AT521866B1

AT521866B1 - Method and a system for simulating a lambda jump probe

Info

Publication number: AT521866B1
Application number: ATA50935/2018A
Authority: AT
Inventors: Luef Dipl Ing Dr Reinhard; Reiter Dr Anton
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-10-15
Also published as: DE102019216794A1; AT521866A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) und ein entsprechendes System zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde (1), wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift (2), insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, folgende Arbeitsschritte aufweisend: Prüfen (101), ob eine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt; und Ermitteln (103a, 103b) der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift, falls eine dynamische Änderung festgestellt wird; ansonsten Ermitteln (103c) der Sondenspannung auf der Grundlage der stationären Zuordnungsvorschrift.The invention relates to a method (100) and a corresponding system for simulating a lambda jump probe (1), with a probe voltage of the lambda jump probe being output on the basis of a probe model based on a predetermined lambda, the probe model using a stationary assignment rule (2 ), in particular a stationary probe characteristic, and a dynamic assignment rule, in particular a dynamic probe characteristic, comprising the following working steps: checking (101) whether there is a dynamic change in the predetermined lambda; and determining (103a, 103b) the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule if a dynamic change is determined; otherwise determining (103c) the probe voltage on the basis of the stationary assignment rule.

Description

description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Simulation einer LambdaSprungsonde, wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda-Wert eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird. The invention relates to a method and a system for simulating a lambda jump probe, starting from a predetermined lambda value, a probe voltage of the lambda jump probe is output on the basis of a probe model.

[0002] Bei der Auslegung einer Brennkraftmaschine bezeichnet der Lambda-Wert das für die Verbrennung ideale stöchiometrische Massenverhältnis von Luft zu Brennstoff. Beim Wert A=1 ist genau der Masseanteil Luft im Gemisch vorhanden, der benötigt wird, um den Kraftstoff vollständig zu verbrennen. Bei handelsüblichem Benzin beträgt dieses Massenverhältnis 14,7:1; es werden also 14,7 kg Luft benötigt, um 1 kg Benzin vollständig zu verbrennen. Durch die Beimengung von Ethanol (E5, E10) ist der stöchiometrische Luftbedarf nicht mehr 14,7 sondern etwas geringer (z.B. 14,1 - 14,3). When designing an internal combustion engine, the lambda value denotes the ideal stoichiometric mass ratio of air to fuel for combustion. If the value A = 1, the amount of air in the mixture is precisely that which is required to completely burn the fuel. With commercial gasoline, this mass ratio is 14.7: 1; so it takes 14.7 kg of air to completely burn 1 kg of gasoline. The addition of ethanol (E5, E10) means that the stoichiometric air requirement is no longer 14.7 but a little lower (e.g. 14.1 - 14.3).

[0003] In dem der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Katalysator ist es möglich, gleichzeitig Stickoxide zu Stickstoff zu reduzieren und Kohlenwasserstoff (HC)- und Kohlenmonoxid (CO)Moleküle im Abgas zu CO» und H;O zu oxidieren. Diese Funktionalität wird durch die Fähigkeit des Katalysators Sauerstoff zu speichern unterstützt. Dadurch kann auch bei nicht idealen Betriebsbedingungen für eine gewisse Zeit Sauerstoff gebuffert bzw. Sauerstoff bereitgestellt werden. Der Katalysator kann nur dann effektiv genutzt werden, wenn die diesem vorgeschaltete Brennkraftmaschine stets mit einer geeigneten, d. h. mit einer auf die aktuelle Sauerstoffbeladung des Katalysators abgestimmten Gemisch-Zusammensetzung mit einem geeigneten LambdaWert, beaufschlagt wird. In the catalytic converter connected downstream of the internal combustion engine, it is possible to simultaneously reduce nitrogen oxides to nitrogen and to oxidize hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) molecules in the exhaust gas to CO »and H; O. This functionality is supported by the ability of the catalytic converter to store oxygen. As a result, oxygen can be buffered or made available for a certain period of time even under non-ideal operating conditions. The catalytic converter can only be used effectively if the internal combustion engine upstream of it is always equipped with a suitable, i.e. H. a mixture composition with a suitable lambda value, matched to the current oxygen loading of the catalytic converter, is applied.

[0004] Im stationären Betrieb wird dies dadurch bewerkstelligt, dass ein stöchiometrisch weitgehend ideales Gemisch verwendet wird, d.h. bei einem Motorbetrieb um Lambda = 1. Nach bestimmten Betriebssituationen, wie Schubbetrieb oder Volllastanfettung, kann es aber erforderlich sein, der Brennkraftmaschine kurzzeitig ein über- oder unterstöchiometrisches Gemisch zuzuführen, so dass der Sauerstoffspeicher des Katalysators wieder in den Zustand der optimalen Konvertierung geführt wird. Die dazu erforderliche Veränderung der Gemischzusammensetzung erfolgt durch die Abgasregelung der Brennkraftmaschine. Das Ziel der Abgasregelung liegt darin, dem Katalysator durch eine Beeinflussung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses Lambda immer jene Gemischzusammensetzung zuzuführen, durch die eine optimale Sauerstoffbeladung zur Umsetzung aller Schadstoffkomponenten erreicht wird. In stationary operation, this is achieved in that a stoichiometrically largely ideal mixture is used, i.e. with an engine operation around lambda = 1. After certain operating situations, such as overrun or full load enrichment, it may be necessary to briefly supply an over- or under-stoichiometric mixture to the internal combustion engine so that the oxygen storage of the catalytic converter is returned to the state of optimal conversion. The required change in the mixture composition is carried out by the exhaust gas control of the internal combustion engine. The aim of exhaust gas control is to always supply the catalytic converter with that mixture composition by influencing the fuel / air ratio lambda, through which an optimal oxygen charge is achieved for the conversion of all pollutant components.

[0005] Das Problem der Regelung der Sauerstoffbeladung bzw. der Sauerstoffbilanz liegt darin, dass es anhand der Signale von Lambdasonden, welche, wie in Fig. 1 dargestellt, vor und hinter einem Katalysator angeordnet sind, nicht möglich ist, den Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers des Katalysators direkt zu messen. Dieser kann nur indirekt über eine Bilanzierung des Sauerstoffeintrags erfolgen und/oder abgeschätzt werden. The problem of regulating the oxygen load or the oxygen balance is that it is not possible using the signals from lambda probes, which, as shown in Fig. 1, are arranged in front of and behind a catalyst, the degree of filling of the oxygen reservoir To measure the catalytic converter directly. This can only be done and / or estimated indirectly by balancing the oxygen input.

[0006] Die Genauigkeit dieser Sauerstoffbilanzierung ist durch die Messgenauigkeit des Lambdas vor dem Katalysator und des Abgasmassenstroms eingeschränkt. Des Weiteren ist zum Beginn des jeweiligen Bilanzierungszeitraums eine Information über den Startwert der Sauerstoffspeicherbefüllung erforderlich. Diese Information ist nur vorhanden, wenn die Spannung einer Nachkatalysator-Lambdasonde entweder während der Beaufschlagung des Katalysators mit einer mageren Abgaszusammensetzung ein eindeutig mageres Gemisch, Sondenspannung < 0,15 V, oder während der Beaufschlagung des Katalysators mit einer fetten Abgaszusammensetzung ein eindeutig fettes Gemisch, Sondenspannung > 0,8 V, anzeigt. Dann kann davon ausgegangen werden, dass der Sauerstoffspeicher etwa komplett gefüllt bzw. komplett entleert ist und das entsprechende Gemisch daher durch den Katalysator „durchbricht“. The accuracy of this oxygen balance is limited by the measurement accuracy of the lambda upstream of the catalytic converter and the exhaust gas mass flow. Furthermore, information about the starting value of the oxygen storage tank filling is required at the beginning of the respective balancing period. This information is only available if the voltage of a post-catalytic converter lambda probe is either a clearly lean mixture, probe voltage <0.15 V, while the catalytic converter is exposed to a lean exhaust gas composition, or a clearly rich mixture is generated while the catalytic converter is exposed to a rich exhaust gas composition, Probe voltage> 0.8 V. It can then be assumed that the oxygen storage tank is approximately completely filled or completely emptied and the corresponding mixture therefore “breaks through” the catalytic converter.

[0007] Ein Messzyklus, welcher den Sauerstoffspeicher durch Beaufschlagung des Katalysators mit einem fetten Gemisch zunächst entleert und dann durch Beaufschlagung mit einem mageren Gemisch wieder befüllt, wird auch Katalysatordiagnose-Zyklus genannt. Solche Messzyklen sind beispielsweise in dem Diagramm der Figuren 3 und 5 in Bezug auf den Lambdawert LAVS5; gezeigt. A measuring cycle which first empties the oxygen reservoir by applying a rich mixture to the catalytic converter and then refilling it by applying a lean mixture is also called a catalytic converter diagnosis cycle. Such measurement cycles are shown, for example, in the diagram in FIGS. 3 and 5 with reference to the lambda value LAVS5; shown.

[0008] Die modellbasierte Kalibrierung von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Ottomotoren und Dieselmotoren, nimmt eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung der Brennkraftmaschinen ein, da Testläufe, welche ansonsten mittels eines realen Prüflings durchgeführt werden müssten, in eine frühe Phase des Entwicklungsprozesses verlagert werden können. The model-based calibration of internal combustion engines, especially gasoline and diesel engines, is playing an increasingly important role in the development of internal combustion engines, since test runs, which would otherwise have to be carried out using a real test object, can be shifted to an early phase of the development process.

[0009] Ein Teil der Kalibrierung der Brennkraftmaschinen ist dabei die Emissionskalibrierung zur Vorab- und Feinabstimmung der Regelung durch die Nachkatalysatorsonde, welche die sogenannte Trimmregelung durchführt, sowie zur Vorbedatung von Diagnosefunktionen für die Lambdasonden und den Katalysator im Hinblick auf Auspuffemissionen (Engl: Tailpipe Emissions). Part of the calibration of the internal combustion engines is the emission calibration for pre-adjusting and fine-tuning the control by the post-catalyst probe, which carries out the so-called trim control, and for pre-dataing diagnostic functions for the lambda probes and the catalyst with regard to tailpipe emissions ).

[0010] Die Aufgabe einer Hinterkat-Regelung, auch Trimmregelung genannt, liegt hierbei, unter Verwendung des Signals der Nachkatalysatorsonde, darin, nach dem Katalysator die Gemischzusammensetzung auf Lambda gleich eins einzuregeln. The task of a post-cat control, also called trim control, is here, using the signal from the post-catalytic converter probe, to regulate the mixture composition to lambda equal to one after the catalytic converter.

[0011] Ein solches Verfahren zur modellbasierten Kalibrierung von Brennkraftmaschinen ist beispielsweise in dem Dokument WO 2016/170063 A beschrieben. Such a method for model-based calibration of internal combustion engines is described in document WO 2016/170063 A, for example.

[0012] Um eine Brennkraftmaschine zusammen mit ihrem Abgasstrang simulieren zu können und beispielsweise auf diese Weise eine Kalibrierung am HiL-Prüfstand (Hardware-in-the-Loop) zu testen, müssen neben der Brennkraftmaschine auch ein Verhalten des Katalysators sowie der Lambdasonden simuliert werden. In order to be able to simulate an internal combustion engine together with its exhaust tract and, for example, to test a calibration on the HiL test bench (hardware-in-the-loop) in this way, a behavior of the catalytic converter and the lambda sensors must be simulated in addition to the internal combustion engine .

[0013] Aus dem Dokument DE 10 2008 001 569 A1 ist ein Verfahren zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde bekannt. Hierbei wird im laufenden Fahrzeugbetrieb durch Auswerten einer Signaländerung bei Anregung des Systems ein Sprungverhalten der Abgassonde bestimmt und anhand dieser Ergebnisse das Dynamikmodell der Abgassonde adaptiert. From the document DE 10 2008 001 569 A1, a method for adapting a dynamic model of an exhaust gas probe is known. In this case, while the vehicle is in operation, a change in signal when the system is activated is used to determine a jump behavior of the exhaust gas probe, and the dynamic model of the exhaust gas probe is adapted based on these results.

[0014] Das Dokument DE 10 2009 029 168 A1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Erfassung einer physikalischen Größe im Abgas einer Brennkraftmaschine. Hierbei wird ein Sensor durch eine elektronische Schaltung simuliert. The document DE 10 2009 029 168 A1 shows a circuit arrangement for detecting a physical variable in the exhaust gas of an internal combustion engine. A sensor is simulated by an electronic circuit.

[0015] Das Dokument 10 2009 008 863 A1 betrifft ein Simulationsgerät, welches einzelne Steuerund/oder Überwachungsaggregate eines Motors eines Kraftfahrzeugs simuliert, beispielsweise die Lambdasonde. Document 10 2009 008 863 A1 relates to a simulation device which simulates individual control and / or monitoring units of an engine of a motor vehicle, for example the lambda probe.

[0016] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Simulation der Auspuffemissionen zu verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, diese Simulation noch realitätsnäher zu gestalten. Ausgehend von dieser Simulation ist es auch eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Simulation einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang sowie eine verbesserte simulationsgestützte Kalibrierung einer Brennkraftmaschine bereitzustellen. It is an object of the invention to improve the simulation of the tailpipe emissions. In particular, it is an object of the invention to make this simulation even more realistic. Based on this simulation, it is also an object of the invention to provide an improved simulation of an internal combustion engine with an exhaust system and an improved simulation-based calibration of an internal combustion engine.

[0017] Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht. [0017] This object is achieved by the teaching of the independent patent claims. Advantageous configurations are claimed in the dependent claims.

[0018] Eine Zuordnungsvorschrift im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine mathematische Beziehung, welche einen Wert einem anderen Wert eindeutig zuordnet. Beispiele für eine Zuordnungsvorschrift sind eine Funktion, eine Matrix, etc. An assignment rule within the meaning of the invention is, in particular, a mathematical relationship which uniquely assigns one value to another value. Examples of an assignment rule are a function, a matrix, etc.

[0019] Eine stationäre Zuordnungsvorschrift im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Zuordnungsvorschrift, welche im stationären Betrieb der Lambda-Sprungsonde gültig ist. A stationary assignment rule within the meaning of the invention is in particular an assignment rule that is valid in the stationary operation of the lambda jump probe.

[0020] Eine dynamische Zuordnungsvorschrift im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Zuordnungsvorschrift, welche im dynamischen Betrieb einer Lambda-Sprungsonde gültig ist. In diesem Fall ändert sich der Lambdawert vorzugsweise mehr als ein vordefinierter Schwellwert pro Zeiteinheit. A dynamic assignment rule within the meaning of the invention is, in particular, an assignment rule that is valid in the dynamic operation of a lambda jump probe. In this case, the lambda value preferably changes more than a predefined threshold value per unit of time.

[0021] Ein stationärer Betrieb der Lambda-Sprungsonde im Sinne der Erfindung liegt insbesondere bei einem stationären oder quasi-stationären Motorbetrieb vor. Stationary operation of the lambda jump probe within the meaning of the invention is present in particular in the case of stationary or quasi-stationary engine operation.

[0022] Ein dynamischer Betrieb der Lambda-Sprungsonde im Sinne der Erfindung liegt insbesondere bei einem dynamischen Motorbetrieb vor. [0022] Dynamic operation of the lambda jump probe within the meaning of the invention is present in particular in dynamic engine operation.

[0023] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein computergestütztes Verfahren zur Simulation [0023] A first aspect of the invention relates to a computer-aided method for simulation

einer Lambda-Sprungsonde, wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, folgende Arbeitsschritte aufweisend: a lambda jump probe, with a probe voltage of the lambda jump probe being output on the basis of a probe model based on a predetermined lambda, the probe model having a stationary assignment rule, in particular a stationary probe characteristic, and a dynamic assignment rule, in particular a dynamic probe characteristic, the following Work steps having:

Prüfen, ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt; und Check whether there is a dynamic change in the specified lambda; and

Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird; ansonsten Determining the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule if a dynamic change is determined; otherwise

Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der stationären Zuordnungsvorschrift. Determination of the probe voltage on the basis of the stationary assignment rule.

[0024] Vorzugsweise wird die Sondenspannung, insbesondere über eine Schnittstelle ausgegeben. Insbesondere kann diese zur Kalibrierung, Optimierung und/oder Steuerung einer realen oder simulierten Brennkraftmaschine und oder deren Steuerung eingesetzt werden. [0024] The probe voltage is preferably output, in particular via an interface. In particular, this can be used for calibration, optimization and / or control of a real or simulated internal combustion engine and / or its control.

[0025] Die stationäre Zuordnungsvorschrift wird insbesondere unverändert nur dann herangezogen, wenn keine dynamische Anderung festgestellt wurde. In particular, the stationary assignment rule is only used unchanged if no dynamic change has been determined.

[0026] Die Erfindung beruht insbesondere auf dem Ansatz, bei einer Simulation der LambdaSprungsonde, auch Nernstsonde oder Zweipunkt-Lambdasonde genannt, nicht nur die stationäre Kennlinie, d. h. die Kennlinie aus einem stationären Betrieb der Brennkraftmaschine, zu berücksichtigen, sondern des Weiteren auch dynamische Kennlinien, d. h. Kennlinien, welche ausschließlich im dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine gültig sind, zu berücksichtigen. The invention is based in particular on the approach, in a simulation of the lambda jump probe, also called Nernst probe or two-point lambda probe, not just the stationary characteristic curve, ie. H. the characteristic curve from stationary operation of the internal combustion engine, but also dynamic characteristics, d. H. Characteristic curves which are only valid in dynamic operation of the internal combustion engine must be taken into account.

[0027] Auf diese Weise ist es möglich, die wesentlichen oder sogar alle emissionsrelevanten Betriebszustände und Ereignisse einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang mit Katalysator am HiL-Prüfstand detailgetreu nachzubilden. In this way it is possible to reproduce the essential or even all emission-relevant operating states and events of an internal combustion engine with an exhaust system with a catalytic converter on the HiL test bench in great detail.

[0028] In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Feststellen einer dynamischen Änderung eine normierte Standardabweichung und/oder eine Abweichung zwischen mittels einer Lambda-Breitbandsonde bestimmten Werten und einem vorgegebenen Wert berechnet. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, a normalized standard deviation and / or a deviation between values determined by means of a lambda broadband probe and a predetermined value are calculated to determine a dynamic change.

[0029] Ein Feststellen einer dynamischen Änderung mittels der Abweichung von einem Einstellwert für Messwerte wenigstens einer Lambda-Breitbandsonde hat gegenüber dem Berücksichtigen der normierten Standardabweichung den Vorteil, dass dieses Kriterium gegenüber der normierten Standardabweichung sehr schnell reagiert. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn die Beobachtungsintervalle für die Standardabweichung zu lang sind. Establishing a dynamic change by means of the deviation from a setting value for measured values of at least one broadband lambda probe has the advantage over taking into account the normalized standard deviation that this criterion reacts very quickly compared to the normalized standard deviation. This can be of advantage if the observation intervals for the standard deviation are too long.

[0030] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die dynamische Zuordnungsvorschrift eine Fallunterscheidung für ansteigendes Lambda und abnehmendes Lambda auf, und das Verfahren weist des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt auf: Prüfen, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambdas vorliegt; In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the dynamic assignment rule has a case differentiation for increasing lambda and decreasing lambda, and the method also has the following working step: Check if a dynamic change is determined whether an increase or a There is a decrease in lambda;

wobei zum Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift eine erste Zuordnung für ein ansteigendes Lambda verwendet wird oder eine zweite Zuordnung für ein abnehmendes Lambda verwendet wird. wherein a first assignment is used for an increasing lambda or a second assignment is used for a decreasing lambda to determine the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule.

[0031] Die Erfinder haben des Weiteren festgestellt, dass, je nachdem aus welcher Richtung der Lambdawert sich dem relevanten Bereich der Sondenkennlinie nähert, d. h. beim Anfetten vom Magerbetrieb zum fettem Betrieb oder in gegenläufiger Richtung vom fetten Betrieb zum Magerbetrieb, vorteilhafterweise jeweils unterschiedliche Sondenkennlinien aufgrund eines Hystereseeffekts der Sprungsonde zu berücksichtigen sind. Hierdurch kann die Simulation noch realitätsgetreuer verwirklicht werden. The inventors have also found that, depending on the direction from which the lambda value approaches the relevant area of the probe characteristic, i.e. H. when enriching from lean operation to rich operation or in the opposite direction from rich operation to lean operation, advantageously in each case different probe characteristics due to a hysteresis effect of the jump probe must be taken into account. This means that the simulation can be implemented even more realistically.

[0032] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein ansteigendes Lambda dann als vorliegend angenommen, wenn ein Minimum in einem mit einer Breitbandsonde bestimmten Verlauf des Lambdas festgestellt wurde. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, a rising lambda is assumed to be present when a minimum has been determined in a course of the lambda determined with a broadband probe.

[0033] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen wird ein abnehmendes Lambda dann als vorliegend angenommen, wenn ein Maximum in einem mit einer Breitband-In a further advantageous embodiment of the invention, a decreasing lambda is assumed to be present when a maximum in a with a broadband

sonde bestimmten Verlauf des Lambdas festgestellt wurde. a certain course of the lambda was determined.

[0034] Diese Art der Detektion von ansteigenden Lambda-Werten oder abfallenden LambdaWerten ist sehr zuverlässig und robust. This type of detection of increasing lambda values or decreasing lambda values is very reliable and robust.

[0035] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das ansteigende Lambda solange als vorliegend angenommen, bis ein nächstes Maximum auftritt und/oder das abnehmende Lambda solange als vorliegend angenommen wird, bis ein nächstes Minimum auftritt. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the increasing lambda is assumed to be present until a next maximum occurs and / or the decreasing lambda is assumed to be present until a next minimum occurs.

[0036] Sprünge beim Anwenden der verschiedenen Kennlinien werden auf diese Weise verhindert. Jumps in the application of the different characteristics are prevented in this way.

[0037] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn ein Wechsel von einer dynamischen Änderung zu einer stationären Änderung oder umgekehrt festgestellt wird, während eines ersten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der dynamischen Zuordnungsvorschrift und der stationären Zuordnungsvorschrift zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt, und/oder, wenn ein sprunghafter Wechsel von einem ansteigenden Lambda zu einem abnehmenden Lambda oder umgekehrt festgestellt wird, während eines zweiten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der Zuordnung für ein ansteigendes Lambda und der Zuordnung für ein abnehmendes Lambda zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, when a change from a dynamic change to a stationary change or vice versa is detected, an interpolation between the dynamic assignment rule and the stationary assignment rule for determining the probe voltage is carried out during a first transition period, and / or, if a sudden change from an increasing lambda to a decreasing lambda or vice versa is detected, an interpolation between the assignment for an increasing lambda and the assignment for a decreasing lambda to determine the probe voltage is carried out during a second transition period.

[0038] Das Berücksichtigen eines Übergangszeitraums, in welchem jeweils eine Interpolation zwischen den verschiedenen Kennlinien durchgeführt wird, passt die erfindungsgemäße Simulation der Realität noch besser an, da in der Realität eine stetige und keine sprunghafte Anderung von einer Kennlinie zur nächsten relevanten Kennlinie erfolgt. Taking into account a transition period in which an interpolation between the different characteristics is carried out, the simulation according to the invention fits the reality even better, since in reality there is a steady and no sudden change from one characteristic to the next relevant characteristic.

[0039] Die im Vorhergehenden aufgezeigten Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts der Erfindung gelten auch für den zweiten, dritten und vierten Aspekt der Erfindung und umgekehrt. The features and advantages of the first aspect of the invention shown above also apply to the second, third and fourth aspects of the invention and vice versa.

[0040] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang, wobei der Abgasstrang einen Lambda-geregelten Katalysator, insbesondere Dreiwegekatalysator, wenigstens eine Lambda-Breitbandsonde zur Messung des Lambda-Werts vor dem Katalysator und/oder wenigstens eine Lambda-Breitbandsonde hinter dem Katalysator, und eine Lambda-Sprungsonde hinter dem Katalysator zur Messung des Lambda-Werts hinter dem Katalysator aufweist, wobei die Lambda-Sprungsonde mittels eines Verfahrens zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde simuliert wird, wobei das vorgegebene Lambda am Ausgang der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei das Prüfen, ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdawerts vorliegt, auf der Grundlage von Lambda-Werten an der wenigstens einen Lambda-Breitbandsonde zur Messung des Lambdas vor dem Katalysator und/oder hinter dem Katalysator erfolgt, und/oder wobei das Prüfen, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambda-Werts vorliegt, auf der Grundlage von Lambda-Werten an der wenigstens einen Lambda-Breitbandsonde zur Messung des Lambda-Werts hinter dem Katalysator erfolgt. A second aspect of the invention relates to a method for simulating an internal combustion engine with an exhaust system, the exhaust system having a lambda-regulated catalytic converter, in particular a three-way catalytic converter, at least one lambda broadband probe for measuring the lambda value upstream of the catalytic converter and / or at least one Lambda broadband probe behind the catalytic converter, and a lambda jump probe behind the catalytic converter for measuring the lambda value behind the catalytic converter, the lambda jump probe being simulated by means of a method for simulating a lambda jump probe, the specified lambda at the output of the Internal combustion engine is determined, the checking of whether there is a dynamic change in the predetermined lambda value, based on lambda values at the at least one lambda broadband probe for measuring the lambda before the catalytic converter and / or after the catalytic converter, and / or wherein checking whether there is an increase or a decrease in the lambd a value is present, on the basis of lambda values at the at least one lambda broadband probe for measuring the lambda value downstream of the catalytic converter.

[0041] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Brennkraftmaschine, wobei eine reale Steuerung der Brennkraftmaschine (ECU) eine mittels eines Verfahrens zur Simulation einer Brennkraftmaschine steuert. A third aspect of the invention relates to a method for calibrating an internal combustion engine, a real control of the internal combustion engine (ECU) controlling one by means of a method for simulating an internal combustion engine.

[0042] Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Simulation einer LambdaSprungsonde, wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, aufweisend: A fourth aspect of the invention relates to a system for simulating a lambda jump probe, starting from a predetermined lambda a probe voltage of the lambda jump probe is output on the basis of a probe model, the probe model having a stationary assignment rule, in particular a stationary probe characteristic, and a dynamic assignment rule, in particular a dynamic probe characteristic, having:

Speichermittel zum Speichern des Sondenmodells; Storage means for storing the probe model;

Mittel zum Prüfen, ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt; Mittel zum Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, oder auf der Grundlage der stationären Zuord-Means for checking whether there is a dynamic change in the predetermined lambda; Means for determining the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule, if a dynamic change is detected, or on the basis of the stationary assignment

nungsvorschrift; und eine Datenschnittstelle zum Ausgeben der Sondenspannung. regulation; and a data interface for outputting the probe voltage.

[0043] Die erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere durch ein solches System ausgeführt. The methods according to the invention are carried out in particular by such a system.

[0044] Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien, aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, so dass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere eine Hubkolbenmaschine steuern und/oder überwachen kann. A means within the meaning of the present invention can be designed in terms of hardware and / or software, in particular a data or signal-connected, in particular digital, processing, in particular microprocessor unit (CPU) and / or, preferably with a memory and / or bus system or have one or more programs or program modules. The CPU can be designed to process commands that are implemented as a program stored in a memory system, to acquire input signals from a data bus and / or to output output signals to a data bus. A storage system can have one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid-state and / or other non-volatile media. The program can be designed in such a way that it embodies or is able to execute the methods described here, so that the CPU can execute the steps of such methods and thus in particular control and / or monitor a reciprocating piston engine.

[0045] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch: Further advantages and features emerge from the description of the preferred exemplary embodiments in connection with the figures. It shows at least partially schematically:

[0046] Fig. 1 einen Ausschnitt eines zu simulierenden Abschnitts eines Abgasstrangs; [0047] Fig. 2 eine Kennlinienschar einer Lambda-Sprungsonde; [0048] Fig. 3 Diagramme mit Signalen, welche zur Katalysatordiagnose eingesetzt werden; [0046] FIG. 1 shows a detail of a section to be simulated of an exhaust line; [0047] FIG. 2 a family of characteristics of a lambda jump probe; [0048] FIG. 3 diagrams with signals which are used for catalytic converter diagnosis;

[0049] Fig. 4 ein Blockdiagramm eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens und eines Systems zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde; und [0049] FIG. 4 shows a block diagram of a possible exemplary embodiment of a method and a system for simulating a lambda jump probe; and

[0050] Fig. 5 ein Diagramm einer Lambda-Simulation für einen Sensor, welcher am Abgasstrang hinter dem Katalysator angeordnet ist, mit Berücksichtigung einer Lambdasonden-Dynamik und ohne Berücksichtigung einer Lambdasonden-Dynamik. 5 shows a diagram of a lambda simulation for a sensor which is arranged on the exhaust line behind the catalytic converter, taking into account a lambda probe dynamics and without taking into account a lambda probe dynamics.

[0051] Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Abgasstrangs 7 mit einem Katalysator 6, wobei Messpunkte von Lambdasensoren jeweils am Ausgang einer Brennkraftmaschine bzw. Eingang des Katalysators P1, an welchem die von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Emissionen vorliegen, und an einem Messpunkt P2, welcher hinter dem Katalysator 6 in Strömungsrichtung des Abgases platziert ist, angeordnet sind. Fig. 1 shows a section of an exhaust gas line 7 with a catalytic converter 6, measuring points of lambda sensors each at the output of an internal combustion engine or input of the catalytic converter P1, at which the emissions emitted by the internal combustion engine are present, and at a measuring point P2, which is placed behind the catalyst 6 in the flow direction of the exhaust gas, are arranged.

[0052] Eine erste Lambda-Breitbandsonde 4 mit der Signalbezeichnung LAVS41 ist in dem Abgasstrang in Strömungsrichtung der Abgase vor dem Katalysator 6 angeordnet. Des Weiteren ist eine zweite Lambda-Breitbandsonde 8 mit der Signalbezeichnung lamsoniw vor dem Katalysator 6 angeordnet. Ein dritter Lambda-Breitbandsensor 5 mit der Bezeichnung LAVSs; ist in dem Abgasstrang 7 nach dem Katalysator 6 angeordnet. An derselben Stelle nimmt auch eine LambdaSprungsonde 1 mit der Bezeichnung usfkw ein Messsignal auf. A first broadband lambda probe 4 with the signal designation LAVS41 is arranged in the exhaust line upstream of the catalytic converter 6 in the flow direction of the exhaust gases. Furthermore, a second broadband lambda probe 8 with the signal designation lamsoniw is arranged in front of the catalytic converter 6. A third lambda broadband sensor 5 with the designation LAVSs; is arranged in the exhaust line 7 after the catalytic converter 6. At the same point, a lambda jump probe 1 with the designation usfkw also picks up a measurement signal.

[0053] Die Lambdasonde 8 (lamsoniw), welche üblicherweise ebenfalls eine Breitbandsonde ist, und die Lambda-Sprungsonde 1 (usfkw) sind üblicherweise im Abgasstrang eines Serienfahrzeugs im normalen Betrieb verbaut. Die von diesen Sensoren 1, 8 erzeugten Signale werden von der Motorsteuerung (ECU) für die Regelung der Brennkraftmaschine und die Abgasregelung verwendet. The lambda probe 8 (lamsoniw), which is usually also a broadband probe, and the lambda jump probe 1 (usfkw) are usually installed in the exhaust system of a series vehicle in normal operation. The signals generated by these sensors 1, 8 are used by the engine control (ECU) for regulating the internal combustion engine and regulating the exhaust gas.

[0054] Die beiden Lambda-Breitbandsensoren 4, 5 (LAVS41 und LAVSs:) sind Sensoren, welche üblicherweise am Motorenprüfstand oder in Testfahrzeugen mit verbaut sind, um die Funktion der ECU-Sensoren 1, 8 (lamsoniw, usfkw) zu testen. The two broadband lambda sensors 4, 5 (LAVS41 and LAVSs :) are sensors that are usually installed on the engine test bench or in test vehicles to test the function of the ECU sensors 1, 8 (lamsoniw, etc.).

[0055] Wird die Brennkraftmaschine und/oder der Abgasstrang auf einem Hardware-in-theLoop-Prüfstand betrieben, so werden vorzugsweise alle vorgenannten Sensoren 1, 4, 5, 8 zur Lambda-Messung simuliert. Der Lambda-Wert an dem Messpunkt P1 wird hierbei jeweils mittels If the internal combustion engine and / or the exhaust system are operated on a hardware-in-the-loop test bench, then all of the aforementioned sensors 1, 4, 5, 8 are preferably simulated for lambda measurement. The lambda value at the measuring point P1 is determined using

eines Modells der Brennkraftmaschine, welches auch die Emissionen am Ausgang der Brennkraftmaschine liefert, berechnet und ist mithin als vorgegebene Eingangsgröße zu betrachten. Auch der Katalysator 6 wird auf einem solchen Hardware- in-the-Loop-Prüfstand mittels eines Katalysatormodells simuliert. Auf der Grundlage des Lambda-Werts am Messpunkt P1, der vorliegenden Spezien, d.h. der Emissionszusammensetzung vor dem Katalysator, eines Massenstroms des Abgases sowie der Simulation des Katalysators 6 ergibt sich zu jedem Zeitpunkt ein Emissions-Wert am Messpunkt P2 hinter dem Katalysator 6. Insbesondere gibt der EmissionsWert den auf der Grundlage der Simulation bestimmten Lambda-Wert an dieser Stelle an. a model of the internal combustion engine, which also supplies the emissions at the output of the internal combustion engine, and is therefore to be regarded as a predetermined input variable. The catalytic converter 6 is also simulated on such a hardware-in-the-loop test bench by means of a catalytic converter model. Based on the lambda value at measurement point P1, the species present, i.e. The emission composition upstream of the catalytic converter, a mass flow of the exhaust gas and the simulation of the catalytic converter 6 result in an emission value at measuring point P2 behind the catalytic converter 6 at any point in time on.

[0056] Aufgabe der Lambda-Sprungsonde 1 ist es nunmehr, diesen vorgegebenen Lambda-Wert an dem Messpunkt P2 in ein Spannungssignal usfkw umzusetzen, welches von der Motorsteuerung zur Trimmregelung der Abgas- oder Auspuffemissionen eingesetzt wird. Die Aufgabe der Trimmregelung liegt dabei darin, die Gemisch-Zusammensetzung nach dem Katalysator auf Lambda gleich 1 einzuregeln, um möglichst geringe Auspuffemissionen zu erzeugen. Das Spannungssignal usfkw wird hierzu der Motorsteuerung zur Trimmregelung der Brennkraftmaschine bereitgestellt und entspricht aus der Perspektive der Brennkraftmaschine mithin direkt proportional dem jeweils an dem zweiten Messpunkt P2 vorliegenden Lambda-Wert. The task of the lambda jump probe 1 is now to convert this predetermined lambda value at the measuring point P2 into a voltage signal usfkw which is used by the engine control to trim the exhaust gas or tailpipe emissions. The task of the trim control is to regulate the mixture composition downstream of the catalytic converter to lambda equal to 1 in order to generate the lowest possible exhaust emissions. For this purpose, the voltage signal usfkw is made available to the engine control for trim control of the internal combustion engine and, from the perspective of the internal combustion engine, therefore corresponds directly proportionally to the lambda value present at the second measuring point P2.

[0057] Um die Funktion der Lambda-Sprungsonde 1 in einem Verfahren 100 zu simulieren, wird erfindungsgemäß ein Sonden-Modell der Lambda-Sprungsonde 1 eingesetzt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Sonden-Modell ist eine Schar von Sondenkennlinien 2, 3a, 3b hinterlegt, welche sowohl eine Zuordnung der Sondenspannung usfkw zu Lambda-Werten nach dem KataIysator in stationären bzw. quasi-stationären Motorbetriebszuständen, in welchen sich der Lambda-Wert am Motorausgang nicht oder nur geringfügig ändert, sowie in dynamischen Motorbetriebszuständen, in welchen sich der Lambda-Wert am Motorausgang und damit auch an dem Messpunkt P1 einer starken Anderung unterliegt, ermöglicht. In order to simulate the function of the lambda jump probe 1 in a method 100, a probe model of the lambda jump probe 1 is used according to the invention, as shown in FIG. In this probe model, a family of probe characteristics 2, 3a, 3b is stored, which both assign the probe voltage usfkw to lambda values after the catalyst in stationary or quasi-stationary engine operating states in which the lambda value at the engine output is not or changes only slightly, as well as in dynamic engine operating states in which the lambda value at the engine output and thus also at the measuring point P1 is subject to a strong change.

[0058] Das Bezugszeichen 3a bezeichnet hierbei eine dynamische Sondenkennlinie, welche gültig ist, wenn das Lambda am Messpunkt P2 zunimmt, das heißt wenn eine Anderung von fetten Abgasgemischen zu mageren Abgasgemischen stattfindet. Die Sondenkennlinie 3b ist ebenfalls eine dynamische Kennlinie, wobei diese für eine Anderung mit abhehmendem Lambda am Messpunkt P2 gültig ist, das heißt eine bei einer Gemischänderung von mager zu fett. The reference numeral 3a denotes a dynamic probe characteristic curve, which is valid when the lambda increases at measuring point P2, that is, when a change from rich exhaust gas mixtures to lean exhaust gas mixtures takes place. The probe characteristic 3b is also a dynamic characteristic, this being valid for a change with a decreasing lambda at measuring point P2, that is to say one in the case of a mixture change from lean to rich.

[0059] Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine stationäre Sondenkennlinie für Änderungen des Lambdas in einem stationären bzw. quasi-stationären Motorbetrieb. The reference number 2 denotes a stationary sensor characteristic curve for changes in the lambda in a stationary or quasi-stationary engine operation.

[0060] Die Fig. 2 verdeutlicht, dass die Sondenkennlinie im dynamischen Motorbetrieb, bei welchem relativ schnelle Anderungen vom mageren zum fetten Betrieb und umgekehrt auftreten, eine Art von Hysterese aufweist, bei welcher die Sonde früher anspricht und dadurch höhere (von mager nach fett) bzw. niedrigere (von fett nach mager) Spannungswerte liefert als im stationären bzw. quasi-stationären Motorbetrieb. 2 shows that the probe characteristic curve in dynamic engine operation, in which relatively rapid changes from lean to rich operation and vice versa occur, has a type of hysteresis in which the probe responds earlier and thus higher (from lean to rich ) or lower (from rich to lean) voltage values than in stationary or quasi-stationary engine operation.

[0061] Die in Fig. 2 gezeigte Sondenkennlinie mit mehreren Ästen 2, 3a, 3b wird vorzugsweise durch Messungen an einem realen Fahrzeug auf einem Prüfstand, insbesondere Rollenprüfstand, ermittelt, könnten aber in der Weise auch auf dem Motorenprüfstand aufgenommen sein. The probe characteristic shown in Fig. 2 with several branches 2, 3a, 3b is preferably determined by measurements on a real vehicle on a test bench, in particular a roller test bench, but could also be recorded in this way on the engine test bench.

[0062] Hierfür weist das vermessene Fahrzeug wenigstens die in Fig. 1 gezeigte zusätzliche Lambda-Breitbandsonde 5 auf, welche das Lambda-Signal LAVSs+ erzeugt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Prüfstand um einen Rollenprüfstand. Um die Sondenkennlinie zu ermitteln, wird das Fahrzeug an einem stationären Betriebspunkt oder mehreren stationären Betriebspunkten der Brennkraftmaschine mehrmals hintereinander bei unterschiedlichen Lambda-Werten alternierend betrieben. Vorzugsweise wird hierbei ein ähnlicher Verlauf des Lambdas gewählt, wie er auch bei der Katalysatordiagnose eingesetzt wird. For this purpose, the measured vehicle has at least the additional lambda broadband probe 5 shown in FIG. 1, which generates the lambda signal LAVSs +. The test stand is preferably a roller test stand. In order to determine the sensor characteristic, the vehicle is operated alternately several times in succession at different lambda values at a stationary operating point or at several stationary operating points of the internal combustion engine. In this case, a similar course of the lambda is preferably selected as is also used in the diagnosis of the catalytic converter.

[0063] Vorzugsweise kann hierfür der Motor beispielsweise zunächst mit einem Lambda von etwa 0,855 betrieben werden, bis an der Lambda-Sprungsonde ein Durchbruch der Fettphase festgestellt werden kann, und darauf mit einem Lambda-Wert von etwa 1,08 betrieben werden, bis ein Durchbruch der Magerphase festgestellt werden kann. For this purpose, the engine can preferably be operated, for example, initially with a lambda of approximately 0.855 until a breakthrough in the rich phase can be detected on the lambda jump probe, and then operated with a lambda value of approximately 1.08 until a Breakthrough of the lean phase can be detected.

[0064] Zur Ermittlung der Äste der Kennlinie sollte die Lambda-Variation vorzugsweise bei unterschiedlichen Lambda-Werten erfolgen, insbesondere mittels eines sprunghaften Wechsels des Lambda-Sollwerts am Messpunkt P1 vor dem Katalysator. Danach kann man die mittels der Lambda-Breitbandsonde 5 ermittelten Lambda-Werte den Spannungswerten usfk der LambdaSprungsonde 1 gegenüberstellen und auf diese Weise die Sonden-Charakteristik, das heißt die Kennlinien für das stationäre Verhalten der Lambda-Sprungsonde 1 und das dynamische Verhalten der Lambda-Sprungsonde, ermitteln. To determine the branches of the characteristic curve, the lambda variation should preferably take place at different lambda values, in particular by means of a sudden change in the lambda setpoint value at measuring point P1 upstream of the catalytic converter. Then the lambda values determined by means of the lambda broadband probe 5 can be compared with the voltage values usfk of the lambda jump probe 1 and in this way the probe characteristics, i.e. the characteristics for the steady-state behavior of the lambda jump probe 1 and the dynamic behavior of the lambda jump probe Jump probe, determine.

[0065] Fig. 3 zeigt vier verschiedene Diagramme, welche sich auf den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasanlage beziehen, wobei in dem Betrieb Katalysatordiagnoseverfahren durchgeführt wurden. FIG. 3 shows four different diagrams which relate to the operation of an internal combustion engine with an exhaust system, with catalyst diagnostic methods being carried out during operation.

[0066] In jedem der vier Diagramme sind jeweils eine Kurve für einen Betrieb eines realen Motors mit realer Abgasanlage, bei welchem die Lambdawerte, Spannungswerte und Drehzahlwerte real gemessen wurden, und jeweils eine Kurve für eine simulierte Brennkraftmaschine mit Abgasanlage, bei welcher Lambdawerte, Spannungswerte und Drehzahlwerte jeweils durch Simulation erhalten wurden, dargestellt. In each of the four diagrams there is a curve for operation of a real engine with a real exhaust system, in which the lambda values, voltage values and speed values were actually measured, and in each case a curve for a simulated internal combustion engine with an exhaust system, in which lambda values, voltage values and speed values were each obtained by simulation.

[0067] Alle Diagramme sind auf derselben Zeitachse von 200 bis 270 Sekunden aufgetragen. All diagrams are plotted on the same time axis from 200 to 270 seconds.

[0068] Das oberste Diagramm für den Parameter LAVSs:; gibt den zeitlichen Verlauf der durch die Lambda-Breitbandsonde 5 an der Messstelle P2 hinter dem Katalysator 6 bestimmte Lambdasignal LAVSs+; an. Das zweite Diagramm betrifft das Spannungssignal usfkw an der LambdaSprungsonde 1. Das dritte Diagramm gibt ein Analysebit Ba« an, zu welchem Zeitpunkt die Katalysatordiagnosefunktion der jeweiligen Motorsteuerung aktiviert war. Schließlich gibt das Diagramm mit dem Signal nmotw die jeweils vorliegende Motordrehzahl an. The top diagram for the parameter LAVSs :; gives the time profile of the lambda signal LAVSs + determined by the broadband lambda probe 5 at the measuring point P2 behind the catalytic converter 6; on. The second diagram relates to the voltage signal usfkw at the lambda jump probe 1. The third diagram specifies an analysis bit Ba «at which point in time the catalytic converter diagnosis function of the respective engine control was activated. Finally, the diagram with the signal nmotw indicates the respective engine speed.

[0069] Der als simuliert gekennzeichnete Signalverlauf der Lambda-Sprungsondenspannung usfkw wird mittels eines Verfahrens zur Simulation der Lambda-Sprungsonde nach dem Stand der Technik bestimmt. Eine Lambda-Sondendynamik wurde hierbei außer Acht gelassen. The signal profile of the lambda jump probe voltage usfkw, which is marked as simulated, is determined by means of a method for simulating the lambda jump probe according to the prior art. Lambda probe dynamics were ignored here.

[0070] Zwei vollständige Katalysatoranalyse-Zyklen für die an einer realen Brennkraftmaschine gemessenen Verläufe sind in dem Zeitraum zwischen etwa 212 Sekunden und 222 Sekunden angegeben. Für die simulierte Brennkraftmaschine finden sich zwei entsprechende Katalysatoranalyse-Zyklen in dem Zeitraum von etwa 244 Sekunden bis 258 Sekunden. Dies geht auch jeweils aus dem Analysebit Ba« hervor, welches in diesen Zeiträumen jeweils gesetzt ist. Two complete catalyst analysis cycles for the courses measured on a real internal combustion engine are specified in the period between approximately 212 seconds and 222 seconds. For the simulated internal combustion engine, there are two corresponding catalyst analysis cycles in the period of approximately 244 seconds to 258 seconds. This is also evident from the analysis bit Ba ", which is set in each of these time periods.

[0071] Sowohl die reale Lambda-Sprungsonde 1 wie auch die simulierte Lambda-Sprungsonde 1 erreichen dieselben maximalen Spannungsniveaus nach dem Durchbruch der sogenannten Fettphase, bei welcher die Brennkraftmaschine bis zur Sättigung des Katalysators in einem fetten Betrieb betrieben wird, als auch dieselben minimalen Spannungswerte beim Durchbruch der sogenannten Magerphase, bei welcher die Brennkraftmaschine bis zur Sättigung des Katalysators mit Sauerstoff im mageren Betrieb betrieben wird. Die gemessenen maximalen Spannungswerte sind hierbei mit | gekennzeichnet, die minimal gemessenen Spannungswerte mit Il. Die Zeitpunkte der maximalen, mittels Simulation bestimmten Spannungswerte sind entsprechend mit |‘ und die Zeitpunkte mit minimalen, mittels der Simulation bestimmten Spannungswerte mit II‘ gekennzeichnet. Both the real lambda jump probe 1 and the simulated lambda jump probe 1 achieve the same maximum voltage levels after the breakthrough of the so-called rich phase, in which the internal combustion engine is operated in rich mode until the catalytic converter is saturated, as well as the same minimum voltage values when the so-called lean phase breaks through, during which the internal combustion engine is operated in lean operation until the catalytic converter is saturated with oxygen. The measured maximum voltage values are here with | marked, the minimum measured voltage values with Il. The times of the maximum voltage values determined by means of simulation are correspondingly marked with | ‘and the times with minimum voltage values determined by means of the simulation are marked with II‘.

[0072] Die gezeigten Diagrammverläufe lassen jeweils auf ein Lambda vor dem Katalysator schließen, welches innerhalb von einem Zeitraum von etwa 10 Sekunden zweimal von einem fetten Motorenbetrieb auf mageren Motorenbetrieb geändert wurde. Dies stellt vorzugsweise einen dynamischen Motorbetrieb mit dynamischem Lambda-Verlauf in Sinne der Erfindung dar. The graphs shown each indicate a lambda upstream of the catalytic converter, which was changed twice from a rich engine operation to a lean engine operation within a period of about 10 seconds. This preferably represents a dynamic engine operation with a dynamic lambda curve in the sense of the invention.

[0073] Zur Beurteilung der Funktion der Lambda-Sprungsonde 1 wurde der an dem zweiten Messpunkt P2 hinter dem Katalysator 6 sowohl an der realen Brennkraftmaschine als auch simulierten Brennkraftmaschine jeweils mittels einer zweiten Lambda-Breitbandsonde 5 gemessen bzw. simuliert. To assess the function of the lambda jump probe 1 was measured or simulated at the second measuring point P2 behind the catalytic converter 6 both on the real internal combustion engine and the simulated internal combustion engine using a second broadband lambda probe 5.

[0074] Aus den Signalverläufen des entsprechenden Signals LAVSz; lässt sich in dem Diagramm der Fig. 3 ablesen, dass unter im Wesentlichen identischen Betriebsbedingungen bei der Simu-From the waveforms of the corresponding signal LAVSz; can be seen in the diagram of FIG. 3 that under essentially identical operating conditions in the simulation

lation jeweils kleinere minimale Lambda-Werte beim Durchbruch der Fettphase |* als auch höhere Lambda-Werte beim Durchbruch der jeweilig nachfolgenden Magerphase II‘ als an den entsprechenden Stellen I, Il der realen Messung zu beobachten sind. lation smaller minimum lambda values when the rich phase | * breaks through and higher lambda values when the respective subsequent lean phase II breaks than can be observed at the corresponding points I, II of the real measurement.

[0075] Dies bedeutet, dass, um jeweils dieselben Spannungsniveaus in der Simulation wie im realen Betrieb einer Brennkraftmaschine zu erreichen, eine simulierte Brennkraftmaschine länger im fetten Betrieb oder in einem Magerbetrieb betrieben werden muss. Alternativ kann die Brennkraftmaschine zum Beladen bzw. Entladen des Sauerstoffspeichers eines Katalysators auch in einem fetteren Betrieb oder einem magereren Betrieb als im realen Betrieb einer Brennkraftmaschine betrieben werden. This means that in order to achieve the same voltage levels in the simulation as in real operation of an internal combustion engine, a simulated internal combustion engine must be operated longer in rich operation or in lean operation. Alternatively, the internal combustion engine can also be operated in a richer operation or a leaner operation than in the real operation of an internal combustion engine for loading or unloading the oxygen reservoir of a catalytic converter.

[0076] Hieraus ergibt sich, dass der Katalysator sowohl in der Fettphase als auch in der Magerphase länger und/oder intensiver in einem jeweils sogenannten Durchbruchbetrieb des fetten Gemischs bzw. Durchbruchbetrieb des mageren Gemischs betrieben werden muss. Hierdurch ergeben sich gegenüber dem realen Betrieb der Brennkraftmaschine insbesondere höhere simulierte Kohlenstoffmonoxid(CO)-Emissionen. It follows from this that the catalyst has to be operated for longer and / or more intensively in a so-called breakthrough mode of the rich mixture or breakthrough mode of the lean mixture, both in the rich phase and in the lean phase. This results in particularly higher simulated carbon monoxide (CO) emissions compared to real operation of the internal combustion engine.

[0077] Daher ergibt sich mittels einem Verfahren zur Simulation der Lambda-Sprungsonde 1 gemäß dem Stand der Technik ein fehlerhafter simulierter Betrieb der Brennkraftmaschine. Therefore, by means of a method for simulating the lambda jump probe 1 according to the prior art, a faulty simulated operation of the internal combustion engine results.

[0078] Fig. 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde 100, welches von einem System 10 ausgeführt werden kann. FIG. 4 shows a preferred exemplary embodiment of the method for simulating a lambda jump probe 100, which can be executed by a system 10.

[0079] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde wird zunächst auf der Grundlage eines eingelesenen Lambdasignals geprüft, ob eine dynamische Anderung dieses, insbesondere simulierten, Lambdas vorliegt, 101. In the method according to the invention for simulating a lambda jump probe, it is first checked on the basis of a read-in lambda signal whether there is a dynamic change in this, in particular simulated, lambda, 101.

[0080] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas hierbei über eine normierte Standardabweichung festgestellt. Zum Berechnen der normierten Standardabweichung werden vorzugsweise das Lambdasignal LAVS.44 des ersten Breitbandsensors 4 und das Lambdasignal LAVSs; des dritten Breitbandsensors 5 über einen gewissen Zeitraum berechnet und danach durch die jeweiligen Durchschnittswerte geteilt. Wenn beide resultierenden Werte der normierten Standardabweichung einen vordefinierten Schwellwert in Bezug auf Lambda überschreiten, wird ein Dynamik-Bit gesetzt. Die Erkennung der LambdaSondendynamik kann auch deaktiviert werden, indem die Schwellwerte vorzugsweise sehr hoch gesetzt werden. Beispiele für die Zeitkonstante, welche den Zeitraum der Berechnung der Standardabweichung bestimmt, sind vorzugsweise jeweils 10 Sekunden. Schwellwerte sind beispielsweise etwa 0,025 für das Signal LAVS41 und etwa 0,0125 für das Signal LAVSs:. In a preferred embodiment, the dynamic change in the predetermined lambda is determined using a normalized standard deviation. To calculate the normalized standard deviation, the lambda signal LAVS.44 of the first broadband sensor 4 and the lambda signal LAVSs; of the third broadband sensor 5 is calculated over a certain period of time and then divided by the respective average values. If both of the resulting values of the normalized standard deviation exceed a predefined threshold value with regard to lambda, a dynamic bit is set. The detection of the lambda probe dynamics can also be deactivated by setting the threshold values, preferably very high. Examples of the time constant which determines the period of time for calculating the standard deviation are preferably 10 seconds each. Threshold values are, for example, about 0.025 for the signal LAVS41 and about 0.0125 for the signal LAVSs :.

[0081] Weiter vorzugsweise kann ein dynamischer Betrieb der Brennkraftmaschine festgestellt werden, indem eine Abweichung von einem Einstellwert für Messwerte wenigstens einer der Lambda-Breitbandsonden 4, 5 vorgegeben wird. Wenn der tatsächliche, insbesondere simulierte, Wert der Signale LAVS41 und/oder LAVSs+ eine gewisse Abweichung von diesem Einstellwert aufweisen, wird wiederum das Dynamik-Bit gesetzt. Dieses Kriterium zur Feststellung einer dynamischen Anderung reagiert sehr schnell. Dies kann vorteilhaft sein, wenn das Kriterium der normierten Standardabweichung zu langsam reagiert aufgrund zu großer Beobachtungsintervalle. Auch das Kriterium der Abweichung von einem Einstellwert kann vorzugsweise deaktiviert werden, indem die Schwellwerte sehr hoch gesetzt werden. Dynamic operation of the internal combustion engine can further preferably be determined by specifying a deviation from a setting value for measured values of at least one of the lambda broadband probes 4, 5. If the actual, in particular simulated, value of the signals LAVS41 and / or LAVSs + show a certain deviation from this setting value, the dynamic bit is set again. This criterion for determining a dynamic change reacts very quickly. This can be advantageous if the criterion of the normalized standard deviation reacts too slowly because the observation intervals are too large. The criterion of the deviation from a setting value can also preferably be deactivated by setting the threshold values very high.

[0082] Beispielhafte Einstellwerte dieses Kriteriums für das Signal LAVSs+ des zweiten Breitbandsensors sind etwa 0,998. Ein Schwellwert für eine vorzugsweise Abweichung, welche in Bezug auf den Einstellwert überschritten werden muss, um einen dynamischen Betrieb festzustellen, ist beispielsweise ein Delta des Signals LAVSs; von etwa 0,005. Exemplary setting values of this criterion for the signal LAVSs + of the second broadband sensor are approximately 0.998. A threshold value for a preferably deviation which must be exceeded in relation to the setting value in order to determine dynamic operation is, for example, a delta of the signal LAVSs; of about 0.005.

[0083] Falls in dem Arbeitsschritt 101 keine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas festgestellt wird, so wird die Sondenspannung vorzugsweise auf der Grundlage der statischen Zuordnungsvorschrift, wie sie im Normalfall für jede Lambda-Sprungsonde 1 vom Hersteller in den Spezifikationen als statische Sondenkennlinie angegeben wird, bestimmt, 103c. Alternativ kann diese statische Sondenkennlinie in einer Messung auf dem Rollenprüfstand indem Lambda-If no dynamic change in the specified lambda is determined in step 101, the probe voltage is preferably based on the static assignment rule, as is normally specified for each lambda step probe 1 by the manufacturer in the specifications as a static probe characteristic, determined, 103c. Alternatively, this static probe characteristic can be used in a measurement on the roller dynamometer by lambda

Schritte (z.B. von 0,8 bis 1,2) bei konstanten Motorbetriebspunkten stufenweise gefahren werden. Bevor das Lambda vor dem Katalysator (LAVS_41) wieder verändert wird, muss dann so lange gewartet werden, bis sich nach dem Katalysator (LAVS_51) ein stabiler (stationärer) LambdaWert einstellt. Steps (e.g. from 0.8 to 1.2) can be run in stages at constant engine operating points. Before the lambda upstream of the catalytic converter (LAVS_41) is changed again, it is necessary to wait until a stable (stationary) lambda value is established after the catalytic converter (LAVS_51).

[0084] Wird dagegen eine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas in dem Arbeitsschritt 101 festgestellt, so wird vorzugsweise des Weiteren geprüft, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambdas vorliegt, um zu bestimmen, ob der Ast 3a der dynamischen Sondenkennlinie oder der Ast 3b der dynamischen Sondenkennlinie anzuwenden ist. If, on the other hand, a dynamic change in the predetermined lambda is determined in work step 101, it is also preferably checked whether there is an increase or a decrease in the lambda in order to determine whether branch 3a of the dynamic sensor characteristic curve or branch 3b of the dynamic probe characteristic is to be used.

[0085] Hierfür wird das Signal LAVSs; der zweiten Lambda-Breitbandsonde 5 vorzugsweise dahingehend untersucht, ob Extremwerte auftreten. Wenn ein maximaler Extremwert gefunden wird, werden die nachfolgenden Teile bis zum Auftreten eines minimalen Extremwerts mit einem Flag „-1“ gekennzeichnet, um die Abwärtsbewegung zu verdeutlichen. Ebenso werden nach dem Feststellen eines minimalen Extremwerts, insbesondere eines absoluten Minimums, jene Signalteile bis zum nächsten maximalen Extremwert, insbesondere absoluten Maximum, mit einem Flag „+1“ gekennzeichnet. Dieses Verfahren ist insbesondere robust in Bezug auf Plateaus, das heißt Signalteile, welche im Wesentlichen konstant verlaufen. For this purpose, the signal LAVSs; the second broadband lambda probe 5 is preferably examined to determine whether extreme values occur. If a maximum extreme value is found, the following parts are marked with a flag "-1" until a minimum extreme value occurs, in order to indicate the downward movement. Likewise, after a minimum extreme value, in particular an absolute minimum, has been determined, those signal parts up to the next maximum extreme value, in particular an absolute maximum, are identified with a flag “+1”. This method is particularly robust with regard to plateaus, that is to say signal parts which are essentially constant.

[0086] Die Extremalwerte werden vorzugsweise bestimmt, indem Lambda-Werte zu drei Zeitpunkten A (), A (t -1) und A (t -2) mittels eines gleitenden Zeitfensters jeweils miteinander verglichen werden. Wenn A (t) größer als ) (t -1) und Lambda (t -1) kleiner als A (t -2) ist, liegt ein Minimum vor. Wenn A (t) kleiner als Lambda (t -1) und A (t -1) größer ist als A (t -2), liegt ein Maximum vor. The extreme values are preferably determined by comparing lambda values at three points in time A (), A (t -1) and A (t -2) with one another by means of a sliding time window. If A (t) is greater than) (t -1) and lambda (t -1) is less than A (t -2), there is a minimum. If A (t) is less than lambda (t -1) and A (t -1) is greater than A (t -2), there is a maximum.

[0087] Die vorgenannten Logiken zur Richtungsbestimmung der dynamischen Änderung sowie zum Feststellen einer dynamischen Anderung werden vorzugsweise mittels Logikschaltungen, insbesondere in LabVIEW® oder Simulink®, verwirklicht. The aforementioned logics for determining the direction of the dynamic change and for determining a dynamic change are preferably implemented by means of logic circuits, in particular in LabVIEW® or Simulink®.

[0088] Wird ein dynamischer Anstieg in dem weiteren Arbeitsschritt 102 festgestellt, so wird die Sondenspannung vorzugsweise auf der Grundlage des Asts 3a der dynamischen Sondenkennlinie ermittelt, 103a. Wird dagegen eine dynamische Abnahme des Lambdas festgestellt, so wird die Sondenspannung vorzugsweise mittels des Asts 3b der dynamischen Sondenkennlinie bestimmt, 103b. If a dynamic increase is determined in the further work step 102, the probe voltage is preferably determined on the basis of branch 3a of the dynamic probe characteristic, 103a. If, on the other hand, a dynamic decrease in the lambda is determined, the probe voltage is preferably determined by means of branch 3b of the dynamic probe characteristic, 103b.

[0089] Um Sprünge in der Sondenspannung usfkw zu vermeiden, werden darüber hinaus vorzugsweise die Sondenspannungen bei Lambdasprüngen zwischen den einzelnen Asten der Sondenkennlinie 2, 3a, 3b interpoliert, je nachdem welchem der Aste der neue Lambda-Wert zuzuordnen ist. In order to avoid jumps in the probe voltage usfkw, the probe voltages are also preferably interpolated in the event of lambda jumps between the individual branches of the probe characteristic 2, 3a, 3b, depending on which branch the new lambda value is to be assigned to.

[0090] So wird, wenn ein Wechsel von einer dynamischen Änderung zu einer statischen Änderung oder umgekehrt festgestellt wird, während eines ersten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der dynamischen Zuordnungsvorschrift 3a, 3b und der statischen Zuordnungsvorschrift 2 zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt. Weiter vorzugsweise wird, wenn ein sprunghafter Wechsel von ansteigendem Lambda zu einem abnehmenden Lambda und umgekehrt festgestellt wird, während eines zweiten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der Zuordnung für ein ansteigendes Lambda 3a und der Zuordnung für ein abnehmendes Lambda 3b zum Ermitteln der Sondenspannung ustkw der Sprung-Lambdasonde 1 durchgeführt. Der erste Übergangszeitraum und der zweite Übergangszeitraum haben hierbei vorzugsweise eine Zeitdauer von 0,3 Sekunden. If a change from a dynamic change to a static change or vice versa is detected, an interpolation between the dynamic assignment rule 3a, 3b and the static assignment rule 2 is carried out to determine the probe voltage during a first transition period. Further preferably, if a sudden change from a rising lambda to a falling lambda and vice versa is detected, an interpolation between the assignment for a rising lambda 3a and the assignment for a decreasing lambda 3b to determine the probe voltage ustkw the jump Lambda probe 1 carried out. The first transition period and the second transition period here preferably have a duration of 0.3 seconds.

[0091] Vorzugsweise kann das im Vorhergehenden beschriebene Verfahren zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde von einem elektronischen System 1 ausgeführt werden. Entsprechend weist dieses System 10, welches vorzugsweise ein Computer ist, Mittel oder Module auf, welche hardwaretechnisch oder softwaretechnisch implementiert sind und eingerichtet sind, um das Verfahren 100 auszuführen. The method described above for simulating a lambda jump probe can preferably be carried out by an electronic system 1. Accordingly, this system 10, which is preferably a computer, has means or modules which are implemented in terms of hardware or software and are set up to carry out method 100.

[0092] So weist das System 10, wie in Fig. 4 strichliert angedeutet, insbesondere Speichermittel 11 zum Speichern des Sondenmodells auf. Des Weiteren weist das System 10 vorzugsweise Thus, as indicated by dashed lines in FIG. 4, the system 10 has in particular storage means 11 for storing the probe model. Furthermore, the system 10 preferably has

Mittel zum Prüfen 12, ob eine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt, auf. Diese Mittel können auch des Weiteren eingerichtet sein um zu prüfen, ob ein dynamischer Anstieg oder eine dynamische Abnahme des Lambdas vorliegt, falls eine dynamische Änderung festgestellt wurde. Des Weiteren vorzugsweise weist ein solches System 10 Mittel zum Ermitteln 13 der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift 3a, 3b auf, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, oder auf der Grundlage der statischen Zuordnungsvorschrift 3c. Des Weiteren vorzugsweise weist das System 10 eine Datenschnittstelle 14 zum Ausgeben der bestimmten Sondenspannung auf. Means for checking 12 whether there is a dynamic change in the predetermined lambda. These means can also be set up to check whether there is a dynamic increase or a dynamic decrease in the lambda, if a dynamic change has been determined. Furthermore, such a system 10 preferably has means for determining 13 the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule 3a, 3b, if a dynamic change is determined, or on the basis of the static assignment rule 3c. Furthermore, the system 10 preferably has a data interface 14 for outputting the determined probe voltage.

[0093] Das Verfahren 100 wird Computer-gestützt durchgeführt. The method 100 is carried out with the aid of a computer.

[0094] Fig. 5 gibt wiederum ein Diagramm eines simulierten Signals LAVSs+, der zweiten LambdaBreitbandsonde 5 wieder, wie es auch in dem obersten Diagramm der Fig. 3 gezeigt ist. FIG. 5 again shows a diagram of a simulated signal LAVS +, the second lambda broadband probe 5, as is also shown in the top diagram in FIG.

[0095] Wiederum wurden zwei Katalysatordiagnose-Zyklen durchgeführt, jeweils einmal mit einer Simulation der Lambda-Sprungsonde mittels eines Verfahrens des Stands der Technik und einer Simulation mit dem Verfahren 100. Again, two catalytic converter diagnosis cycles were carried out, once each with a simulation of the lambda jump probe using a method of the prior art and a simulation with the method 100.

[0096] Es wird deutlich, dass die Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Simulation der Lambda-Sprungsonde 1 ermittelten Spannungssignals usfkw sowohl beim Durchbruch der Magerphase ein geringeres Lambda als auch beim Durchbruch der Fettphase ein höheres Lambda erzeugt, was auch den Werten einer KataIysatordiagnose im realen Betrieb der Lambda-Sprungsonde 1 entspricht, wie er in Fig. 3 in dem Zeitraum von 212 Sekunden bis 222 Sekunden dargestellt ist. Mithin können emissionsrelevante Betriebszustände und Ereignisse der Brennkraftmaschine samt Katalysator mittels des Verfahrens 100 am Hardware-in-the-Loop-Prüfstand realitätsnäher nachgebildet werden. It becomes clear that the internal combustion engine, taking into account a voltage signal usfkw determined by means of the method according to the invention for simulating the lambda jump probe 1, generates a lower lambda when the lean phase breaks through and a higher lambda when the rich phase breaks through, which is also the case with the values corresponds to a catalytic converter diagnosis in real operation of the lambda jump probe 1, as shown in FIG. 3 in the period from 212 seconds to 222 seconds. As a result, emission-relevant operating states and events of the internal combustion engine including the catalytic converter can be simulated more realistically using method 100 on the hardware-in-the-loop test bench.

[0097] Bei den zuvor beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispielen handelt es sich lediglich um Beispiele, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einem exemplarischen Ausführungsbeispiel gegeben, wobei diverse Anderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile und Kombinationen der Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. The exemplary embodiments described above are merely examples that are not intended to restrict the scope, application and structure of the invention in any way. Rather, the preceding description provides a person skilled in the art with guidelines for the implementation of at least one exemplary embodiment, whereby various changes, in particular with regard to the function and arrangement of the described components and combinations of the features of various embodiments, can be made without leaving the scope of protection , as it results from the claims and these equivalent combinations of features.

Claims

1. Computer-aided method (100) for simulating a lambda jump probe (1), with a probe voltage of the lambda jump probe being output on the basis of a probe model based on a predetermined lambda, the probe model having a stationary assignment rule (2), in particular a stationary probe characteristic, and a dynamic assignment rule (3a, 3b), in particular a dynamic probe characteristic, comprising the following work steps:

- Checking (101) whether there is a dynamic change in the predetermined lambda; and

- Determination (103a, 103b) of the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule (3a, 3b) if a dynamic change is determined; otherwise

- Determination (103c) of the probe voltage on the basis of the stationary assignment rule (2).

2. The method (100) according to claim 1, wherein a normalized standard deviation and / or a deviation between values determined by means of a lambda broadband probe and a predetermined value (4, 5) is calculated to determine a dynamic change.

3. The method (100) according to claim 1 or 2, wherein the dynamic assignment rule has a case distinction for increasing lambda and decreasing lambda, and wherein the method (100) further comprises the following work step:

Checking (102), if a dynamic change is determined, whether there is an increase or a decrease in the lambda; wherein a first assignment (3a) is used for an increasing lambda (103a) or a second assignment (3b) is used (103b) for a decreasing lambda to determine the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule (3a, 3b).

4. The method (100) according to claim 3, wherein a rising lambda is assumed to be present when a minimum was determined in a course of the lambda determined with a broadband probe (4, 5).

5. The method (100) according to claim 3 or 4, wherein a decreasing lambda is assumed to be present when a maximum has been determined in a course of the lambda determined with a broadband probe (4, 5).

6. The method (100) according to claim 4 or 5, wherein the increasing lambda (6) is assumed to be present until a next maximum occurs and / or the decreasing lambda is assumed to be present until a next minimum occurs.

7. The method (100) according to any one of the preceding claims, wherein if a change from a dynamic change to a stationary change or vice versa is determined, an interpolation between the dynamic assignment rule (3a, 3b) and the stationary assignment rule ( 2) is carried out to determine the probe voltage, and / or wherein, if a sudden change from a rising lambda to a decreasing lambda or vice versa is detected, an interpolation between the assignment for a rising lambda and the assignment for a decreasing lambda during a second transition period Lambda is performed to determine the probe voltage.

8. The method (200) for simulating an internal combustion engine with an exhaust system, the exhaust system having a lambda-regulated catalytic converter (6), in particular a three-way catalytic converter, at least one lambda broadband probe (4) for measuring the lambda upstream of the catalytic converter and / or at least one lambda Broadband probe (5) behind the catalytic converter (6), and a lambda jump probe (1) behind the catalytic converter (6), the lambda jump probe (1) being simulated by means of a method (100) according to one of Claims 1 to 7, the specified lambda being determined at the output of the internal combustion engine,

wherein checking whether there is a dynamic change in the predetermined lambda value is carried out on the basis of lambda values at the at least one broadband lambda probe (4, 5) for measuring the lambda upstream of the catalytic converter and / or downstream of the catalytic converter, and / or

wherein the checking whether there is an increase or a decrease in the lambda value takes place on the basis of lambda values at the at least one lambda broadband probe (5) for measuring the lambda downstream of the catalytic converter.

9. A method (300) for calibrating and / or optimizing an internal combustion engine, a real control of the internal combustion engine (ECU) controlling an internal combustion engine simulated by means of a method (200) according to claim 8.

10. A computer program comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of a method according to any one of claims 1 to 9.

11. Computer-readable medium on which a computer program according to claim 10 is stored or which comprises instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of a method according to one of claims 1 to 9.

12. System (10) for simulating a lambda jump probe (1), with a probe voltage of the lambda jump probe (1) being output based on a probe model based on a predetermined lambda, the probe model having a stationary assignment rule (2), in particular a stationary probe characteristic, and a dynamic assignment rule (3), in particular a dynamic probe characteristic, having:

- storage means (11) for storing the probe model;

- Means for checking (12) whether there is a dynamic change in the predetermined lambda;

- Means for determining (13) the probe voltage on the basis of the dynamic assignment rule, if a dynamic change is detected, or on the basis of the stationary assignment rule; and

- A data interface (14) for outputting the probe voltage.

13. Use of a probe model to simulate a lambda jump probe (1), with a probe voltage of the lambda jump probe being output based on a predetermined lambda, and the probe model having a stationary assignment rule (2), in particular a stationary probe characteristic, and a dynamic assignment rule (3a, 3b), in particular a dynamic probe characteristic.

4 sheets of drawings