DE102005002237A1

DE102005002237A1 - Method for operation of internal combustion engine involves broadband lambda sensor whereby first change of lambda signal by sensor is determined and oxygen discharged after first change is determined

Info

Publication number: DE102005002237A1
Application number: DE102005002237A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Schnaibel; Jens Wagner; Kersten Wehmeier; Klaus Winkler; Richard Hotzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-07-20
Also published as: US20060168943A1; SE0502840L; SE529485C2; FR2880921A1

Abstract

The method involves a lambda sensor (16) which is a broadband lambda sensor. The first change of the lambda signal (lamnK,lamnKF) by lambda sensor is determined and oxygen discharged after the first change is determined. The determination of discharged oxygen is not performed if either a second change of the lambda signal takes place or if a predetermined quantity of oxygen is discharged. An independent claim is also included for the device for operation of internal combustion engine.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The The invention is based on a method for operating an internal combustion engine and a device for implementation the method according to the preamble of the independent claims.

Eine Möglichkeit zur Katalysator-Diagnose beruht auf der Ermittlung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit des Katalysators. Die Verminderung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit wird als Maß für den Rückgang der Konvertierungsfähigkeit des Katalysators bewertet. Die Sauerstoff-Speicherfähigkeit eines Katalysators kann dadurch ermittelt werden, dass die Luftzahl Lambda im Abgas stromaufwärts vor dem Katalysator einer zyklischen Änderung und den Wert 1,0 herum unterworfen und das stromabwärts nach dem Katalysator gemessene Lambdasignal mit dem stromaufwärts vorgegebenen Lambdawerten verglichen wird. Bei einer hohen Sauerstoff-Speicherfähigkeit kann der im Katalysator gespeicherte Sauerstoff bei vorgegebenen Lambdawerten kleiner 1 die oxidierbaren Abgas-Bestandteile weitgehend oxidieren und bei vorgegebenen Lambdawerten größer 1 das Sauerstoff-Überangebot weitgehend einlagern. Die messbaren Lambdaschwankungen stromabwärts nach dem Katalysator sind vergleichsweise gering, wenn der Katalysator eine hohe Sauerstoff-Speicherfähigkeit aufweist und demzufolge in Ordnung ist.A possibility for the catalyst diagnosis is based on the determination of the oxygen storage capacity of the catalyst. The reduction of oxygen storage capacity is used as a measure of the decline in conversion capability of the catalyst. The oxygen storage capacity of a catalyst can be determined by the fact that the air ratio Lambda in the exhaust upstream before the catalyst of a cyclic change and the value 1.0 around subjected and downstream lambda signal measured upstream of the catalyst with the upstream Lambda values is compared. With a high oxygen storage capacity can the stored oxygen in the catalyst at a given Lambda values less than 1 largely oxidize the oxidizable exhaust gas constituents and for given lambda values greater than 1, the oversupply of oxygen largely store. The measurable lambda fluctuations downstream to the catalyst are comparatively low when the catalyst a high oxygen storage capacity and is therefore in order.

Eine technische Umsetzung des beschriebenen Verfahrens ist beispielsweise in der DE 41 12 478 A1 beschrieben, die eine Anordnung eines Sprung-Lambdasensors stromaufwärts vor dem Katalysator und eines Sprung-Lambdasensors stromabwärts nach dem Katalysa tor vorsieht. Zunächst wird untersucht, ob bei einer Lambda-Regelschwingung vor dem Katalysator von Fett nach Mager oder umgekehrt der Lambdawert nach dem Katalysator einen entsprechenden Übergang zeigt. Wenn dies der Fall ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Sauerstoffspeicher des Katalysators entweder vollständig gefüllt oder geleert ist, sodass ein definierter Ausgangszustand vorliegt. Danach wird der den Katalysator durchströmende Gasmassenstrom ermittelt. Dann werden das zeitliche Integral des Produktes aus Gasmassenstrom und einem Term mit dem Lambdawert vor dem Katalysator und das zeitliche Integral des Produktes aus Gasmassenstrom und einem Term mit dem Lambdawert nach dem Katalysator berechnet. Als Maß für den Alterungszustand des Katalysators wird entweder die Differenz zwischen den beiden Integralen oder der Quotient aus den beiden Integralen oder der Quotient aus der Differenz und einem der beiden Integrale verwendet.A technical implementation of the method described is, for example, in the DE 41 12 478 A1 described which provides an arrangement of a jump lambda sensor upstream of the catalyst and a jump lambda sensor downstream of the cata- gate. First, it is examined whether the lambda value after the catalyst shows a corresponding transition at a lambda control oscillation before the catalyst from rich to lean or vice versa. If this is the case, it can be assumed that the oxygen storage of the catalyst is either completely filled or emptied, so that a defined initial state is present. Thereafter, the gas mass flow flowing through the catalyst is determined. Then the time integral of the product of gas mass flow and a term with the lambda value before the catalyst and the time integral of the product of gas mass flow and a term with the lambda value after the catalyst are calculated. As a measure of the aging state of the catalyst either the difference between the two integrals or the quotient of the two integrals or the quotient of the difference and one of the two integrals is used.

Aus der DE 102 57 059 A1 sind ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt geworden, die eine Diagnose von Katalysatoren vorsehen, welche in mehreren (Anzahl N) Abgassträngen einer Brennkraftmaschine angeordnet sind. Stromabwärts nach der Vereinigung der N-Abgasstränge ist ein Lambdasensor angeordnet, dessen Signal mit den stromaufwärts vor den Katalysatoren jeweils auftretenden Lambdawerten verglichen wird. Die Diagnose beruht auch hier auf der Bewertung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Katalysatoren. Als Lambdasensoren kommen beispielsweise Breitband-Lambdasensoren zum Einsatz.From the DE 102 57 059 A1 are a generic method and a generic device become known, which provide a diagnosis of catalysts which are arranged in several (N number) exhaust strands of an internal combustion engine. Downstream of the combination of the N exhaust gas lines, a lambda sensor is arranged, the signal of which is compared with the lambda values occurring upstream of the catalytic converters in each case. The diagnosis is also based on the evaluation of the oxygen storage capacity of the catalysts. As lambda sensors, for example, broadband lambda sensors are used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die eine zuverlässige Katalysatordiagnose ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a method for operating an internal combustion engine and an apparatus for carrying out the Specify method that allow reliable catalyst diagnosis.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.The The object is achieved by those specified in the independent claims Features each solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Verfahren geht davon aus, dass im Abgasbereich der Brennkraftmaschine wenigstens ein Katalysator und stromabwärts nach dem Katalysator oder stromabwärts nach einem Teilstück des Katalysators ein Lambdasensor angeordnet sind. Durchgeführt wird eine Katalysator-Diagnose, die auf der Bewertung zumindest eines Maßes für die Sauerstoff-Speicherfähigkeit des Katalysators/in Katalysator beruht. Ausgegangen wird von einem wenigstens näherungsweise geleerten/gefüllten Sauerstoffspeicher des Katalysators. Anschließend erfolgt eine Änderung des Lambda-Sollwerts der Brennkraftmaschine auf eine Luftzahl Lambda größer 1/kleiner 1. Erfindungsgemäß wird zunächst eine erste Änderung eines Lambdasignals festgestellt, das ein stromabwärts nach dem Katalysator oder stromabwärts nach einem Teilstück des Katalysators angeordneter Lambdasensor bereitstellt, der als Breitband-Lambdasensor ausgestaltet ist. Ermittelt wird ein Maß für den nach der ersten Änderung des Lambdasignals eingetragenen/ausgetragenen Sauerstoff. Die Ermittlung des eingetragenen/ausgetragenen Sauerstoffs wird beendet, wenn entweder eine zweite Änderung des Lambdasignals festgestellt wird oder wenn das Maß an Sauerstoff einen Schwellenwert übersteigt.The inventive method assumes that at least in the exhaust region of the internal combustion engine a catalyst and downstream the catalyst or downstream after a section the catalyst, a lambda sensor are arranged. Is carried out a catalyst diagnosis based on the evaluation of at least one measure of oxygen storage capacity of the catalyst / in catalyst. The starting point is one at least approximately emptied / filled Oxygen storage of the catalyst. Subsequently, a change takes place the lambda setpoint of the internal combustion engine to an air ratio lambda greater 1 / smaller 1. According to the invention, a first first change a lambda signal is detected, which is downstream the catalyst or downstream after a section of the Catalyst arranged lambda sensor that provides as a broadband lambda sensor is designed. A measure of the after the first change is determined the lambda signal registered / discharged oxygen. The investigation of the entered / discharged oxygen is terminated if either a second change the lambda signal is detected or if the level of oxygen exceeds a threshold.

Durch den Einsatz eines Breitband-Lambdasensors ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine vergleichsweise hohe Genauigkeit bei der Ermittlung wenigstens eines Maßes für die Sauerstoff-Speicherfähigkeit des Katalysators, die als ein Maß für den Alterungszustand des Katalysators herangezogen werden kann. Eine hohe Sauerstoff-Speicherfähigkeit entspricht einem guten Katalysator.By using a broadband lambda sensor, the method according to the invention enables a comparatively high accuracy in the determination of at least one measure of the oxygen storage capacity of the catalyst, which can be used as a measure of the aging state of the catalyst. A high oxygen content It is a good catalyst.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl auf den in den Katalysator eingetragenen Sauerstoff als auch aus auf den ausgetragenen Sauerstoff abgestellt werden. Vergleichbar mit dem Austrag des Sauerstoffs ist der Eintrag eines Reduktionsmittels, beispielsweise Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid, das bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer Luftzahl Lambda kleiner 1 entsteht. Da das Eintragen/Austragen des Sauerstoffs in/aus dem Katalysator eine Gleichgewichtsreaktion ist, wird in einem Übergangsbereich nicht sämtlicher zugeführter Sauerstoff eingetragen/ausgetragen. Wegen der Kinetik des Eintragens/Austragens und aufgrund von Diffusionsvorgängen wird der Verlauf der Sauerstoff-Konzentration stromabwärts nach dem Katalysator zeitlich verschliffen. Es entsteht der Übergangsbereich. Ein Sauerstoffüberschuss/Sauerstoffmangel tritt stromabwärts nach dem Katalysator auf bevor die maximale Sauerstoff-Speicherfähigkeit ausgeschöpft/sämtlicher eingespeicherter Sauerstoff reduziert ist.The inventive method can both on the registered in the catalyst oxygen as well as turned off on the discharged oxygen. Comparable with the discharge of oxygen is the entry of a Reducing agent, for example hydrogen and / or carbon monoxide, in an operation of the internal combustion engine with an air ratio Lambda less than 1 is created. As the entry / discharge of oxygen in / from the catalyst is an equilibrium reaction is in a transition area not all supplied oxygen registered / discharged. Because of the rates of entry / discharge and due to diffusion processes the course of the oxygen concentration decreases downstream the catalyst was timed. It creates the transition area. An excess of oxygen / oxygen deficiency occurs downstream after the catalyst on before the maximum oxygen storage capacity exhausted / all stored oxygen is reduced.

Die Ermittlung wenigstens eines Maßes für den eingetragenen/ausgetragenen Sauerstoff, die nach einer festgestellten ersten Änderung des Lambdasignals beginnt, wird entweder beendet, wenn eine zweite Änderung des Lambdasignals festgestellt wird oder wenn das Maß an eingetragenem/ausgetragenem Sauerstoff einen Schwellenwert überschreitet. Die Katalysator-Diagnose kann demnach vorzeitig ohne das Abwarten der zweiten Änderung beendet werden, wenn eine ausreichend gute Sauerstoff-Speicherfähigkeit des Katalysators bereits feststeht. Wenn als zweites Kriterium die zweite Änderung des Lambdasignals zum Beenden der Ermittlung des Maßes für den eingetragenen/ausgetragenen Sauerstoff zum Tragen kommt, kann ein vergleichsweise genaues Maß für die verbleibende Sauerstoff-Speicherfähigkeit bereitgestellt werden. Durch Vergleich mit einem vorgegebenen Speicherfähigkeits-Schwellenwert kann dann entschieden werden, ob der Katalysator gegebenenfalls ausgetauscht werden muss.The Determination of at least one measure for the registered / discharged oxygen, which after a detected first change of the lambda signal is either ended when a second change the lambda signal is detected or when the degree of registered / discharged Oxygen exceeds a threshold. The catalyst diagnosis can therefore prematurely without waiting for the second change be terminated if a sufficiently good oxygen storage capacity the catalyst is already established. If as a second criterion the second change the lambda signal for terminating the determination of the measure for the registered / discharged Oxygen comes into play, can be a comparatively accurate measure of the remaining Oxygen storage capacity to be provided. By comparison with a given storage capability threshold can then be decided whether the catalyst, if necessary must be replaced.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine kann die Katalysator-Diagnose gezielt durchführen durch eine entsprechende Beeinflussung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches, um die Ausgangsbedingung und die anschließende Änderung der Luftzahl Lambda vorzugeben.The inventive method for operating an internal combustion engine, the catalyst diagnosis perform targeted by a corresponding influence on the air-fuel ratio of the internal combustion engine supplied air-fuel mixture to the Initial condition and the subsequent change in the air ratio lambda pretend.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann die Katalysator-Diagnose jedoch auch im Rahmen des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine durchführen, sofern sowohl die Ausgangsbedingung, dass ein vollständig geleerter/gefüllter Sauerstoffspeicher des Katalysators im Rahmen des normalen Betriebs vorliegt und dass weiterhin im Rahmen des normalen Betriebs eine Änderung der Luftzahl Lambda auf einen Wert größer 1/kleiner 1 vorgenommen wird.The inventive method However, the catalyst diagnosis can also be normal Operating the internal combustion engine, provided that both the initial condition, that one completely emptied / filled Oxygen storage of the catalyst during normal operation and that continues to be a change under normal operation the air ratio lambda to a value greater than 1 / less than 1 made becomes.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.advantageous Further developments and refinements of the procedure according to the invention arise from dependent Claims.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Änderung des Lambdasignals aus dem Gradienten des Lambdasignals ermittelt wird. Der Gradient des Lambdasignals, der vorzugsweise als Differenzenquotient angenähert wird, kann beispielsweise in vorgegebenen zeitlichen Abständen laufend ermittelt werden. Ein Erkennen der Änderung kann beispielsweise darauf gestützt werden, dass der Gradient einen vorgegebenen Gradienten-Schwellenwert überschreiten muss. Vorzugsweise wird zusätzlich eine Mindestzeit vorgesehen, während welcher der Gradienten-Schwellenwert überschritten sein muss. Eine zusätzliche oder alternative Erkennung der Änderung sieht vor, dass der Gradient ein Maximum aufweisen muss. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass die Änderung dann als erkannt gilt, wenn der Gradient zunächst ein Maximum aufweist und bei der anschließenden Abnahme einen Gradienten-Schwellenwert unterschreitet.A Embodiment provides that the change of the lambda signal from the gradient of the lambda signal is determined. The gradient of the lambda signal, which is preferably approximated as a difference quotient can, for example at predetermined intervals be determined on an ongoing basis. For example, recognizing the change based on it be that the gradient exceed a predetermined gradient threshold got to. Preferably, in addition A minimum time is provided for during which gradient threshold must be exceeded. An additional or sees alternative detection of the change suggest that the gradient must have a maximum. Furthermore, can additionally or alternatively provided that the change is then recognized as being when the gradient first has a maximum and in the subsequent decrease a gradient threshold below.

Eine Ausgestaltung sieht eine Tiefpass-Filterung des Lambdasignals vor, um Störsignale und rasche Änderungen des Lambdasignals aufgrund von dynamischen Vorgängen bei der Ermittlung der Änderung auszublenden.A Embodiment provides a low-pass filtering of the lambda signal, around interfering signals and quick changes the lambda signal due to dynamic processes in the determination of the change hide.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Sauerstoff aus einem Integral über der Zeit ermittelt wird, das von einem Verbrennungslambda und von dem von einer Lufterfassung, welche die der Brennkraftmaschine zugeführte Verbrennungsluft erfasst, bereitgestellten Luftsignal abhängt. Durch die Berücksichtigung der Verbrennungsluft und der Durchführung der Integration wird die eingetragene/ausgetragene Sauerstoffmasse ermittelt. Eine weitergehende Ausgestaltung sieht vor, dass das Luftsignal und gegebenenfalls das Verbrennungslambda für eine Verzögerungszeit zwischengespeichert werden, die wenigstens näherungsweise der Gaslaufzeit im Katalysator bis zum Erreichen des Breitband-Lambdasensors entspricht. Mit dieser Maßnahme wirkt sich ein instationärer Betriebszustand der Brennkraftmaschine während der Katalysator-Diagnose nur in geringem Maße auf das Diagnoseergebnis aus.A Embodiment provides that the oxygen from an integral over the Time determined by a combustion lambda and that of an air detection, which the internal combustion engine supplied combustion air captured, supplied air signal depends. By consideration combustion air and implementation of integration determines the registered / discharged oxygen mass. A more advanced design provides that the air signal and possibly the combustion lambda for one Delay Time be cached, at least approximately the gas transit time in the catalyst until it reaches the broadband lambda sensor. With this measure affects a transient Operating state of the internal combustion engine during the catalyst diagnosis only to a small extent on the diagnostic result.

Eine Ausgestaltung sieht eine Konditionierung des Katalysators vor der Katalysator-Diagnose dadurch vor, dass das für die Brennkraftmaschine vorgegebene Verbrennungslambda auf einen Wert größer 1/kleiner 1 festgelegt wird, sodass der Sauerstoffspeicher des Katalysators wenigstens näherungsweise vollständig gefüllt/geleert wird. Die Vorgabe des Verbrennungslambdas auf einen Wert größer 1 kann entfallen, wenn die Katalysator-Diagnose nach einer Schubabschaltungsphase der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, die zumindest solange andauert, bis der Sauerstoffspeicher wenigstens näherungsweise gefüllt ist.One embodiment provides conditioning of the catalyst prior to the catalyst diagnosis in that the combustion lambda predetermined for the internal combustion engine is set to a value greater than 1 / less than 1, so that the oxygen storage of the catalyst at least approaches approximately completely filled / emptied. The specification of the combustion lambda to a value greater than 1 may be omitted if the catalyst diagnosis is performed after a fuel cut-off phase of the internal combustion engine, which lasts at least until the oxygen storage is at least approximately filled.

Eine Ausgestaltung sieht die Bewertung des eingetragenen/ausgetragenen Sauerstoffs in Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur und/oder vom Abgas-Massenstrom vor. Mit dieser Maßnahme kann der Schwellenwert für den Vergleich des Maßes der Katalysator-Speicherfähigkeit in Abhängigkeit von Katalysator-Betriebsbedingungen festgelegt werden.A Design sees the evaluation of the registered / discharged Oxygen dependent from the catalyst temperature and / or from the exhaust gas mass flow. With this measure can be the threshold for the comparison of the measure the catalyst storage capacity dependent on be determined by catalyst operating conditions.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens betrifft zunächst ein Steuergerät, das zur Durchführung des Verfahrens hergerichtet ist.The inventive device to carry out of the procedure concerns first a control unit, that to carry out of the method is prepared.

Das Steuergerät enthält insbesondere eine Diagnosesteuerung, die den Lambda-Sollwert verändert, eine Änderungs-Ermittlung zur Verarbeitung des vom Breitband-Lambdasensor bereitgestellten Lambdasignals und einen Integrator zum Ermitteln eines Maßes für den eingetragenen/ausgetragenen Sauerstoff. Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in dem die Verfahrensschritte als Computerprogramm abgelegt sind.The control unit contains in particular, a diagnostic control that changes the lambda setpoint, a change determination for processing the lambda signal provided by the broadband lambda sensor and an integrator for determining a measure of the injected / discharged oxygen. The control unit contains preferably at least one electrical storage, in which the method steps are stored as a computer program.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.Further advantageous developments and refinements of the procedure according to the invention result from further dependent claims and from the description below.

Zeichnungdrawing

1 zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft, 2a–2e zeigen Konzentrationsverläufe in Abhängigkeit vom Ort und 3 zeigt einen Signalverlauf eines stromabwärts nach einem Katalysator auftretenden Lambdasignals in Abhängigkeit von der Zeit. 1 shows a technical environment in which a method according to the invention runs, 2a - 2e show concentration gradients depending on the place and 3 shows a waveform of a downstream of a catalyst occurring lambda signal as a function of time.

1 zeigt der eine Brennkraftmaschine 10, in deren Ansaugbereich 11 eine Lufterfassung 12 und in deren Abgasbereich 13 ein Abgas-Temperatursensor 14, ein Katalysator 15 sowie stromabwärts nach dem Katalysator 15 ein Lambdasensor 16 angeordnet sind. Der Katalysator 15 weist einen Katalysator-Eingang Kat_Ein sowie einen Katalysator-Ausgang Kat_Aus auf. 1 shows the an internal combustion engine 10 , in their intake area 11 an air capture 12 and in their exhaust area 13 an exhaust gas temperature sensor 14 , a catalyst 15 and downstream of the catalyst 15 a lambda sensor 16 are arranged. The catalyst 15 has a catalyst inlet Kat_Ein and a catalyst outlet Kat_Aus.

Die Lufterfassung 12 gibt an ein Steuergerät 20 ein Luftsignal msL, die Brennkraftmaschine 10 eine Drehzahl n, der Abgas-Temperatursensor 14 ein Abgas-Temperatursignal Tabg und der Lambdasensor 16 ein Lambdasignal lam_nK ab. Das Steuergerät 20 gibt an eine Kraftstoff-Zumessvorrichtung 21 ein Kraftstoffsignal mK ab. Im Abgasbereich 13 tritt ein Abgas-Massenstrom msabg auf.The air detection 12 gives to a control unit 20 an air signal msL, the internal combustion engine 10 a speed n, the exhaust gas temperature sensor 14 an exhaust gas temperature signal Tabg and the lambda sensor 16 a lambda signal lam_nK. The control unit 20 gives to a fuel metering device 21 a fuel signal mK. In the exhaust area 13 an exhaust gas mass flow msabg occurs.

Das Luftsignal msL wird weiterhin einer Schubabschaltungs-Steuerung 30, einer Zeitverzögerung 31 und einer Schwellenwert-Festlegung 32 zur Verfügung gestellt. Die Schu babschaltungs-Steuerung 30 stellt einer Diagnosesteuerung 33 ein Schubabschaltungs-Signal 34 zur Verfügung. Die Zeitverzögerung 31 gibt an einen Integrator 35 ein verzögertes Luftsignal msL_d ab. Die Schwellenwert-Festlegung 32 stellt einem Vergleichen 36 einen ersten und zweiten Schwellenwert 37, 38 zur Verfügung. Die Drehzahl n wird der Schubabschaltungs-Steuerung 30 und der Schwellenwert-Festlegung 32 zur Verfügung gestellt.The air signal msL continues to be a fuel cut control 30 , a time delay 31 and a threshold setting 32 made available. The Schu babschaltung control 30 provides a diagnostic control 33 a fuel cutoff signal 34 to disposal. The time delay 31 gives to an integrator 35 a delayed air signal msL_d from. The threshold setting 32 Represents a comparison 36 a first and second threshold 37 . 38 to disposal. The speed n becomes the fuel cut control 30 and the threshold setting 32 made available.

Die Diagnosesteuerung 33 gibt an die Schwellenwert-Festlegung 32 ein erstes Diagnose-Steuersignal 39, an eine Änderungs-Ermittlung 40 ein zweites Diagnose-Steuersignal 41 und an eine Lambdavorgabe 42 ein Diagnose-Lambda lam_D ab. Das Diagnose-Lambda lam_D wird weiterhin der Zeitverzögerung 31 zugeführt, die ein verzögertes Lambdasignal lam_d ausgibt und dem Integrator 35 zur Verfügung stellt. Der Diagnosesteuerung 33 wird ein vom Vergleicher 36 bereitgestelltes Diagnose-Stoppsignal 43 zugeführt.The diagnosis control 33 indicates the threshold setting 32 a first diagnostic control signal 39 , to a change determination 40 a second diagnostic control signal 41 and to a lambda preset 42 a diagnostic lambda lam_D off. The diagnostic lambda lam_D will continue to time delay 31 supplied, which outputs a delayed lambda signal lam_d and the integrator 35 provides. The diagnosis control 33 becomes one from the comparator 36 provided diagnostic stop signal 43 fed.

Der Lambdavorgabe 42 wird neben dem Diagnose-Lambda lam_D ein Nennbetriebs-Lambda lam_N zugeführt. Die Lambdavorgabe 42 gibt einen Lambdasollwert lam_S an einen Lambdaregler 50 ab, der das Kraftstoffsignal mK bereitstellt. Das vom Lambdasensor 16 bereitgestellte Lambdasignal lam_nK wird neben dem Lambdaregler 50 einem Tiefpassfilter 51 zugeleitet. Dem Lambdaregler 50 wird weiterhin ein Lambdasignal lam_vK zur Verfügung gestellt, das die Luftzahl Lambda im Abgas stromaufwärts vor dem Katalysator 15 widerspiegelt.The Lambda submission 42 In addition to the diagnostic lambda lam_D, a rated operating lambda lam_N is supplied. The Lambda submission 42 sends a lambda setpoint lam_S to a lambda controller 50 from which provides the fuel signal mK. That of the lambda sensor 16 provided lambda signal lam_nK is next to the lambda controller 50 a low pass filter 51 fed. The lambda controller 50 Furthermore, a lambda signal lam_vK is provided, which is the air ratio lambda in the exhaust gas upstream of the catalytic converter 15 reflects.

Das vom Tiefpassfilter 51 bereitgestellte gefilterte Lambdasignal lam_nKF gelangt zur Änderungs-Ermittlung 40. Der Integrator 35 stellt das Integrationsergebnis 52 dem Vergleicher 36 zur Verfügung, der ein Fehlersignal F abgibt.That of the low-pass filter 51 provided filtered lambda signal lam_nKF reaches the change determination 40 , The integrator 35 represents the integration result 52 the comparator 36 available, which emits an error signal F.

Die 2a–2e zeigen Signalverläufe in Abhängigkeit vom Ort x. Gezeigt sind die Sauerstoffkonzentration %O2 sowie eine Reagenzmittel-Konzentration %Rea. 2a zeigt die Situation an einem ersten Ort x1, nachdem ein Fett-Mager-Sprung aufgetreten ist, nach welchem eine hohe Sauerstoff-Konzentration %O2 und eine niedrige Reagenzmittel-Konzentration %Rea vorliegen. 2b zeigt die Situation zu einem späteren Zeitpunkt, bei dem die Konzentrationsänderungen an einem zweiten Ort x2 vorliegen. 2c zeigt die Situation, bei der sich die Konzentrationen %O2, %Rea stromabwärts nach dem Katalysator-Eingang Kat_Ein ändern, wobei ein erster Übergansbereich x10 auftritt, in welchem sich die Sauerstoff-Konzentration %O2 nur wenig ändert. 2d zeigt die Situation zu einem späteren Zeitpunkt, bei dem sich die Konzentrationen %O2, %Rea innerhalb des Katalysators 15 ändern. Es tritt ein zweiter Übergangsbereich x20 auf, der gegenüber dem ersten Übergangsbereich x10 eine größere Ausdehnung aufweist. 2e zeigt die Situation, bei der sich die Konzentrationen %O2, %Rea weitgehend nach dem Katalysator-Ausgang Kat_Aus ändern. Es tritt ein dritter Übergangsbereich x30 auf, der wiederum gegenüber dem zweiten Übergangsbereich x20 eine größere Ausdehnung aufweist.The 2a - 2e show signal curves as a function of location x. Shown are the oxygen concentration% O2 and a reagent concentration% Rea. 2a shows the situation at a first location x1 after a fat-lean jump has occurred, after which there is a high oxygen concentration% O2 and a low reagent concentration% Rea. 2 B shows the situation at a later date, in which the concentration changes are present at a second location x2. 2c shows the situation in which the concentrations% O2,% Rea change downstream of the catalyst inlet Kat_Ein, with a first transition area x10 in which the oxygen concentration% O2 changes only slightly. 2d shows the situation at a later time, in which the concentrations% O2,% Rea within the catalyst 15 to change. A second transition region x20 occurs, which has a greater extent than the first transition region x10. 2e shows the situation where the concentrations% O2,% Rea largely change after the catalyst output Kat_Aus. A third transition region x30 occurs, which in turn has a greater extent than the second transition region x20.

3 zeigt das Lambdasignal lam_nK in Abhängigkeit von der Zeit t. Bis zu einem ersten Zeitpunkt t1 soll das Lambda bei 0,97 liegen. Zwischen dem ersten und einem zweiten Zeitpunkt t2 tritt eine erste Änderung 60 des Lambdasignals lam_nK auf. Zu einem dritten Zeitpunkt t3 weist das Lambdasignal lam_nK wenigstens näherungsweise ein Plateau 61 auf, bei dem das Lambda wenigstens näherungsweise bei 1 liegt. Zu einem vierten Zeitpunkt t4 beginnt eine zweite Änderung 62 des Lambdasignals lam_nK, die zu einem fünften Zeitpunkt t5 beendet ist. Nach dem fünften Zeitpunkt t5 soll das Lambda bei 1,03 liegen. 3 shows the lambda signal lam_nK as a function of the time t. Until a first time t1, the lambda should be 0.97. Between the first and a second time t2, a first change occurs 60 of the lambda signal lam_nK. At a third time t3, the lambda signal lam_nK has at least approximately a plateau 61 on, in which the lambda is at least approximately 1. At a fourth time t4, a second change begins 62 of the lambda signal lam_nK, which is terminated at a fifth time t5. After the fifth time t5, the lambda should be at 1.03.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet folgendermaßen:
Der Lambdasensor 16 ist als Breitband-Lambdasensor ausgebildet, der eine in einem weiten Bereich liegende Luftzahl Lambda erfassen kann, die beispielsweise zwischen 0,7 und 4,0 liegt. Der Lambdasensor 16 ist stromabwärts nach dem wenigstens einen Katalysator 15 angeordnet. Bei größeren Katalysatoren kann der Lambdasensor 16 auch stromabwärts nach einem Teilvolumen des Katalysators angeordnet sein. Das vom Lambdasensor 16 bereitgestellte Lambdasignal lam_nK kann nicht nur zur Diagnose, sondern auch zur Regelung des Verbrennungslambdas herangezogen werden. Das Lambdasignal lam_nK wird deshalb nicht nur dem Tiefpassfilter 51, sondern auch dem Lambdaregler 50 zur Verfügung gestellt, der das Kraftstoffsignal mK in Abhängigkeit vom Lambdasignal lam_nK beeinflussen kann. Gegebenenfalls kann ein stromaufwärts vor dem Katalysator 15 von einem nicht näher gezeigten Lambdasensor gemessenes Lambdasignal lam_vK berücksichtigt werden, das dem Lambdaregler 50 zugeführt wird.The method according to the invention works as follows:
The lambda sensor 16 is designed as a broadband lambda sensor, which can detect a lying in a wide range air ratio lambda, which is for example between 0.7 and 4.0. The lambda sensor 16 is downstream of the at least one catalyst 15 arranged. For larger catalysts, the lambda sensor 16 be arranged downstream of a partial volume of the catalyst. That of the lambda sensor 16 provided lambda signal lam_nK can be used not only for diagnosis, but also for controlling the combustion lambda. The lambda signal lam_nK is therefore not just the low-pass filter 51 but also the lambda controller 50 provided that can influence the fuel signal mK in response to the lambda signal lam_nK. Optionally, an upstream of the catalyst 15 Lambda signal lam_vK measured by a lambda sensor (not shown in greater detail), which is the lambda controller 50 is supplied.

Der Lambdaregler 50 versucht, ein Verbrennungslambda einzuregeln, das dem Lambda-Sollwert lam_S entspricht, der von der Lambdavorgabe 42 vorgegeben wird. Der Lamb da-Sollwert lam_S entspricht im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 10 dem Nennbetriebs-Lambda lam_N. Anstelle des Lambdareglers 50 kann eine Steuerung vorgesehen sein. Weiterhin ist das Lambdasignal lam_vK, welches die Luftzahl Lambda im Abgas stromaufwärts vor dem Katalysator 15 widerspiegelt, nicht erforderlich. Stattdessen kann das stromabwärts nach dem Katalysator 15 erfasste Lambdasignal lam_nK herangezogen werden.The lambda controller 50 tries to regulate a combustion lambda, which corresponds to the lambda setpoint lam_S, that of the lambda input 42 is given. The lambda setpoint value lam_S corresponds to the internal combustion engine during normal operation 10 the rated operating lambda lam_N. Instead of the lambda controller 50 a controller may be provided. Furthermore, the lambda signal lam_vK, which is the air ratio lambda in the exhaust gas upstream of the catalyst 15 reflects, not required. Instead, this can be downstream of the catalyst 15 detected lambda signal lam_nK be used.

Die Diagnosesteuerung 33 kann zur Durchführung der Katalysator-Diagnose das Diagnose-Lambda lam_D vorschreiben, das die Lambdavorgabe 42 als Lambda-Sollwert lam_S bereitstellen soll. Die Diagnose wird dadurch vorbereitet, dass der Sauerstoffspeicher des Katalysators 15 entweder wenigstens näherungsweise vollständig gefüllt oder geleert wird. Bei dem in den 2a–2e gezeigten Verhältnissen wird von einem Fett-Mager-Sprung zu Beginn der Diagnose ausgegangen, bei dem die Sauerstoff-Konzentration %O2 von einem niedrigen auf einen hohen Wert geändert wird. Durch die Veränderung des Brennkraftmaschinen-Lambdas von einem fetten zu einem mageren Wert ändert sich entsprechend die Reagenzmittel-Konzentration %Rea von einem hohen auf einen niedrigen Wert. Damit die Diagnose durchgeführt werden kann, muss der Katalysator 15 deshalb vorab zunächst mit einer niedrigen Sauerstoff-Konzentration %O2 solange beaufschlagt werden, bis der Sauerstoffspeicher wenigstens näherungsweise geleert ist.The diagnosis control 33 In order to carry out the catalyst diagnosis, the diagnostic lambda lam_D can prescribe the lambda input 42 should provide lambda setpoint lam_S. The diagnosis is prepared by the fact that the oxygen storage of the catalyst 15 either at least approximately completely filled or emptied. In the in the 2a - 2e The conditions shown assume a fat-lean jump at the beginning of the diagnosis in which the oxygen concentration% O2 is changed from a low to a high value. By changing the engine lambda from a rich to a lean value, the reagent concentration% Rea changes accordingly from a high to a low value. For the diagnosis to be carried out, the catalyst must be used 15 Therefore be pre-applied initially with a low oxygen concentration% O2 until the oxygen storage is at least approximately emptied.

Alternativ kann von einem wenigstens näherungsweise vollständig gefüllten Sauerstoffspeicher des Katalysators 15 ausgegangen werden, bei dem der Katalysator 15 zunächst mit einer hohen Sauerstoff-Konzentration %O2 zu beaufschlagen ist. Dieser Betriebszustand liegt bei einer ausreichend langen Schubabschaltungsphase der Brennkraftmaschine 10 bereits vor.Alternatively, it is possible for at least approximately completely filled oxygen storage of the catalyst 15 be assumed that the catalyst 15 is first to be acted upon with a high oxygen concentration% O2. This operating state is at a sufficiently long fuel cut-off phase of the internal combustion engine 10 already before.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist deshalb vorgesehen, dass die Schubabschaltungs-Steuerung 30, welche die Schubabschaltung der Brennkraftmaschine 10 beispielsweise aus dem Luftsignal msL und der Drehzahl n ermittelt, der Diagnosesteuerung 33 mit dem Schubabschaltungssignal 34 signalisiert, dass die Diagnose gestartet werden kann. Das Schubabschaltungssignal 34 wird bereitgestellt, wenn die Schubabschaltungsphase ausreichend lange vorgelegen hat.According to an advantageous embodiment, it is therefore provided that the fuel cut-off control 30 , which is the fuel cut of the internal combustion engine 10 for example, from the air signal msL and the speed n determined, the diagnosis control 33 with the fuel cut signal 34 signals that the diagnosis can be started. The fuel cut signal 34 is provided when the fuel cut-off phase has been sufficiently long.

Die Änderung des Lambda-Sollwerts lam_S auf das Diagnose-Lambda lam_D tritt gemäß 2a stromaufwärts vor dem Katalysator 15 als ein Sprung der Sauerstoff-Konzentration %O2 und als ein Sprung der Reagenzmittel-Konzentration %Rea an einem ersten Ort x1 auf. Zu einem späteren Zeitpunkt wandern die Konzentrationsänderungen an den zweiten Ort x2, an welchem die Konzentrations-Übergänge noch vergleichsweise steil verlaufen. Die ursprünglich sprunghaften Konzentrationsänderungen sind durch Diffusion und Turbulenzen im Abgasbereich 13 bereits geringfügig verschliffen.The change of the lambda setpoint lam_S to the diagnostic lambda lam_D occurs according to 2a upstream of the catalyst 15 as a jump of the oxygen concentration% O2 and as a jump of the reagent concentration% Rea at a first location x1. At a later time, the concentration changes migrate to the second location x2, at which the concentration Ons transitions are still relatively steep. The originally erratic changes in concentration are due to diffusion and turbulence in the exhaust gas area 13 already slightly smoothed.

Das magere Abgas mit hoher Sauerstoff-Konzentration %O2 verdrängt dabei das fette Abgas mit hoher Reagenzmittel-Konzentration %Rea, das nur eine sehr geringe Sauerstoff-Konzentration %O2 aufweist. Bei der in 2c gezeigten Situation sind die Konzentrationsänderungen inzwischen an einem Ort stromabwärts nach dem Katalysator-Eingang Kat_Ein angekommen. Nachdem die hohe Sauerstoff-Konzentration %O2 den Katalysator 15 erreicht hat, wird der überschüssige Sauerstoff in den Katalysator 15 eingelagert. Es entsteht der erste Übergangsbereich x10, in welchem die Sauerstoff-Konzentration %O2 die erste Änderung 60 aufweist. Danach tritt ein, zumindest kurzes Plateau 61 auf, das mit der zweiten Änderung 62 verlassen wird.The lean exhaust gas with high oxygen concentration% O2 displaces the rich exhaust gas with high reagent concentration% Rea, which has only a very low oxygen concentration% O2. At the in 2c In the situation shown, the concentration changes have now arrived at a location downstream of the catalyst inlet Kat_Ein. After the high oxygen concentration% O2 the catalyst 15 has reached, the excess oxygen in the catalyst 15 stored. The result is the first transitional region x10, in which the oxygen concentration% O2 is the first change 60 having. After that occurs, at least short plateau 61 on, with the second change 62 will leave.

Die Reagenzmittel-Konzentration %Rea fällt während der ersten Änderung 60 auf niedrige Werte ab. Da der Katalysator 15 nicht den gesamten zur Verfügung stehenden Sauerstoff einlagern kann, bleibt im ersten Übergangsbereich x10 eine höhere Sauerstoff-Konzentration %O2 erhalten als im fetten Abgas.The reagent concentration% Rea falls during the first change 60 to low values. Because the catalyst 15 can not store all the available oxygen remains in the first transition region x10 a higher oxygen concentration% O2 than in the rich exhaust gas.

2d zeigt die Verhältnisse bei den Konzentrationsänderungen zu einem späteren Zeitpunkt. Der zweite Übergangsbereich x20 hat sich gegenüber dem ersten Übergangsbereich x10 verlängert. 2d shows the conditions at the concentration changes at a later time. The second transition region x20 has lengthened compared to the first transition region x10.

2e zeigt die Verhältnisse zu einem nochmals späteren Zeitpunkt, bei welchem die Konzentrationsänderungen zumindest teilweise bereits stromabwärts nach dem Katalysator-Ausgang Kat_Aus oder nach einem Teilstück des Katalysators 15 auftreten. Erst zu diesem Zeitpunkt können die Konzentrationsänderungen vom Lambdasensor 16 gemessen werden. 2e shows the conditions at a later time, in which the concentration changes at least partially already downstream of the catalyst outlet Kat_Aus or after a portion of the catalyst 15 occur. Only at this time can the concentration changes from the lambda sensor 16 be measured.

Zunächst wird das Lambdasignal lam_nK des Lambdasensors 16 ein fettes Abgas-Lambda, das beispielsweise auf 0,97 festgelegt ist, anzeigen. Der zeitliche Verlauf ist in 3 gezeigt, wobei bis zum ersten Zeitpunkt t1 der Sauerstoffmangel vorliegen soll. Die Änderung der Sauerstoff-Konzentration %O2 soll zum ersten Zeitpunkt t1 mit der ersten Änderung 60 beginnen. Die Auswertung des Lambdasignals lam_nK erfolgt in der Änderungs-Ermittlung 40, nachdem die Diagnosesteuerung 33 das zweite Diagnose-Steuersignal 41 an die Änderungs-Ermittlung 40 abgegeben hat.First, the lambda signal lam_nK of the lambda sensor 16 indicate a rich exhaust lambda set at, for example, 0.97. The time course is in 3 shown, wherein up to the first time t1, the oxygen deficiency should be present. The change of the oxygen concentration% O2 should be at the first time t1 with the first change 60 kick off. The evaluation of the lambda signal lam_nK takes place in the change determination 40 after the diagnosis control 33 the second diagnostic control signal 41 to the change determination 40 has delivered.

Vorzugsweise ist das Tiefpassfilter 51 vorgesehen, welches das Lambdasignal lam_nK einerseits von hochfrequenten Störsignalen und andererseits von schnellen Änderungen aufgrund dynamischer Vorgänge befreit, die nichts mit der ersten Änderung 60 zu tun haben, um Fehlmessungen zu vermeiden. Der Änderungs-Ermittlung 40 kann dann anstelle des Lambdasignals lam_nK das gefilterte Lambdasignal lam_nKF zur Verfügung gestellt werden.Preferably, the low-pass filter 51 is provided, which frees the lambda signal lam_nK on the one hand from high-frequency interference signals and on the other hand from rapid changes due to dynamic processes that nothing with the first change 60 have to do to avoid incorrect measurements. The change determination 40 then, instead of the lambda signal lam_nK, the filtered lambda signal lam_nKF can be made available.

Zum Erkennen der ersten Änderung 60 kann die Änderungs-Erkennung 40 beispielsweise den Gradienten des Lambdasignals lam_nK bzw. des gefilterten Lambdasignals lam_nKF ermitteln. Der Gradient kann in rascher zeitlicher Folge ständig ermittelt werden. Er kann beispielsweise durch Differenzenquotienten angenähert werden. Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann der Gradient mit einem vorgegebenen Gradienten-Schwellenwert verglichen werden. Beim Überschreiten des Gradienten-Schwellenwertes wird das Integrator-Freigabesignal 53 bereitgestellt. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Gradient für eine vorgegebene Zeitdauer den Gradienten-Schwellenwert überschreiten muss, bevor das Integrator-Freigabesignal 53 bereitgestellt wird. Gemäß einer zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltung kann das Vorliegen eines Wendepunkts des Lambdasignals lam_nK bzw. des gefilterten Lambdasignals lam_nKF ermittelt und zur Bereitstellung des Integrator-Freigabesignals 53 herangezogen werden. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass zunächst das Maximum des Gradienten ermittelt wird und dass danach überprüft wird, ob der Gradient einen Schwellenwert unterschreitet, bevor das Integrator-Freigabesignal 53 bereitgestellt wird.To recognize the first change 60 can change detection 40 For example, determine the gradient of the lambda signal lam_nK or the filtered lambda signal lam_nKF. The gradient can be continuously determined in rapid succession. It can for example be approximated by difference quotients. According to a first embodiment, the gradient can be compared with a predetermined gradient threshold. When the gradient threshold is exceeded, the integrator enable signal becomes 53 provided. According to another embodiment, it may be provided that the gradient must exceed the gradient threshold for a predetermined period of time before the integrator enable signal 53 provided. According to an additional or alternative embodiment, the presence of a point of inflection of the lambda signal lam_nK or of the filtered lambda signal lam_nKF can be determined and to provide the integrator enable signal 53 be used. Furthermore, it may additionally or alternatively be provided that first the maximum of the gradient is determined and that it is then checked whether the gradient falls below a threshold value before the integrator enable signal 53 provided.

Sobald die erste Änderung 60 erkannt ist, kann die Katalysator-Diagnose beginnen. Ermittelt wird der in den Katalysator 15 eingetragene Sauerstoff. Hierbei kann es sich um die Sauerstoffmasse oder die Sauerstoffmenge handeln. Die Ermittlung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Integrator 35 den Wert (1 – 1/Lambda) mit dem Luftsignal msL und einer Konstanten, die dem prozentualen Sauerstoffgehalt der Luft entspricht, multipliziert und zeitlich integriert. Für eine relative Bewertung kann die Konstante gleich 1 gesetzt werden. Zur Berücksichtigung der Gaslaufzeit durch den Katalysator 15 kann das von der Lufterfassung 12 bereitgestellte Luftsignal msL in der Zeitverzögerung 31 verzögert werden und als verzögertes Luftsignal msL_d dem Integrator 35 zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich kann das der Integration zugrunde liegende Lambda in der Zeitverzögerung 31 verzögert werden. Das Verbrennungslambda während der Diagnose entspricht dem vorgegebenen Diagnose-Lambda lam_D, das als verzögertes Lambdasignal lam_d an den Integrator 35 weitergegeben wird. Die Verzögerung des Lambdas kann entfallen, da das Diagnose-Lambda lam_D während der Diagnose normalerweise konstant gehalten wird.As soon as the first change 60 is detected, the catalyst diagnosis can begin. It is determined in the catalyst 15 registered oxygen. This can be the oxygen mass or the amount of oxygen. The determination can take place, for example, in that the integrator 35 the value (1 - 1 / lambda) multiplied by the air signal msL and a constant corresponding to the percentage oxygen content of the air and integrated in time. For a relative evaluation, the constant can be set equal to 1. To take account of the gas transit time through the catalyst 15 Can that be the case of air detection 12 provided air signal msL in the time delay 31 be delayed and as a delayed air signal msL_d the integrator 35 to provide. Additionally, the lambda underlying the integration may be in the time delay 31 be delayed. The combustion lambda during the diagnosis corresponds to the predetermined diagnostic lambda lam_D, as the delayed lambda signal lam_d to the integrator 35 is passed on. The delay of the lambda can be omitted since the diagnostic lambda lam_D is normally kept constant during the diagnosis.

Die vorzugebende Verzögerungszeit hängt vorzugsweise vom Luftsignal msL ab. Weiterhin kann die Verzögerungszeit von der Last der Brennkraftmaschine 10 abhängig sein. Die Last kann beispielsweise durch das Kraftstoffsignal mK, gegebenenfalls in Verbindung mit der Drehzahl n oder durch ein dem Steuergerät 20 bekanntes Brennkraftmaschinen-Drehmoment angegeben werden.The specified delay time depends preferably from the air signal msL. Furthermore, the delay time of the load of the internal combustion engine 10 be dependent. The load may, for example, by the fuel signal mK, optionally in conjunction with the speed n or by a the controller 20 known engine torque can be specified.

Die Ermittlung des Sauerstoffs findet gemäß 3 im Bereich des Plateaus 61 des Lambdasignals lam_nK bzw. des gefilterten Lambdasignals lam_nKF statt. Das Plateau 61 ist mehr oder weniger stark ausgeprägt. Während des Plateaus 61 kann sich das Lambda von einem Wert knapp unterhalb von 1 auf einen Wert knapp oberhalb von 1 ändern. Experimentell wurde festgestellt, dass sich die Lambdawerte bei einem Fett-Mager-Sprung zwischen 0,99–1,01 und bei einem Mager-Fett-Sprung zwischen 0,998–1,002 ändern.The determination of the oxygen takes place according to 3 in the area of the plateau 61 the lambda signal lam_nK or the filtered lambda signal lam_nKF. The plateau 61 is more or less pronounced. During the plateau 61 For example, the lambda may change from a value just below 1 to a value just above 1. It has been found experimentally that the lambda values change between 0.99-1.01 in the case of a fat-lean jump and between 0.998-1.002 in the case of a lean-fat jump.

Gemäß einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird die Integration beendet, wenn die zum vierten Zeitpunkt t4 auftretende zweite Änderung 62 festgestellt wird. Die Feststellung der zweiten Änderung 62 kann analog zu der bereits beschriebenen Feststellung der ersten Änderung 60 vorgenommen werden. Mit dem Auftreten der zweiten Änderung 62 wird das Integrator-Freigabesignal 53 zurückgenommen und die Integration beendet. Das ein Maß des Sauerstoffeintrags/Sauerstoffaustrags bzw. Reagenzmitteleintrags widerspiegelnde Integrationsergebnis 52 wird mit dem von der Schwellenwert-Festlegung 32 bereitgestellten ersten Schwellenwert 37 verglichen. Bei einer Schwellenüberschreitung, die einen schlechten Katalysator signalisiert, stellt der Vergleicher 36 das Fehlersignal F bereit, das beispielsweise in einen Fehlerspeicher hinterlegt oder zur Anzeige gebracht werden kann.According to a first embodiment of the procedure according to the invention, the integration is ended when the second change occurring at the fourth time t4 62 is detected. The finding of the second amendment 62 can be analogous to the previously described statement of the first change 60 be made. With the appearance of the second change 62 becomes the integrator enable signal 53 taken back and the integration ended. The integration result reflecting a measure of the oxygen input / oxygen discharge or reagent entry 52 is using the threshold setting 32 provided first threshold 37 compared. At a threshold crossing that signals a bad catalyst, the comparator sets 36 ready the error signal F, which can be stored for example in a fault memory or displayed.

Gemäß einer zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann die Integration bereits vor dem Erreichen der zweiten Änderung 62 beendet werden. In diesem Fall wird das Integrationsergebnis 52 mit dem von der Schwellenwert-Festlegung 32 bereitgestellten zweiten Schwellenwert 38 verglichen, der auf einen Wert festgelegt ist, der einem guten Katalysator 15 entspricht. Sofern das Integrationsergebnis 52 bereits einem guten Katalysator 15 entspricht, kann die Katalysator-Diagnose bereits beendet werden, bevor die zweite Änderung 62 festgestellt werden kann.According to a second embodiment of the procedure according to the invention, the integration can already take place before the second change 62 to be ended. In this case, the integration result becomes 52 with the threshold setting 32 provided second threshold 38 compared to a value that is a good catalyst 15 equivalent. Unless the integration result 52 already a good catalyst 15 The catalyst diagnosis may already be completed before the second change 62 can be determined.

Sofern der erste oder der zweite Schwellenwert 37, 38 erreicht oder überschritten wurde, stellt der Vergleicher 36 das Diagnose-Stoppsignal 43 bereit, das die Diagnosesteuerung 33 dazu veranlasst, die Diagnose zu beenden. Hierzu werden das erste und zweite Diagnose-Steuersignal 39, 41 zurückgenommen. Die Änderungs-Ermittlung 40 nimmt das Integrator-Freigabesignal 53 zurück und setzt damit den Integrator 35 in einen Ausgangszustand zurück, der anschließend für eine neue Ermittlung des Sauerstoffs zur Verfügung steht.If the first or the second threshold 37 . 38 has been reached or exceeded, the comparator provides 36 the diagnostic stop signal 43 ready, that the diagnosis control 33 caused the diagnosis to end. For this purpose, the first and second diagnostic control signal 39 . 41 withdrawn. The change determination 40 takes the integrator enable signal 53 back and thus sets the integrator 35 in an initial state, which is then available for a new determination of the oxygen.

Die Schwellenwert-Festlegung 32 kann den ersten und/oder zweiten Schwellenwert 37, 38 in Abhängigkeit vom Luftsignal msL, der Drehzahl n und/oder der Katalysatortemperatur festlegen. In einer einfachen Ausgestaltung kann die stromaufwärts vor dem Katalysator 15 auftretende Abgastemperatur Tabg als Maß für die Katalysatortemperatur herangezogen werden. Das Luftsignal msL ist ein Maß für den Abgasmassenstrom msabg, der einen Einfluss auf die Sauerstoff-Speicherfähigkeit des Katalysators 15 ebenso wie die Katalysatortemperatur/Abgastemperatur Tabg hat.The threshold setting 32 may be the first and / or second threshold 37 . 38 depending on the air signal msL, the speed n and / or the catalyst temperature set. In a simple embodiment, the upstream upstream of the catalyst 15 occurring exhaust gas temperature Tabg be used as a measure of the catalyst temperature. The air signal msL is a measure of the exhaust gas mass flow msabg, which has an influence on the oxygen storage capacity of the catalytic converter 15 as well as the catalyst temperature / exhaust temperature Tabg has.

Die Abgastemperatur Tabg kann von dem Temperatursensor 14 gemessen werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Abgastemperatur Tabg anhand des Luftsignals msL und beispielsweise des Kraftstoffsignals mK als Maß für die Last der Brennkraftmaschine 10 wenigstens näherungsweise berechnet werden.The exhaust gas temperature Tabg can be determined by the temperature sensor 14 be measured. According to an advantageous embodiment, the exhaust gas temperature Tabg based on the air signal msL and for example the fuel signal mK as a measure of the load of the internal combustion engine 10 be calculated at least approximately.

Claims

Method for operating an internal combustion engine ( 10 ), in the exhaust area ( 13 ) at least one catalyst ( 15 ) and downstream of the catalyst ( 15 ) or a portion of the catalyst ( 15 ) a lambda sensor ( 16 in which a catalytic converter diagnosis is carried out based on a measure of the oxygen storage capacity of the catalyst ( 15 ) / in the catalyst ( 15 ), in which an oxygen storage of the catalyst ( 15 ), which is at least approximately emptied / filled, and in which a change in the lambda setpoint of the internal combustion engine ( 10 ) to an air ratio lambda greater than 1 / less than 1, characterized in that the lambda sensor ( 16 ) is designed as a broadband lambda sensor that a first change ( 60 ) of the broadband lambda sensor ( 16 provided lambda signal (lam_nK, lam_nKF) is determined that after the first change ( 60 ) is detected and that the determination of the introduced / discharged oxygen is terminated when either a second change ( 62 ) of the lambda signal (lam_nK, lam_nKF) is detected or when a predetermined amount of oxygen has been introduced / discharged.

Method according to claim 1, characterized in that the change ( 60 . 62 ) of the lambda signal (lam_nK) is determined from the gradient of the lambda signal (lam_nK, lam_nKF).

A method according to claim 2, characterized gekenn records that the change ( 60 . 62 ) is detected when the gradient exceeds a predetermined gradient threshold for a predetermined period of time.

Method according to claim 2, characterized in that the change ( 60 . 62 ) is detected when the gradient has a maximum.

Method according to claim 2, characterized in that the change ( 60 . 62 ) is detected when the gradient has exceeded a maximum and then falls below a gradient threshold.

A method according to claim 1, characterized in that a low-pass filtering of the lambda sensor ( 16 ) provided lambda signal (lam_nK) is made.

Method according to claim 1, characterized in that the oxygen is determined from an integral over the time determined by a diagnostic lambda (lam_D) given during the diagnosis and by an air detection ( 12 ), which of the internal combustion engine ( 10 ) supplied combustion air detected, supplied air signal (msL) depends.

A method according to claim 7, characterized in that the air signal (msL) one of the gas transit time until reaching the broadband lambda sensor ( 16 ) corresponding delay time is buffered.

A method according to claim 8, characterized in that the delay time of the air signal (msL) and / or a load (mK, n) of the internal combustion engine ( 10 ) depends.

A method according to claim 1, characterized in that the oxygen storage of the catalyst ( 15 ) or a portion of the catalyst ( 15 ) before the catalyst diagnosis by the specification of a combustion lambda greater than 1 / less than 1 is at least approximately completely filled / emptied.

A method according to claim 10, characterized in that the combustion lambda greater than 1 / less than 1 in the context of normal operation of the internal combustion engine ( 10 ) is given.

A method according to claim 1, characterized in that the catalyst diagnosis after a fuel cut-off phase of the internal combustion engine ( 10 ), through which the oxygen storage of the catalyst ( 15 ) was at least approximately filled, is performed.

Method according to claim 1, characterized in that that the evaluation of the registered / discharged oxygen in dependence from the catalyst temperature / exhaust gas temperature (Tabg) and / or from Exhaust gas mass flow (msabg) takes place.

Device for operating an internal combustion engine, characterized in that at least one prepared for carrying out the method according to one of the preceding claims control device ( 20 ) is provided.

Apparatus according to claim 13, characterized in that the control unit ( 20 ) a diagnostic control ( 33 ), which changes the lambda setpoint (lam_S), a change determination ( 40 ) for processing the lambda signal (lam_nK, lam_nKF) and an integrator ( 35 ) for determining a measure of the registered / discharged oxygen.