Die Abgasrückführung insbesondere bei Brennkraftmaschinen hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Die Abgasrückführung wirkt sich nicht nur positiv auf die Energieumsetzung und damit auf den Kraftstoffverbrauch aus, sondern spielt aufgrund des positiven Einflusses auf das Abgasverhalten eine wichtige Schlüsselrolle für die Erfüllung und Einhaltung der aktuellen und in naher Zukunft geforderten strengen Abgasnormen. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen die mit hohem Luftanteil betrieben werden (BDE), wodurch der Anteil der Stickoxyde (NOx) im Abgas enorm zunimmt, wird mit dieser Technologie ein Abbau der Stickoxyde von bis zu 80 % erreicht.

Aus diesem Grund und aufgrund der amerikanischen Verordnung zur On-Board-Diagnose (OBD) aller abgasrelevanten Komponenten

ist die Diagnose der Abgasrückführung eine unerläßliche Maßnahme.

Um die Abgasgrenzwerte zu erfüllen muß das Gemisch (Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis) im Brennraum so eingestellt werden, daß der Katalysator optimal arbeitet.

Dazu muß zunächst die Abgasluftzahl Lambda bestimmt werden.

Anhand der Abgasluftzahl Lambda, die vorteilhafterweise mittels einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) ermittelt wird und eigentlich den Sauerstoffkonzentrationsunterschied zwischen Umgebungsluft und Abgasstrom angibt, kann auf die Luftzahl im Gemisch geschlossen werden. Danach kann mittels der Steuereinheit der Brennkraftmaschine z. B. durch Veränderung der AGR-Rate oder Eingriff in die elektronisch gesteuerte Drosselklappe (EGAS) das Frischluft/Kraftstoff- Verhältnis so verändert werden, daß die gewünschte Abgaszusammensetzung erreicht wird.

Die noch unveröffentlichten Patentanmeldung 1 97 19 278.5 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführung, bei dem ein Regelfaktor sowohl bei eingeschalteter als auch bei ausgeschalteter Abgasrückführung erfaßt und gespeichert wird und bei dem die Differenz der Regelfaktoren bei ein-und ausgeschalteter Abgasrückführung gebildet, mit einem vorgegebenen Wert verglichen und im Falle einer Abweichung ein Fehlersignal ausgegeben wird.

Dieses Verfahren ist recht zeitaufwendig, da der Regelfaktor sowohl bei eingeschalteter als auch bei ausgeschalteter Abgasrückführung erfaßt und gespeichert wird und der Regelfaktor über einen gewissen Zeitraum gemittelt werden muß. Weiterhin können sich die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine während der Diagnose verändern, wodurch

das Diagnoseergebnis verfälscht werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß mit vorgegebenen Mitteln eine möglichst zuverlässige Aussage über die Funktionsfähigkeit der Abgasrückführung getroffen werden kann.

Vorteile der Erfindung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der besonders große Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß keine zusätzlichen technischen Mittel, wie z. B.

Drucksensoren oder Temperatursensoren, erforderlich sind, um die Funktionsfähigkeit der Abgasrückführung zu diagnostizieren. Weiterhin ist auch eine quantitative Aussage über die Abgasrückführung möglich. Wenn keine Einrichtung zur Erfassung von Lambda bereitsteht, kann alternativ das Signal ml eines Luftmassenmessers zur Diagnose herangezogen werden. Weiterhin wird durch die Verwendung von beiden Größen Lambda und ml zur AGR-Diagnose die Zuverlässigkeit der Diagnose erhöht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Abgasrückführung verändert, Lambda und/oder ml erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt, in der Auswerteeinrichtung geprüft wird, ob die Änderung von Lambda und/oder ml in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt und bei Verlassen des Toleranzbereiches ein Fehlersignal ausgegeben wird.

Durch die Veränderung der AGR-Rate mit Hilfe einer Verstellung des AGR-Ventils wird aktiv eine Diagnose der Abgasrückführung durchgeführt. Wird bei der Verstellung des AGR-Ventils eine Veränderung von Lambda oder ml festgestellt, kann auf ein funktionierendes AGR-Ventil geschlossen werden. Wenn keine Veränderung von Lambda oder ml festgestellt wird, dann kann auf ein nicht funktionierendes Ventil geschlossen werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Abgasrückführung verändert, Lambda und/oder ml erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, in der Auswerteeinrichtung geprüft wird, ob der nach der Änderung erreichte Wert von Lambda und/oder ml in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt und bei verlassen des Toleranzbereiches ein Fehlersignal ausgegeben wird.

Die AGR-Diagnose kann auch durchgeführt werden, indem die AGR-Rate verändert wird und der nach der Änderung errichte Wert von Lambda und ml erfaßt wird. Hierdurch ist eine Aussage über die Durchlaßfähigkeit der AGR-Leitung möglich.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die AGR-Rate in bestimmten Schritten verändert und der Verlauf von Lambda und/oder ml in Abhängigkeit von der AGR-Rate erfaßt, einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, in der Auswerteeinrichtung der Verlauf von Lambda und/oder ml mit einem vorgegebenen Verlauf von Lambda und/oder ml verglichen und bei einer Abweichung ein Fehlersignal ausgegeben wird.

Hierdurch kann eine zuverlässigere Aussage über den Zustand der Abgasrückführung getroffen werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin liegen, daß der Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine während der Diagnose konstant ist.

Bei konstantem Druck im Saugrohr besteht ein einfacher Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate und ml und der AGR-Rate. Geht man auch noch von einer konstanten eingespritzten Kraftstoffmasse aus, so besteht ein linearer Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate und ml und der AGR-Rate. Wird die AGR-Rate erhöht, so verringern sich Lambda und ml, wird dagegen die AGR-Rate verringert, so werden die Werte für Lambda und ml größer. Die Steigung der Geraden die diesen linearen Zusammenhang beschreibt ist negativ.

Vorteilhaft kann vorgesehen werden, daß das Verfahren in einer Betriebsart durchgeführt wird, in der Frischluft ungedrosselt in die Brennkraftmaschine gelangt, wodurch der Druck im Saugrohr nahezu konstant ist, insbesondere bei dem Verbrennungsprozeß in einer Benzindirekteinspritz- Brennkraftmaschine (BDE) oder in einer Diesel- Brennkraftmaschine.

Bei ungedrosselten Betriebsarten der Brennkraftmaschine stellt sich aufgrund der offenen Drosselklappe ein konstanter Druck im Saugrohr ein, der dem atmosphärischen Druck entspricht. Hierdurch ist eine einfache Möglichkeit gegeben einen konstanten Druck im Saugrohr einzustellen.

Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß der Druck im Saugrohr mit Hilfe eines Drosselklappenwinkel-Drehzahl- Modells oder eines Drosselklappenwinkel-Luftmassenstrom- Modells auf einem konstanten Wert eingestellt wird.

Hierdurch kann bei gedrosseltem Betrieb der Brennkraftmaschine und ohne Verwendung eines Drucksensors im Saugrohr auf relativ einfache Weise ein konstanter Druck im Saugrohr eingestellt werden.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Abgasluftzahl aus dem Ausgangssignal einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) gewonnen wird.

Die Breitband-Lambda-Sonde liefert ein Signal, das proportional zur Abgasluftzahl Lambda ist. Hierdurch können Änderungen des Frischluft/Kraftstoff-Verhältnisses über einen großen Bereich mit hinreichender Genauigkeit erfaßt werden.

Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß das Verfahren nach Anspruch 1 in einem Heizungssystem angewendet wird.

Da die Verhältnisse in einem Heizungssystem mit den Verhältnissen in einer Brennkraftmaschine weitgehend übereinstimmen, können die Verfahren zur Abgasrückführungsdiagnose einer Brennkraftmaschine auch auf ein Heizungssystem übertragen werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch mit den Merkmalen für eine Steuereinrichtung des Anspruchs 10 gelöst.

Mit Hilfe einer elektronischen Steuereinrichtung und implementierten Funktionen können verschiedenste Anforderungen an den Betrieb der Brennkraftmaschine aufgenommen, zentral koordiniert und in verfügbaren Stellgrößen umgesetzt werden. Hierdurch wird eine einfache, robuste und übersichtliche Realisierung der Durchführung des

erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt schematisch eine Darstellung der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung.

Die Figur 2 beschreibt den Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate und ml und der AGR-Rate.

Die Figur 3 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem bei vorgegebener AGR- Rate Lambda und/oder ml erfaßt und auf ihre Lage relativ zu einem erlaubten Toleranzbereich ausgewertet wird.

Die Figur 4 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem aktiv die AGR-Rate verändert wird und bei dem die daraus resultierende Änderung von Lambda und/oder ml erfaßt und ausgewertet wird.

Die Figur 5 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die AGR-Rate aktiv verändert wird und Lambda und/oder ml nach der Änderung erfaßt und ausgewertet werden.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Wie in der Figur 1 dargestellt, wird bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung Frischluft mittels eines Saugrohres 1 über ein Einlaßventil 7 einer Brennkammer

2 zugeführt. Über eine Drosselklappe 3 kann die Menge der in die Brennkammer 2 zugeführten Frischluft gesteuert werden.

Ein Luftmengenmesser 4 erfaßt die in die Brennkraftmaschine einströmende Frischluft. Die Steuerung der Drosselklappe 3 und auch der gesamten Brennkraftmaschine erfolgt mittels einer Steuereinheit 5. Die Steuereinheit 5 weist eine Auswerteeinheit 6 auf. Ein Einspritzventil 19 ist in den Wänden der Brennkammer 2 angeordnet. Mittels einer Hochdruckpumpe 20 wird der Kraftstoff auf einen hohen Druck gebracht und über eine Kraftstoffleitung 25 und Einspritzventile 19 in die Brennkammer 2 gespritzt.

Weiterhin weist die Brennkammer 2 ein Auslaßventil 13 zum Ausstoß der bei einer Verbrennung entstehenden Abgase auf.

Mittels einer Breitband-Lambda-Sonde (LSU) 24 im Abgasrohr 14 kann die Abgasluftzahl Lambda gemessen werden, wodurch das Frischluft/Kraftstoffverhältnis im Gemisch ermittelt werden kann. Eine AGR-Leitung 16 verbindet das Ausstoßrohr 14 mit dem Saugrohr 1, wodurch aufgrund des höheren Druckes im Abgasrohr 14 Abgase vom Abgasrohr 14 in das Ansaugrohr 1 geleitet werden. Mit Hilfe des AGR-Ventils 17 kann der Abgasstrom in der AGR-Leitung 16 gesteuert werden. Von einem Kraftstofftank 21 führt eine Tankentlüftungsleitung 22 zum Saugrohr 1, wodurch zusätzlich Kraftstoff in das Saugrohr 1 und damit auch in den Brennraum 2 gelangen kann. Mittels eines Tankentlüftungsventils 23 kann der Kraftstofffluß in der Tankentlüftungsleitung 22 gesteuert werden. Über Signal- und Steuerleitungen 26 sind die verschiedenen Sensoren und Aktuatoren mit der Steuereinheit 5 verbunden. Eine Anzeigeeinrichtung 27 wird vom Auswertesystem 6 eingeschaltet, wenn ein Fehler in der Abgasrückführung vorliegt.

Wie aus der Figur 2 hervorgeht, ist sowohl der Zusammenhang zwischen Lambda und der AGR-Rate als auch der Zusammenhang

zwischen ml und der AGR-Rate bei konstantem Saugrohrdruck ps und konstanter Kraftstoffzufuhr rk linear. Wird die AGR-Rate verändert, so verändern sich auch Lambda und ml. Das Ausmaß und die Richtung der Änderung gibt Auskunft über den Zustand der Abgasrückführung und hängt von der Steuerstrategie der Brennkraftmaschine ab.

Indem die AGR-Rate in bestimmten Schritten verändert und Lambda und ml erfaßt werden, kann ein Verlauf von Lambda und/oder ml in Abhängigkeit von der AGR-Rate erstellt werden. Dieser Verlauf kann mit einem vorgegebenen Verlauf von Lambda und/oder ml aus z. B. einem Modell oder einem abgespeicherten früheren Verlauf verglichen werden. Der Betrag der Abweichung aus dem gemessenen Verlauf und dem modellierten Verlauf kann dann mit einem Schwellenwert verglichen werden und bei Überschreitung des Schwellenwertes kann auf einen Fehler in der Abgasrückführung geschlossen werden.

Wie aus der Figur 3 hervorgeht, wird bei einem Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine, bei der das Frischluft/Kraftstoff-Verhältnis mit Hilfe einer Breitband-Lambda-Sonde 24 erfaßt und einer Steuereinheit 5 zugeführt wird nach dem Start der AGR-Diagnose in Schritt 310, in einem Schritt 320 zunächst überprüft, ob die Grundvoraussetzungen für eine AGR-Diagnose erfüllt sind.

Hierbei wird überprüft ob vorgegebene Einschaltbedingungen gleichzeitig vorliegen. Diese Einschaltbedingungen sind : -Die Brennkraftmaschine muß sich in einem bestimmten Drehzahl/Lastfenster befinden.

-Die Abgasrückführung muß aktivierbar und in einem definierten Zustand sein.

-Die Motortemperatur muß eine gewisse vorgegebene Schwelle

überschreiten.

Solange die Grundvoraussetzungen für eine AGR-Diagnose nicht erfüllt sind, kann die AGR-Diagnose nicht weitergeführt werden.

Sind sie dagegen erfüllt, werden in einem Schritt 330 Lambda und/oder ml erfaßt und einem Auswertesystem 6 zugeführt. Im allgemeinen geschieht die Erfassung von Lambda und/oder ml kontinuierlich, so daß eine gesonderte Erfassung des Zeitverlaufs von Lambda und/oder ml nicht notwendig ist. Im Auswertesystem 6 wird in einem Schritt 340 geprüft, ob Lambda und/oder ml bei der aktuell eingestellten AGR-Rate innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches, der um einen Erwartungswert herum gebildet wird, liegen. Der Erwartungswert von Lambda und/oder ml wird beispielsweise unter der Annahme eines offenen oder geschlossenen AGR- Ventils gebildet. Bei öffnend angesteuerter Abgasrückführung muß der für eine offene Abgasrückführung gebildete Erwartungswert für Lambda und/oder ml erreicht werden.

Liegen Lambda und/oder ml innerhalb des Toleranzbereiches so wird in Schritt 350 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten wird in Schritt 360 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist. Im Falle daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist, werden in einem Schritt 370 entsprechende Maßnahmen in der Steuerung der Brennkraftmaschine eingeleitet, z. b. Anzeige und/oder Abspeicherung des Diagnoseergebnis, Adaptionsfaktor für den normalen Betrieb der Brennkraftmaschine außerhalb der Diagnose bilden, wobei die Größen Einspritzzeit, Zündwinkel und Frischluftmasse in Abhängigkeit des Zustandes des AGR-Systems adaptiert werden.

Es kann z. B. geprüft werden, ob bei eingeschalteter

Abgasrückführung eine Abgasrückführung stattfindet und in welchem Maße diese stattfindet. Dazu wird bei eingeschalteter Abgasrückführung das AGR-Ventil verstellt.

Ist die Abgasrückführung in Ordnung, so kann man beim erfaßten Lambda und ml eine Änderung beobachten.

In einem Verfahren wie es aus der Figur 4 zu entnehmen ist, werden zunächst die Schritte 410 bis 430 äquivalent zu den Schritten 310 bis 330 des in der Figur 3 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. In Schritt 440 wird die AGR-Rate verändert. Im Auswertesystem 6 wird in einem Schritt 450 Lambda und/oder ml nach der Änderung der AGR-Rate erfaßt. In Schritt 460 wird die Differenz aus dem erfaßten Lambda und/oder ml vor der Änderung der AGR-Rate und nach der Änderung der AGR-Rate gebildet und überprüft, ob die Differenz innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegt. Liegen die Änderungen von Lambda und ml innerhalb des Toleranzbereiches so wird in Schritt 470 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten wird in Schritt 480 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist. Im Falle daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist, werden in einem Schritt 490 entsprechende Maßnahmen in der Steuerung der Brennkraftmaschine eingeleitet, z. b. Anzeige und/oder Abspeicherung des Diagnoseergebnis, Adaptionsfaktor für den normalen Betrieb der Brennkraftmaschine außerhalb der Diagnose bilden, wobei die Größen Einspritzzeit, Zündwinkel und Frischluftmasse in Abhängigkeit des Zustandes des AGR- Systems adaptiert werden.

In einem Verfahren wie es aus der Figur 5 zu entnehmen ist, werden zunächst die Schritte 510 bis 520 äquivalent zu den Schritten 310 bis 320 des in der Figur 3 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. In Schritt 530 wird die AGR-Rate

verändert und in Schritt 540 wird Lambda und/oder ml erfaßt.

Im Auswertesystem 6 wird in einem Schritt 550 geprüft, ob Lambda und/oder ml bei der aktuell eingestellten AGR-Rate innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegen. Liegen Lambda und/oder ml innerhalb des Toleranzbereiches so wird in Schritt 560 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung in Ordnung ist, ansonsten wird in Schritt 570 die Annahme getroffen, daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist. Im Falle daß die Abgasrückführung nicht in Ordnung ist, werden in einem Schritt 580 entsprechende Maßnahmen in der Steuerung der Brennkraftmaschine eingeleitet, z. b. Anzeige und/oder Abspeicherung des Diagnoseergebnis, Adaptionsfaktor für den normalen Betrieb der Brennkraftmaschine außerhalb der Diagnose bilden, wobei die Größen Einspritzzeit, Zündwinkel und Frischluftmasse in Abhängigkeit des Zustandes des AGR-Systems adaptiert werden.