DE102004021339A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Aufheizens eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Aufheizens eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine hat einen Ansaugtrakt, mindestens einen Zylinder, der Luft über den Ansaugtrakt ansaugt und einen Abgastrakt, in dem der Abgaskatalysator angeordnet ist, und in den verbranntes Luft/Kraftstoff-Gemisch aus dem mindestens einen Zylinder ausgestoßen wird. Stellisgnale zum Steuern von Stellgliedern der Brennkraftmaschine werden abhängig von Messgrößen, die von Sensoren erfasst werden, mittels drehmomentbasierter Steuerfunktionen und mittels eines dynamischen Füllungsmodels des Ansaugtraktes erzeugt. Eine Größe wird ermittelt, die die Abweichung eines gewünschten Luftmassenstroms in den jeweiligen Zylinder von einem tatsächlichen Luftmassenstrom in den Zylinder kennzeichnet. Abhängig von der Größe wird auf ein korrektes oder nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators erkannt.

Description

  • Immer strengere gesetzliche Vorschriften machen es bei Brennkraftmaschinen zum einen erforderlich, die Rohemissionen hervorgerufen durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder, so stark wie möglich zu senken. Zum anderen sind in Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Zu diesem Zweck wird regelmäßig ein Abgaskatalysator eingesetzt, der sich in dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine befindet. Ein hoher Wirkungsgrad bei der Umwandlung der Schadstoffkomponenten mittels des Abgaskatalysators kann nur gewährleistet werden, wenn dieser zumindest seine Anspringtemperatur erreicht hat. Die Anspringtemperatur des Abgaskatalysators liegt beispielsweise bei 300°C. Es ist daher sehr wichtig nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine den Abgaskatalysator möglichst schnell auf seine Anspringtemperatur zu bringen.
  • Zu diesem Zweck wird nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine zum einen die Luftmasse in den Zylindern durch Anheben einer Leerlaufdrehzahl erhöht und gleichzeitig der Verbrennungswirkungsgrad des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern verschlechtert durch ein Spätverstellen des Zündwinkels. Dadurch wird einfach erreicht, dass das aus den Zylindern während des Ausschiebetaktes ausströmende Abgas eine sehr hohe Temperatur und somit ausreichend thermische Energie aufweist, um den Abgaskatalysator schnell aufzuheizen. Gesetzliche Vorschriften in einzelnen Ländern verlangen zukünftig, dass dieses Aufheizen des Abgaskatalysators überwacht wird.
  • Zum Steuern von Brennkraftmaschine ist es bekannt, eine drehmomentbasierte Funktionsarchitektur einzusetzen, bei der alle Anforderungen, die sich als Drehmoment oder Wirkungsgrad formulieren lassen, tatsächlich auf der Basis dieser physikalischen Größen definiert sind. Dadurch ergibt sich eine klare und übersichtliche Struktur mit einheitlichen Schnittstellen, definiert durch Drehmomente oder Wirkungsgrade. Eine derartige drehmomentbasierte Funktionsstruktur zum Steuern einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus dem Fachbuch "Handbuch Verbrennungsmotoren", Herausgeber Richard von Bass Huysen/Fred Schäfer, 2. Auflage, Vieweg Verlag, 2002, Seiten 554 bis 557 bekannt.
  • Ferner ist es bekannt, zum Steuern der Brennkraftmaschine die Dynamik eines Ansaugtraktes der Brennkraftmaschine, über den die Zylinder Luft ansaugen, mittels eines Saugrohrfüllungsmodells dynamisch zu modellieren. Dies ermöglicht einfach aufgrund von verschiedenen Messgrößen, wie beispielsweise einem Öffnungsgrad einer Drosselklappe, einen tatsächlichen Luftmassenstrom in den jeweiligen Zylinder auch im instationären Betrieb der Brennkraftmaschine präzise abzuschätzen. Ferner kann ein derartiges Saugrohrfüllungsmodell auch invertiert werden, so dass abhängig von einem einzustellenden Luftmassenstrom in den jeweiligen Zylinder ein Öffnungsgrad der Drosselklappe ermittelt wird. Ein derartiges Saugrohrfüllungsmodell ist ebenfalls aus dem oben genannten Fachbuch „Handbuch Verbrennungsmotor", 2. Auflage, Seiten 557 bis 559 bekannt.
  • Ferner ist auch aus der WO 97/35106 ein dynamisches Saugrohrmodell für eine Brennkraftmaschine bekannt.
  • Aus der DE 196 12 455 A1 ist eine drehmomentbasierte Funktionsstruktur zum Steuern einer Brennkraftmaschine bekannt.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Aufheizens eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Überwachen eines Aufheizens eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt, mit mindestens einem Zylinder, der Luft über den Ansaugtrakt ansaugt, mit einem Abgastrakt, in dem der Abgaskatalysator angeordnet ist und in den das aus der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder resultierende Abgas einströmt. Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern der Brennkraftmaschine werden abhängig von Messgrößen erzeugt, die von Sensoren erfasst werden, und zwar mittels drehmomentbasierter Steuerfunktionen und mittels eines dynamischen Füllungsmodells des Ansaugtraktes. Eine Größe wird ermittelt, die die Abweichung eines gewünschten Luftmassenstroms in den Zylinder von einem tatsächlichen Luftmassenstrom in den Zylinder kennzeichnet und abhängig von der Größe wird auf ein korrektes oder nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators erkannt.
  • Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass bei korrekter Funktion der jeweiligen beteiligten Stellglieder und des Ansaugtraktes zum Aufheizen des Abgaskatalysators ein gewünschter Luftmassenstrom in den Zylindern auch tatsächlich eingestellt wird. Nur wenn der gewünschte Luftmassenstrom in den Zylindern zum Heizen des Abgaskatalysators tatsächlich eingestellt ist, kann mittels entsprechender Spätverstellung des Zündwinkels, was durch drehmomentbasierte Steuerfunktionen erfolgt, ein ausreichend schnelles Aufheizen des Abgaskatalysators gewährleistet werden. So kann abhängig von der Größe, die die Abweichung des gewünschten Luftmassenstroms in den Zylinder von einem tatsächlichen Luftmassenstrom in den Zylinder kennzeichnet, einfach auf ein korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators erkannt werden. Auf diese Weise kann das Aufheizen des Abgaskatalysators einfach und ohne zusätzliche Sensoren überwacht werden.
  • Ein nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators kann beispielsweise verursacht sein durch höhere Druckverluste in dem Ansaugtrakt als für den jeweiligen Betriebspunkt erwartet, was zum Beispiel auftreten kann, wenn ein in dem Ansaugtrakt angeordneter Luftfilter verstopft ist. Ferner kann das nicht-korrekte Aufheizen des Abgaskatalysators auch beispielsweise verursacht werden durch einen erhöhten Abgasgegendruck aufgrund eines erhöhten Strömungswiderstandes des Abgaskatalysators, der beispielsweise dadurch entstehen kann, dass einzelne Lamellen des Abgaskatalysators zusammengeschmolzen sind. Ferner kann das nicht-korrekte Aufheizen des Abgaskatalysators auch daher resultieren, dass bei einer Brennkraftmaschine ohne Rückmeldung der tatsächlichen Stellung eines Füllungstellers die tatsächliche Stellung des Füllungstellers abweicht von der angenommenen Stellung des Füllungstellers.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Größe, die die Abweichung des gewünschten Luftmassenstroms in den Zylinder von einem tatsächlichen Luftmassenstrom in dem Zylinder kennzeichnet, während des Aufheizens des Abgaskatalysators integriert und ein nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators erkannt, wenn die integrierte Größe einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann einfach ein korrektes von einem nicht-korrekten Aufheizen des Abgaskatalysators unterschieden werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hängt der vorgegebene Schwellenwert ab von mindestens einer Messgröße. Bei geeigneter Wahl der Messgröße kann so das korrekte Aufheizen von dem nicht-korrekten Aufheizen des Abgaskatalysators noch präziser unterschieden werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Größe, die die Abweichung des gewünschten Luftmassenstroms in dem Zylinder von einem tatsächlichen Luftmassenstrom in dem Zylinder kennzeichnet, die Abweichung eines Sollwertes des Luftmassenstroms von einem Istwert des Luftmassenstroms in dem Zylinder. Der Sollwert des Luftmassenstroms und der Istwert des Luftmassenstroms werden ohnehin mittels des Füllungsmodells des Ansaugtraktes und der drehmomentbasierten Steuerfunktionen ermittelt und stehen somit ohne zusätzlichen Rechenaufwand zur Verfügung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Größe ermittelt abhängig von einem Sollwert eines indizierten Drehmoments, einem Referenzdrehmoment und einem Sollwert eines indizierten Luftpfad-Drehmoments, das mittels mindestens eines Stellglieds eingestellt werden soll, das die Luftzufuhr in den Zylinder beeinflusst.
  • Das indizierte Drehmoment ist dasjenige Drehmoment, das durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder erzeugt wird ohne dass Verluste aufgrund beispielsweise von Reibung oder aufgrund von Pumpverlusten oder anderen Verlusten berücksichtigt werden. Der Referenzwert des indizierten Drehmoments ist dasjenige indizierte Drehmoment, das theoretisch in dem Zylinder erzeugt wird, wenn die das Erzeugen des Drehmoments beeinflussenden Stellparameter, wie beispielsweise der Zündwinkel, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder oder auch gegebenenfalls eine Zylinderabschaltung, im Hinblick auf das Erzeugen eines größtmöglichen Drehmoments eingestellt sind.
  • Auf diese Weise kann die Größe auch einfach ermittelt werden, da die Sollwerte des indizierten Drehmoments, der Referenzwert des indizierten Drehmoments und der Sollwert des indizierten Luftpfad-Drehmoments ohnehin von den drehmomentbasierten Steuerfunktionen und mittels des dynamischen Füllungsmodells des Ansaugtraktes ermittelt wird.
  • In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Größe abhängig von der Differenz der Quotienten des Sollwertes des indizierten Drehmoments und des Sollwerts des indizierten Luftpfad-Drehmoments und des Sollwertes des indizierten Drehmoments und des Referenzdrehmoments ermittelt wird. Auf diese Weise ist ein sehr präzises Erkennen eines korrekten oder nicht-korrekten Aufheizens des Abgaskatalysators ermöglicht.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung
  • 2 ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung
  • 3 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Programms zum Überwachen des Aufheizen eines Abgaskatalysators und
  • 4 ein weiteres Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Programms zum Überwachen des Aufheizens eines Abgaskatalysators.
  • Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 6, ferner einen Sammler 7 und ein Saugrohr 8, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 10, welche über eine Pleuelstange 11 mit dem Kolben 12 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 14, einem Gasauslassventil 15 und Ventilantriebe 16, 17. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritz ventil 19 und eine Zündkerze 20. Alternativ kann das Einspritzventil 19 auch in dem Saugrohr 8 angeordnet sein.
  • Der Abgastrakt 4 umfasst einen Katalysator 22, der als Dreiwege-Katalysator ausgebildet ist.
  • Eine Steuereinrichtung 24 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 24 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.
  • Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 25, welcher eine Fahrpedalstellung PV erfasst, ein Luftmassenmesser 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 6 erfasst, ein Temperatursensor 32, welcher die Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 33, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 7 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 34, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird. Ferner ist eine Sauerstoffsonde 36 vorgesehen, deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder Z1. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 6, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 14, 15, das Einspritzventil 19 oder die Zündkerze 20. Es können aber auch zusätzlich Stellglieder, wie beispielsweise ein Impulsladeventil oder eine Schaltklappe in dem Saugrohr vorgesehen sein oder es kann auch ein Leerlauffüllungssteller im Falle einer mechanisch mit dem Fahrpedal gekoppelten Drosselklappe vorgesehen sein.
  • Neben dem Zylinder Z1 sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind.
  • Ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung 24 ist im folgenden anhand der 2 näher erläutert.
  • In einem Block B1 wird abhängig von der Fahrpedalstellung PV, der Drehzahl N, einem Verlustdrehmoment TQ_LOSS und gegebenenfalls weiteren Messgrößen ein gewünschtes transientes indiziertes Drehmoment ermittelt, das den Fahrerwunsch repräsentiert. Das Verlustdrehmoment TQ_LOSS wird bevorzugt abhängig von der Drehzahl N, einem Istwert des Luftmassenstroms MAF_AV in den Zylinder Z1 bis Z4 und gegebenenfalls von weiteren Messgrößen, wie der Kühlmitteltemperatur oder einer Ansauglufttemperatur ermittelt. Das Verlustdrehmoment TQ_LOSS berücksichtigt die tatsächlich auftretenden Verluste, wie zum Beispiel hervorgerufen durch Reibung, durch Pumpverluste oder sonstige Verluste.
  • In einem Block B2 wird ein Sollwert TQI_SP_MAF eines indizierten Luftpfad-Drehmoments ermittelt. Dies erfolgt abhängig von dem gewünschten transienten indizierten Drehmoment TQI_REQ und auch abhängig von weiteren Drehmomentanforderungen, wie einer Drehmomentanforderung TQ_ADD_CH für das Katalysatorheizen.
  • In einem Block B3 wird dann abhängig von dem Sollwert TQI_SP_MAF des indizierten Luftpfad-Drehmoments und der Drehzahl N ein Sollwert MAF_SP des Luftmassenstroms in den Zylinder Z1 bis Z4 ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt mittels eines Kennfeldes und entsprechender Kennfeldinterpolation.
  • In einem Block B4 wird anschließend mittels eines invertierten dynamischen Füllungsmodells IMM–1 des Ansaugtraktes 1 ein Sollwert TPS_SP der Drosselklappenstellung ermittelt. Ein derartiges dynamisches Füllungsmodell ist beispielsweise in dem Fachbuch "Handbuch Verbrennungsmotor", 2. Auflage, Seiten 557 ff und in der WO 97/35106 offenbart, deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist.
  • Abhängig von dem Sollwert TPS_SP der Drosselklappenstellung wird dann in einem Block B5 ein Stellsignal TPS zum Einstellen einer Drosselklappenstellung der Drosselklappe 6 ermittelt und zwar bevorzugt mittels eines Reglers, der eine Differenz des Sollwertes TPS_SP und eines erfassten Istwertes der Drosselklappenstellung minimiert. Mittels des Stellsignals TPS zum Einstellen der Drosselklappenstellung wird dann ein entsprechender Stellantrieb der Drosselklappe 6 angesteuert.
  • Ferner ist das Stellsignal TPS zum Einstellen der Drosselklappenstellung Eingangssignal für einen Block B6. Alternativ kann auch eine tatsächlich erfasste Stellung der Drosselklappe 6 Eingangssignal in dem Block B6 sein. In dem Block B6 wird dann mittels des dynamischen Füllungsmodells IMM des Ansaugtraktes 1 ein Istwert MAF_AV des Luftmassenstroms in den jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 ermittelt.
  • In einem Block B7 wird abhängig von dem Istwert MAF_AV des Luftmassenstroms in dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 und der Drehzahl N ein Referenzdrehmoment TQI_REF ermittelt. Das Referenzdrehmoment TQI_REF ist dasjenige Drehmoment, das sich theoretisch einstellt für die entsprechenden Werte des Istwertes MAF_AV des Luftmassenstroms und der Drehzahl N unter der Bedingung, dass die die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder beeinflussenden Parameter so eingestellt sind, dass sich ein maximales Drehmoment ergibt.
  • Das Ermitteln des Referenzdrehmoments in dem Block B7 erfolgt bevorzugt mittels eines Kennfeldes und entsprechender Kennfeldinterpolation. Die Kennfelder der Blöcke B3 und B7 sind bevorzugt vorab durch Versuche an einem Motorprüfstand oder auch durch Simulationen ermittelt.
  • In einem Block B8 wird ein Sollwert TQI_SP des indizierten Drehmoments ermittelt und zwar abhängig von dem gewünschten transienten indizierten Drehmoment TQI_REQ und gegebenenfalls weiterer Drehmomentanforderungen. Der Sollwert TQI_SP des indizierten Drehmoments ist derjenige, der tatsächlich in dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 eingestellt werden soll durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Im Gegensatz dazu umfasst der Sollwert TQI_SP_MAF des indizierten Luftpfad-Drehmoments gegebenenfalls einen entsprechenden Füllungsvorhalt um ein schnelles Einstellen des indizierten Drehmoments TQI_SP oder, im Falle des Aufheizens des Abgaskatalysators 22, ein Erzeugen einer erhöhten Abgastemperatur zu ermöglichen.
  • In einem Block B10 wird zum einen das Referenzdrehmoment TQI_REF multipliziert mit einem Istwert EFF_XXX_AV sonstiger Wirkungsgradparameter, das heißt aller für den Verbrennungsvorgang maßgeblichen Wirkungsgradparameter abgesehen von einem Zündwinkelwirkungsgrad. Zum anderen wird in dem Block B10 der Sollwert TQI_SP des indizierten Drehmoments dividiert durch das Produkt und so ein Sollwert EFF_IGA_SP des Zündwinkelwirkungsgrades ermittelt. Der Sollwert EFF_IGA_SP des Zündwinkelwirkungsgrades beträgt beispielsweise während des Aufheizens des Abgaskatalysators 22 bei korrektem Aufheizen des Abgaskatalysators 22 in etwa dem Wert 0,5.
  • In einem Block B12 wird abhängig von dem Sollwert EFF_IGA_SP des Zündwinkelwirkungsgrades ein Sollwert IGA_SP des Zündwinkels ermittelt und dann in einem Block B14 abhängig von dem Sollwert des Zündwinkels IGA_SP ein entsprechendes Stellsignal zum Ansteuern der Zündkerze 20 erzeugt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann im Hinblick auf die Blöcke B4 bis B6 noch ein anderes oder weiteres Stellglied, das die Luftzufuhr zu dem jeweiligen Zylinder (Z1 bis Z4) beein flusst, vorgesehen sein und entsprechende Sollwerte, Istwerte oder auch Stellsignale ermittelt werden.
  • Falls die Brennkraftmaschine nicht mit einer E-Gas Drosselklappe versehen ist, sondern eine mechanisch mit dem Fahrpedal gekoppelte Drosselklappe und einen Lehrlauffüllungssteller aufweist, so ist statt des Blockes B5 ein Block B16 vorgesehen und in dem Block B4 wird mittels des entsprechend modifizierten inversen Füllungsmodells IMM–1 des Ansaugtraktes 1 ein Sollwert ISAPWM_SP des Leerlauffüllungsstellers ermittelt und abhängig von diesem Wert in dem Block B16 ein entsprechendes Stellsignal ISAPWM für den Leerlauffüllungssteller ermittelt und dieser entsprechend angesteuert. Dem Block B6 wird anschließend das Stellsignal ISAPWM, das einen bestimmten Öffnungsgrad des Leerlauffüllungsstellers repräsentiert und je nach vorhandener Sensoren Sollwert oder Istwert des Öffnungsgrades der Drosselklappe zugeführt.
  • Die Drehmomentanforderung TQ_ADD_CH hat den Wert 0, während kein Katalysatorheizen des Abgaskatalysators 22 erfolgen soll. Sie hat beispielsweise den Wert 50 Nm während das Aufheizen des Abgaskatalysators 22 erfolgen soll.
  • Ein Programm zum Überwachen des Aufheizens des Abgaskatalysators 22 wird in einem Schritt S1 (3) zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine gestartet. Es ist in der Steuereinrichtung 24 gespeichert und wird dort abgearbeitet.
  • In einem Schritt S2 wird geprüft, ob momentan Katalysatorheizen CH erfolgt, das heißt ob momentan der Abgaskatalysator 22 auf seine Anspringtemperatur gebracht werden soll. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S10 fortgesetzt, der weiter unten näher erläutert ist.
  • Ist die Bedingung des Schrittes S2 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S4 geprüft, ob eine oder mehrere vorgegebene Überwachungsbedingungen UB erfüllt sind. Die Überwachungsbe dingungen UB können beispielsweise nicht erfüllt sein wenn der aktuelle Betriebspunkt instationärer ist als vorgegeben oder wenn die Brennkraftmaschine im Bereich vorgegebener hoher Lasten betrieben wird. Ist die Bedingung des Schrittes S4 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt, ggf. nach einer vorgebbaren Wartezeitdauer.
  • Ist die Bedingung des Schrittes S4 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S6 ein Differenzwert DELTA durch Bilden der Differenz des Sollwertes und des Istwertes des Luftmassenstroms in den jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 ermittelt.
  • Anschließend wird in einem Schritt S8 ein integrierter Differenzwert DELTA_I durch Integrieren des Differenzwertes DELTA ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt bei jedem Berechnungsdurchlauf durch entsprechendes Wichten des aktuellen Differenzwertes DELTA und hinzuaddieren des in dem vorangegangenen Berechnungsdurchlauf ermittelten integrierten Differenzwertes DELTA_I. Dabei kann der jeweilige Beitrag zum Integral auch abhängig von einer oder mehrerer abhängiger Messgrößen gewichtet hinzuaddiert werden.
  • Im Anschluss an den Schritt S8 wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2, ggf. nach Ablauf der vorgegebenen Wartezeitdauer fortgesetzt.
  • In dem Schritt S10 wird geprüft, ob der integrierte Differenzwert DELTA_I größer ist als ein Schwellenwert THD. Der Schwellenwert kann in einer einfachen Ausführungsform fest vorgegeben sein, er kann jedoch auch abhängig sein von mindestens einer Messgröße oder einer oder mehrerer aus mindestens einer Messgröße abgeleiteten Größen. In diesem Fall kann dann betriebspunktabhängig gegebenenfalls ein noch präziseres Überwachen des Aufheizens des Abgaskatalysators 22 erfolgen.
  • Ist die Bedingung des Schrittes S10 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S12 fortgesetzt in dem ein Merker CH_COR für ein korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators 22 gesetzt wird. Ist die Bedingung des Schrittes S10 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S14 ein Merker CH_NCOR für ein nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators 22 gesetzt. Im Anschluss an die Schritte S12 und S14 wird das Programm in dem Schritt S15 beendet. Abhängig von den in den Schritten S12 und S14 gesetzten Merkern kann dann im Falle des Schrittes S14 beispielsweise ein Hinweis an den Fahrer erfolgen, eine Werkstatt aufzusuchen.
  • 4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Programms zum Überwachen des Aufheizens des Abgaskatalysators 22. Das Programm wird in einem Schritt S16 entsprechend dem Schritt S1 gestartet. Die Schritte S18, S20, S24, S26, S28, S30 und S32 entsprechen den Schritten S2, S4, S8, S10, S12, S14 und S15. Ist die Bedingung des Schrittes S20 erfüllt, das heißt die Überwachungsbedingungen UB sind erfüllt, so wird in einem Schritt S22 der Differenzwert DELTA abhängig von dem Sollwert TQI_SP des indizierten Drehmoments, dem Sollwert TQI_SP_MAF des indizierten Luftpfad-Drehmoments und des Referenzdrehmoments TQI_REF ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt mittels der in dem Schritt S22 angegebenen Beziehung.
  • Der Schwellenwert THD ist bevorzugt durch Versuche mit der Brennkraftmaschine ermittelt, beispielsweise an einem Motorprüfstand oder durch Simulationen ermittelt und zwar derart, dass ein Überschreiten des integrierten Differenzwertes DELTA_I des Schwellenwertes THD charakteristisch ist für ein nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators 22.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Überwachen eines Aufheizens eines Abgaskatalysators (22) einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt (1), mit mindestens einem Zylinder (Z1 bis Z4), der Luft über den Ansaugtrakt (1) ansaugt, und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator (22) angeordnet ist und in den das aus der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder resultierende Abgas ausgestoßen wird, bei dem – Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern der Brennkraftmaschine abhängig von Messgrößen, die von Sensoren erfasst werden, mittels drehmomentbasierter Steuerfunktion und mittels eines dynamischen Füllungsmodells (IMM, IMM–1) des Ansaugtraktes (1) erzeugt werden, – eine Größe ermittelt wird, die die Abweichung eines gewünschten Luftmassenstroms in den Zylinder von einem tatsächlichen Luftmassenstrom in den Zylinder kennzeichnet, und – abhängig von der Größe auf ein korrektes oder nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators (22) erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Größe während des Aufheizens des Abgaskatalysators (22) integriert wird und ein nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators (22) erkannt wird, wenn die integrierte Größe einen vorgegebenen Schwellenwert (THD) überschreitet.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der vorgegebenen Schwellenwert (THD) abhängig von mindestens einer Messgröße ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Größe die Abweichung des Sollwertes des Luftmassenstroms von dem Istwert des Luftmassenstroms in den jeweiligen Zylinder (Z1 bis Z4) ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Größe abhängt von einem Sollwert (TQI_SP) eines indizierten Drehmoments, einem Referenzdrehmoment (TQI_REQ) und einem Sollwert (TQI_SP_MAF) eines indizierten Luftpfad-Drehmoments, das mittels mindestens eines Stellglieds eingestellt werden soll, das die Luftzufuhr zu dem Zylinder (Z1 bis Z4) beeinflusst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Größe abhängt von der Differenz der Quotienten des Sollwertes (TQI_SP) des indizierten Drehmoments und des Sollwertes (TQI_SP_MAF) des indizierten Luftpfad-Drehmoments und des indizierten Drehmoments (TQI_SP) und des Referenzdrehmoments (TQI_REF).
  7. Vorrichtung zum Überwachen eines Aufheizens eines Abgaskatalysators (22) einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt (1), mit mindestens einem Zylinder (Z1 bis Z4), der Luft über den Ansaugtrakt (1) ansaugt, und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator (22) angeordnet ist und in den das aus der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder resultierende Abgas ausgestoßen wird, mit Mitteln, die – Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern der Brennkraftmaschine abhängig von Messgrößen, die von Sensoren erfasst werden, mittels drehmomentbasierter Steuerfunktion und mittels eines dynamischen Füllungsmodells (IMM, IMM–1) des Ansaugtraktes (1) erzeugen, – eine Größe ermitteln, die die Abweichung eines gewünschten Luftmassenstroms in den Zylinder von einem tatsächlichen Luftmassenstrom in den Zylinder kennzeichnet, und – abhängig von der Größe auf ein korrektes oder nicht-korrektes Aufheizen des Abgaskatalysators (22) erkennen.
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