DE102004031083B3

DE102004031083B3 - Heating process for lambda probes involved using only probe after catalytic converter for cold start from preset heating point for specified period

Info

Publication number: DE102004031083B3
Application number: DE200410031083
Authority: DE
Inventors: Bodo Odendall; Bernhard Pfalzgraf
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2024-06-29

Abstract

The heating process, for a cold start, involves using only the probe after the catalytic converter from a preset heating point after the converter, heating to a preset temperature during this cold start phase. The probe thus heated then serves as the regulating probe anthill a critical condensate forming temperature is reached.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beheizung von Lambdasonden in einer einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs nachgeschalteten Abgasanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for heating lambda probes In an internal combustion engine of a vehicle downstream exhaust system according to the preamble of claim 1.

In der 2 ist ein durch Vorbenutzung allgemein bekannter, herkömmlicher Aufbau einer einer Brennkraftmaschine 1 nachgeschalteten Abgasanlage 2 gezeigt. Von der Brennkraftmaschine 1 kommend werden die Abgase über einen Krümmer 3 einem Abgasstrang 4 der Abgasanlage 2 zugeführt, wobei in den Abgasstrang 4 hier beispielhaft ein motornaher 3-Wege-Katalysator 5 integriert ist. Stromaufwärts dieses 3-Wege-Katalysators 5 ist in einem sogenannten Vorkatbereich 6 des Abgasstrangs 4 eine als Regelsonde 7 ausgebildete Lambdasonde vorgesehen, mit der über eine Regelungseinrichtung die Regelung des Lambdawerts auf einen vorgegebenen Lambdawert, vorzugsweise in etwa 1, vorgenommen wird. Stromabwärts des 3-Wegekatalysators 5 ist in einem sogenannten Nachkatbereich 8 des Abgasstranges 4 eine als Führungssonde 9 ausgebildete Lambdasonde angeordnet. Als Regelsonde 7 wird hier in üblicher Weise eine Breitband-Lambdasonde eingesetzt, während als Führungssonde eine Zweipunkt-Lambdasonde als Sprungsonde verwendet wird. Wie dies der 2 weiter entnommen werden kann, ist in den Vorkatbereich 6 des Abgasstranges 4 hinter dem Krümmer 3 oftmals auch ein Turbolader 10 angeordnet.In the 2 is a well-known by prior use, conventional construction of an internal combustion engine 1 Downstream exhaust system 2 shown. From the internal combustion engine 1 The exhaust gases come over a manifold 3 an exhaust system 4 the exhaust system 2 fed into the exhaust system 4 Here, for example, a close-coupled 3-way catalyst 5 is integrated. Upstream of this 3-way catalyst 5 is in a so-called Vorkatbereich 6 of the exhaust system 4 one as a control probe 7 trained lambda probe provided with the control of the lambda value to a predetermined lambda value, preferably in about 1, is carried out via a control device. Downstream of the 3-way catalyst 5 is in a so-called post-cat area 8th the exhaust line 4 one as a guide probe 9 trained lambda probe arranged. As control probe 7 In this case, a broadband lambda probe is used in the usual way, while a two-point lambda probe is used as the jump probe as a guide probe. Like this one 2 can be taken further, is in the Vorkatbereich 6 the exhaust line 4 behind the manifold 3 often a turbocharger 10 arranged.

Bei einer derartigen Abgasanlage 2 besteht ein Problem darin, dass bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 1 im Bereich des Turboladers 10 und auch im Bereich des Krümmers 3 Wärmesenken ausgebildet sind, die zu einer verhältnismäßig langen Aufheizzeit des Abgasstranges 4 in dem Vorkatbereich 6 führen. Eine derartige lange Aufheizzeit hat den Nachteil, dass es an den Innenwandbereichen des Vorkatbereichs 6, insbesondere im Gehäusebereich des Turboladers 10, sowie auch im Bereich des Krümmers 3 zu einer sehr starken Kondensatbildung kommen kann, während der es nicht möglich ist, die Regelsonde 7 zu beheizen, weil ein evtl. Kontakt des beheizten Keramiks der Regelsonde mit Kondensat zur als Wasserschlagsgefährdung bezeichneten Beschädigung der Sondenkeramik führen kann. Aus diesem Grund werden die Sonden 7, 9 erst dann beheizt, wenn die Innenwandtemperatur des abgasführenden Vorkatbereichs 6 auf eine Temperatur aufgeheizt ist, die oberhalb einer für die Kondensatbildung im Vorkatbereich kritischen Kondensatbildungstemperatur liegt. Da die Regelsonde 7 ihre Funktion der Regelung des Abgas-Lambdawertes erst dann aufnehmen kann, wenn sie auf ihre Betriebstemperatur aufgeheizt ist, führt diese Verzögerung der Beheizung der Regelsonde dazu, dass während einer relativ langen Zeit nach der für den Kaltstart einer Brennkraftmaschine besonders kritischen Phase bezüglich der Schadstoffemissionen keine exakte Regelung auf den gewünschten Lambdawert von in etwa 1 und damit nur eine sehr schlechte Konvertierung der Schadstoffe im Abgas möglich ist.In such an exhaust system 2 There is a problem that when the engine starts cold 1 in the area of the turbocharger 10 and also in the area of the elbow 3 Heat sinks are formed, which leads to a relatively long heating time of the exhaust line 4 in the Vorkatbereich 6 to lead. Such a long heating time has the disadvantage that it is on the inner wall areas of the Vorkatbereich 6 , Especially in the housing area of the turbocharger 10 , as well as in the area of the elbow 3 can lead to a very strong condensation, while it is not possible, the control probe 7 to heat, because a possible contact of the heated ceramic of the control probe with condensate can lead to damage of the probe ceramic called Wasserschlaggefährdung. Because of this, the probes become 7 . 9 heated only when the inner wall temperature of the exhaust gas leading Vorkatbereich 6 is heated to a temperature which is above a critical for the formation of condensate in Vorkatbereich condensate formation temperature. Because the control probe 7 Their function of regulating the exhaust gas lambda value can only start when it has been heated to its operating temperature, this delay in the heating of the control probe means that for a relatively long time after the particularly critical for the cold start of an internal combustion engine with respect to pollutant emissions exact control to the desired lambda value of about 1 and thus only a very poor conversion of pollutants in the exhaust gas is possible.

Dabei kann sogar der Effekt auftreten, dass der Katalysator bereits seine als Light-off-Temperatur bezeichnete Betriebstemperatur erreicht hat, während die Temperatur an den Rohr- bzw. Innenwandungen des Vorkatbereichs 6 des Abgasstranges 4 insbesondere im Bereich des Krümmers 3 und des Turboladers 10 immer noch unterhalb der für die Kondensatbildung kritischen Temperatur liegen. D.h., dass in einem solchen Fall mit dem Katalysator bereits eine gute Konvertierung der Abgase möglich wäre, aber aufgrund der fehlenden Betriebsbereitschaft der Regelsonde keine Regelung des Abgas-Lambdawer tes auf den erforderlichen Lambdawert von in etwa 1 nicht möglich ist, was der optimalen Konvertierung der Abgase im Katalysator entgegensteht.In this case, even the effect may occur that the catalyst has already reached its designated as the light-off temperature operating temperature, while the temperature at the tube or inner walls of the Vorkatbereich 6 the exhaust line 4 especially in the area of the manifold 3 and the turbocharger 10 still below the temperature critical for condensate formation. That is, in such a case with the catalyst already a good conversion of the exhaust gases would be possible, but due to the lack of operational readiness of the control probe no regulation of the exhaust lambda value to the required lambda value of about 1 is not possible, what the optimal conversion of Exists exhaust gases in the catalyst.

Die DE 41 06 541 A1 offenbart ein Verfahren zur Temperatursteuerung und Regelung von beheizbaren Abgassonden. Konkret wird hier die Temperatur einer Abgassonde in einem Regelkreis geregelt und die Heizeinrichtung der anderen Abgassonde gesteuert, wobei die geregelte Abgassonde die gesteuerte Abgassonde insofern führt, dass der Stellwert aus dem Temperaturregelkreis als Ausgangswert für die Temperatursteuerung der anderen Abgassonde verwendet wird.The DE 41 06 541 A1 discloses a method for temperature control and regulation of heated exhaust gas probes. Specifically, here the temperature of an exhaust gas probe is controlled in a control loop and controls the heater of the other exhaust gas probe, wherein the controlled exhaust gas probe leads the controlled exhaust gas probe in that the control value is used from the temperature control circuit as the output value for the temperature control of the other exhaust gas probe.

Aus der DE 103 36 486 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors bekannt mit dem bzw. mit der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis so gesteuert bzw. geregelt wird, dass ein gewünschtes Abgasreinigungsvermögen des Katalysators unabhängig von der Temperatur des aktiven Elementes eines Abgassensors beibehalten wird.From the DE 103 36 486 A1 For example, an apparatus and method for controlling an air-fuel ratio of an internal combustion engine with which the air-fuel ratio is controlled such that a desired exhaust gas purifying capability of the catalyst is independent of the temperature of the active element of an exhaust gas sensor is maintained.

Weiter ist aus der DE 196 29 554 C2 ein Verfahren zur Temperaturregelung einer stromaufwärts eines Katalysators in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine angeordneten Lambdasonde bekannt, bei der mit Hilfe einer Nachkatalysator-Lambdasonde ermittelt wird, ob die über eine Regelung der Amplitude des Ausgangssignals der Vorkatalysator-Lambdasonde geregelte Temperatur der Vorkatalysator-Lambdasode zur Gemischeinstellung bezüglich bester Konvertierungsraten im Katalysator führt.Next is from the DE 196 29 554 C2 a method for controlling the temperature of an upstream of a catalyst in an exhaust pipe of an internal combustion engine arranged lambda probe is known in which is determined by means of a Nachkatalysator lambda probe, whether the regulated via a control of the amplitude of the output signal of the pre-catalyst lambda probe temperature of the pre-catalyst lambda for the mixture adjustment leads to the best conversion rates in the catalyst.

Aus der DE 198 59 580 C2 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Abgas-Messaufnehmers im Abgassystem einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei der Abgas-Messabnehmer eine elektrische Heizeinrichtung zum Heizen des Sensorelementes auf ein Temperatursollwert aufweist, die mit einer Steuerungseinrichtung verbunden ist. An den Abgas-Messaufnehmer wird eine Pumpspannung angelegt, um einen Sauerstoff-Ionen-Pumpstrom zu treiben. Hierzu wird die Pumpspannung mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen und bei Überschreiten des Schwellenwertes der Wert für die Solltemperatur des Sensorelementes des Abgas-Messaufnehmers über der Lebensdauer des Sensorelementes mittels der elektrischen Heizeinrichtung stufenweise um einen bestimmten Wert erhöht wird, wodurch der elektrische Widerstand, gebildet aus dem Verhältnis Pumpspannung und Sauerstoff-Ionen-Pumpstrom erniedrigt wird. Dadurch sollen aufgrund einer Alterung auftretende Messfehler vermieden werden.From the DE 198 59 580 C2 is a method of operating an exhaust gas sensor in Ab Gas system of an internal combustion engine, wherein the exhaust gas measuring sensor has an electric heater for heating the sensor element to a temperature setpoint, which is connected to a control device. A pump voltage is applied to the exhaust gas sensor to drive an oxygen-ion pumping current. For this purpose, the pump voltage is compared with a predetermined threshold value and, when the threshold value is exceeded, the value for the setpoint temperature of the sensor element of the exhaust gas measuring sensor is gradually increased by a certain value over the life of the sensor element by means of the electric heating device, whereby the electrical resistance, formed from the Ratio pump voltage and oxygen-ion pumping current is lowered. This should be avoided due to aging occurring measurement errors.

Weiter ist aus der DE 196 80 104 C2 ein Verfahren zum Steuern von Verbrennungsmotoren durch Bestimmen des momentanen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den Brennräumen des Verbrennungsmotors bekannt, wobei ein Ionisationssensor im Brennraum angeordnet ist. Bei diesem Verfahren wird zudem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zumindest teilweise anhand einer Auswertung des Ausgangssignals des im Brennraum angeordneten Ionisationssensors bestimmt, wobei aus dem Ausgangssignal des Ionisationssensors ein für die Grundfrequenz während mindestens eines Teils der Flammen-Ionisationsphase charakteristischer Parameter erfasst wird. Weiter wird ein fetteres als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt, wenn der erfasste Parameter eine Tendenz entsprechend einer Zunahme der Grundfrequenz aufweist, und umgekehrt, ein magereres als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt, wenn die Grundfrequenz abnimmt. Die auf Basis des Ausgangssignals des Ionisationssensors ermittelte Tendenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird zur Steuerung des Verbrennungsmotors verwendet. Dadurch soll eine vereinfachte und zuverlässigere Erfassung des momentanen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Brennraum erfolgen.Next is from the DE 196 80 104 C2 a method of controlling internal combustion engines by determining the instantaneous air-fuel ratio in the combustion chambers of the internal combustion engine, wherein an ionization sensor is arranged in the combustion chamber. In this method, moreover, the air-fuel ratio is determined at least partially based on an evaluation of the output signal of the arranged in the combustion chamber ionization sensor, wherein from the output of the ionization a characteristic of the fundamental frequency during at least part of the flame ionization phase parameter is detected. Further, a richer than the stoichiometric air-fuel ratio is determined when the detected parameter has a tendency corresponding to an increase in the fundamental frequency, and conversely, a leaner than the stoichiometric air-fuel ratio determines as the fundamental frequency decreases. The tendency of the air-fuel ratio determined based on the output of the ionization sensor is used to control the internal combustion engine. This is intended to make a simplified and more reliable detection of the instantaneous air-fuel ratio in the combustion chamber.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Beheizung von Lambdasonden in einer einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, nachgeschalteten Abgasanlage zur Verfügung zu stel len, mit der eine gute Konvertierung der Schadstoffe im Abgas bereits frühzeitig nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine möglich ist.task The invention is therefore a method for heating lambda probes in one of an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, downstream exhaust system available Stel len, with the good conversion of pollutants in the exhaust already early after a cold start of the engine is possible.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 wird bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine von den beiden Sonden lediglich die Nachkatsonde ab einem vorgegebenen Nachkat-Aufheizzeitpunkt während dieser Kaltstartphase auf eine vorgegeben Nachkatsonden-Temperatur aufgeheizt, wobei die auf die vorgegebene Nachkatsonden-Temperatur aufgeheizte Nachkat-Sonde im weiteren Verlauf der Kaltstartphase für eine Zeitdauer bis zum Überschreiten einer für die Kondensatbildung in einem stromaufwärts der Katalysatoreinrichtung liegenden Vorkatbereich des Abgasstrangs kritischen Vorkat-Kondensatbildungstemperatur als Regelsonde betrieben wird, mit der die Regelung des Lambdawertes auf einen vorgegebenen Lambdawert vorgegeben wird. Erst bei einer Überschreitung der kritischen Vorkat-Kondensatbildungstemperatur im Vorkatbereich des Abgasstrangs, die den Vorkat-Aufheizzeitpunkt charakterisiert, wird die Vorkat-Sonde auf eine vorgegebene Vorkatsonden-Temperatur aufgeheizt, bei deren Erreichen die Vorkat-Sonde dann anstelle der Nachkat-Sonde als Regelsonde betrieben wird, während die Nachkat-Sonde in diesem Fall dann als Führungssonde betrieben wird.According to claim 1 is at a cold start of the engine of the two Probes only the Nachkatsonde from a given Nachkat-heating time while this cold start phase to a predetermined Nachkatsonden temperature heated, with the default Nachkatsonden temperature heated Nachkat probe in the further course of the cold start phase for one Time to pass one for condensate formation in an upstream of the catalyst device lying Vorkatbereich the exhaust line critical Vorkat condensate formation temperature operated as a control probe, with the control of the lambda value is predetermined to a predetermined lambda value. Only when exceeded the critical Vorkat condensate formation temperature in Vorkatbereich the exhaust line, which characterizes the Vorkat heating time, the Vorkat probe is at a predetermined Vorkatsonden temperature heated, at which point the Vorkat probe then instead of the Nachkat probe is operated as a control probe, while the Nachkat probe in this case then as a guide probe is operated.

Mit einer derartigen Verfahrensführung wird erreicht, dass mit der Nachkat-Sonde der Abgas-Lambdawert bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt auf den gewünschten Lambdawert geregelt werden kann, um eine möglichst frühzei tige Konvertierung der Katalysatoreinrichtung zu ermöglichen, und zwar insbesondere auch dann zu ermöglichen, wenn die für die Kondensatbildung kritische Kondensatbildungstemperatur im Vorkatbereich noch nicht erreicht ist, der Katalysator aber bereits zumindest bereichsweise seine Betriebstemperatur, d. h. seine Light-off-Temperatur erreicht hat. Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung wird somit die Problematik der Wasserschlagsgefährdung der Vorkat-Sonde dadurch vermieden, dass diese so lang nicht aufgeheizt wird, bis der Vorkatbereich die für die Kondensatbildung kritische Vorkat-Kondensatbildungstemperatur überschritten hat. Erst wenn dies der Fall ist, wird die übliche und zuvor in Verbindung mit der 2 beschriebene Verwendung der Vorkat-Sonde als Regelsonde und der Nachkat-Sonde als Führungssonde wieder hergestellt. Eine derartige Verfahrensführung ist insbesondere dadurch möglich, dass der Katalysator einer Katalysatoreinrichtung die Eigenschaft hat, Wasser bzw. Kondensat zu binden. D.h., dass das während des Kaltstarts der Brennkraftmaschine insbesondere in einem Krümmerbereich und/oder einem Turboladerbereich gebildete Kondenswasser im Katalysator gebunden wird, was die Wasserschlagsgefährdung im Bereich der Nachkat-Sonde erheblich reduziert. Das im Katalysator gebundene Wasser wird zwar nach der Erhitzung des Katalysators in Form von Dampf abgegeben und kann sich auch wieder an den kalten Innenwandbereichen des Abgasstranges im Nachkatbereich niederschlagen, wobei dieses evtl. Kondensataufkommen mengenmäßig so gering ist, dass dies für die Wasserschlagempfindlichkeit der Nachkat-Sonde nicht von Bedeutung ist. Um jedoch die Sicherheit bezüglich der Wasserschlagempfindlichkeit im Bereich der Nachkat-Sonde noch zusätzlich zu erhöhen, können z.B. auch die mit Anspruch 5 bis 7 beanspruchten Maßnahmen ergriffen werden, um eine Wasserschlagbeschädigung der Nachkat-Sonde durch Kondensatbildung vollständig auszuschließen.With such a procedure, it is achieved that the exhaust gas lambda value can already be regulated to the desired lambda value at a very early point in time with the post-catalyst probe, in order to allow a conversion of the catalyst device which is as early as possible, and in particular also to enable if the condensate formation temperature critical for condensate formation in the pre-catalyst zone has not yet been reached, but the catalyst has already reached its operating temperature, ie its light-off temperature, at least in certain areas. The method according to the invention thus avoids the problem of risk of water hammering of the pre-catalyst probe by not heating it until the pre-catalyst region has exceeded the critical pre-condensate formation temperature for condensate formation. Only when this is the case, the usual and previously in conjunction with the 2 described use of the Vorkat probe as a control probe and the Nachkat probe as a guide probe restored. Such a process procedure is in particular possible because the catalyst of a catalyst device has the property to bind water or condensate. This means that the condensation water formed during the cold start of the internal combustion engine, in particular in a manifold region and / or a turbocharger region, is bound in the catalyst, which considerably reduces the risk of water hammer in the region of the post-cat probe. Although the water bound in the catalyst is released in the form of vapor after the heating of the catalyst and can never again on the cold inner wall areas of the exhaust line in Nachkatbereich derschlag, wherein this possible amount of condensate is quantitatively so low that this is not important for the Wasserschlagempfindlichkeit the Nachkat probe. However, in order to further increase the safety with regard to the water hammer sensitivity in the region of the post-cat probe, the measures claimed in claims 5 to 7 can be taken, for example, in order completely to exclude water damage damage to the post-cat probe by condensation formation.

Durch diese erfindungsgemäße Verfahrensführung kann somit die für eine bestimmte Zeitdauer als Regelsonde verwendete Nachkat-Sonde schon beheizt werden, bevor die Temperatur im Vorkatbereich auf eine Temperatur aufgeheizt wurde, die oberhalb der für die Kondensatbildung kritischen Vorkat-Kondensatbildungstemperatur liegt. Ab dem Zeitpunkt, ab dem die kritische Kondensatbildungstemperatur im Vorkatbereich überschritten wurde, kann dann wieder auf herkömmliche Weise die Lambda-Regelfunktion an die Vorkat-Sonde als Regelsonde übertragen werden. Mit einer derartigen Verfahrensführung lässt sich somit eine sehr gute und optimierte Konvertierung der Schadstoffe bei einem Kaltstart einer Brennkraftmaschine erzielen, mit der insbesondere im Vergleich zur bekannten Verfahrensführung gemäß dem Stand der Technik eine erhebliche Schadstoffreduzierung verbunden ist.By this method of the invention can thus the for a post-cat probe used as a control probe for a certain period of time already heated before the temperature in the Vorkatbereich on a temperature was raised above that for condensate formation critical Vorkat condensate formation temperature is. From the time from which the critical condensate formation temperature in the Vorkatbereich exceeded could be back to conventional Transmit the lambda control function to the Vorkat probe as a control probe become. With such a process management can thus be a very good and optimized conversion of pollutants during a cold start achieve an internal combustion engine, with the particular comparison to the known process management according to the state The technology is associated with a significant emission reduction.

Nach Anspruch 2 ist vorgesehen, dass der Nachkat-Aufheizzeitpunkt so vorgegeben ist, dass die Aufheizung der Nachkat-Sonde entweder mit dem oder aber auch unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine beginnt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Regelung des Abgas-Lambdawertes so früh als möglich erfolgen kann.To Claim 2 is provided that the Nachkat-heating time so is given that the heating of the Nachkat probe either with the or also immediately after the start of the internal combustion engine starts. This ensures that the control of the exhaust lambda value is so early as possible can be done.

Weiter kann nach Anspruch 3 vorgesehen sein, dass die Nachkat-Sonde beim Kaltstart der Brennkraftmaschine auf eine Nachkatsonden-Zwischentemperatur aufgeheizt wird, die unterhalb einer vorgegebenen Nachkatsonden-Betriebstemperatur liegt und mit der bereits eine eingeschränkte Messung möglich ist. Die Nachkat-Sonde wird dann ebenso wie die Vorkat-Sonde nach Überschreitung der kritischen Vorkat-Kondensatbildungstemperatur auf einen vorgegebene Nachkatsonden-Betriebstemperatur bzw. Vorkatsonden-Betriebstemperatur aufgeheizt. Als Nachkat-Sonde wird vorzugsweise eine Zweipunkt-Lambdasonde verwendet, während die Vorkat-Sonde bevorzugt durch eine Breitband-Lambdasonde gebildet wird. Mit einer derartigen Verfahrensführung wird erreicht, dass die Nachkat-Sonde für einen bestimmten Zeitpunkt auf eine sogenannte Zwischentemperatur aufgeheizt wird, die zwar unterhalb der normalen Betriebstemperatur der Nachkat-Sonde liegt, mit der jedoch schon ein eingeschränkter Messbetrieb möglich ist. Dies ist bauartbedingt insbesondere durch die Verwendung einer Zweipunkt-Lambdasonde sehr gut möglich, da bei diesen im Gegensatz zu den Breitband-Lambdasonden eine eingeschränkte Messung bereits auf einem wesentlich tieferem Temperaturniveau möglich ist. Diese gegenüber der normalen Betriebstemperatur der Nachkat-Sonde tiefere Nachkatsonden-Zwischentemperatur bewirkt somit zudem vorteilhaft eine weitere erhebliche Reduzierung der Gefahr einer Wasserschlaggefährdung der Nachkat-Sonde.Further may be provided according to claim 3, that the Nachkat probe during Cold start of the internal combustion engine to a Nachkatsonden intermediate temperature is heated, which is below a predetermined Nachkatsonden-operating temperature and with the already a limited measurement is possible. The Nachkat probe is then as well as the Vorkat probe after exceeding the critical Vorkat condensate formation temperature to a predetermined Nachkatsonden-operating temperature or Vorkatsonden-operating temperature heated. As Nachkat probe is preferably a two-point lambda probe used while the Vorkat probe preferably formed by a broadband lambda probe becomes. With such a process management is achieved that the Nachkat probe for a certain time to a so-called intermediate temperature is heated, although below the normal operating temperature the Nachkat probe is located, but with the already a limited measuring operation possible is. This is due to the design, in particular through the use of a two-point lambda probe very possible, because in these, in contrast to the broadband lambda probes a limited measurement already at a much lower temperature level is possible. These across from the normal operating temperature of the post-cat probe deeper Nachkatsonden intermediate temperature thus also advantageously brings about a further significant reduction the risk of danger of water hammering the post-cat probe.

Mit Anspruch 4 wird vorgeschlagen, dass die kritische Vorkat-Kondensatbildungstemperatur bevorzugt in Abhängigkeit von einer Innenwandtemperatur des Vorkatbereichs, vorzugsweise im Bereich eines Turboladers bzw. eines Turbolader-Gehäuses des Abgasstrangs ermittelt wird. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Nachkat-Sonde der Katalysatoreinrichtung nachzuschalten, wobei jedoch insbesondere in Verbindung mit den Speichermaßnahmen entsprechend den Ansprüchen 5 bis 7 gemäß Anspruch 8 vorgesehen ist, die Nachkat-Sonde in die Katalysatoreinrichtung zu integrieren. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau erreicht werden.With Claim 4 is proposed that the critical Vorkat condensate formation temperature preferably in dependence from an inner wall temperature of the Vorkatbereich, preferably in Range of a turbocharger or a turbocharger housing of the Exhaust line is determined. Basically there is the possibility nachnachalten the Nachkat probe the catalyst device, wherein however, especially in connection with the storage measures according to the claims 5 to 7 according to claim 8 is provided, the Nachkat probe in the catalyst device to integrate. As a result, a particularly compact construction can be achieved become.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Flussdiagramm entsprechend einer erfindungsgemäßen Verfahrensführung, und 1 a flowchart according to a method according to the invention, and

2 ein schematischen Aufbau einer einer Brennkraftmaschine nachgeschalteten Abgasanlage gemäß dem Stand der Technik. 2 a schematic structure of an internal combustion engine downstream exhaust system according to the prior art.

Wie dies dem Flussdiagramm der 1 entnommen werden kann, wird bei einem als Motorstart bezeichneten Kaltstart der Brennkraftmaschine zuerst eine Beheizung der Nachkat-Sonde auf eine Nachkatsonden-Zwischentempe ratur, die unterhalb einer vorgegebenen Nachkatsonden-Betriebstemperatur liegt vorgenommen. Diese Nachkatsonden-Zwischentemperatur ist so gewählt, dass mit der Nachkat-Sonde bereits eine Messung möglich ist, so dass dann während des weiteren Verlaufs der Kaltstartphase die eigentlich als Führungssonde zu verwendende Nachkat-Sonde die Funktion einer Regelsonde übernimmt, die gemäß der Verfahrensführung nach dem Stand der Technik ausschließlich der in diesem Verfahrensstadium nicht betriebenen Vorkat-Sonde zugedacht ist. Diese Verwendung der Nachkat-Sonde als Regelsonde wird so lange durchgeführt, bis mittels einer Erfassungseinrichtung, die z.B. mittels dem Motorsteuergerät zusammenwirkt, erfasst worden ist, ob z.B. eine kritische Wandtemperatur als kritische Vorkat-Kondensatbildungstemperatur im Vorkatbereich des Turboladers überschritten worden ist oder nicht. Sobald diese kritische Wandtemperatur bzw. Vorkat-Kondensatbildungstemperatur überschritten worden ist, wird die Vorkat-Sonde auf Ihre Vorkatsonden-Betriebstemperatur aufgeheizt und gleichzeitig auch die Nachkat-Sonde von der Nachkatsonden-Zwischentemperatur auf die Nachkatsonden-Betriebstemperatur aufgeheizt, wie dies dem Flussdiagramm der 1 zu entnehmen ist, bei dem die Betriebstemperaturen jeweils als Normaltemperaturen bezeichnet worden sind.As this is the flow chart of 1 can be removed, at a designated as engine start cold start the engine first heating the Nachkat probe on a Nachkatsonden-Zwischentempe temperature, which is below a predetermined Nachkatonden-operating temperature. This Nachkatsonden intermediate temperature is chosen so that with the Nachkat probe already a measurement is possible, so that then during the course of the cold start phase actually to be used as a guide probe Nachkat probe takes over the function of a control probe, according to the procedure after the State of the art is intended exclusively for the not operated at this stage of the process Vorkat probe. This use of the Nachkat probe as a control probe is carried out until it has been detected by means of a detection device which cooperates, for example by means of the engine control unit, for example, exceeded a critical wall temperature as a critical Vorkat condensate formation in the Vorkatbereich the turbocharger been or not. Once this critical wall temperature or Vorkat condensate formation has been exceeded, the Vorkat probe is heated to its Vorkatsonden operating temperature and at the same time the Nachkat-probe from the Nachkatsonden intermediate temperature to the Nachkatsonden operating temperature heated, as shown in the flow chart of 1 can be seen, in which the operating temperatures have been referred to as normal temperatures.

Sobald die Vorkatsonden-Betriebstemperatur erreicht worden ist, ist die Vorkat-Sonde betriebsbereit, so dass dann, wie dies dem Flussdiagramm der 1 weiter entnommen werden kann, die Vorkat-Sonde in Verbindung mit der Regeleinrichtung von der Nachkat-Sonde die Funktion der Regelsonde übernimmt, während die Nachkat-Sonde die Funktion als Führungssonde übernimmt.Once the pre-sample probe operating temperature has been reached, the pre-catalyst probe is ready for operation so that, as shown in the flow chart of FIG 1 can be further taken, the Vorkat probe in conjunction with the control device of the Nachkat probe takes over the function of the control probe, while the Nachkat probe takes over the function as a guide probe.

Claims

Method for heating lambda probes in an exhaust system connected downstream of an internal combustion engine of a vehicle, with at least one catalytic converter arranged in an exhaust line of the exhaust system and with a Vorkat probe and a Nachkat probe, wherein the heating of the probes to their operating temperature is started at a heating time, to the avoid a risk of water hammering of the probes for the formation of condensate in the region of the exhaust line predetermined critical condensate formation temperature is exceeded, characterized in that at a cold start of the engine of the two probes only the Nachkat probe from a predetermined Nachkat-heating time during this cold start phase a predetermined Nachkatsonden temperature is heated, that heated to the predetermined Nachkatsonden temperature Nachkat probe in the further course of the cold start phase for a period of time to exceed a for the condensate formation in a pre-catalyst zone upstream of the catalytic converter is operated as a control probe by a control device with which the regulation of the lambda value is made to a predetermined lambda value, and that the pre-catalyst probe is at a critical pre-condensate formation temperature is heated in the Vorkatbereich the exhaust line as Vorkat-heating time to a predetermined Vorkatsonden temperature, when they reach the Vorkat probe is operated by the control device as a control probe and the Nachkat probe as a guide probe.

Method according to claim 1, characterized in that that the Nachkat-heating time is set so that the heating the Nachkat probe with or immediately after the start of the internal combustion engine starts.

A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the post-cat sensor, preferably a two-point lambda probe, during cold start of the engine to a Nachkatsonden intermediate temperature is heated, which is below a predetermined Nachkatonden-operating temperature and with the already a limited measurement is possible, and that the Nachkat probe as well as the Vorkat probe, preferably one Broadband lambda probe, after crossing the critical Vorkat condensate formation temperature to a predetermined Nachkatsonden-operating temperature or Vorkatsonden-operating temperature be heated as a predetermined Vorkat temperature.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the critical pre-condensate formation temperature depends on an inner wall temperature, preferably in the region of a turbocharger, of the exhaust system is determined.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that in the downstream and / or in the region of the catalyst device lying Nachkatbereich the Exhaust line at least one means is provided, which is formed as a storage means is, by means of the existing there or formed liquids, in particular condensed water formed by condensation of water vapor the Nachkat probe and / or at least in the probe near the area housing wall is storable, so that it does not interfere with the sensor element of the Nachkat probe come into contact, and / or by at least one in Nachkatbereich arranged, additional incident-flow is formed, which is dimensioned and / or arranged, that starting from the cold exhaust system condition faster than the one Nachkatbereich forming housing wall areas is heated to such an operating temperature, from which a Condensation in an incident flow does not occur by means of the exhaust gas flow.

Method according to claim 5, characterized in that in that the storage means is defined by a storage layer, in particular a hydrophilic storage layer is formed by means of a housing wall its inner side and / or the sensor element of the Nachkat probe at least partially coated.

Method according to claim 5 or claim 6, characterized in that a housing wall for forming the storage means at least partially and at least in a housing interior facing edge layer region of a liquid storable, in particular a hydrophilic material, preferably made of a sintered material, is made.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the Nachkat probe integrated into the catalyst device is.