtaufgeladenen Motorbetriebsbedingungen, wenn Spülung deaktiviert ist und wenn sich die Einlassluftmasse unter einem Schwellenwert befindet, können die IAO2-Sensormessungen jedoch genauere Schätzungen des AGR-Massendurchflusses als das DPOV-System bereitstellen. Die Steuerung kann basierend auf den KMotorbetriebsbedingungen bestimmen, ob die AGR- Durchflussschätzung von dem DPOV-System oder dem IAO2-Sensor genauer ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung eine Kombination der AGR-Durchflussschätzungen zur Schätzung des AGR-Durchflusses verwenden. Wenn die Steuerung bestimmt, dass Spülung und Aufladung deaktiviert sind, und sich die Einlassluftmasse unter einem Schwellenwert befindet, dann kann die Steuerung somit AGR-Schätzungen durch den IAO2-Sensor verwenden, um die Genauigkeit der Schätzungen des AGR-Durchflusses durch das DPOV-System zu korrigieren und zu erhöhen. Durch Ausnutzen von IAO2-Messungen, wenn die Kraftmaschine unter ausgewählten Betriebsbedingungen (zum Beispiel Nichtaufladungs-, Spülungsdeaktivierungs-, Einlassluftmasse-gering-Bedingungen) betrieben wird, können die Schätzungen des AGR-Massendurchflusses unter allen Fahrzeugbetriebsbedingungen verbessert werden. Dies ist insbesondere deshalb nützlich, weil mit zunehmender Rußansammlung am AGR-Ventil die Schätzungen des AGR-Durchflusses durch das DPOV-System aufgrund der durch den Ruß verursachten Verkleinerung des Ventildurchgangsquerschnitts zunehmend ungenauer werden können. Durch Verwendung des IAO2-Sensors als Bezugspunkt können somit die AGR-Ratenschätzungen durch das DPOV-System korrigiert werden, um dem verkleinerten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt aufgrund von Rußansammlung Rechnung zu tragen. Wenn Rußansammlung einen kritischen Schwellenwert erreicht, dann kann eine Ventilreinigungsroutine eingeleitet werden, oder es kann dem Fahrzeugführer eine Angabe über die Rußablagerung gemeldet werden.
  • Beginnend vor dem Zeitpunkt t1, ist Aufladung eingeschaltet (Kurve 412) (zum Beispiel wird die Kraftmaschine aufgeladen), während Spülung abgeschaltet ist (Kurve 414) und sich die Einlassluftmasse unter einem Schwellenwert T1 befindet (Auftragung 410). Da Aufladung eingeschaltet ist, werden keine AGR-Stromschätzungen durch den IAO2-Sensor (Kurve 404) durchgeführt, wie anhand des Fehlens von Kurve 404 vor dem Zeitpunkt t1 zu sehen ist. Der AGR-Ventildurchflussfehler kann sich auf einem ersten Pegel E1 befinden (Kurve 406). Der erste Pegel E1 kann ein von einem vorherigen Ventilflächenlernereignis geschätzter AGR-Ventildurchflussfehler sein. Die Rußablagerung kann sich auf einem ersten Pegel S1 entsprechend dem AGR-Ventildurchgangsquerschnittsfehlerpegel E1 befinden. Zum Zeitpunkt t1 ist Aufladung abgeschaltet, aber es kommt zu Einlassluftmassenspitzen über den Schwellenwert T1. Somit verwendet die Steuerung weiter das DPOV-System zum Schätzen des AGR-Massendurchflusses ohne Berücksichtigung der Ausgaben vom IAO2-Sensor. Da Messungen von dem IAO2-Sensor nicht durchgeführt werden, kann es zu keinem neuen Lernen der Ventilflächen kommen, und somit kann es keine neuen Schätzungen des AGR-Ventildurchflussfehlers oder von Rußablagerung geben. Somit bleiben der AGR-Ventildurchgangsquerschnittsfehler und die Rußablagerung vor und hinter t1 auf den Pegeln E1 bzw. S1 gleich.
  • Zum Zeitpunkt t2 ist Spülung eingeschaltet, und die Einlassluftmasse fällt unter den Schwellenwert T1 zurück. Die IAO2-Sensormessungen bleiben weiterhin durch die Steuerung ungenutzt, und somit bleiben die Schätzungen des AGR-Ventildurchflussfehlers und der Rußablagerung unverändert. Zum Zeitpunkt t3 steigt die Einlassluftmasse über den Schwellenwert T1, und Aufladung ist eingeschaltet. Spülung bleibt auch eingeschaltet. Die Steuerung vernachlässigt weiterhin IAO2-Sensormessungen, und die Rußablagerungsschätzung bleibt auf dem ersten Pegel S1, und der AGR-Ventildurchgangsquerschnittsfehler bleibt auf E1. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass die drei Kraftmaschinenbetriebsparameter (Einlassluftmasse, Aufladung und Spülung) in jeglicher Kombination auf oder über einem Schwellenwert sein können. Solange entweder Aufladung oder Spülung eingeschaltet ist oder sich die Einlassluftmasse über T1 befindet, bleiben jedoch die IAO2-Sensormessungen durch die Steuerung weiterhin ungenutzt, und die Schätzungen der Rußablagerung und des AGR-Ventildurchflussfehlers bleiben unverändert.
  • Zum Zeitpunkt t4 fällt die Einlassluftmasse unter den Schwellenwert T1 und sowohl Spülung als auch Aufladung sind abgeschaltet. Somit kann die Steuerung zum Zeitpunkt t4 den AGR-Strom unter Verwendung der Ausgabe des IAO2-Sensors (bei Kurve 404) schätzen. Zu diesem Zeitpunkt werden AGR-Massendurchflussschätzungen sowohl vom IAO2-Sensor als auch vom DPOV-System erhalten. Die Steuerung kann die beiden AGR-Stromschätzungen vergleichen und einen AGR-Ventildurchflussfehler schätzen, wie bei dem Verfahren in 3 beschrieben wird. Da der IAO2-Sensor vor dem Zeitpunkt t4 möglicherweise nicht zur Schätzung von AGR-Strom verwendet worden ist, kann sich am AGR-Ventil eine Rußmenge angesammelt haben, wie an der Spitze in Kurve 408 vom ersten Pegel S1 zu einem höheren, zweiten Pegel S2 zu sehen ist. Die Rußablagerung kann Ungenauigkeiten bei den AGR-Durchflussschätzungen, insbesondere bei der Schätzung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts, durch das DPOV-System verursachen. Demgemäß nimmt bei Kurve 406 der AGR-Ventildurchflussfehler zum Zeitpunkt t4 von einem ersten Fehler E1 zu einem höheren, zweiten Fehler E2 zu.
  • Von dem Zeitpunkt t4 bis zu dem Zeitpunkt t5 bleiben Aufladung und Spülung abgeschaltet, und die Einlassluftmasse bleibt unter T1. AGR-Massendurchflussschätzungen, die auf der IAO2-Sensorausgabe basieren, werden während dieser Zeit weiter durchgeführt, sie können aber von den DPOV-AGR-Massendurchflussschätzungen abweichen. Dies kann darauf zurückzuführen sein, dass Rußansammlung am AGR-Ventil vom Zeitpunkt t4 zum Zeitpunkt t5 zunimmt. Mit zunehmender Rußansammlung am AGR-Ventil kann somit die Differenz zwischen den Schätzungen des AGR-Massendurchflusses zwischen dem DPOV-System und dem IAO2-Sensor zunehmen. Wie bei den Kurven 406 und 408 von dem Zeitpunkt t4 zum Zeitpunkt t5 zu sehen ist, nimmt die Rußansammlung genauso wie der AGR-Ventildurchflussfehler stetig zu. Dann korrigiert die Steuerung zum Zeitpunkt t5 die AGR-Ventilflächenschätzung, wie bei dem Verfahren in 3 beschrieben wird. Aufgrund der Korrektur wird der durch das DPOV-System geschätzte AGR-Massendurchfluss genauer und nähert sich stärker dem der vom IAO2-Sensor erhaltenen Schätzung. Somit verringert sich zum Zeitpunkt t5 der AGR-Ventildurchflussfehler von einem höheren Pegel E4 zu einem niedrigeren Pegel ähnlich dem von E1. Unterdessen nimmt die Rußablagerung weiter zu. Obgleich die Rußablagerung weiter zunimmt, verwendet die Steuerung zum Zeitpunkt t5 die IAO2-Sensormessungen als Bezugspunkt zur Korrektur der Schätzungen des AGR-Ventildurchflusses unter Verwendung des DPOV-Systems. Insbesondere kann die Steuerung die Differenz zwischen den Schätzungen des AGR-Durchflusses durch den IAO2-Sensor und das DPOV-System verwenden, um einen Fehler der AGR-Ventildurchgangsquerschnittsschätzungen abzuleiten. Da der AGR-Ventildurchgangsquerschnitt zur Schätzung des DPOV-System-AGR-Durchflusses verwendet wird, können Fehler des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Rußansammlung Fehler bei den DPOV-System-AGR-Durchflussschätzungen verursachen. Somit können Unterschiede zwischen Schätzungen des AGR-Durchflusses durch den IAO2-Sensor und das DPOV-System Fehlern der AGR-Ventildurchgangsquerschnittsschätzungen infolge von Rußansammlung am AGR-Ventil zugeschrieben werden. Demgemäß kann der AGR-Ventildurchflussfehler zum Ableiten eines AGR-Ventildurchgangsquerschnittsfehlers verwendet werden. Indem Änderungen des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Rußansammlung am AGR-Ventil Rechnung getragen wird, kann die Genauigkeit der DPOV-AGR-Durchflussschätzungen erhöht werden.
  • Sich zeitlich zum Zeitpunkt t6 vorwärtsbewegend, nimmt die Einlassluftmasse über dem Schwellenwert T1 zu. Wie bei Kurve 404 zu sehen, verwendet die Steuerung zum Zeitpunkt t6 nicht länger Ausgaben vom IAO2-Sensor für AGR-Durchflussschätzungen. Das DPOV-System nimmt weiterhin Messungen vor (Kurve 402), und die Steuerung verwendet den anhand des AGR-Durchflussfehlers geschätzten korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt zum Zeitpunkt t5 zur Schätzung des AGR-Massendurchflusses. Somit bleibt der AGR-Ventildurchflussfehler hinter dem Zeitpunkt t6 konstant, da keine neuen IAO2-Sensormessungen zum Vergleich mit den DPOV-Systemschätzungen verwendet werden. Ebenso kann sich Ruß hinter dem Zeitpunkt t6 weiter am AGR-Ventil ansammeln, aber ohne genaue IAO2-Messungen ist die Steuerung möglicherweise nicht in der Lage, Rußpegel zu messen und/oder zu schätzen. Somit bleiben durch die Steuerung geschätzte Rußpegel, wie bei Kurve 408 zu sehen, hinter dem Zeitpunkt t6 konstant.
  • Zum Zeitpunkt t7 verringert sich die Einlassluftmasse unter den Schwellenwert T1, während Aufladung und Spülung ausgeschaltet bleiben. Somit kann die Steuerung AGR-Strom basierend auf Ausgaben des IAO2-Sensors zum Zeitpunkt t7 schätzen. Die AGR-Massendurchflussschätzungen vom IAO2-Sensor können geringer als die Schätzungen vom DPOV-System sein. Demgemäß erhöht sich der AGR-Ventildurchflussfehler aufgrund der Verschiedenheit der beiden Schätzungen des AGR-Massendurchflusses von einem ähnlichen Pegel wie E1 zu einem höheren Pegel E3. Durch die Steuerung geschätzte Rußansammlung erhöht sich aufgrund der Differenz zwischen den AGR-Stromschätzungen durch den IAO2-Sensor und den DPOV-Sensor von einem niedrigeren Pegel S3 zu einem höheren Pegel S4. Vom Zeitpunkt t7 zum Zeitpunkt t8 weichen die AGR-Massendurchflussschätzungen vom DPOV-System und IAO2-Sensor aufgrund von erhöhter Rußansammlung am AGR-Ventil und somit einem höheren Fehlers bei der AGR-Ventilflächenschätzung vom DPOV-System voneinander ab. Der AGR-Ventildurchflussfehler erhöht sich stetig, bis die Steuerung zum Zeitpunkt t8 die AGR-Ventildurchgangsquerschnittsschätzung korrigiert, wie bei dem Verfahren in 3 beschrieben, genauso wie sie es zum Zeitpunkt t5 tat. Bei korrigierter AGR-Ventilfläche entspricht die AGR-Massendurchflussschätzung durch das DPOV-System stärker der IAO2-Sensorschätzung. Der AGR-Ventildurchflussfehler nimmt auf einen niedrigeren Pegel ähnlich dem von E1 ab. Unterdessen steigt Rußansammlung weiter an. Somit leitet die Steuerung zum Zeitpunkt t5 und zum Zeitpunkt t8 Ventilflächenlernen ein und korrigiert die AGR-Ventilflächenschätzung von dem DPOV-System, so dass die AGR-Massendurchflussschätzung vom DPOV-System der Schätzung von dem IAO2-Sensor näher entspricht.
  • Weiter beim Zeitpunkt t9 erreicht die Rußansammlung einen Schwellenwert T2. Wie bei dem Verfahren in 3 beschrieben, kann die Steuerung einem Fahrzeugführer zum Zeitpunkt t9 anzeigen, dass das AGR-Ventil beeinträchtigt ist, oder sie kann als Reaktion darauf, dass die Rußansammlung den Schwellenwert T2 erreicht, eine Ventilreinigungsroutine einleiten. Wenn die Steuerung einem Fahrzeugführer eine Beeinträchtigung des AGR-Ventils anzeigt, kann Rußansammlung hinter dem Zeitpunkt t9 weiter zunehmen. Wenn die Steuerung jedoch eine Ventilreinigungsroutine einleitet, dann kann Ruß von dem AGR-Ventil entfernt werden, und Rußpegel können auf einen niedrigeren Pegel S5, ähnlich dem von S1, abfallen. Hinter dem Zeitpunkt t9 bleibt die Einlassluftmasse unter dem Schwellenwert T1, und Aufladung und Spülung bleiben ausgeschaltet. Somit werden IAO2-Sensormessungen weiter zur Schätzung des AGR-Massendurchflusses verwendet, und Ruß sammelt sich am AGR-Ventil an. Demgemäß nimmt der AGR-Ventildurchflussfehler zu, und die AGR-Massendurchflussschätzungen vom DPOV-System und IAO2-Sensor können sich voneinander unterscheiden.
  • Schaubild 400 zeigt, wie die Steuerung AGR-Massendurchflüsse in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen schätzen kann. Bei einer Ausführungsform kann die Steuerung AGR-Massenstrom allein unter Verwendung des DPOV-Systems schätzen, wenn die Einlassluftmasse über einem Schwellenwert liegt und/oder Aufladung eingeschaltet ist und/oder Spülung aktiviert ist. Unter Bedingungen, unter denen die Einlassluftmasse unter einem Schwellenwert liegt, Aufladung ausgeschaltet ist und Spülung deaktiviert ist, kann die Steuerung aufgrund der erhöhten Genauigkeit des IAO2-Sensors unter diesen Bedingungen den IAO2-Sensor zur Schätzung des AGR-Massendurchflusses verwenden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Steuerung AGR-Strom unter Verwendung sowohl des IAO2-Sensors als auch des AGR-Ventil-DPOV-Systems schätzen; die Steuerung kann dann jedoch basierend auf einer relativen Genauigkeit jeder Messung entscheiden, welche Schätzung sie verwenden will, wobei die relative Genauigkeit auf Motorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Aufladungshöhe, Reinigungsniveau und/oder Luftmasse, basiert. Die Steuerung kann die Schätzungen des AGR-Massenstroms durch das DPOV-System mit jenen durch den IAO2-Sensor vergleichen, um ein Fehlerausmaß bei den AGR-Stromschätzungen durch das DPOV-System zu beurteilen. Die Steuerung kann dann basierend auf den IAO2-Sensorschätzungen die AGR-Durchflussschätzungen durch das DPOV-System korrigieren. Der Fehler bei den AGR-Massenstromschätzungen durch das DPOV-System kann während Kraftmaschinenverwendung zunehmen, da sich Ruß am AGR-Ventil ansammeln kann. Rußansammlung kann die Schätzungen des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts und somit auch die AGR-Stromschätzungen beeinflussen. Durch Verwendung der IAO2-Sensormessungen als Vergleichsbezugspunkt können die AGR-Massendurchflussschätzungen durch das DPOV-System korrigiert werden, indem der verkleinerte AGR-Ventildurchgangsquerschnitt infolge von Rußansammlung berücksichtigt wird. Wenn Rußansammlung einen Schwellenrußpegel erreicht, kann die Steuerung ferner melden, dass das AGR-Ventil beeinträchtigt worden ist und/oder sie kann eine Ventilreinigungsroutine einleiten, um Ruß vom AGR-Ventil zu entfernen.
  • Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird ein Verfahren 500 zum Lernen von Änderungen des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Änderungen einer Temperaturdifferenz zwischen einem AGR-Ventilschaft und -körper bereitgestellt. Mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen dem Körper und dem Schaft des AGR-Ventils kann sich der Strömungsquerschnitt des AGR-Ventils aufgrund von Wärmeausdehnung oder -kontraktion ändern, wodurch der Fehler bei dem AGR-Ventildurchgangsquerschnitt und somit bei der sich ergebenden AGR-Stromschätzung unter Verwendung des DPOV-Verfahrens erhöht wird. Genauere Schätzungen des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts können die Genauigkeit von Schätzungen des AGR-Durchflusses unter Verwendung des DPOV-Systems erhöhen. Somit kann das Verfahren 500 ein Mittel zur genaueren Schätzung des AGR-Durchflusses unter Verwendung des DPOV-Systems bereitstellen. Wie zuvor bei den 2 und 3 beschrieben, kann das DPOV-System einen AGR-Durchfluss basierend auf einer Druckdifferenz über das AGR-Ventil (zum Beispiel AGR-Ventil 121) und einen Durchgangsquerschnitt durch das AGR-Ventil schätzen. Der AGR-Ventildurchgangsquerschnitt kann basierend auf der Stellung des AGR-Ventils (wie durch einen Hubsensor bestimmt) und einem bekannten Strömungsquerschnitt des Ventils geschätzt werden. Das Verfahren 500 stellt einen Korrekturfaktor zur Schätzung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts bereit, der auf Wärmeausdehnung des AGR-Ventils basiert. Anweisungen zur Durchführung des Verfahrens 500 können in einem Speicher einer Motorsteuerung, wie zum Beispiel der in 1 gezeigten Steuerung 12, gespeichert werden. Ferner kann das Verfahren 500 durch die Steuerung ausgeführt werden.
  • Das Verfahren 500 beginnt bei 502, wo die Steuerung Motorbetriebsparameter schätzt und/oder misst. Motorbetriebsparameter können basierend auf Rückkopplung von mehreren Sensoren geschätzt werden und können: Motortemperatur, Motordrehzahl und -last, Einlassluftmasse, Krümmerdruck usw. umfassen.
  • Dann fährt die Steuerung mit 504 fort und bestimmt, ob es Zeit für AGR-Ventilwärmekompensationslernen ist. Ventilwärmekompensationslernen kann Schätzen einer Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf einer Änderung der Differenz zwischen der Temperatur eines Schafts und eines Körpers des AGR-Ventils umfassen, wie weiter unten beschrieben wird. Die Steuerung kann den Zeitpunkt des Wärmekompensationslernens basierend darauf bestimmen, wieviel Zeit seit dem letzten Wärmekompensationslernereignis vergangen ist. Somit kann die Steuerung ein Ventilwärmekompensationslernen einleiten, wenn eine voreingestellte Zeitdauer seit dem letzten Wärmekompensationslernereignis vergangen ist. Die voreingestellte Zeitdauer kann eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen, eine Kraftmaschinenverwendungsdauer oder eine Zeitspanne sein. Wenn die voreingestellte Zeitdauer seit dem letzten Wärmekompensationslernereignis nicht vergangen ist, dann kann die Steuerung somit bestimmen, dass keine Wärmekompensation erforderlich ist, und kann zu 506 übergehen. Bei 506 kann die Steuerung eine zuvor bestimmte AGR-Ventilflächenkorrektur von einem vorherigen Wärmekompensationslernereignis für DPOV-AGR-Schätzungen verwenden. Diese zuvor bestimmte AGR-Ventilflächenkorrektur kann dann bei den Verfahren der 2–3 zur genaueren Schätzung von AGR-Strom unter Verwendung des DPOV-Verfahrens verwendet werden.
  • Wenn die voreingestellte Zeitdauer seit dem letzten Wärmekompensationslernereignis vergangen ist, dann kann die Steuerung bestimmen, dass es Zeit für ein Wärmekompensationslernen ist, und zu 508 übergehen. Bei 508 schätzt die Steuerung die Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils basierend auf der AGR-Temperatur. Insbesondere kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils im Speicher der Steuerung als Funktion der AGR-Temperatur gespeichert werden. Die Beziehung zwischen der Differenz der Temperatur des AGR-Ventilschafts und -körpers und der AGR-Temperatur kann auf Werktests basieren. Die AGR-Temperatur kann durch einen Temperatursensor (zum Beispiel AGR-Temperatursensor 135) entweder stromaufwärts oder stromabwärts des AGR-Ventils geschätzt werden. Die durch den Temperatursensor registrierte Temperatur kann in Abhängigkeit von der Position des Temperatursensors bezüglich des AGR-Ventils angepasst werden. Abgas kann sich bei seinem Strömen durch einen Auslasskanal (zum Beispiel den AGR-Kanal 197) abkühlen, und somit kann die durch einen Sensor stromabwärts des AGR-Ventils registrierte Temperatur niedriger als die tatsächliche Temperatur des Abgases bei seinem Durchströmen des AGR-Ventils sein. Umgekehrt kann ein stromaufwärtiger Temperatursensor eine Abgastemperatur registrieren, die höher ist als die Temperatur am AGR-Ventil. Das Ausmaß der Temperaturänderung des Abgases von der Position des AGR-Ventils zum Temperatursensor kann durch Werktests vorbestimmt sein und auf AGR-Strom basieren. Somit kann die durch den Temperatursensor registrierte Temperatur des Abgases modifiziert werden, um die Temperatur des Abgases am AGR-Ventil darzustellen. Bei Schätzungen der AGR-Temperatur kann die Steuerung die Temperaturdifferenz zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper unter Verwendung einer bekannten Beziehung zwischen der AGR-Temperatur und der AGR-Ventilschaft- und -körpertemperaturdifferenz schätzen. Die sich ergebende Temperaturdifferenz kann dann basierend auf AGR-Strom modifiziert werden. Auf diese Weise kann die Temperaturdifferenz zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper auf AGR-Temperatur und AGR-Strom basieren.
  • Anschließend kann die Steuerung bei 510 die Temperaturdifferenz zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper in einer AGR-Ventilschließstellung (ΔTESL), die im Wesentlichen der gleichen AGR-Temperatur entspricht, die zur Bestimmung der ΔTvlv bei 508 verwendet wird, bestimmen. Insbesondere wird bei 508 die Differenz zwischen der Schaft- und Körpertemperatur des AGR-Ventils bei einer aktuellen AGR-Temperatur bestimmt. Wann immer sich das AGR-Ventil schließt (zum Beispiel vollständig schließt, so dass keine AGR durch den AGR-Kanal strömt), kann die Steuerung die Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils als eine Funktion der AGR-Temperatur speichern, wie weiter unten unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wird. Deshalb kann die Steuerung eine Körper- und Schafttemperaturdifferenz, die der gleichen AGR-Temperatur, bei der ΔTvlv bei 508 geschätzt wurde, entspricht, abrufen (zum Beispiel nachschlagen).
  • Das Verfahren 500 kann dann zu 512 übergehen, und die Steuerung kann die Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf der Differenz zwischen ΔTvlv und ΔTESL und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestimmen. Insbesondere kann die Steuerung die Differenz zwischen ΔTvlv und ΔTESL mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten multiplizieren, um eine Schätzung der Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts zu erhalten. In einem Beispiel kann der Wärmeausdehnungskoeffizient basierend auf der Art des Materials, aus dem das AGR-Ventil besteht, vorbestimmt werden.
  • Nach der Bestimmung der Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts kann die Steuerung mit 514 fortfahren und einen korrigierten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt zur Verwendung bei anschließenden DPOV-AGR-Stromschätzungen bestimmen. Somit kann der korrigierte AGR-Ventildurchgangsquerschnitt basierend auf der Änderung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts bestimmt werden. Wie zuvor in 2 beschrieben wurde, kann der AGR-Ventildurchgangsquerschnitt anhand der Stellung des AGR-Ventils (wie durch einen Hubsensor des AGR-Ventils bestimmt) und eines bekannten Strömungsquerschnitts des AGR-Ventils bestimmt werden. Aufgrund der Wärmeausdehnung des AGR-Ventils kann sich der AGR-Ventildurchgangsquerschnitt jedoch von dem durch Verwendung der Stellung und der bekannten Fläche des AGR-Ventils bestimmten Durchgangsquerschnitt unterscheiden. Somit kann durch Verwendung der Änderung des Ventildurchgangsquerschnitts aufgrund von Wärmeausdehnung des AGR-Ventils die Genauigkeit der Schätzung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts erhöht werden und kann dem Ist-Durchgangsquerschnitt durch das AGR-Ventil und somit dem effektivem AGR-Durchfluss durch das Ventil näher entsprechen. Deshalb kann die Steuerung bei der Bestimmung des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts sowohl die Auswirkungen der Wärmeausdehnung des Ventils als auch das Ausmaß der Rußansammlung am Ventil berücksichtigen. Somit kann die Steuerung einen ersten AGR-Ventilflächenkorrekturfaktor basierend auf der Wärmeausdehnung des AGR-Ventils schätzen. Des Weiteren kann die Steuerung einen zweiten AGR-Ventilflächenkorrekturfaktor basierend auf Rußablagerung am AGR-Ventil bestimmen. Durch Einbezug der beiden AGR-Ventilflächenkorrekturfaktoren kann die Steuerung einen Gesamt-AGR-Ventildurchgangsquerschnittskorrekturfaktor bestimmen. Somit kann die Genauigkeit der AGR-Ventilflächenschätzungen erhöht werden und kann anschließend zu Bereitstellung genauerer DPOV-AGR-Stromschätzungen verwendet werden, wie zuvor in 2 beschrieben wurde. Insbesondere können die AGR-Ventilflächenschätzung und das Druckdifferenzial über das AGR-Ventil, wie durch den DP-Sensor gemessen, zur Ableitung einer AGR-Rate verwendet werden.
  • Auf diese Weise kann ein Verfahren für einen Motor ein Einstellen eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) basierend auf einer Schätzung von AGR-Strom umfassen, wobei der AGR-Strom basierend auf einer Druckdifferenz über das AGR-Ventil und einem eingestellten Ventildurchgangsquerschnitt basiert, wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt auf einer ersten Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils basiert. Die Druckdifferenz über das AGR-Ventil kann mit einem Drucksensor über das AGR-Ventil geschätzt werden, wobei der Drucksensor ein Differential-Pressure-Over-Valve-Sensor (DP-Sensor) ist und wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt ferner auf einem bekannten Querschnitt des AGR-Ventils und einer AGR-Ventilstellung basiert, wobei die AGR-Ventilstellung mit einem AGR-Ventilstellungssensor (wie zum Beispiel einem Hubsensor) gemessen wird. Der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt wird anhand eines bekannten Strömungsquerschnitts des AGR-Ventils und einer Ausgabe eines AGR-Ventilstellungssensors eingestellt. Das Verfahren kann ferner ein Bestimmen des eingestellten Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf einer auf der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des AGR-Ventils basierenden ersten Änderung des Durchgangsquerschnitts umfassen. Ferner kann das Verfahren Folgendes umfassen: bei jedem Schließereignis des AGR-Ventils Bestimmen einer zweiten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils in einer AGR-Ventilschließstellung und Speichern der bestimmten zweiten Temperaturdifferenz in der AGR-Ventilschließstellung in einem Speicher einer Steuerung. Die erste Änderung des Durchgangsquerschnitts basiert ferner auf einer Differenz zwischen der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils und der zweiten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils in der AGR-Ventilschließstellung. Ferner kann das Verfahren Schätzen der ersten Temperaturdifferenz basierend auf einer Temperatur und einem Durchfluss von durch das AGR-Ventil strömendem AGR-Gas umfassen.
  • In einem anderen Beispiel kann ein Verfahren für eine Kraftmaschine ferner ein Bestimmen einer AGR-Ventilhubkorrektur basierend auf einer Änderung einer Temperaturdifferenz eines Schafts und eines Körpers des AGR-Ventils zwischen geöffnetem und geschlossenem Ventil umfassen, wobei die Temperaturdifferenz des Schafts und des Körpers des AGR-Ventils auf einer nahe dem AGR-Ventil und AGR-Strom gemessenen AGR-Temperatur basiert.
  • In einem anderen Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor: Schätzen eines Abgasrückführungsstroms (AGR-Stroms) basierend auf einer Druckdifferenz über ein AGR-Ventil und einem Gesamtventildurchgangsquerschnitt, Lernen eines ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors basierend auf einer ersten Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils und Einstellen des Gesamtventildurchgangsquerschnitts basierend auf dem ersten gelernten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktor. Das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors umfasst Speichern des gelernten ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors in einem Speicher einer Steuerung und Wiederholen des Lernens des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors nach einer Dauer, wobei die Dauer eine Dauer des Kraftmaschinenbetriebs und/oder eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen umfasst. Das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors umfasst Schätzen der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils basierend auf AGR-Strom und einer Temperatur des durch das AGR-Ventil strömenden Abgases. Das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors umfasst Schätzen der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils basierend auf AGR-Strom und einer Temperatur des durch das AGR-Ventil strömenden Abgases. Das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors umfasst Multiplizieren der Differenz zwischen der ersten Temperaturdifferenz und der zweiten Temperaturdifferenz mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des AGR-Ventils, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Ventilhubs pro Grad Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils ist. Das Verfahren für einen Motor umfasst ferner ein Lernen eines zweiten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors basierend auf einer Differenz zwischen einem basierend auf einer Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors geschätzten ersten AGR-Strom und einem basierend auf der Druckdifferenz über das AGR-Ventil während Kraftmaschinenbetriebs mit deaktivierter Spülung, deaktivierter Aufladung und Massendurchflusses unter einem Schwellenwert geschätzten zweiten AGR-Strom und umfasst ferner Einstellen des Gesamtventildurchgangsquerschnitts basierend auf dem ersten gelernten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktor und dem zweiten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktor. Das Schätzen des AGR-Stroms umfasst Schätzen des AGR-Stroms basierend auf der Druckdifferenz über das AGR-Ventil und dem Gesamtventildurchgangsquerschnitt unter einer ersten Bedingung, unter der Kraftmaschinenspülung und/oder -aufladung eingeschaltet ist/sind und Einlassluftmasse über einem Schwellenwert liegt. Ferner umfasst das Verfahren ein Schätzen des AGR-Stroms basierend auf einer Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors und nicht der Druckdifferenz über das AGR-Ventil unter einer zweiten Bedingung, unter der Kraftmaschinenspülung und -aufladung ausgeschaltet sind und die Einlassluftmasse unter dem Schwellenwert liegt.
  • In einem anderen Beispiel umfasst ein System für einen Motor: einen Turbolader mit einem Einlassverdichter und einer Abgasturbine, einen zwischen einem Auslasskanal stromabwärts der Abgasturbine und dem Einlasskanal stromaufwärts des Einlassverdichters gekoppelten Niederdruckabgasrückführungskanal (Niederdruck-AGR-Kanal), wobei der Niederdruck-AGR-Kanal ein AGR-Ventil und einen DP-Sensor zum Schätzen von AGR-Strom enthält, einen in einem Einlass des Motors stromabwärts des Niederdruck-AGR-Kanals angeordneten Einlasssauerstoffsensor und eine Steuerung mit rechnerlesbaren Anweisungen zur Einstellung des AGR-Ventils basierend auf dem basierend auf einer Ausgabe des DP-Sensors und einem eingestellten Ventildurchgangsquerschnitt geschätzten AGR-Strom, wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt auf einer ersten Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils und einer zweiten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils an einer Schließstellung des AGR-Ventils basiert. Ferner ist der Einlasssauerstoffsensor in einem Einlasskrümmer der Kraftmaschine positioniert, wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt ferner auf einer Differenz zwischen einem auf einer Ausgabe des DP-Sensors geschätzten ersten AGR-Strom und einem basierend auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors bei Motorbetrieb mit deaktivierter Aufladung und Spülung, und bei dem die Luftmasse unter einem Schwellenwert liegt, geschätzten zweiten AGR-Strom basiert. Ferner kann das Motorsystem einen nahe dem AGR-Ventil im Niederdruck-AGR-Kanal positionierten Temperatursensor umfassen, wobei die erste und die zweite Temperaturdifferenz auf einer Ausgabe des Temperatursensors und dem AGR-Strom basieren.
  • Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird ein Verfahren 600 zum Schätzen der Temperaturdifferenz zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper in einer Ventilschließstellung gezeigt (hierin zum Beispiel als Endanschlaglernen bezeichnet). Das Verfahren 600 stellt ein Mittel zur Schätzung einer Temperaturdifferenz zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper bei geschlossenem AGR-Ventil (ΔTESL) bereit. Wie zuvor bei dem Verfahren von 5 beschrieben, kann somit (ΔTESL) zur Verbesserung der Genauigkeit der geschätzten Änderung des AGR-Ventil-durchgangsquerschnitts aufgrund von Wärmeausdehnung des AGR-Ventils verwendet werden.
  • Das Verfahren 600 beginnt bei 602, und die Steuerung schätzt und/oder misst Motorbetriebsbedingungen. Motorbetriebsparameter können basierend auf Rückkopplung von mehreren Sensoren geschätzt werden und können Motortemperatur, Motordrehzahl und -last, Einlassluftmasse, Krümmerdruck, AGR-Ventilstellung usw. umfassen.
  • Basierend auf den Motornbetriebsbedingungen kann die Steuerung dann bei 604 feststellen, ob das AGR-Ventil schließt. Insbesondere kann die Steuerung basierend auf der durch einen Stellungssensor (zum Beispiel den AGR-Ventilhubsensor 131) gegebenen Stellung des AGR-Ventils bestimmen, ob das AGR-Ventil schließt. Bei einer Ausführungsform kann die Steuerung das AGR-Ventil fortwährend überwachen, so dass sie bei jedem Ventilschließereignis zu 608 übergehen kann. Wenn die Steuerung bestimmt, dass sich das Ventil nicht schließt, dann kann die Steuerung zu 606 übergehen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung nicht bei jedem Ventilschließereignis zu 608 übergehen, stattdessen kann die Steuerung nur dann zu 608 übergehen, wenn sich das AGR-Ventil schließt und eine Dauer vergangen ist. Ansonsten kann die Steuerung zu 606 übergehen. Die Dauer kann eine Anzahl von Ventilschließereignissen, ein Zeitintervall, eine Anzahl von Motorzyklen usw. sein. Selbst wenn die Steuerung detektiert, dass sich das Ventil schließt, kann die Steuerung stattdessen somit zu 606 übergehen, wenn die Dauer nicht vergangen ist. Bei 606 kann die AGR-Ventilstellung basierend auf einem durch Kraftmaschinenbetriebsparameter (zum Beispiel Motortemperatur, Abgastemperatur, Einlassluftmasse usw.) bestimmten Soll-AGR-Durchfluss moduliert werden.
  • Wenn sich das AGR-Ventil bei 604 jedoch schließt und die Dauer vergangen ist, dann kann die Steuerung die Temperaturdifferenz zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper basierend auf der durch einen Temperatursensor (zum Beispiel den AGR-Temperatursensor 135) gegebenen AGR-Temperatur bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung die Temperaturdifferenz zwischen dem AGR-Ventilschaft und -körper als Funktion der AGR-Temperatur und/oder des AGR-Stroms nachschlagen und die Temperaturdifferenz dann als ΔTESL speichern. Wenn sich das AGR-Ventil schließt, wird die berechnete Deltatemperatur als der zu speichernde Wert ΔTESL bestimmt. Nach der Bestimmung von ΔTESL bei 608 kann die Steuerung zu 610 übergehen und die bei 608 bestimmten ΔTESL- und AGR-Temperaturwerte im Speicher der Steuerung (zum Beispiel in einer Nachschlagetabelle) speichern. Somit kann auf in der Steuerung gespeicherte ΔTESL-Werte zugegriffen werden, um diese mit ΔTVLV-Werken zu vergleichen, um eine Wärmeausdehnungskorrektur für Schätzungen des AGR-Ventildurchgangsquerschnitts zu bestimmen, wie bei dem Verfahren von 5 beschrieben.
  • Auf diese Weise kann ein Verfahren Schätzen eines AGR-Durchflusses basierend auf Ausgaben von einem DPOV-System und einem Einlasssauerstoffsensor umfassen. Sowohl das einen Deltadrucksensor (DP-Sensor) und einen AGR-Ventilstellungssensor umfassende DPOV-System als auch ein Einlasssauerstoffsensor können zur Ausgabe von getrennten Schätzungen des AGR-Massendurchflusses verwendet werden. Unter Motorbetriebsbedingungen, unter denen Spülung deaktiviert ist, Aufladung ausgeschaltet ist und die Einlassluftmasse unter einem Schwellenwert liegt, kann der Einlasssauerstoffsensor zur Abgabe einer Schätzung eines AGR-Luftmassendurchflusses verwendet werden. Die anhand der Einlasssauerstoffsensorausgabe bestimmte Schätzung des AGR-Luftmassendurchflusses kann dann mit einer AGR-Stromschätzung basierend auf Ausgaben des DPOV-Systems verglichen werden, um eine Rußablagerungsmenge am AGR-Ventil zu bestimmen und dadurch eine Schätzung des AGR-Luftmassendurchflusses mit erhöhter Genauigkeit bereitzustellen. Das DPOV-System kann den AGR-Massendurchfluss basierend auf dem durch den DP-Sensor gemessenen Druckdifferenzial über das Ventil und der Fläche der AGR-Ventilöffnung (für AGR-Strom) schätzen. Die Fläche der AGR-Ventilöffnung kann basierend auf der durch einen Stellungssensor (zum Beispiel den AGR-Ventilhubsensor) gegebenen Stellung des Ventils, einem bekannten Strömungsquerschnitt des Ventils und einem Wärmeausdehnungskorrekturfaktor, der der Ausdehnung des Ventils unter einer aktuellen AGR-Temperatur Rechnung trägt, geschätzt werden. Der Strömungsquerschnitt (zum Beispiel die Öffnung für den AGR-Strom) des Ventils kann sich in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des Ventils ändern. Somit kann die Fläche der AGR-Ventilöffnung basierend auf einer Änderung zwischen der Temperaturdifferenz des Schafts und des Körpers des AGR-Ventils bei geschlossenem und geöffnetem AGR-Ventil und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten modifiziert werden.
  • Auf diese Weise besteht die technische Auswirkung der Bestimmung eines korrigierten AGR-Durchgangsquerschnitts basierend auf Rußansammlung am AGR-Ventil (wie durch Vergleichen von AGR-Stromschätzungen von dem Einlasssauerstoffsensor und dem DPOV-System bestimmt) und Wärmeausdehnung oder -kontraktion des AGR-Ventils (wie durch die Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils bestimmt) darin, eine genauere AGR-Stromschätzung zu bestimmen, um die Genauigkeit von AGR-Steuerung und zusätzlicher Motorsteuerung zu erhöhen. Darüber hinaus kann ein Ausmaß von Rußablagerung an einem AGR-Ventil geschätzt und zum Einleiten einer Ventilreinigungsroutine oder Auslösen eines Signals zu einem Fahrzeugführer verwendet werden, wenn die Rußhöhe einen Schwellenwert erreicht. Durch Verwendung des AGR-Durchflusses basierend auf dem Sauerstoffsensor als Bezugspunkt können die Schätzungen des AGR-Durchflusses durch das DPOV-System eine erhöhte Genauigkeit aufweisen, indem dem durch Rußablagerung am AGR-Ventil verursachten verkleinerten Durchgangsquerschnitt Rechnung getragen wird. Eine weitere technische Auswirkung wird durch Einstellung des AGR-Durchflusses basierend auf einer Temperaturdifferenz des Schafts und des Körpers des AGR-Ventils bei geöffnetem und geschlossenem Ventil erzielt. Die Öffnung des Ventils kann sich in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des Ventils ändern. Somit kann die Fläche der AGR-Ventilöffnung basierend auf einer Änderung zwischen der Temperaturdifferenz des Schafts und des Körpers des AGR-Ventils bei geschlossenem und geöffnetem AGR-Ventil und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten modifiziert werden. Anschließend kann der Durchfluss der AGR dazu eingestellt werden, einem Soll-AGR-Durchfluss näher zu entsprechen, so dass der Wirkungsgrad des Motors erhöht werden kann.
  • Bei einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine unter ausgewählten Bedingungen Vergleichen eines basierend auf einer Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors geschätzten ersten Abgasrückführungsstroms (AGR-Stroms) mit einem basierend auf einer Druckdifferenz über ein AGR-Ventil geschätzten zweiten AGR-Strom; und Anzeigen von Rußablagerung am AGR-Ventil basierend auf dem Vergleich.
  • Bei noch einer weiteren Darstellung umfasst ein Verfahren für einen Motor unter ausgewählten Bedingungen Lernen eines Durchgangsquerschnittsfehlers eines AGR-Ventils basierend auf einer Differenz zwischen AGR-Stromschätzungen über einen Einlasssauerstoffsensor und über einen über das AGR-Ventil gekoppelten DPOV-Sensor (DP-Sensor); und Anzeigen einer Beeinträchtigung des AGR-Ventils aufgrund von Ruß basierend auf dem gelernten Durchgangsquerschnitt. Ferner umfasst das Verfahren bei nachfolgendem Motorbetrieb, wenn AGR mit einem DP-Sensor geschätzt wird, Einstellen der DPOV-AGR-Schätzung basierend auf dem gelernten Durchgangsquerschnittsfehler.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerungsverfahren und Routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem durchgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Motor-Hardware enthält. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird für eine leichte Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen einen in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführung der Anweisungen in einem System durchgeführt werden, das die verschiedenen Motor-Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung enthält.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne auszulegen sind, weil zahlreiche Varianten möglich sind. Die oben genannte Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart werden, ein.
  • Die folgenden Ansprüche zeigen insbesondere gewisse Kombinationen und Unterkombinationen auf, die als neu und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss 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 ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6742379 [0002]

Claims (20)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend: Einstellen eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) basierend auf einer Schätzung des AGR-Stroms, wobei der AGR-Strom basierend auf einer Druckdifferenz über das AGR-Ventil und einem eingestellten Ventildurchgangsquerschnitt geschätzt wird, wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt auf einer ersten Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils basiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Druckdifferenz über das AGR-Ventil mit einem Drucksensor über das AGR-Ventil geschätzt wird, wobei der Drucksensor ein Differential-Pressure-Over-Valve-Sensor (DP-Sensor) ist und wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt ferner auf einem bekannten Querschnitt des AGR-Ventils und einer AGR-Ventilstellung basiert, wobei die AGR-Ventilstellung mit einem AGR-Ventilstellungssensor gemessen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt anhand eines bekannten Strömungsquerschnitts des AGR-Ventils und einer Ausgabe eines AGR-Ventilstellungssensors eingestellt wird, und ferner umfassend Bestimmen des eingestellten Ventildurchgangsquerschnitts basierend auf einer ersten Änderung des Durchgangsquerschnitts, die auf der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des AGR-Ventils basiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend bei jedem Schließereignis des AGR-Ventils Bestimmen einer zweiten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils in einer AGR-Ventilschließstellung und Speichern der bestimmten zweiten Temperaturdifferenz in der AGR-Ventilschließstellung in einem Speicher einer Steuerung, und wobei die erste Änderung des Durchgangsquerschnitts ferner auf einer Differenz zwischen der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils und der zweiten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils in der AGR-Ventilschließstellung basiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Schätzen der ersten Temperaturdifferenz basierend auf einer Temperatur und einem Durchfluss von das AGR-Ventil durchströmendem AGR Gas.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei Bestimmen des eingestellten Ventildurchgangsquerschnitts ferner auf einer zweiten Änderung des Durchgangsquerschnitts aufgrund von AGR-Ventilrußansammlung basiert, und ferner umfassend Bestimmen der zweiten Änderung des Durchgangsquerschnitts basierend auf einer Differenz des geschätzten AGR-Stroms unter einer ersten Bedingung, wenn die Kraftmaschine nicht aufgeladen ist, mit einem Einlasssauerstoffsensor und mit einem über das AGR-Ventil gekoppelten Drucksensor.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Bestimmen der zweiten Änderung des Durchgangsquerschnitts ferner auf einem erwarteten AGR-Ventildurchgangsquerschnitt und einem unter der ersten Bedingung mit dem Einlasssauerstoffsensor geschätzten ersten AGR-Strom basiert, wobei der erwartete AGR-Ventildurchgangsquerschnitt auf einer Ausgabe eines AGR-Ventilstellungssensors und einer AGR-Ventilhubkorrektur basiert, wobei die AGR-Ventilhubkorrektur während einer AGR-Ventilendanschlag- und Wärmekompensationslernroutine gelernt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend Anzeigen einer Rußansammlung am AGR-Ventil basierend darauf, dass die zweite Änderung des Durchgangsquerschnitts über den Schwellenwert ansteigt.
  9. Verfahren für einen Motor, umfassend: Schätzen eines Abgasrückführungsstroms (AGR-Stroms) basierend auf einer Druckdifferenz über ein AGR-Ventil und einem Gesamtventildurchgangsquerschnitt; Lernen eines ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors basierend auf einer ersten Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils; und Einstellen des Gesamtventildurchgangsquerschnitts basierend auf dem ersten gelernten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktor.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors Speichern des gelernten ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors in einem Speicher einer Steuerung und Wiederholen des Lernens des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors nach einer Dauer umfasst, wobei die Dauer eine Dauer des Kraftmaschinenbetriebs und/oder eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors Schätzen der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils basierend auf AGR-Strom und einer Temperatur des durch das AGR-Ventil strömenden Abgases umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils und einer zweiten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils in einer AGR-Ventilschließstellung umfasst, wobei die zweite Temperaturdifferenz in der AGR-Ventilschließstellung bei jedem AGR-Ventilschließereignis gelernt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Lernen des ersten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors Multiplizieren der Differenz zwischen der ersten Temperaturdifferenz und der zweiten Temperaturdifferenz mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des AGR-Ventils umfasst, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Ventilhubs pro Grad Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Lernen eines zweiten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktors basierend auf einer Differenz zwischen einem basierend auf einer Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors geschätzten ersten AGR-Strom und einem basierend auf der Druckdifferenz über das AGR-Ventil während Motorbetriebs mit deaktivierter Spülung, deaktivierter Aufladung und Massendurchflusses unter einem Schwellenwert geschätzten zweiten AGR-Strom.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend Einstellen des Gesamtventildurchgangsquerschnitts basierend auf dem ersten gelernten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktor und dem zweiten Ventildurchgangsquerschnittkorrekturfaktor.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Schätzen des AGR-Stroms Schätzen des AGR-Stroms basierend auf der Druckdifferenz über das AGR-Ventil und dem Gesamtventildurchgangsquerschnitt unter einer ersten Bedingung, unter der Motorspülung und/oder -aufladung eingeschaltet ist/sind und Einlassluftmasse über einem Schwellenwert liegt, umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend Schätzen des AGR-Stroms basierend auf einer Ausgabe eines Einlasssauerstoffsensors und nicht der Druckdifferenz über das AGR-Ventil unter einer zweiten Bedingung, unter der Motorspülung und -aufladung ausgeschaltet sind und die Einlassluftmasse unter dem Schwellenwert liegt.
  18. System für einen Motor, umfassend: einen Turbolader mit einem Einlassverdichter und einer Abgasturbine; einen zwischen einem Auslasskanal stromabwärts der Abgasturbine und dem Einlasskanal stromaufwärts des Einlassverdichters gekoppelten Niederdruckabgasrückführungskanal (Niederdruck-AGR-Kanal), wobei der Niederdruck-AGR-Kanal ein AGR-Ventil und einen Differenzdrucksensor (DP-Sensor) zum Messen von AGR-Strom enthält; einen in einem Einlass des Motors stromabwärts des Niederdruck-AGR-Kanals angeordneten Einlasssauerstoffsensor; und eine Steuerung mit rechnerlesbaren Anweisungen zur Einstellung des AGR-Ventils basierend auf dem basierend auf einer Ausgabe des DP-Sensors und einem eingestellten Ventildurchgangsquerschnitt geschätzten AGR-Strom, wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt auf einer ersten Temperaturdifferenz zwischen einem Schaft und einem Körper des AGR-Ventils und einer zweiten Temperaturdifferenz zwischen dem Schaft und dem Körper des AGR-Ventils in einer Schließstellung des AGR-Ventils basiert.
  19. System nach Anspruch 18, wobei der Einlasssauerstoffsensor ferner in einem Einlasskrümmer des Motors positioniert ist, und wobei der eingestellte Ventildurchgangsquerschnitt ferner auf einer Differenz zwischen einer auf einer Ausgabe des DP-Sensors basierenden ersten AGR-Stromschätzung und einer auf einer Ausgabe des Einlasssauerstoffsensors basierenden zweiten AGR-Stromschätzung bei Motorbetrieb, wenn Aufladung und Spülung deaktiviert sind und Luftmasse unter einem Schwellenwert liegt, basiert.
  20. System nach Anspruch 18, ferner umfassend einen Temperatursensor, der nahe dem AGR-Ventil in dem Niederdruck-AGR-Kanal positioniert ist, und wobei die erste und die zweite Temperaturdifferenz auf einer Ausgabe des Temperatursensors und AGR-Strom basieren.
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