EP0935060B1 - Kontrolle eines Abgasrückführungssystems - Google Patents

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EP0935060B1
EP0935060B1 EP19990100558 EP99100558A EP0935060B1 EP 0935060 B1 EP0935060 B1 EP 0935060B1 EP 19990100558 EP19990100558 EP 19990100558 EP 99100558 A EP99100558 A EP 99100558A EP 0935060 B1 EP0935060 B1 EP 0935060B1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
gas feedback
temperature
gas recirculation
engine
Prior art date
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EP19990100558
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EP0935060A2 (de
EP0935060A3 (de
Inventor
Bernd Hülsmann
Martin Lutat
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Deutz AG
Original Assignee
Deutz AG
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Publication date
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Publication of EP0935060A3 publication Critical patent/EP0935060A3/de
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    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an exhaust gas recirculation device an internal combustion engine, especially an exhaust gas turbocharged, where the exhaust gas from one with the exhaust ducts of the cylinder head of the internal combustion engine connected exhaust manifold in the flow direction in front of the turbine of the exhaust gas turbocharger through an exhaust gas recirculation line with an on Check valve of a charge air line behind the compressor of the Exhaust gas turbocharger can be fed and continues in the exhaust gas recirculation line an exhaust gas recirculation control valve is turned on.
  • the invention relates to a correspondingly trained device.
  • Such an exhaust gas recirculation device is from DE-A 195 21 573 known.
  • This system is directly connected to the exhaust manifold a check valve is arranged, the output of which in the Exhaust gas recirculation line opens.
  • the exhaust gas recirculation line opens into the charge air line, while still in the exhaust gas recirculation line an exhaust gas recirculation control valve is inserted.
  • the check valve is cooled to increase operational safety and to the Coolant circuit of the internal combustion engine connected. controlled the exhaust gas recirculation rate is primarily due to that as a flutter valve trained check valve depending on the exhaust gas pressure.
  • the exhaust gas recirculation is still provided for certain Operating states (lower partial load) through the exhaust gas recirculation control valve to prevent.
  • Other control devices are with this System not provided.
  • US 52 39 971 is a method for Operating an exhaust gas recirculation device of an internal combustion engine known, the exhaust gas temperature difference between open and closed exhaust gas recirculation control valve detected and one Control unit is fed. It is this internal combustion engine an uncharged, spark-ignited internal combustion engine.
  • the invention has for its object a method for operating an exhaust gas recirculation device and a correspondingly designed Exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine to provide, which is improved over the prior art and in particular, more precise control of the exhaust gas recirculation rate allows.
  • the exhaust gas recirculation control valve and the check valve are included advantageously arranged so that in the direction of flow of the return Exhaust gas first the exhaust gas recirculation control valve and then first installed the check valve in the exhaust gas recirculation line are. It is then with this circuit arrangement so that critical temperatures reliably at the check valve can be avoided, although also with the reverse Circuit arrangement reliable protection of the check valve is reached when setting the limit temperature defined temperature gradient from the check valve to the Exhaust gas recirculation control valve is taken into account.
  • This regulation lies based on the consideration that sufficient heat-resistant exhaust gas recirculation control valves are available and therefore none for them special protective measures are necessary.
  • a further development of the invention provides the function of the entire exhaust gas recirculation system and in particular the function of the check valve, the exhaust gas recirculation control valve and possibly an exhaust gas recirculation cooler check and a detected error in an error memory save or display.
  • This monitoring and fault storage is that appropriate measuring sensors anyway are available, practically without additional effort.
  • a further development provides that the storable Correction value in an exhaust gas recirculation correction map Can be saved independently of the exhaust gas recirculation basic map and the exhaust gas recirculation correction map is learnable.
  • a basic map is thus assumed for the control and only if this is not applicable in the special case, becomes independent a correction value is saved by this, with which the Basic map value is corrected.
  • This correction value can be dependent corrected by different circumstances mentioned later and saved (learning ability).
  • This adaptive correction or regulation is terminated immediately if one of the conditions a), b) or c) is no longer met.
  • the water flow through a Exhaust gas recirculation cooler depending on the exhaust gas recirculation temperature controlled.
  • the exhaust gas recirculation temperature during cold start and warm-up as well as during prolonged operation in the low load range with a warm engine, to raise the combustion chamber temperature.
  • the self-igniting internal combustion engine 1 has a total six cylinders 2, with an exhaust manifold on the cylinder head 3 and a charge air line 4 are connected.
  • the Exhaust manifold 3 has two branches 5a, 5b, with the branches 6a, 6b to those embedded in the cylinder head and each cylinder 2 associated exhaust ports are connected.
  • the two branches 5a, 5b open out via corresponding connecting lines into a common turbine chamber 7-of an exhaust gas turbocharger 8th.
  • the compressor 10 sucks the one to be supplied to the internal combustion engine 1 Combustion air from the environment via a suction filter 11 and guides the compressed air via a charge air cooler 12 of the charge air line 4 to.
  • an exhaust pipe opens into the one before exhaust muffler 13, from which the exhaust gas into the Environment or other cleaning facilities flows.
  • the exhaust gas recirculation line 14 initially has an exhaust gas recooler 16 and in its further course, shortly before entering the charge air line 4, an exhaust gas recirculation control valve 17 and a check valve 18 on.
  • a temperature sensor that measures the exhaust gas temperature is in the embodiment directly before Exhaust gas recirculation control valve 17 inserted into the exhaust gas recirculation line 14, can also in the exhaust gas recirculation control valve 17, the further Connection to the check valve 18 or the check valve 18 be integrated.
  • the exhaust gas recirculation control valve 17 is operated by a control electronics 15 depending on engine data including the measured values of the thermocouple 19 controlled while the Check valve 18 with its check valves for cooling them used in the charge air line 4 in the area of the entry of the charge air is.
  • a charge air target temperature map 20 is read out from a charge air target temperature map 20 and fed to a test device 21. Furthermore, the test device 21 is supplied with further variables 21a, for example the target exhaust gas recirculation temperature and the actual exhaust gas recirculation temperature, for evaluation. This determines whether the actual charge air temperature corresponds to the charge air target temperature, taking into account a tolerance range, after reaching the operating temperature and if the engine is in a steady operating state (claim 4). If this is not the case, the exhaust gas recirculation system cannot be used due to the presence of an error and switches 22 and 23 are switched to the positions shown.
  • variables 21a for example the target exhaust gas recirculation temperature and the actual exhaust gas recirculation temperature
  • an opening value for the exhaust gas recirculation control valve 17 is read out again as a function of the current engine speed n and the current injection quantity m E from an exhaust gas recirculation basic map 24 and, if appropriate, overlaid with fixed engine-specific corrections 25.
  • the exhaust gas recirculation control valve 17 is then only actuated with this corrected opening value 25a. So this is a basic control that is always possible.
  • the corresponding exhaust gas recirculation setpoint temperature map 26 is read out from an exhaust gas recirculation setpoint temperature map. This is compared with the current exhaust gas recirculation actual temperature value T EGR and the difference, taking into account a predefined tolerance range, is fed to the controller 27 now controlled by the switch 22. Thus, in this stage, the corrected opening value 25a is corrected with the difference 26a from the target exhaust gas recirculation temperature value and the actual exhaust gas recirculation temperature value via the controller 27.
  • the (possibly) stored value 28a is read from an exhaust gas recirculation correction map 28 as a function of the current engine speed n and the current injection quantity m E and added to the corrected opening value 25a in front of the switch 22.
  • a comparator 29 it is determined in a comparator 29 whether the difference 26a is for a time T rule is within a temperature window T diff. If this is the case, the switch 30 is flipped to the position not shown, so that a new value, which is the difference between the corrected opening value 25a and the controller value 27a, is fed to the exhaust gas recirculation correction map 28 and stored.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung einer insbesondere abgasturboaufgeladenen Brennkraftmaschine, bei der das Abgas von einer mit den Auslaßkanälen des Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine verbundenen Abgassammelleitung in Strömungsrichtung vor der Turbine des Abgasturboladers durch eine Abgasrückführleitung mit einem eingeschalteten Rückschlagventil einer Ladeluftleitung hinter dem Verdichter des Abgasturboladers zuführbar ist und in die Abgasrückführleitung weiterhin ein Abgasrückführsteuerventil eingeschaltet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung.
Eine solche Abgasrückführungseinrichtung ist aus der DE-A 195 21 573 bekannt. Bei diesem System ist direkt an die Abgassammelleitung ein Rückschlagventil angeordnet, dessen Ausgang in die Abgasrückführleitung einmündet. Die Abgasrückführleitung mündet in die Ladeluftleitung, wobei in die Abgasrückführleitung weiterhin noch ein Abgasrückführsteuerungsventil eingesetzt ist. Das Rückschlagventil ist zur Erhöhung der Betriebssicherheit gekühlt und an den Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen. Gesteuert wird die Abgasrückführrate in erster Linie durch das als Flatterventil ausgebildete Rückschlagventil in Abhängigkeit des Abgasdruckes. Weiterhin ist noch vorgesehen, die Abgasrückführung bei gewissen Betriebszuständen (untere Teillast) durch das Abgasrückführsteuerventil zu unterbinden. Weitere Steuereinrichtungen sind bei diesem System nicht vorgesehen.
Aus der weiterhin bekannten US 52 39 971 ist eine Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführeinrichtung einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Abgastemperaturdifferenz zwischen geöffenten und geschlossenen Abgasrückführsteuerventil erfasst und einem Steuergerät zugeführt wird. Es handelt sich bei dieser Brennkraftmaschine um eine nicht aufgeladene, fremdgezündete Brennkraftmaschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung und eine entsprechend ausgestaltete Abgasrückführungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und insbesondere eine genauere Steuerung der Abgasrückführrate ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Temperatur des Abgases in der Abgasrückführleitung in Strömungsrichtung vor dem Rückschlagventil erfaßt und einem Steuergerät zugeführt wird und dass das Abgasrückführsteuerventil bei Überschreitung einer vorgebbaren Grenztemperatur des Abgases regelbar schließbar ist. Diese Temperatur ist - wie in den weiteren Ansprüchen im einzelnen dargestellt ist - zur Steuerung und insbesondere auch zur Kontrolle des Systems heranziehbar. Für die Steuerung des Abgasrückführsteuerventils ist es vorgesehen, hinter einem in einer bevorzugten Ausführungsform vorhandenen Abgaskühler und vor dem Abgasrückführsteuerventil in der Abgasrückführleitung einen Temperatursensor einzusetzen, der die hier gemessene Temperatur einem Steuergerät, insbesondere einem Motorsteuergerät, das auch das Abgasrückführsteuerventil ansteuert, zuzuführen. Gleichzeitig wird die Ladelufttemperatur erfaßt, die zur Beurteilung des Motorbetriebszustandes herangezogen wird. Dabei sind das Abgasrückführsteuerventil und das Rückschlagventil vorteilhaft so angeordnet, daß in Strömungsrichtung des rückzuführenden Abgases zuerst das Abgasrückführsteuerventil und nachfolgend erst das Rückschlagventil in die Abgasrückführleitung eingebaut sind. Bei dieser schaltungstechnischen Anordnung ist es dann so, daß kritische Temperaturen zuverlässig an dem Rückschlagventil vermieden werden, wobei allerdings auch bei der umgekehrten Schaltungsanordnung ein zuverlässiger Schutz des Rückschlagventils erreicht wird, wenn bei der Einstellung der Grenztemperatur ein definiertes Temperaturgefälle von dem Rückschlagventil bis zu dem Abgasrückführsteuerventil berücksichtigt wird. Dieser Regelung liegt die Überlegung zugrunde, daß genügend hitzebeständige Abgasrückführsteuerventile zur Verfügung stehen und somit für diese keine besonderen Schutzmaßnahmen nötig sind. Anders ist dies bei den Rückschlagventilen, die für diesen speziellen Verwendungszweck in einer Abgasrückführleitung nicht entwickelt worden sind. Um hier aber vorhandene Serienteile einsetzen zu können, muß die höchstzulässige Grenztemperatur derartiger vorhandener Rückschlagventile berücksichtigt werden, die beispielsweise bei ca. 230 °C liegt. Hierbei ist weiterhin zu berücksichtigen, daß normalerweise in die Abgasrückführleitung neben dem bereits genannten Abgasrückführsteuerventil und dem Rückschlagventil weiterhin ein Abgaskühler eingesetzt wird, um die durch das zurückgeführte Abgas bedingte Aufheizung der gekühlten Ladeluft möglichst gering zu halten. Beim Einsatz eines derartigen Abgaskühlers, der normalerweise vor dem Abgasrückführsteuerventil und dem Rückschlagventil in die Abgasrückführleitung eingesetzt wird, ist es dann ohnehin so, daß Temperaturen von mehr als 230°C nur in extremen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine auftreten, so daß die hierdurch verursachte Reduzierung der Abgasrückführung für das Betriebsverhalten und Abgasverhalten der Brennkraftmaschine insgesamt unerheblich ist.
In diesem Zusammenhang ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Funktion des gesamten Abgasrückführungssystems und insbesondere die Funktion des Rückschlagventils, des Abgasrückführsteuerventils und ggf. eines Abgasrückführkühlers ständig zu kontrollieren und einen erkannten Fehler in einen Fehlerspeicher abzuspeichern oder anzuzeigen. Diese Überwachung und Fehlerspeicherung ist dadurch, daß entsprechende Meßsensoren ohnehin vorhanden sind, quasi ohne Mehraufwand realisierbar.
In Weiterbildung der Erfindung ist von dem Vorliegen eines Fehlers nur dann auszugehen, wenn additiv folgende Randbedingungen I und II erfüllt sind:
  • I.
  • a) der Motor hat seine Betriebstemperatur erreicht (Kriterium hierfür ist das Erreichen einer bestimmten vorgebbaren Kühlwassertemperatur oder Öltemperatur).
  • b) Der Motor befindet sich im stationären Betrieb (Kriterium hierfür ist, daß der Betrag der Einspritzmengenänderung (ΔmE) pro Zeiteinheit (Δt) einen vorgegebenen Wert (Y mg/sec) nicht überschreitet und daß gleichzeitig die Änderung der Motordrehzahl pro Zeiteinheit zumindest sehr klein ist; optimal wäre selbstverständlich in beiden Fällen, daß die Änderungen Null wären, praktisch können aber kleinere Abweichungen von diesem Optimalzustand hingenommen werden).
  • c) Es erfolgt ein Vergleich der Ladeluft-Ist-Temperatur mit der in einem Kennfeld gespeicherten Ladeluft-Soll-Temperatur [TLL Soll = f(n, mE)] und es wird überprüft, ob der Betrag der Temperaturdifferenz innerhalb einer vorgebbaren Toleranzbreite liegt.
  • II. Weiterhin wird die aktuelle Abgasrückführungs-lst-Temperatur in einem Motorbetriebspunkt mit einer in einem Abgasrückführungs-Soll-Temperaturkennfeld tAGR = f(n, mE) abgelegten Abgasrückführungs-Soll-Temperatur verglichen und bei einer vorgebbaren Abweichung in diesem Motorbetriebspunkt ein Fehler erkannt.
    • Weiterhin wird die aktuelle Abgasrückführungs-Temperatur in einem Motorbetriebspunkt mit einer in einem Abgasrückführungs-Soll-Temperaturkennfeld tAGR = f(n, mE) abgelegten Soll-Temperatur verglichen und bei einer vorgebbaren Abweichung in diesem Motorbetriebspunkt die in einem Abgasrückführungs-Grundkennfeld vorgegebene Öffnung des Abgasrückführsteuerventils mit einem Korrekturwert, welcher von der Abweichung der Abgasrückführungs-Ist-Temperatur zu der Abgasrückführungs-Soll-Temperatur abhängig, korrigiert.
    Hier ist zu bemerken, daß aus dem Abgasrückführungs-Grundkennfeld ein Öffnungswert des Abgasrückführsteuerventils ausgelesen und ggf. mit festen motorspezifischen Berichtigungen überlagert wird. Mit diesem berichtigten Öffnungswert wird dann das Abgasrückführsteuerventil angesteuert. Dies stellt also unabhängig von dem Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Abweichung zwischen der Abgasrückführungs-Soll-Temperatur und der Abgasrückführungs-lst-Temperatur eine Grundsteuerung dar, die immer möglich ist. Wird in der Prüfvorrichtung festgestellt, daß kein Fehler vorliegt, ist allerdings der berichtigte Öffnungswert mit dem Korrekturwert weiter korrigierbar.
    Insbesondere ist in Weiterbildung hierbei vorgesehen, daß der speicherbare Korrekturwert in einem Abgasrückführungs-Korrekturkennfeld unabhängig von dem Abgasrückführungs-Grundkennfeld speicherbar und das Abgasrückführungs-Korrekturkennfeld lernfähig ist. Ausgegangen wird also bei der Steuerung von einem Grundkennfeld und nur wenn dieses im speziellen Fall nicht zutreffend ist, wird unabhängig von diesem ein Korrekturwert gespeichert, mit dem der Grundkennfeldwert berichtigt wird. Dieser Korrekturwert kann in Abhängigkeit von verschieden später genannten Umständen berichtigt und gespeichert (Lernfähigkeit) werden.
    Zunächst einmal erfolgt eine Korrektur des aus dem Abgasrückführungs-Grundkennfeld ermittelten festen und berichtigten Grundkennfeldwertes nur bei dem additiven Vorhandensein folgender Randbedingungen:
  • a) es liegt kein Fehler vor (Anspruch 4),
  • b) der Motor hat seine Betriebstemperatur erreicht (Kriterium hierfür ist das Erreichen einer bestimmten vorgebbaren Kühlwassertemperatur oder Öltemperatur),
  • c) es herrscht stationärer Motorbetrieb (|ΔmE/Δt|< Y0 mg/sec und |Δn/Δt|< X0 U/min/sec). Hierbei ist ein anderes Kennfeld als bei der entsprechenden Bedingung von Punkt a) abrufbar.
  • d) der Differenzbetrag aus Ladeluft-Ist-Temperatur und der in einem Kennfeld gespeicherten Ladeluft-Soll-Temperatur TLL Soll = f(n, mE) liegt innerhalb einer vorgegebenen Toleranzbreite.
    • In Weiterbildung wird die Korrektur in der Form vorgenommen, daß die Abgasrückführungs-Ist-Temperatur mit einer in einem Kennield gespeicherten Abgasrückführungs-Soll-Temperatur TAGR = f(n, mE) verglichen wird, die Temperaturdifferenz einem Regler zugeführt werden, der eine korrigierte Öffnung des Abgasrückführsteuerventils einregelt, wenn die ermittelte Temperaturdifferenz während einer Zeit Tregel innerhalb eines Temperaturfensters Tdiff-Soll liegt. Diese adaptive Korrektur beziehungsweise Regelung wird sofort abgebrochen, sofern eine der Bedingungen a), b) oder c) nicht mehr erfüllt ist.
    In Weiterbildung der Erfindung wird der Wasserdurchfluß durch einen Abgasrückführ-Kühler in Abhängigkeit der Abgasrückführ-Temperatur gesteuert. Hierbei kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, die Abgasrückführ-Temperatur beim Kaltstart und Warmlauf sowie bei längerem Betrieb im Niedriglastbereich bei warmem Motor zu erhöhen, um die Brennraumtemperatur anzuheben. Desweiteren ist beispielsweise eine Verbesserung der Fahrgastraumheizung eines Fahrzeuges, in das die Brennkraftmaschine eingebaut ist, möglich.
    Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.
    Es zeigen:
    Fig. 1:
    eine schematische Ansicht einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit angebauter Abgasrückführeinrichtung und
    Fig. 2:
    ein Flußschaubild der Verfahrensschritte der adaptiven Abgasrückführregelung.
    Die selbstzündende Brennkraftmaschine 1 nach Fig. 1 weist insgesamt sechs Zylinder 2 auf, wobei an den Zylinderkopf eine Abgassammelleitung 3 und eine Ladeluftleitung 4 angeschlossen sind. Die Abgassammelleitung 3 weist zwei Zweige 5a, 5b auf, die mit den Verzweigungen 6a, 6b an die in den Zylinderkopf eingelassenen und jedem Zylinder 2 zugeordneten Auslaßkanäle angeschlossen sind.
    Die beiden Zweige 5a, 5b münden über entsprechende Verbindungsleitungen in eine gemeinsame Turbinenkammer 7-eines Abgasturboladers 8.
    Grundsätzlich ist es hier auch möglich zwei Turbinenkammern vorzusehen, die dann auf eine gemeinsame Turbine münden, die über eine Welle 9 das Verdichterrad des Verdichters 10 des Abgasturboladers 8 antreibt. Bei dieser Lösung wird dann gleichzeitig die Abgasrückführleitung 14 an dem Zweig angeschlossen, der in die Turbinenkammer ohne einen sogenannten Waste Gate einmündet. Über den Waste Gate mit einem Steuerventil kann das Abgas unter Umgehung der Turbine in einen Abgasschalldämpfer 13 abströmen, so daß hierdurch in diesem Zweig der Abgasgegendruck herabgesetzt wird. Daher wird zur Erhöhung der möglichen Abgasrückführrate die Abgasrückführleitung 14 an den anderen Zweig ohne Waste Gate angeschlossen.
    Der Verdichter 10 saugt die der Brennkraftmaschine 1 zuzuführende Verbrennungsluft über ein Ansaugfilter 11 aus der Umgebung an und führt die verdichtete Luft über einen Ladeluftkühler 12 der Ladeluftleitung 4 zu.
    Hinter der Turbinenkammer 7 mündet eine Abgasleitung in den zuvor genannten Abgasschalldämpfer 13, von dem aus das Abgas in die Umgebung oder weitere Reinigungseinrichtungen strömt.
    Die Abgasrückführleitung 14 weist zunächst einen Abgasrückkühler 16 und in ihrem weiteren Verlauf, kurz vor dem Eintritt in die Ladeluftleitung 4, ein Abgasrückführsteuerventil 17 und ein Rückschlagventil 18 auf. Ein die Abgastemperatur messender Temperatursensor (Thermoelement 19) ist in dem Ausführungsbeispiel direkt vor dem Abgasrückführsteuerventil 17 in die Abgasrückführleitung 14 eingesetzt, kann aber auch in das Abgasrückführsteuerventil 17, die weitere Verbindung zu dem Rückschlagventil 18 oder das Rückschlagventil 18 selbst integriert sein. Das Abgasrückführsteuerventil 17 wird von einer Steuerelektronik 15 in Abhängigkeit von Motordaten einschließlich den Meßwerten des Thermoelementes 19 gesteuert, während das Rückschlagventil 18 mit seinen Rückschlagklappen zu deren Kühlung in die Ladeluftleitung 4 im Bereich des Eintritts der Ladeluft eingesetzt ist.
    Die in einem Ladelufttemperatur-Sollwert-Kennfeld herausgelesene Ladeluft-Soll-Temperatur wird mit der Ladeluft-Ist-Temperatur verglichen. Liegt unter Berücksichtigung eines Toleranzbereiches die Ladelufttemperaturdifferenz in einem Temperaturfenster, so kann ein Vergleich der Abgasrückführungs-lst-Temperatur mit der Abgasrückführungs-Soll-Temperatur in diesem Motorkennfeldbereich erfolgen. Liegt die Abgasrückführungs-lst-Temperatur unter Berücksichtigung eines Toleranzbereiches außerhalb der im Kennfeld TAGR = f(n, mE) abgelegten Abgasrückführungs-Soll-Temperatur, liegt ein Fehler im Abgasrückführsystem vor.
    In dem Flußschaubild der Verfahrensschritte der adaptiven Abgasrückführregelung nach Fig. 2 wird zunächst geprüft, ob ein Fehler in dem Abgasrückführungssystem vorliegt. Anhand einer aktuellen Motordrehzahl n und einer aktuellen Einspritzmenge mE wird aus einem Ladeluft-Soll-Temperaturkennfeld 20 eine Ladeluft-Soll-Temperatur ausgelesen und einer Prüfvorrichtung 21 zugeführt. Weiterhin werden der Prüfvorrichtung 21 weitere Größen 21a, beispielsweise die Abgasrückführungs-Soll-Temperatur und die Abgasrückführungs-Ist-Temperatur, zur Auswertung zugeführt. In dieser wird festgestellt, ob nach Erreichen der Betriebstemperatur und bei Vorliegen eines stationären Betriebszustands des Motors die Ladeluft-Ist-Temperatur unter Berücksichtigung einer Toleranzbreite mit der Ladeluft-Soll-Temperatur übereinstimmt (Patentanspruch 4). Ist dies nicht der Fall, so kann keine Benutzung des Abgasrückführungs-Systems wegen dem Vorliegen eines Fehlers vorgenommen werden und es werden die Schalter 22 und 23 in die dargestellten Positionen geschaltet.
    Sind also die Schalter 22 und 23 also derart geschaltet, wird wieder in Abhängigkeit der aktuellen Motordrehzahl n und der aktuellen Einspritzmenge mE aus einem Abgasrückführungs-Grundkennfeld 24 ein Öffnungswert für das Abgasrückführsteuerventil 17 ausgelesen und ggf. mit festen motorspezifischen Berichtigungen 25 überlagert. Nur mit diesem berichtigten Öffnungswert 25a wird dann das Abgasrückführsteuerventil 17 angesteuert. Dies stellt also eine Grundsteuerung dar, die immer möglich ist.
    Wird aber in der Prüfvorrichtung 21 festgestellt, daß kein Fehler vorliegt, werden die Schalter 22 und 23 umgeschaltet. Dann wird der berichtigte Öffnungswert 25a grundsätzlich weiter zur Ansteuerung des Abgasrückführsteuerventils 17 verwendet, dieser berichtigte Öffnungswert 25a ist aber weiter korrigierbar.
    Dazu wird in Abhängigkeit der aktuellen Motordrehzahl n und der aktuellen Einspritzmenge mE aus einem Abgasrückführungs-Soll-Temperaturkennfeld 26 der entsprechende Abgasrückführungs-Soll-Temperaturwert ausgelesen. Dieser wird mit dem aktuellen Abgasrückführungs-lst-Temperaturwert TAGR ist verglichen und die Differenz unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Toleranzbreite dem nun von dem Schalter 22 angesteuerten Regler 27 zugeführt. Somit wird in dieser Stufe über den Regler 27 der berichtigte Öffnungswert 25a mit dem Differenzbetrag 26a aus dem Abgasrückführungs-Soll-Temperaturwert und dem Abgasrückführungs-Ist-Temperaturwert korrigiert.
    Schließlich wird aus einem Abgasrückführungs-Korrekturkennfeld 28 in Abhängigkeit der aktuellen Motordrehzahl n und der aktuellen Einspritzmenge mE der (ggf.) gespeicherte Wert 28a ausgelesen und auf den berichtigten Öffnungswert 25a vor dem Schalter 22 aufaddiert.
    Darüberhinaus wird in einem Vergleicher 29 festgestellt, ob der Differenzbetrag 26a während einer Zeit Tregel innerhalb eines Temperaturfensters T diff soll liegt. Ist dies der Fall, wird der Schalter 30 in die nicht dargestellte Position umgelegt, so daß dem Abgasrückführungs-Korrekturkennfeld 28 ein neuer Wert, der der Differenzbetrag aus dem berichtigten Öffnungswert 25a und dem Reglerwert 27a ist, zugeführt und gespeichert.

    Claims (10)

    1. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung einer abgasturboaufgeladenen Brennkraftmaschine, bei der das Abgas von einer mit den Auslaßkanälen (6a, 6b) des Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine verbundenen Abgassammelleitung (3) in Strömungsrichtung vor der Turbine (7) des Abgasturboladers durch eine Abgasrückführleitung (14) mit einem eingeschalteten Rückschlagventil (18) einer Ladeluftleitung hinter dem Verdichter (10) des Abgasturboladers zuführbar ist und in die Abgasrückführleitung weiterhin ein Abgasrückführsteuerventil (17) eingeschaltet ist,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Abgases in der Abgasrückführleitung (14) in Strömungsrichtung vor dem Rückschlagventil (18) erfaßt und einem Steuergerät (15) zugeführt wird und daß das Abgasrückführsteuerventil (17) bei Überschreitung einer vorgebbaren Grenztemperatur des Abgases regelbar schließbar ist.
    2. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen des Abgasrückführungssystems mit dem Rückschlagventil (18), dem Abgasrückführsteuerventil (17) und einem Abgasrückführkühler (16) in einer Prüfvorrichtung (21) ständig kontrolliert werden und eine Fehlererkennung in einem Fehlerspeicher abgespeichert und/oder angezeigt wird.
    3. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlerbewertung nur bei dem additiven Vorhandensein folgender Randbedingungen I und II erfolgt:
      I.
      a) betriebswarmer Motor (Kühlmitteltemperatur und/oder Öltemperatur > x °C),
      b) stationärer Motorbetrieb (|ΔmE/Δt| < Y mg/sec und |Δn/Δt|< X U/min/sec mit mE ≙ Einspritzmenge; t ≙ Zeit; n ≙ Motordrehzahl).
      c) der Differenzbetrag aus Ladeluft-Ist-Temperatur und der in einem Kennfeld gespeicherten Ladeluft-Soll-Temperatur TLL Soll = f(n, mE) liegt innerhalb einer vorgegebenen Toleranzbreite.
      II. Die aktuelle Abgasrückführungs-lst-Temperatur wird in einem Motorbetriebspunkt mit einer in einem Abgasrückführungs-Soll-Temperaturkennfeld tAGR = f(n, mE) abgelegten Abgasrückführungs-Soll-Temperatur verglichen und bei einer vorgebbaren Abweichung in diesem Motorbetriebspunkt ein Fehler erkannt.
    4. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Abgasrückführungs-Temperatur TAGR ist in einem Motorbetriebspunkt mit einer in einem Abgasrückführungs-Soll-Temperaturkennfeld tAGR = f(n, mE) (26) abgespeicherten Soll-Temperatur verglichen wird und bei einer vorgebbaren Abweichung in diesem Motorbetriebspunkt die aus einem Abgasrückführungs-Grundkennfeld (24) vorgegebene Öffnung des Abgasrückführsteuerventils (17) mit einem speicherbaren Korrekturwert (28a), welcher von der Abweichung der Abgasrückführungs-lst-Temperatur gegenüber der Abgasrückführungs-Soll-Temperatur abhängig ist, korrigiert wird.
    5. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß der speicherbare Korrekturwert (28a) in einem Abgasrückführungs-Korrekturkennfeld (28) unabhängig von dem Abgasrückführungs-Grundkennfeld (24) speicherbar und das Abgasrückführungs-Korrekturkennfeld (28) lernfähig ist.
    6. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Korrektur nur bei dem additiven Vorhandensein folgender Randbedingungen erfolgt:
      a) es liegt kein Fehler vor (Anspruch 3),
      b) stationärer Motorbetrieb (|ΔmE/Δt| < Y0 mg/sec und |Δn/Δt|< X0 U/min/sec).
      c) der Differenzbetrag aus Ladeluft-Ist-Temperatur und der in einem Ladeluft-Soll-Kennfeld (20) gespeicherten Ladeluft-Soll-Temperatur TLL Soll = f(n, mE) liegt innerhalb einer vorgegebenen Toleranzbreite.
    7. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur in der Form vorgenommen wird, daß die Abgasrückführungs-Ist-Temperatur TAGR ist mit einer in einem Abgasrückführungs-Soll-Temperaturkennfeld (26) gespeicherten Abgasrückführungs-Soll-Temperatur TAGR = f(n, mE) verglichen wird, die Temperaturdifferenz einem Regler (27) zugeführt werden, der eine korrigierte Öffnung des Abgasrückführsteuerventils (17) einregelt, wenn die ermittelte Temperaturdifferenz während einer Zeit Tregel innerhalb eines Temperaturfensters Tdiff Soll liegt.
    8. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdurchfluß durch einen Abgasrückkühler (16) in Abhängigkeit der Abgasrückführungs-Temperatur gesteuert wird.
    9. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführungs-Temperatur beim Kaltstart und Warmlauf sowie bei längerem Betrieb im Niedriglastbereich bei warmem Motor erhöht wird, um die Brennraumtemperatur anzuheben.
    10. Abgasrückführungseinrichtung einer abgasturboaufgeladenen Brennkraftmaschine, bei der das Abgas von einer mit den Auslaßkanälen (6a, 6b) des Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine verbundenen Abgassammelleitung (3) in Strömungsrichtung vor der Turbine (7) des Abgasturboladers durch eine Abgasrückführleitung (14) mit einem eingeschalteten Rückschlagventil (18) einer Ladeluftleitung hinter dem Verdichter (10) des Abgasturboladers zuführbar ist und in die Abgasrückführleitung weiterhin ein Abgasrückführsteuerventil (17) eingeschaltet ist,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführungseinrichtung entsprechend jedem der einzelnen Verfahrensschritte ausgebildet ist.
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