DE102005029633B3 - Regulating process for internal combustion engine involves making regulation dependent on two correction factors - Google Patents

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Abstract

A regulating process is made dependent on a first correction factor and a second correction factor. The first one is formed from a function of an input value of the exhaust gas mass, oxygen being supplied and impurities being supplied. The second one is formed from a function of the actual and maximum degrees of filling of the oxygen store.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine mit einem sauerstoffspeicherfähigen Katalysator zugeführten Kraftstoff-Luftverhältnisses.The The present invention relates to a method of controlling the one Internal combustion engine with an oxygen-storable catalyst supplied air-fuel ratio.

Aus der Druckschrift DE 41 28 718 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für einen Verbrennungsmotor mit Katalysator bekannt. Dabei wird der Sollwert des Sauerstoffbefüllungsgrades des Katalysators mit dem Istwert des Sauerstoffbefüllungsgrades verglichen und wird je nach dem Vergleichsergebnis der vorgegebene Lambdasollwert erhöht oder erniedrigt. Dazu wird der Istwert des Sauerstoffspeicherbefüllungsgrades aus dem zeitlichen Integral des angesaugten Luftmassenstromes, dem Gehalt von Sauerstoff in Luft und der Abweichung des Lambdawertes bestimmt, wobei zusätzlich noch ein Korrekturfaktor multipliziert wird. Dieser Korrekturfaktor wird in Abhängigkeit von aktuellen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, nämlich dem Gasdurchsatz und der Katalysatortemperatur aus einem Kennfeld bestimmt. Wie dieser Korrekturfaktor aber mathematisch erhalten werden kann, ist diesem Verfahren nicht entnehmbar.From the publication DE 41 28 718 C2 For example, a method and apparatus for fuel quantity control for an internal combustion engine with a catalyst is known. In this case, the desired value of the degree of oxygen filling of the catalytic converter is compared with the actual value of the degree of oxygen filling and, depending on the result of the comparison, the preset lambda desired value is increased or decreased. For this purpose, the actual value of the Sauerstoffspeicherbefüllungsgrades from the temporal integral of the intake air mass flow, the content of oxygen in air and the deviation of the lambda value is determined, in addition, a correction factor is multiplied. This correction factor is determined as a function of current operating variables of the internal combustion engine, namely the gas flow rate and the catalyst temperature from a characteristic field. However, how this correction factor can be obtained mathematically can not be deduced from this method.

Die Druckschrift DE 44 42 734 C2 zeigt ein Kraftstoffzufuhrregelsystem für Verbrennungsmotoren, mit einer Schätzeinrichtung zum Schätzen der in dem Katalysator gespeicherten Sauerstoffspeichermenge, mit einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer zu dem Reinigungsgrad des Kataly sators korrelierenden physikalischen Menge auf der Basis der geschätzten Sauerstoffspeichermenge, mit einer Regeleinrichtung zum Regeln des Kraftstoff/Luftverhältnisses auf der Basis der physikalischen Menge und mit einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen der maximal in dem Katalysator speicherbaren Sauerstoffmenge. Dabei wird immer dann, wenn die geschätzte Sauerstoffspeichermenge eine obere Schwelle nahe der maximal speicherbaren Sauerstoffmenge überschreitet oder eine untere Schwelle nahe Null unterschreitet, die Berechnung der physikalischen Menge in Richtung einer Abnahme des Reinigungsgrades des Katalysators korrigiert und die Regelung des Kraftstoff/Luftgemisches entsprechend beeinflusst. Dieses "Zwei-Schwellen-Verfahren" ist jedoch so stark vereinfacht, dass es den tatsächlichen Verlauf der zu dem Reinigungsgrad des Katalysators korrelierenden physikalischen Größe nur sehr ungenau beschreibt und daher auch keine optimale Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses leisten kann.The publication DE 44 42 734 C2 FIG. 12 shows a fuel supply control system for internal combustion engines, including estimating means for estimating the amount of oxygen storage stored in the catalyst, and calculating means for calculating a physical amount correlating to the degree of purification of the catalyst on the basis of the estimated oxygen storage amount, with an air-fuel ratio control means the basis of the physical amount and with a calculating means for calculating the maximum amount of oxygen storable in the catalyst. Incidentally, whenever the estimated oxygen storage amount exceeds an upper threshold near the maximum storable oxygen amount or below a lower threshold near zero, the calculation of the physical amount is corrected toward a decrease in the purification degree of the catalyst and the control of the fuel / air mixture is influenced accordingly. However, this "two-threshold method" is so much simplified that it describes the actual course of the correlating to the degree of purification of the catalyst physical quantity only very inaccurate and therefore can not provide optimal control of the internal combustion engine supplied fuel / air ratio.

Zudem ist aus der Druckschrift DE 41 28 718 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für einen Verbrennungsmotor mit Katalysator bekannt, wobei der Sauerstoff-Ist-Füllungsgrad des Katalysators ermittelt und mit einem Soll-Füllungsgrad verglichen wird und dann, wenn der Ist-Füllungsgrad über dem Soll-Füllungsgrad liegt, der Soll-Lambdawert unter den Wert eins erniedrigt wird; und dagegen dann, wenn der Ist-Füllungsgrad unter dem Soll-Füllungsgrad liegt, der Soll-Lambdawert über den Wert eins erhöht wird.In addition, from the document DE 41 28 718 C2 a method and a device for fuel quantity control for an internal combustion engine with a catalyst known, wherein the actual oxygen degree of filling of the catalyst is determined and compared with a desired degree of filling and then, if the actual degree of filling is above the desired degree of filling, the target Lambda value is lowered below the value one; and on the other hand, when the actual degree of filling is below the desired degree of filling, the desired lambda value is increased above the value one.

Darüber hinaus beschreibt die Druckschrift DE 103 16 185 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei ausgehend von einem Vergleich eines Sollwerts für die Sauerstoffgröße und einem Istwert für die Sauerstoffgröße ein Korrekturwert für einen Begrenzungswert vorgebbar ist, auf den eine die einzuspritzende Kraftstoffmenge charakterisierende Größe begrenzt wird.In addition, the document describes DE 103 16 185 A1 a method and a device for controlling an internal combustion engine, wherein based on a comparison of a desired value for the oxygen quantity and an actual value for the oxygen quantity, a correction value for a limiting value can be predetermined, to which a variable characterizing the quantity of fuel to be injected is limited.

Aus der Druckschrift DE 102 44 539 A1 ist ein Verfahren und eine Steuereinheit zur global adaptiven Korrektur von Einspritzmengen- und/oder Luftmassenmessfehlern in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges bekannt. Dazu sind an bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine Korrekturwerte zur Korrektur des Kennfeldes zweier Betriebskenngrößen wie Drehzahl und Kraftstoffmasse ermittelbar und werden diese Korrekturwerte mittels eines polynombasierten, rekursiven Lernverfahrens, unter Heranziehung von Informationen über den jeweiligen aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine gespeichert.From the publication DE 102 44 539 A1 is a method and a control unit for globally adaptive correction of injection quantity and / or air mass measurement errors in an internal combustion engine of a motor vehicle known. For this purpose, correction values for correcting the characteristic map of two operating parameters such as rotational speed and fuel mass can be determined at certain operating points of the internal combustion engine and these correction values are stored by means of a polynomial-based, recursive learning method, using information about the respective current operating point of the internal combustion engine.

Und schließlich ist aus der Druckschrift DE 196 06 652 B4 ein Verfahren der Einstellung des Kraftstoff-Luftverhältnisses für eine Brennkraftmaschine mit nachgeschaltetem Katalysator bekannt, wobei anhand eines Sauerstoffmodells des Katalysators und anhand der erfassten Sauerstoffanteile im Abgas der Brennkraftmaschine vor und nach dem Katalysator der momentane Sauerstoff-Füllungsgrad des Katalysators bestimmt wird und der Lambdawert in Abhängigkeit vom ermittelten Ist-Sauerstoff-Füllungsgrad des Katalysators eingestellt wird.And finally, from the pamphlet DE 196 06 652 B4 a method of adjusting the air-fuel ratio for an internal combustion engine with downstream catalytic converter known, based on an oxygen model of the catalyst and based on the detected oxygen components in the exhaust gas of the internal combustion engine before and after the catalyst, the current oxygen filling level of the catalyst is determined and the lambda value in dependence is set from the determined actual oxygen filling level of the catalyst.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine mit einem sauerstoffspeicherfähigen Katalysator zugeführten Kraftstoff-Luftverhältnisses bereitzustellen, welches hinreichend genau berücksichtigt, dass der Sauerstoffspeicher des Katalysators in der Praxis nicht beliebig schnell und auch nicht kontinuierlich mit Sauerstoff beladen bzw. von Sauerstoff entladen werden kann.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved process for Re Gelung of an internal combustion engine with an oxygen-storable catalyst supplied fuel-air ratio provide, which sufficiently accurately considered that the oxygen storage of the catalyst in practice can not be loaded arbitrarily fast and not continuously with oxygen or discharged from oxygen.

Gelöst wird die Aufgabe, indem die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses in Abhängigkeit von einem ersten Korrekturfaktor und einem zweiten Korrekturfaktor erfolgt, wobei der erste Korrekturfaktor durch eine Funktion einer Eingangsgröße, nämlich Abgasmasse, Sauerstoffangebot und/oder Schadstoffangebot gebildet wird und der zweite Korrekturfaktor im wesentlichen durch eine Funktion der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers und der maximalen Befüllung des Katalysators gebildet wird. Somit wird durch den ersten Korrekturfaktor berücksichtigt, dass die Fähigkeit des Sauerstoffspeichers Sauerstoff aufzunehmen bei einer geringen Abgasmasse bzw. einem geringen Sauerstoffangebot groß ist und mit einer ansteigenden Abgasmasse bzw. einem sich erhöhenden Sauerstoffangebot abnimmt. Und durch den zweiten Korrekturfaktor wird berücksichtigt, dass die Fähigkeit des Sauerstoffspeichers Sauerstoff aufzunehmen bei einem steigenden Befüllungsgrad des Sauerstoffspeicher abnimmt und die Fähigkeit Sauerstoff abzugeben bei einem sinkenden Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers abnimmt. Letztlich kann erst die Berücksichtigung all dieser Phänomene zu einem wirklich realistischen Beschreibung der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers führen und damit ein Maß für die katalytische Umsetzung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe angeben, so dass über die entsprechende Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses eine wirklich optimale Schadstoffkonvertierung erreicht wird.Is solved the task by the regulation of the internal combustion engine supplied fuel / air ratio dependent on from a first correction factor and a second correction factor takes place, wherein the first correction factor by a function of a Input quantity, namely exhaust gas mass, Oxygen supply and / or pollutant supply is formed and the second Correction factor essentially by a function of the current one filling the oxygen storage and the maximum filling of the catalyst formed becomes. Thus, the first correction factor takes into account that the ability The oxygen storage to absorb oxygen at a low Exhaust mass or a small supply of oxygen is large and with an increasing exhaust gas mass or an increasing oxygen supply decreases. And the second correction factor takes into account that ability of the oxygen storage to absorb oxygen at a rising filling level the oxygen storage decreases and the ability to release oxygen at a decreasing degree of filling of the oxygen storage decreases. Ultimately, only the consideration all of these phenomena to a truly realistic description of oxygen storage capacity lead the oxygen storage and thus a measure of the catalytic Implementation of the pollutants contained in the exhaust gas, so that on the corresponding regulation of the internal combustion engine supplied fuel / air ratio a really optimal pollutant conversion is achieved.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden für die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses der erste Korrekturfaktor und der zweite Korrekturfaktor miteinander multipliziert. Mittels dieses Produkts können auch wechselnde Betriebssituationen der Brennkraftmaschine mit stark ansteigender oder stark abfallender Abgasmasse sowie mit sich verändernden relativem Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers des Katalysators zu jeder Zeit treffend beschrieben werden, da sich die Korrekturfaktoren gegenseitig beeinflussen.According to one Further development of the invention are for the control of the internal combustion engine supplied Fuel / air ratio the first correction factor and the second correction factor with each other multiplied. By means of this product can also changing operating situations the internal combustion engine with sharply rising or falling sharply Exhaust mass as well as changing relative degree of filling of Oxygen storage of the catalyst aptly described at any time because the correction factors influence each other.

Bevorzugt wird der erste Korrekturfaktor A für die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses unter Verwendung der reziproken Eingangsgröße E nämlich Abgasmasse, Sauerstoffangebot und/oder Schadstoffangebot, dem Normierungsfaktor N und einer Wurzel der natürlichen Zahl n gemäß dem mathematischen Formelansatz A = (N/(E + N))1/n erhalten.The first correction factor A for the control of the fuel / air ratio supplied to the internal combustion engine is preferably the exhaust gas mass, oxygen supply and / or pollutant supply, the normalization factor N and a root of the natural number n according to the mathematical formula approach A = (N / (E + N)) 1 / n receive.

Alternativ oder ergänzend kann der erste Korrekturfaktor auch aus dem Logarithmus eines Reziprokwertes der Eingangsgröße E Abgasmasse, Sauerstoffangebot und/oder Schadstoffangebot gemäß dem mathematischen Formelansatz A = 1/log(E + 10)bzw. A = 1/ln(E + 2,718)oder A = (1/ln(E + 2,718))1/n erhalten werden.Alternatively or additionally, the first correction factor can also be determined from the logarithm of a reciprocal value of the input variable E exhaust mass, oxygen supply and / or pollutant supply according to the mathematical formula approach A = 1 / log (E + 10) respectively. A = 1 / ln (E + 2.718) or A = (1 / ln (E + 2.718)) 1 / n to be obtained.

Durch diese Formelansätze zeigt sich für den ersten Korrekturfaktor ein mit Zunahme der Eingangsgrößen Abgasmassenstrom, Sauerstoffangebot und/oder Schadstoffmassenstrom mehr oder weniger steiler nichtlinearer Abfall vom Wert 1 auf einen geringeren Wert zwischen Null und 1.By these formula approaches shows up for the first correction factor with an increase in the input quantities exhaust gas mass flow, Oxygen supply and / or pollutant mass flow more or less steep nonlinear drop from value 1 to a lower value between zero and 1.

Der Verlauf des ersten Korrekturfaktors über der Eingangsgröße kann durch die Wahl der verschiedenen mathematischen Formelansätze sowie durch die Vorgabe unterschiedlicher Normierungsfaktoren bzw. unterschiedlicher Wurzelfaktoren beeinflusst werden.Of the History of the first correction factor over the input variable can through the choice of different mathematical formula approaches as well by specifying different normalization factors or different ones Root factors are affected.

Dabei ist der abfallende Kurvenverlauf des ersten Korrekturfaktors mit einem Wurzelansatz verhältnismäßig sanft und mit einem logarithmischen Ansatz verhältnismäßig steil, während eine Kombination der beiden Ansätze einen moderaten Verlauf zeigt.there is the falling curve of the first correction factor with a root approach relatively gentle and with a logarithmic approach relatively steep while a Combination of the two approaches shows a moderate course.

Ferner bewirkt beispielsweise ein großer Normierungsfaktor N gegenüber einem kleineren Normierungsfaktor N einen flacheren Verlauf des ersten Korrekturfaktors der insgesamt noch nahe bei 1 liegt. Und ein kleinerer Wurzelfaktor n bewirkt gegenüber einem größeren Wurzelfaktor n einen ebenfalls flacheren Verlauf des ersten Korrekturfaktors, der nahe bei 1 liegt. Mittels des Normierungsfaktors und Wurzelfaktors kann der erste Korrekturfaktor an den bzw. an die jeweils verwendeten Eingangsgrößen und deren Einfuß auf die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators angepasst werden.Further causes for example a big one Normalization factor N over a smaller normalization factor N a flatter course of first correction factor which is still close to 1 in total. And a smaller root factor n causes a larger root factor n also a flatter course of the first correction factor, which is close to 1. By means of the normalization factor and root factor The first correction factor can be applied to the respectively used one Input variables and their influence on the oxygen storage capacity be adapted to the catalyst.

Zweckmäßig geht die Eingangsgröße Schadstoffangebot je nach dem, ob es sich bei den Schadstoffen um oxidierende Abgasbestandteile oder um reduzierende Abgasbestandteile handelt, unterschiedlich stark in den ersten Korrekturfaktor ein. Denn die mit dem Austrag von Sauerstoff gekoppelte Oxidation der Abgasbestandteile läuft nicht mit der gleichen Geschwindigkeit ab wie die mit dem Eintrag von Sauerstoff gekoppelte Reduktion der Abgasbestandteile. Dies schlägt sich in entsprechender Weise auf den Verlauf des ersten Korrekturfaktors nieder.Appropriately goes the input quantity pollutant offer depending on whether the pollutants are oxidizing exhaust gas constituents or reducing exhaust gas constituents, are different strong in the first correction factor. Because with the discharge Oxygen-coupled oxidation of the exhaust components does not proceed at the same speed as the one with the entry of Oxygen coupled reduction of exhaust components. This is reflected in a corresponding manner to the course of the first correction factor low.

Der zweite Korrekturfaktor B für die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses kann entsprechend verschiedenen Alternativen der Erfindung unter Verwendung der maximalen Sauerstoffeinspeicherung EINmax, der maximalen Sauerstoffausspeicherung AUSmax, der maximalen Reduktionsrate REDmax oder der maximalen Oxidationsrate OXImax sowie der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers OSCakt, der maximalen Befüllung des Sauerstoffspeichers OSCmax, und einem Gewichtungsfaktor G gemäß einem der folgenden mathematischen Formelansätze erhalten werden.Of the second correction factor B for the control of the internal combustion engine supplied fuel / air ratio can according to different alternatives of the invention below Using maximum oxygen storage EINmax, the maximum Oxygen withdrawal AUSmax, the maximum reduction rate REDmax or the maximum oxidation rate OXImax as well as the current filling of the Oxygen storage OSCakt, the maximum filling of the oxygen storage OSCmax, and a weighting factor G according to one of the following mathematical formula approaches to be obtained.

Figure 00070001
Figure 00070001

Figure 00080001
Figure 00080001

Bei der Einspeicherung von Sauerstoff bzw. bei der Oxidation der Abgasbestandteile erfolgt gemäß den vorstehenden Formelansätzen ein mehr oder weniger steiler Anstieg des zweiten Korrekturfaktors von Null bis auf den Wert 1.at the storage of oxygen or in the oxidation of the exhaust gas components takes place in accordance with the above formula approaches a more or less steep increase of the second correction factor from zero to the value 1.

Und bei der Ausspeicherung von Sauerstoff bzw. bei der Reduktion der Abgasbestandteile erfolgt gemäß den Formelansätzen ein mehr oder weniger steiler Abfall des zweiten Korrekturfaktors von dem Wert 1 bis auf Null.And in the withdrawal of oxygen or in the reduction of Exhaust gas components take place according to the formula approaches more or less steep drop of the second correction factor of the value 1 to zero.

Der Verlauf des Anstiegs bzw. des Abfalls wird dabei in Abhängigkeit von dem gewählten Ansatz sowie in Abhängigkeit von dem Gewichtungsfaktor G beeinflusst, wobei der Gewichtungsfaktor des zweiten Korrekturfaktors bevorzugt einen Wert zwischen 0,1 und 0,6 annimmt. Mit einem geringen Gewichtungsfaktor nähert sich der zweite Korrekturfaktor bei einer geringen aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers bzw. bei einer großen aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers stark dem Wert 1 an, während sich der zweite Korrekturfaktor bei einem großen Gewichtungsfaktor nur langsam an den Wert 1 annähert. Der Verlauf des zweiten Korrekturfaktors entspricht also letzten Endes der Umsetzungsrate des Katalysators, welche von dem dynamischen Speicherverhalten des Katalysators und der relativen Sauerstoffbeladung des Katalysators abhängig ist.Of the The course of the increase or decrease is dependent on this from the chosen one Approach as well as depending influenced by the weighting factor G, wherein the weighting factor of the second correction factor preferably has a value between 0.1 and Assumes 0.6. With a low weighting factor approaching the second correction factor at a low actual filling of the Oxygen storage or in a large current filling of the Oxygen storage strong value of 1, while the second correction factor at a big one Slowly approximate the weighting factor to the value 1. The course of the second Correction factor thus corresponds in the end to the conversion rate of the catalyst, which depends on the dynamic storage behavior of the Catalyst and the relative oxygen loading of the catalyst dependent is.

Vorteilhaft geht zusätzlich die Katalysatortemperatur in den ersten Korrekturfaktor, den zweiten Korrekturfaktor und/oder einen dritten Korrekturfaktor ein, wobei der Einfluss der Katalysatortemperatur primär von dem Erreichen der "LightOff"-Temperatur abhängig ist. Denn unterhalb der "LightOff"-Temperatur kann der Sauerstoffspeicher des Katalysators nur unzureichend Sauerstoff aufnehmen oder abgeben, während oberhalb der "LightOff"-Temperatur günstige Bedingungen für die Aufnahme oder Abgabe von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher des Katalysators herrschen.Advantageously, in addition, the catalyst temperature in the first correction factor, the second correction factor and / or a third correction factor, wherein the influence of the catalyst temperature is primarily dependent on the achievement of the "LightOff" temperature. Because below the "LightOff" temperature, the oxygen storage of the catalyst can absorb or release insufficient oxygen, while upper half the "LightOff" temperature favorable conditions for the absorption or release of oxygen prevail in the oxygen storage of the catalyst.

Besonders vorteilhaft geht zusätzlich auch die Katalysatoralterung in den ersten Korrekturfaktor, den zweiten Korrekturfaktor, den dritten Korrekturfaktor und/oder einen vierten Korrekturfaktor ein, wobei der Einfluss der Katalysatoralterung eine quasi lineare Abnahme der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators bedingt.Especially advantageous goes in addition also the catalyst aging in the first correction factor, the second Correction factor, the third correction factor and / or a fourth Correction factor, wherein the influence of catalyst aging a quasi-linear decrease in oxygen storage capacity of the catalyst conditionally.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:The The present invention will be described with reference to the following Drawing figures closer explained. Show it:

1 ein Diagramm des ersten Korrekturfaktors gemäß verschiedenen Formelansätzen über wenigstens einer Eingangsgröße; 1 a diagram of the first correction factor according to different formula approaches over at least one input variable;

2 ein Diagramm des zweiten Korrekturfaktors gemäß verschiedenen Formelansätzen und unterschiedlichen Gewichtungen; und 2 a diagram of the second correction factor according to different formula approaches and different weights; and

3 ein Diagramm eines dritten Korrekturfaktors. 3 a diagram of a third correction factor.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine mit einem sauerstoffspeicherfähigen Katalysator zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnis λ sieht vor, dass die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses λ in Abhängigkeit von einem ersten Korrekturfaktor A und einem zweiten Korrekturfaktor B erfolgt. Dabei wird der erste Korrekturfaktor A aus der Eingangsgröße E, nämlich Abgasmasse m, Sauerstoffangebot O2 und/oder Schadstoffangebot CO, HC, NOx gebildet, während der zweite Korrekturfaktor B im wesentlichen aus der aktuellen Befüllung OSCakt und der maximalen Befüllung OSCmax bzw. dem relativen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers OSCrel des Katalysators gebildet wird.The inventive method for controlling the fuel / air ratio λ supplied to an internal combustion engine with an oxygen-storable catalyst provides that the regulation of the fuel / air ratio λ supplied to the internal combustion engine takes place as a function of a first correction factor A and a second correction factor B. In this case, the first correction factor A from the input variable E, namely exhaust mass m, Oxygen supply O 2 and / or pollutant CO, HC, NO x is formed, while the second correction factor B essentially from the current filling OSCakt and the maximum filling OSCmax or the relative degree of filling of the oxygen storage OSCrel of the catalyst is formed.

In 1 ist der Verlauf des ersten Korrekturfaktors A in Abhängigkeit von dem Reziprokwert wenigstens einer der Eingangsgrößen E, Abgasmasse m, Sauerstoffangebot O2 und/oder Schadstoffangebot CO, HC, NOx dargestellt. Damit sich das Verhalten dieser Eingangsgröße E besser bewerten lässt, ist gegebenenfalls ein vorbestimmter Normierungsfaktor N vorgesehen. Zudem wird zur Bildung des ersten Korrekturfaktors A die n.te Wurzel gezogen und/oder der natürliche Logarithmus bzw. der Zehner-Logrithmus angewandt, so dass sich die folgenden Formelansätze ergeben:

  • 1.) A = (N/(E + N))1/n
  • 2.) A = 1/log(E + 10)
  • 3.) A = 1/ln(E + 2,718)
  • 4.) A = (1/ln(E + 2,718))1/n
In 1 is the course of the first correction factor A as a function of the reciprocal of at least one of the input variables E, exhaust mass m, oxygen O 2 and / or pollutant CO, HC, NO x shown. In order for the behavior of this input variable E to be better evaluated, a predetermined normalization factor N may be provided. In addition, the n.te root is drawn to form the first correction factor A and / or the natural logarithm or the decimal logrithmus is applied, so that the following formula approaches result:
  • 1.) A = (N / (E + N)) 1 / n
  • 2.) A = 1 / log (E + 10)
  • 3.) A = 1 / ln (E + 2.718)
  • 4.) A = (1 / ln (E + 2.718)) 1 / n

Zur Veranschaulichung des Verlaufs des ersten Korrekturfaktors A in Abhängigkeit von den Formelansätzen, dem Normierungsfaktor N und dem Wurzelfaktor n ist in 1 gezeigt:
als Kurve I der 1.) Formelansatz mit dem Normierungsfaktor N = 20 und dem Wurzelfaktor n = 20;
als Kurve II der 1.) Formelansatz mit dem Normierungsfaktor N = 10 und dem Wurzelfaktor n = 20;
als Kurve III der 1.) Formelansatz mit dem Normierungsfaktor N = 10 und dem Wurzelfaktor n = 10;
als Kurve IV der 4.) Formelansatz mit dem Wurzelfaktor n = 10;
als Kurve V der 1.) Formelansatz mit dem Normierungsfaktor N = 1 und dem Wurzelfaktor n = 10; und
als Kurve VI der 2. Formelansatz.To illustrate the course of the first correction factor A as a function of the formula approaches, the normalization factor N and the root factor n is in 1 shown:
as curve I the 1.) formula approach with the normalization factor N = 20 and the root factor n = 20;
as curve II the 1) formula approach with the normalization factor N = 10 and the root factor n = 20;
as curve III the 1) formula approach with the normalization factor N = 10 and the root factor n = 10;
as curve IV the 4.) formula approach with the root factor n = 10;
as curve V the 1) formula approach with the normalization factor N = 1 and the root factor n = 10; and
as curve VI the 2nd formula approach.

In 2 ist der Verlauf des zweiten Korrekturfaktors B in Abhängigkeit von der maximalen Einspeicherung von Sauerstoff EINmax, der maximalen Ausspeicherung von Sauerstoff AUSmax, der maximalen Reduktionsrate REDmax und/oder der maximalen Oxidationsrate OXImax sowie dem aktuellen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers OSCakt, dem maximalen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers OSCmax des Katalysators und einem Gewichtungsfaktor G dargestellt. Dabei ergeben sich je nachdem, ob ein Sauerstoffeintrag bzw. eine Reduktion oder ein Sauerstoffaustrag bzw. eine Oxidation stattfindet, die folgenden Formelansätze:

Figure 00110001
In 2 is the course of the second correction factor B as a function of the maximum storage of oxygen EINmax, the maximum withdrawal of oxygen AUSmax, the maximum reduction rate REDmax and / or the maximum oxidation rate OXImax and the current degree of filling of the oxygen storage OSCakt, the maximum degree of filling of the oxygen storage OSCmax of Catalyst and a weighting factor G shown. Depending on whether an oxygen input or a reduction or an oxygen discharge or an oxidation takes place, the following formula approaches result:
Figure 00110001

Daraus folgt, dass auch der zweite Korrekturfaktor B in seinem Verlauf einen mehr oder weniger steilen Anstieg über der aktuellen Befüllung OSCakt bzw. dem relativen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers OSCrel des Katalysators zeigt, der von Null auf den Wert 1 erfolgt, und einen mehr oder weniger steilen Abfall über der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers OSCakt zeigt, der von dem Wert 1 auf Null erfolgt.from that follows that also the second correction factor B in its course a more or less steep rise above the current filling OSCakt or the relative degree of filling of the oxygen storage OSCrel of the catalyst shows that of zero to the value 1, and a more or less steep drop over the current filling of the oxygen storage OSCakt, that of the value 1 to zero he follows.

Der Grad des Anstiegs hängt bei dem zweiten Korrekturfaktor B insbesondere von dem Gewichtungsfaktor G ab, der dann, wenn er zum Beispiel mit 0,2 klein gewählt wird, einen steilen Anstieg bzw. einen steilen Abfall bewirkt und dann, wenn er zum Beispiel mit 0,6 groß gewählt wird, einen sanften Anstieg bzw. einen sanften Abfall des zweiten Korrekturfaktors B bewirkt, so dass die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses λ dann entsprechend beeinflusst wird.Of the Degree of increase depends at the second correction factor B, in particular from the weighting factor G, which, for example, if it is chosen to be small at 0.2, causes a steep rise or a steep drop and then, if, for example, he is chosen to be 0.6 large, a gentle increase or a gentle drop of the second correction factor B, so that the control of the internal combustion engine supplied fuel / air ratio λ then corresponding being affected.

Zur Veranschaulichung des Verlaufs des zweiten Korrekturfaktors B in Abhängigkeit vom Formelansatz und dem Gewichtungsfaktor G zeigen in 2:
Kurve I eine Sauerstoffausspeicherung gemäß dem 2.) Formelansatz und Kurve I' eine Sauerstoffeinspeicherung gemäß dem 1.) Formelansatz mit einem Gewichtungsfaktor G von 0,2;
Kurve II eine Sauerstoffausspeicherung gemäß dem 2.) Formelansatz und Kurve II' eine Sauerstoffeinspeicherung gemäß dem 1.) Formelansatz mit einem Gewichtungsfaktor G von 0,4;
Kurve III eine Sauerstoffausspeicherung gemäß dem 2.) Formelansatz und Kurve III' eine Sauerstoffeinspeicherung gemäß dem 1.) Formelansatz mit einem Gewichtungsfaktor G von 0,6;
Kurve IV eine Oxidation gemäß dem 4.) Formelansatz und Kurve IV' eine Reduktion gemäß dem 3.) Formelansatz mit einem Gewichtungsfaktor G von 0,2;
Kurve V eine Oxidation gemäß dem 4.) Formelansatz und Kurve V' eine Reduktion gemäß dem 3.) Formelansatz mit einem Gewichtungsfaktor G von 0,4; und
Kurve VI eine Oxidation gemäß dem 4.) Formelansatz und Kurve VI' eine Reduktion gemäß dem 3.) Formelansatz mit einem Gewichtungsfaktor G von 0,6.To illustrate the course of the second correction factor B as a function of the formula approach and the weighting factor G show in 2 :
Curve I an oxygen storage according to the 2.) formula approach and curve I 'an oxygen storage according to the 1.) formula approach with a weighting factor G of 0.2;
Curve II an oxygen storage according to the 2.) formula approach and curve II 'an oxygen storage according to the 1.) formula approach with a weighting factor G of 0.4;
Curve III an oxygen storage according to the 2.) formula approach and curve III 'an oxygen storage according to the 1.) formula approach with a weighting factor G of 0.6;
Curve IV an oxidation according to the 4.) formula approach and curve IV 'a reduction according to the 3.) formula approach with a weighting factor G of 0.2;
Curve V is an oxidation according to the 4.) formula approach and curve V 'is a reduction according to the 3.) formula approach with a weighting factor G of 0.4; and
Curve VI an oxidation according to the 4.) formula approach and curve VI 'a reduction according to the 3.) formula approach with a weighting factor G of 0.6.

Indem die beiden Korrekturfaktoren A, B die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses λ also insbesondere bei großen Abgasmassen m und großem Sauerstoffangebot O2 bzw. bei sehr geringen und sehr großen relativen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers OSCrel beeinflussen, wird bezogen auf die dynamische Sauerstoffspeicher fähigkeit bzw. die katalytische Umsetzungsrate des Abgases eine den tatsächlichen Bedingungen sehr gut entsprechende Anpassung erreicht.By the two correction factors A, B influence the control of the internal combustion engine supplied fuel / air ratio λ thus in particular large exhaust masses m and large oxygen supply O 2 or at very low and very large relative degree of filling of the oxygen storage OSCrel, is based on the dynamic oxygen storage capacity or the catalytic conversion rate of the exhaust gas reaches the actual conditions very well corresponding adjustment.

Und in 3 ist der Verlauf eines dritten Korrekturfaktors C über der Katalysatortemperatur Tkat dargestellt, wobei deutlich erkennbar ist, dass der dritte Korrekturfaktor C mit zunehmender Temperatur von Null ausgehend ansteigt und beim Erreichen der sogenannten "LightOff"-Temperatur einen Wert von nahezu 1 annimmt. Der dritte Korrekturfaktor C kann vorzugsweise aus einem Kennfeld über der Katalysatortemperatur Tkat im oder vor dem Katalysator erhalten werden.And in 3 the course of a third correction factor C is shown on the catalyst temperature Tkat, which is clearly seen that the third correction factor C increases with increasing temperature from zero and assumes a value of nearly 1 when reaching the so-called "LightOff" temperature. The third correction factor C can preferably be obtained from a characteristic map above the catalyst temperature Tkat in or in front of the catalyst.

Darüber hinaus könnte ein vierter Korrekturfaktor D, der zum Beispiel in linearer Weise durch die Katalysatoralterung Akat geprägt ist, in die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses λ eingehen.Furthermore could a fourth correction factor D, for example, in a linear fashion characterized by the catalyst aging Akat, in the regulation of the internal combustion engine supplied Fuel / air ratio λ enter.

Schließlich könnten die Katalysatortemperatur Tkat und die Katalysatoralterung Akat aber auch in den ersten Korrekturfaktor A und/oder zweiten Korrekturfaktor B eingehen.Finally, the Catalyst temperature Tkat and catalyst aging Akat but also in the first correction factor A and / or second correction factor B enter.

Claims (13)

Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine mit einem sauerstoffspeicherfähigen Katalysator zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses (λ) in Abhängigkeit von einem ersten Korrekturfaktor (A) und einem zweiten Korrekturfaktor (B) erfolgt, wobei der erste Korrekturfaktor (A) durch eine Funktion einer Eingangsgröße (E) Abgasmasse (m), Sauerstoffangebot (O2) und/oder Schadstoffangebot (CO, HC, NOx) gebildet wird und der zweite Korrekturfaktor (B) im wesentlichen durch eine Funktion der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers (OSCakt) und der maximalen Befüllung des Sauerstoffspeichers (OSCmax) des Katalysators gebildet wird.Method for controlling the fuel / air ratio supplied to an internal combustion engine with an oxygen-storable catalytic converter, characterized in that the control of the fuel / air ratio (λ) supplied to the internal combustion engine takes place as a function of a first correction factor (A) and a second correction factor (B) the first correction factor (A) is formed by a function of an input variable (E) exhaust mass (m), oxygen supply (O 2 ) and / or pollutant supply (CO, HC, NO x ) and the second correction factor (B) essentially by a function the current filling of the oxygen storage (OSCakt) and the maximum filling of the oxygen storage (OSCmax) of the catalyst is formed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses (λ) der erste Korrekturfaktor (A) und der zweite Korrekturfaktor (B) miteinander multipliziert werden.Method according to claim 1, characterized in that that for the control of the internal combustion engine supplied fuel / air ratio (λ) the first correction factor (A) and the second correction factor (B) with each other be multiplied. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrekturfaktor (A) unter Verwendung der Eingangsgröße (E), ei nes Normierungsfaktors (N) und einer natürlichen Zahl (n) gemäß dem mathematischen Formelansatz A = (N/(E + N))1/n erhalten wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the first correction factor (A) using the input quantity (E), a normalization factor (N) and a natural number (n) according to the mathematical formula approach A = (N / (E + N)) 1 / n is obtained. Verfahren nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrekturfaktor (A) unter Verwendung der Eingangsgröße (E) gemäß dem mathematischen Formelansatz A = 1/log(E +10)oder A = 1/ln(E + 2,718)erhalten wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the first correction factor (A) using the input quantity (E) according to the mathematical formula approach A = 1 / log (E +10) or A = 1 / ln (E + 2.718) is obtained. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrekturfaktor (A) unter Verwendung der Eingangsgröße (E) und einer natürlichen Zahl (n) gemäß dem mathematischen Formelansatz A = (1/ln(E + 2,718))1/n erhalten wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the first correction factor (A) using the input quantity (E) and a natural number (n) according to the mathematical formula approach A = (1 / ln (E + 2.718)) 1 / n is obtained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgröße (E) Schadstoffangebot (CO, HC, NOx) je nach dem, ob es sich bei den Schadstoffen um oxidierende Abgasbestandteile oder um reduzierende Abgasbestandteile handelt, unterschiedlich stark in den ersten Korrekturfaktor (A) eingeht.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the input variable (E) pollutants (CO, HC, NO x ) depending on whether the pollutants are oxidizing exhaust gas constituents or reducing exhaust gas constituents, different degrees in the first correction factor (A) is received. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Korrekturfaktor (B) unter Verwendung der maximalen Sauerstoffeinspeicherung (EINmax), der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers des Katalysators (OSCakt), der maximalen Befüllung des Sauerstoffspeichers (OSCmax) und einem Gewichtungsfaktor (G) gemäß dem mathematischen Formelansatz
Figure 00160001
erhalten wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second correction factor (B) using the maximum oxygen storage (EINmax), the current filling of the oxygen storage of the catalyst (OSCakt), the maximum filling of the oxygen storage (OSCmax) and a weighting factor (G) according to the mathematical formula approach
Figure 00160001
is obtained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Korrekturfaktor (B) unter Verwendung der maximalen Sauerstoffausspeicherung (AUSmax), der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers des Katalysators (OSCakt), der maximalen Befüllung des Sauerstoffspeichers (OSCmax) und einem Gewichtungsfaktor (G) gemäß dem mathematischen Formelansatz
Figure 00160002
erhalten wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second correction factor (B) using the maximum oxygen storage (AUSmax), the current filling of the oxygen storage of the catalyst (OSCakt), the maximum filling of the oxygen storage (OSCmax) and a weighting factor (G) according to the mathematical formula approach
Figure 00160002
is obtained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Korrekturfaktor (B) unter Verwendung der maximalen Reduktionsrate (REDmax), der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers des Katalysators (OSCakt), der maximalen Befüllung des Sauerstoffspeichers (OSCmax) und einem Gewichtungsfaktor (G) gemäß dem mathematischen Formelansatz
Figure 00170001
erhalten wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second correction factor (B) using the maximum reduction rate (REDmax), the current filling of the oxygen storage of the catalyst (OSCakt), the maximum filling of the oxygen storage (OSCmax) and a weighting factor (G) according to the mathematical formula approach
Figure 00170001
is obtained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Korrekturfaktor (B) unter Verwendung der maximalen Oxidationsrate (OXImax), der aktuellen Befüllung des Sauerstoffspeichers des Katalysators (OSCakt), der maximalen Befüllung des Sauerstoffspeichers (OSCmax) und einem Gewichtungsfaktor (G) gemäß dem mathematischen Formelansatz
Figure 00170002
erhalten wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second correction factor (B) using the maximum oxidation rate (OXImax), the current oxygen storage of the catalyst (OSCakt), the maximum oxygen storage (OSCmax) and a weighting factor (G) according to the mathematical formula approach
Figure 00170002
is obtained. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (G) für den zweiten Korrekturfaktor (B) einen Wert zwischen 0,1 und 0,6 annimmt.Method according to one of claims 6 to 10, characterized that the weighting factor (G) for the second correction factor (B) is a value between 0.1 and 0.6 accepts. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Katalysatortemperatur (Tkat) in den ersten Kor rekturfaktor (A), den zweiten Korrekturfaktor (B) und/oder einen dritten Korrekturfaktor (C) eingeht.Method according to one of claims 1 to 11, characterized that in addition the catalyst temperature (Tkat) into the first correction factor (A), the second correction factor (B) and / or a third correction factor (C) arrives. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Katalysatoralterung (Akat) in den ersten Korrekturfaktor (A), den zweiten Korrekturfaktor (B), den dritten Korrekturfaktor (C) und/oder einen vierten Korrekturfaktor (D) eingeht.Method according to one of claims 1 to 12, characterized that in addition the catalyst aging (Akat) in the first correction factor (A), the second correction factor (B), the third correction factor (C) and / or a fourth correction factor (D) is received.
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