DE102005038492A1 - Combustion engine catalyzer input lambda value offset determination comprises recording times at which second sensor crosses expected value to calculate input and output oxygen masses - Google Patents

Combustion engine catalyzer input lambda value offset determination comprises recording times at which second sensor crosses expected value to calculate input and output oxygen masses Download PDF

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Abstract

Combustion engine (10) catalyzer (18) input lambda value offset determination records the times at which a second sensor (22) after the catalyzer crosses the expected value and so calculates (26) the input and output oxygen masses whose difference gives the offset. An independent claim is included for a lambda value offset determination unit for use in the above process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Offsets einer in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Lambdasonde sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The The invention relates to a method for determining an offset of a arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine Lambda probe and one suitable for carrying out the method Contraption.

Nach heutigem Stand der Technik werden zur Sicherstellung einer größtmöglichen Schadstoffkonvertierung Lambdasonden in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, die ein vom Sauerstoffgehalt des Abgases abhängiges Signal erzeugen. Mit Hilfe geeigneter Regler wird in Abhängigkeit dieser Signale das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors und damit des Abgases so geregelt, dass ein Abgaskatalysator in seinem optimalen Konvertierungsbereich arbeitet.To Today's state of the art to ensure the greatest possible Pollutant conversion lambda probes in an exhaust passage of an internal combustion engine used, which is dependent on the oxygen content of the exhaust gas signal produce. With the help of suitable controller is dependent of these signals the air-fuel ratio of the Engine and thus the exhaust gas so regulated that an exhaust gas catalyst works in its optimal conversion area.

Es sind unterschiedliche Konfigurationen mit unterschiedlicher Anzahl und Art der eingesetzten Lambdasonden und Katalysatoren bekannt. Ein typischer Aufbau beinhaltet beispielsweise eine erste, motornahe Breitband-Lambdasonde, die über einen weiten Lambdabereich ein proportionales Spannungssignal liefert, sowie einen stromab dieser Breitband-Lambdasonde angeordneten Katalysator, beispielsweise einen 3-Wege-Katalysator. Eine zweite, stromab des Katalysators angeordnete Sprungantwort-Lambdasonde weist eine steile Spannungsänderung in der Nähe eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisses mit λ = 1 auf. In einer solchen Konfiguration kann eine Lambdavorregelung durch die erste Lambdasonde und eine Feinregelung durch die zweite Sonde erfolgen. Hierfür existiert typischerweise für das Sondensignal stromab des Katalysators ein Soll-Spannungswert, der beispielsweise über einen PI-Regler eingeregelt wird. In der Praxis geschieht dies üblicherweise so, dass das Signal um diesen Sollwert herum pendelt. Liegt das Signal über dem Sollwert, so kennzeichnet dies ein zu fettes Gemisch, und es wird über den Regler eine Gemischabmagerung angefordert. Umgekehrt wird eine Gemischanfettung angefordert, wenn das Signal unterhalb des Sollwertes liegt.It are different configurations with different numbers and type of lambda probes and catalysts used known. A typical structure includes, for example, a first broadband lambda sensor near the engine, the above a wide lambda range provides a proportional voltage signal, as well a catalyst arranged downstream of this broadband lambda probe, For example, a 3-way catalyst. A second, downstream of the Catalyst arranged step response lambda probe has a steep voltage change near of a stoichiometric Air-fuel ratio with λ = 1 on. In such a configuration, a lambda pre-regulation through the first lambda probe and a fine regulation by the second Probe done. Therefor typically exists for the probe signal downstream of the catalyst has a desired voltage value, the example about a PI controller is adjusted. In practice, this usually happens so that the signal oscillates around this setpoint. Is that right Signal over the set point, this indicates a too rich mixture, and it will over the controller requested a Gemischabmagerung. Conversely, a Mixture greasing requested if the signal is below the setpoint.

Lambdasonden, insbesondere Breitbandlambdasonden, unterliegen alterungsbedingten Veränderungen hinsichtlich ihrer Ausgabesignale und können sogar vollkommen untauglich werden. Um fehlerhafte Sonden erkennen zu können, umfassen heutige Systeme Algorithmen zur Prüfung der elektrischen Anschlüsse, beispielsweise zur Erkennung von Kurzschlüssen in den Kabelführungen. Ferner sind Programme zur Überprüfung der Signalplausibilität der Sondensignale bekannt (zum Beispiel US 4,751,907 ; US 5,845624 ), um die Sonden zu kalibrieren, insbesondere ihren Offset, das heißt die Verschiebung ihrer Lambdakennlinie in y-Dimension, zu bestimmen und zu adaptieren und gegebenenfalls eine Fehlermeldung zur Anzeige einer defekten Sonde zu generieren.Lambda probes, in particular broadband lambda probes, are subject to age-related changes with regard to their output signals and can even become completely unsuitable. To detect faulty probes, today's systems include algorithms for testing the electrical connections, for example for detecting short circuits in the cable guides. Furthermore, programs for checking the signal plausibility of the probe signals are known (for example US 4,751,907 ; US 5,845,624 ) to calibrate the probes, in particular their offset, that is, the shift of their lambda characteristic in y-dimension to determine and adapt and optionally generate an error message to display a defective probe.

Die Durchführung derartiger Plausibilitätsprüfungen erfolgt gemäß bekannten Verfahren unter genau definierten Randbedingungen. Um auszuschließen, dass aufgrund dynamischer Betriebszustände oder Streuungen unbegründet Sondenfehler erkannt werden, muss das Fehlverhalten bis zur Zulassung einer Fehleranzeige mehrfach bestätigt werden. Zusätzlich müssen noch verschiedene Freigabebedingungen eingehalten werden. Insbesondere für Plausibilitätsprüfungen, die auf Signalen einer stromab eines Katalysators eingebauten Lambdasonde basieren, sind in der Regel zeitliche Entkopplungen vorgesehen. Hierbei sollen Pufferwirkungen, die Katalysatoren auf die Abgaszusammensetzung haben, insbesondere aufgrund ihrer Fähigkeit zur Ein- und Ausspeicherung von Sauerstoff, ausgeschlossen werden.The execution such plausibility checks according to known Procedure under exactly defined boundary conditions. To rule out that due to dynamic operating conditions or variations unfounded probe error must be recognized, the misconduct until the approval of an error message confirmed several times become. additionally have to still different release conditions are met. Especially for plausibility checks, the lambda probe installed on signals from downstream of a catalytic converter As a rule, temporal decoupling is provided for. This should buffer effects, the catalysts on the exhaust gas composition especially because of their ability to inject and of oxygen, be excluded.

Um einen Offset einer vor einem Katalysator angeordneten Sonde mit Hilfe einer stromab des Katalysators angeordneten Sonde zu bestimmen, ist daher notwendig, (neben Einhaltung anderer Kriterien) eine festgelegte Abgasmassenmenge durchsetzen zu lassen, ehe das Signal einer hinter dem Katalysator angeordneten Lambdasonde abzugreifen. Erst dann kann nämlich angenommen werden, dass der Katalysator in seinem optimalen Konvertierungsbereich eingeregelt und äquilibriert ist und die Sonde hinter dem Katalysator auf ihrem Regelungssollwert steht. Wenn die hintere Sonde im stationären Fall exakt ihren Sollwert eingeregelt hat, zeigt die vordere Lambdasonde per Definition genau λ = 1 an. Weicht das Sondensignal der hinteren Sonde jedoch vom Sollwert ab, so wird diese Abweichung als Offset der vorderen Sonde verwendet. Gegebenenfalls wird der so festgestellte Offset mit definierten Schwellenwerten verglichen und bei Überschreitung ein Wartungssignal erzeugt. Auf diese Weise wird der Offset der vorderen Lambdasonde über die Auswertung des Signals der hinteren Sonde bestimmt.Around an offset of a probe arranged in front of a catalyst with Help determine a probe located downstream of the catalyst It is therefore necessary to have (in addition to complying with other criteria) a defined Enforce exhaust gas mass, before the signal of a behind tapped off the lambda probe arranged in the catalytic converter. Only can namely assume that the catalyst is in its optimal conversion range adjusted and equilibrated and the probe behind the catalyst is at its control set point stands. If the rear probe in stationary case exactly their setpoint By definition, the front lambda probe indicates by definition exactly λ = 1. However, if the probe signal of the rear probe deviates from the nominal value, so this deviation is used as offset of the front probe. If necessary, the offset thus determined is defined Thresholds compared and exceeded a maintenance signal generated. In this way, the offset of the front lambda probe on the Evaluation of the signal of the rear probe determined.

Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, dass relativ viel Zeit in annähernd konstantem Fahrbetrieb bis zur Freigabe der Offset-Bestimmung benötigt wird. Ferner wirken sich instationäre Betriebszustände, die niemals ganz auszuschließen sind, verändernd auf den Sauerstoffgehalt des Katalysators und damit auf das Signal der hinteren Sonde aus, so dass die Gefahr besteht, dass Abweichungen vom Sollwert als Offset der vorderen Sonde erkannt werden, obwohl kein solcher existiert. Dies wiederum kann sich nachfolgend als emissionsverschlechternd auswirken.This approach has the disadvantage that relatively much time is needed in approximately constant driving operation until the release of the offset determination. Furthermore, transient operating conditions, the can never be completely excluded, changing on the oxygen content of the catalyst and thus the signal of the rear probe, so that there is a risk that deviations from the setpoint are detected as an offset of the front probe, although none exists. This in turn can subsequently reduce emissions.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Offsetbestimmung eines Lambdawertes stromauf eines Katalysators mittels eines Signals einer stromab des Katalysators angeordneten Lambdasonde bereitzustellen, das mit hoher Zuverlässigkeit auch im instationären Fahrbetrieb angewandt werden kann. Es soll ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung vorgeschlagen werden.task The present invention is therefore a method for determining offset a lambda value upstream of a catalyst by means of a signal to provide a lambda probe arranged downstream of the catalytic converter, that with high reliability also in the transient Driving operation can be applied. It is also intended to carry out the Proposed method suitable arrangement.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by a method and a device having the features of the independent claims. preferred Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines Offsets Δ eines Lambdawertes stromauf eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysators, wobei der Lambdawert berechnet oder mittels einer stromauf des Katalysators angeordneten ersten Lambdasonde gemessen wird, umfasst die Schritte:
Registrierung von Zeitpunkten, an denen ein Sensorsignal einer zweiten, dem Katalysator nachgeschalteten Lambdasonde einen Sollwert entsprechend Lambda=1 kreuzt,
Bestimmung einer in den Katalysator eingetragenen kumulierten Sauerstoffmasse m02,ein über die Dauer mindestens einer, durch die Zeitpunkte begrenzten Magerphase und einer aus dem Katalysator ausgetragenen kumulierten Sauerstoffmasse mO2,aus über die Dauer mindestens einer, durch die Zeitpunkte begrenzten Fettphase in Abhängigkeit des berechneten oder gemessenen Lambdawertes stromauf des Katalysators und
Bestimmung des Offsets Δ für den berechneten oder gemessenen Lambdawert in Abhängigkeit von einem Korrektur-Sauerstoffmassenstrom, welcher aus einer Differenz der eingetragenen Sauerstoffmasse m02,ein und der ausgetragenen Sauerstoffmasse mO2,aus sowie einem Zeitintervall der Bestimmung der kumulierten Sauerstoffmassen ermittelt wird.
The method according to the invention for determining an offset Δ of a lambda value upstream of a catalytic converter arranged in an exhaust duct of an internal combustion engine, wherein the lambda value is calculated or measured by means of a first lambda probe arranged upstream of the catalytic converter, comprises the steps:
Registration of times at which a sensor signal of a second lambda probe arranged downstream of the catalytic converter crosses a nominal value corresponding to lambda = 1,
Determining a registered in the catalyst accumulated oxygen mass m 02, an over the duration of at least one, by the time points limited lean phase and a discharged from the catalyst accumulated oxygen mass m O2, over the duration of at least one, bounded by the instants fat phase as a function of the calculated or measured lambda value upstream of the catalyst and
Determining the offset Δ for the calculated or measured lambda value as a function of a correction oxygen mass flow, which is determined from a difference of the registered oxygen mass m 02, an and the discharged oxygen mass m 02, and a time interval of the determination of the cumulated oxygen masses.

Der Lambdawert stromauf des Katalysators, dessen Offset erfindungsgemäß bestimmt werden soll, kann entweder mittels geeigneter, dem Fachmann bekannter Modelle rechnerisch ermittelt werden, wobei der Lambdawert in Abhängigkeit von geeigneten Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise einer Luft-Kraftstoff-Vorsteuerung, modelliert wird.Of the Lambda value upstream of the catalyst whose offset is determined according to the invention should be, either by means of suitable, known to those skilled Models are determined by calculation, the lambda value depending on of suitable operating parameters of the internal combustion engine, For example, an air-fuel pilot control is modeled.

Andererseits kann es sich aber auch um einen, mit einer stromauf des Katalysators angeordneten ersten Lambdasonde, insbesondere einer Breitbandlambdasonde, gemessenen Lambdawert handeln. In diesem Fall wird somit der Offset eines gemessenen Lambdasondensignals bestimmt. Nachfolgend wird die Erfindung im Zusammenhang mit dem Signal einer dem Katalysator vorgeschalteten Lambdasonde erläutert. Die Merkmale gelten jedoch ohne Einschränkung für einen modellierten Lambdawert entsprechend.on the other hand but it can also be one, with an upstream of the catalyst arranged first lambda probe, in particular a broadband lambda probe, act measured lambda value. In this case, therefore, the offset a measured lambda probe signal determined. Below is the invention in connection with the signal of the catalyst upstream lambda probe explained. However, the characteristics apply without restriction to a modeled lambda value corresponding.

Insbesondere erfolgt zunächst eine Auswertung der berechneten Ein- und Austragsmengen an Sauerstoff in beziehungsweise aus den Katalysator, eine Bestimmung eines mittleren Korrektur-Sauerstoffmassenstroms aus der Differenz der Ein- und Austragsmengen und mit diesem eine Bestimmung einer mittleren Lambdaabweichung, welche dem gesuchten Offset entspricht. Die erfinderische Verfahrensweise nutzt die Tatsache, dass – aufgrund einer gleichbleibenden Sauerstoffspeicherkapazität – des Katalysators bis zu den Zeitpunkten, an denen mageres beziehungsweise fettes Abgas laut der zweiten Sonde durch den Katalysator bricht, die bis dahin in den Katalysator während einer Magerphase eingetragene Gesamtsauerstoffmasse (O2-Magermasse m02,ein) gleich der in der anschließenden Fettphase aus dem Katalysator ausgetragene Gesamtsauerstoffmasse (O2-Fettmasse mO2,aus) sein muss. Werden dabei die O2-Magermasse und O2-Fettmasse anhand des Signals der ersten Lambdasonde rechnerisch bestimmt und stellt sich heraus, dass eine Differenz zwischen den so ermittelten Mager- und Fettmassen besteht, so ist dies auf einen Offset der ersten Sonde zurückzuführen, welcher aus dieser Differenz berechnet werden kann. Besitzt die vordere Sonde keine Offsetverschiebung ihres Signals oder ist dieser vollständig korrigiert, so müssen die gemessenen O2-Mager- und Fettmassen bis zum jeweiligen Kreuzen des Sollwertes der hinteren Sonde identisch sein. Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ermöglicht, in einer einzigen Fahrt selbst unter dynamischer Fahrweise den Offsetwert mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.In particular, an evaluation of the calculated amounts of input and output of oxygen into and out of the catalyst, a determination of an average correction oxygen mass flow from the difference between the input and output quantities, and with this a determination of a mean lambda deviation, which corresponds to the desired offset. The inventive method utilizes the fact that - due to a constant oxygen storage capacity - of the catalyst to the times when lean or rich exhaust gas breaks through the catalyst according to the second probe, the previously entered into the catalyst during a lean phase total oxygen mass (O 2 -Magermasse m 02, a ) equal to the in the subsequent fat phase discharged from the catalyst total oxygen mass (O 2 -fat mass m O2, from ) must be. If, in this case, the O 2 lean mass and O 2 fat mass are mathematically determined on the basis of the signal of the first lambda probe and it turns out that there is a difference between the thus determined lean and fat masses, this is due to an offset of the first probe, which can be calculated from this difference. If the front probe does not have an offset shift of its signal or if it is completely corrected, then the measured O 2 lean and rich masses must be identical until the respective reference tail of the rear probe crosses. The procedure according to the invention makes it possible to determine the offset value with high accuracy in a single drive even under dynamic driving style.

Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der in den Katalysator eingetragenen sowie der ausgetragenen kumulierten Sauerstoffmasse bei jedem Kreuzen des Sollwertes des Sensorsignals der zweiten, stromab des Katalysators angeordneten Lambdasonde. Dabei wird bei jedem Kreuzen des Sollwertes festgehalten, wie viel Sauerstoff seit dem letzten Kreuzen des Sollwertes ein- beziehungsweise ausgetragen wurde. In Abhängigkeit von der Art der gerade durchgeführten Lambdaregelung der Verbrennungskraftmaschine kann diese Berechnung der Sauerstoffmassen auf zwei Arten erfolgen.Preferably, the determination of the cumulative oxygen mass introduced into the catalyst as well as of the discharged oxygen mass takes place at each crossing of the nominal value of the sensor signal of the second, downstream of the Catalyst arranged lambda probe. In this case, each time the setpoint is crossed, it is recorded how much oxygen has been introduced or removed since the last time the setpoint was crossed. Depending on the type of lambda control of the internal combustion engine that is being carried out, this calculation of the oxygen masses can be carried out in two ways.

1. Unter Verwendung des Signals der vorderen Lambdasonde1. Using the signal of the front lambda probe

Gemäß dieser Ausführungsvariante erfolgt die Bestimmung der während einer Magerphase (λ > 1) in den Katalysator eingetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (O2-Magermasse) sowie die während einer Fettphase (λ < 1) aus dem Katalysator ausgetragene kumulierte Sauerstoffmasse (O2-Fettmasse) in unmittelbarer Abhängigkeit des Lambdasignals der ersten Lambdasonde. Um aus dem gemessenen Lambdawert einen Sauerstoffmassenstrom zu berechnen, ist die Berücksichtigung des aktuellen Abgasmassenstroms notwendig. Dann kann der Sauerstoffmassenstrom beispielsweise gemäß Formel 1 erfolgen, worin ṁO2 der Sauerstoffmassenstrom, ṁAbgas der Abgasmassenstrom und λ der aktuell mit der vorderen Lambdasonde gemessene Lambdawert bedeutet. O2 = (1 – 1λ )·ṁAbgas·64 (1) According to this embodiment, the determination of during a lean phase (λ> 1) is carried out in the catalyst registered accumulated mass of oxygen (O 2 -Magermasse) as well as during a fat phase (λ <1) discharged from the catalyst cumulative mass of oxygen (O 2 -Fettmasse) in direct dependence of the lambda signal of the first lambda probe. In order to calculate an oxygen mass flow from the measured lambda value, the consideration of the current exhaust gas mass flow is necessary. The oxygen mass flow can then take place, for example, according to formula 1, in which ṁ O2 means the oxygen mass flow, ṁ exhaust gas the exhaust gas mass flow and λ the lambda value currently measured with the front lambda probe. m ' O2 = (1 - 1 λ ) · M ' exhaust · 64 (1)

2. Unter Verwendung eines Stelleingriffs der hinteren Lambdasonde2. Using a Rear lambda sensor control engagement

Gemäß dieser Ausführung erfolgt die Lambdaregelung der Verbrennungskraftmaschine mittels der zweiten Lambdasonde, indem bei einem Über- oder Unterschreiten des vorgenannten Sollwertes das Luft-Kraftstoffgemisch der Verbrennungskraftmaschine entsprechend einem Stelleingriff, das heißt einer angeforderten Lambdaabweichung, welche dem Lambdasollwert aufaddiert wird, in Richtung mager beziehungsweise fett verschoben wird. In diesem Fall kann der Sauerstoffmassenstrom beispielsweise gemäß Formel 2 ermittelt werden, worin Δλ der Stelleingriff der zweiten Lambdasonde bedeutet und ṁO2 und ṁAbgas die oben angegebene Bedeutung haben. O2 = Δλ·ṁAbgas·64 (2) According to this embodiment, the lambda control of the internal combustion engine is carried out by means of the second lambda probe by the air-fuel mixture of the internal combustion engine in accordance with a control intervention, that is, a requested lambda deviation, which is added to the lambda desired value in the direction lean or rich in case of exceeding or falling below the above target value is moved. In this case, the oxygen mass flow can be determined, for example, according to formula 2, in which Δλ means the control intervention of the second lambda probe and ṁ O2 and ṁ exhaust have the meaning given above. m ' O2 = Δλ · ṁ exhaust · 64 (2)

Ist die hintere Regelung inaktiv – dies ist der Fall, wenn der Lambda-Sollwert ungleich 1 ist, beispielsweise in einer Schubphase – so kann ersatzweise auf die Berechnungsform gemäß Formel 1 umgeschaltet werden.is the rear regulation inactive - this is the case when the lambda setpoint is not equal to 1, for example in a push phase - so can be switched alternatively to the formula according to formula 1.

Die Berechnung der Sauerstoffmassenströme entsprechend Formel 1 oder 2 wird für magere Soll-Lambdawerte (λ > 1) und fette Soll-Lambdawerte (λ < 1), das heißt bei Unter- sowie Überschreitung des Sollwertes der zweiten Lambdasonde, separat durchgeführt, um jeweils einen Wert für den O2-Magermassenstrom und O2-Fettmassenstrom zu erhalten. Durch Integration der Massenströme über die Zeit werden die entsprechenden kumulierten Werte für die eingetragene Gesamtsauerstoffmasse (O2-Magermasse) sowie die ausgetragene Gesamtsauerstoffmasse (O2-Fettmasse) erhalten. Im Ergebnis wird getrennt aufsummiert, welche Gesamtmenge Sauerstoff jeweils durchgesetzt wurde, wenn das Sondensignal hinter dem Katalysator oberhalb beziehungsweise unterhalb des Sollwertes entsprechend λ ≈ 1 sich befand.The calculation of the oxygen mass flows according to formula 1 or 2 is carried out separately for lean nominal lambda values (λ> 1) and rich desired lambda values (λ <1), that is to say for undershooting and exceeding the setpoint value of the second lambda probe, by one each To obtain value for the O 2 masser mass flow and O 2 -mass mass flow. By integration of the mass flows over time, the corresponding cumulative values for the total registered oxygen mass (O 2 -mask mass) as well as the discharged total oxygen mass (O 2 -fat mass) are obtained. As a result, it is separately summed up, which total amount of oxygen was enforced in each case if the probe signal behind the catalyst above or below the setpoint value was λ≈1.

Ferner wird, wenn die Integration einen Berechnungsschritt durchführt, auch ein Zeitzähler entsprechend hochgezählt. Vorzugsweise wird bei jedem Kreuzen des Sollwertes für das Sensorsignal der zweiten Lambdasonde die Bestimmung der eingetragenen Sauerstoffmasse und der ausgetragenen Sauerstoffmasse durchgeführt. Gleichfalls wird bei jedem Kreuzen die Sauerstoffintegration neu gestartet. Beim nächsten Kreuzen des Sollwertes wird dann festgehalten, welche Sauerstoffmenge bis zu diesem erneuten Kreuzen ein- beziehungsweise ausgetragen wurde. Die Integration und die Zeitmessung werden bevorzugt angehalten, wenn der Sauerstoffinhalt des Katalysators seine Ober- oder Untergrenze erreicht, beispielsweise in einer Schubabschaltungsphase, bei der ausschließlich Luft durchgesetzt wird und der Katalysator vollständig mit Sauerstoff gefüllt wird. Dabei kann auch der Integratorwert neu initialisiert werden.Further is, if the integration performs a calculation step, too a time counter counted up accordingly. Preferably, at each crossing of the setpoint for the sensor signal the second lambda probe, the determination of the registered oxygen mass and discharged oxygen mass. Likewise, at every Cruising restarted the oxygen integration. At the next crossing of the setpoint is then recorded, which amount of oxygen until was inserted or removed for this renewed crossing. The integration and timing are preferably stopped, when the oxygen content of the catalyst is at its upper or lower limit achieved, for example, in a fuel cut-off phase, in the exclusively Air is enforced and the catalyst completely with Oxygen filled becomes. The integrator value can also be reinitialized.

Da, um eine Differenz zwischen der eingetragenen und der ausgetragenen Sauerstoffmasse bilden zu können, mindestens jeweils eine Mager- und mindestens eine Fettphase vergangen sein muss, ist vorgesehen, die Differenzbildung bei jedem zweiten Kreuzen des Sollwertes der hinteren Lambdasonde durchzuführen oder bei einem Vielfachen hiervon, das heißt bei jedem vierten, sechsten, achten usw. Kreuzen.There, by a difference between the registered and the discharged To be able to form oxygen mass, at least one lean and at least one rich phase has passed is to be, is provided, the difference in every second To perform cruising of the setpoint of the rear lambda probe or at a multiple thereof, that is at every fourth, sixth, Eighth, etc. Crosses.

Im realen Fahrbetrieb ist nicht nur das Lambdasignal (das heißt die Sauerstoffkonzentration im Abgas) zeitlich variabel, sondern auch der Abgasmassenstrom. Aus diesem Grund kann aus der Differenz der beiden Sauerstoffmassen nicht direkt auf den Offsetwert des Lambdasignals geschlossen werden. Daher ist bevorzugt vorgesehen, aus der Differenz der eingetragenen und der ausgetragenen Sauerstoffmasse zunächst einen mittleren Korrektur-Sauerstoffmassenstrom zu bestimmen. Hierfür wird die Differenz zwischen O2-Fett- und O2-Magermasse durch die Gesamtzeit der Integrationsintervalle dividiert. Auch hier wird sinnvollerweise ein Wert für den Korrektur-Sauerstoffmassenstrom nur bei jedem zweiten Kreuzen des Sollwertes des Sondensignals bestimmt. Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird für die Ermittlung des Korrektur-Sauerstoffmassenstroms eine Mindestzeit und/oder eine Mindestmenge durchgesetzten Sauerstoff und/oder eine Mindestanzahl von Signalkreuzereignissen vorgegeben, welche überschritten sein muss, bevor aus den ermittelten Sauerstoffmassen ein Offsetmassenstrom berechnet wird. Auf diese Weise wird das Verfahren unabhängiger von dynamischen Streuungen und damit genauer.In real driving operation, not only is the lambda signal (ie the oxygen concentration in the exhaust gas) variable in time, but also the exhaust gas mass flow. Because of this, may be the difference between the two Oxygen masses are not closed directly to the offset value of the lambda signal. Therefore, it is preferably provided to first determine a mean correction oxygen mass flow from the difference between the registered and the discharged oxygen mass. For this purpose, the difference between O 2 -fat and O 2 -mager mass is divided by the total time of the integration intervals. Here again, a value for the correction oxygen mass flow is usefully determined only every second crossing of the nominal value of the probe signal. According to a preferred embodiment of the method, a minimum time and / or a minimum amount of oxygen and / or a minimum number of signal cross events are predetermined for the determination of the correction oxygen mass flow, which must be exceeded before an offset mass flow is calculated from the determined oxygen masses. In this way, the process becomes more independent of dynamic scattering and thus more accurate.

Nach der Bestimmung des Korrektur-Sauerstoffmassenstroms kann nun der Offset der vorderen Lambdasonde berechnet werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird angenommen, dass der Lambdaoffset Δ immer gleichbleibend oder zumindest annähernd konstant ist unabhängig von dem Massenstrom. Ferner wird angenommen, dass sich der Abgasmassenstrom nach der Bestimmung des Korrektur-Sauerstoffmassenstroms nicht in wesentlich anderen Bereichen bewegt. Umgekehrt kann die Berechnung des Offsets unterbunden werden, wenn offensichtlich eine solche Abweichung des Abgasmassenstroms vorliegt. Die Berechnung des Offsets Δ des Lambdasignals der vorderen Sonde kann dann beispielsweise gemäß Formel 14 erfolgen oder – bei Lambdaregelung mittels Stelleingriff der hinteren Lambdasonde – gemäß Formel 15. Hierin bedeuten λ der aktuell mit der vorderen Lambdasonde gemessene Lambdawert, ṁAbgas der aktuell vorliegende Abgasmassenstrom und C der berechnete Korrektur-Sauerstoffmassenstrom. Die Herleitung der Formel 14 wird im Ausführungsbeispiel näher erläutert.After determining the correction oxygen mass flow, the offset of the front lambda probe can now be calculated. For the method according to the invention, it is assumed that the lambda offset Δ is always constant or at least approximately constant, independent of the mass flow. Furthermore, it is assumed that the exhaust gas mass flow does not move in substantially different areas after the determination of the correction oxygen mass flow. Conversely, the calculation of the offset can be suppressed, if there is obviously such a deviation of the exhaust gas mass flow. The calculation of the offset Δ of the lambda signal of the front sensor can then take place, for example, according to formula 14 or - in lambda control by means of control intervention of the rear lambdasond - according to formula 15. Herein mean λ the lambda value currently measured with the front lambda probe, ṁ exhaust gas the currently existing exhaust gas mass flow and C is the calculated correction mass flow of oxygen. The derivation of the formula 14 is explained in more detail in the embodiment.

Figure 00070001
Figure 00070001

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den oben beschriebenen Aufbau auf sowie einen Kalibrieralgorithmus zur Durchführung der vorbeschriebenen Verfahrensschritte, der vorzugsweise in digitaler Form in einem Motorsteuergerät hinterlegt ist.The inventive device has the structure described above and a calibration algorithm to carry out the above-described method steps, preferably in digital Mold in an engine control unit is deposited.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in embodiments with reference to FIG associated Drawings explained. Show it:

1 eine schematische Prinzipdarstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit nachgeschalteter Abgasanlage und 1 a schematic diagram of an internal combustion engine with downstream exhaust system and

2 zeitliche Verläufe des (a) Abgaslambdas vor Katalysator, (b) des Lambdasondensignals hinter Katalysator, (c) kumulierte Sauerstoffein- bzw. -ausspeichermasse während einzelner Mager- bzw. Fettintervalle, (d) und (e) kumulierte Sauerstoffein- bzw. -ausspeichermasse während mehrerer Mager- bzw. Fettintervalle. 2 time profiles of the (a) exhaust lambda before catalyst, (b) the lambda probe signal downstream of the catalyst, (c) cumulative oxygen injection or recovery mass during individual lean or rich intervals, (d) and (e) cumulative oxygen injection or recovery mass during several lean or fat intervals.

1 zeigt eine schematische Prinzipdarstellung einer Verbrennungskraftmaschine 10, die ein Otto- oder Dieselmotor sein kann, mit nachgeschalteter Abgasanlage. Die Verbrennungskraftmaschine 10 wird über ein Ansaugrohr 12 mit Luft versorgt. Im Ansaugrohr 12 befindet sich eine Drosselklappe 14, welche eine Steuerung des Luft-Massenstroms erlaubt. Die Verbrennungskraftmaschine 10 verfügt ferner über eine hier nicht dargestellte Kraftstoffzuführung, die eine Direkteinspritzung oder Saugrohreinspritzung umfasst. 1 shows a schematic diagram of an internal combustion engine 10 , which can be a gasoline or diesel engine, with downstream exhaust system. The internal combustion engine 10 is via an intake pipe 12 supplied with air. In the intake pipe 12 there is a throttle 14 , which allows control of the air mass flow. The internal combustion engine 10 also has a fuel supply, not shown here, which includes a direct injection or port injection.

Ein von der Verbrennungskraftmaschine 10 erzeugtes Abgas wird über einen Abgaskanal 16 geleitet, welcher einen Abgaskatalysator 18, der beispielsweise ein 3-Wege-Katalysator sein kann, beherbergt. Optional können dem Katalysator 18 weitere Katalysatoren nachgeschaltet sein. Im Abgaskanal 16 ist ferner in einer motornahen Position stromauf des Katalysators 18 eine erste Lambdasonde 20 angeordnet, die beispielsweise eine Breitbandlambdasonde ist. Breitbandlambdasonden weisen über weite Lambdabereiche ein dem Sauerstoffgehalt des Abgases proportionales Spannungssignal auf, was sie für die Lambdaregelung auch im stark mageren Bereich bei λ > 1 befähigt. Eine zweite Lambdasonde 22 ist dem Katalysator 18 nachgeschaltet. Bei dieser handelt es sich typischerweise um eine Sprungantwortlambdasonde, die im Bereich um λ = 1 eine steile Spannungskennlinie aufweist, wodurch sie eine besonders genaue Lambdaregelung im stöchiometrischen Bereich ermöglicht.One from the internal combustion engine 10 generated exhaust gas is via an exhaust passage 16 passed, which is an exhaust gas catalyst 18 which may be a 3-way catalyst, for example. Optionally, the catalyst 18 be followed by other catalysts. In the exhaust duct 16 is also in one close to the engine upstream of the catalytic converter 18 a first lambda probe 20 arranged, which is for example a broadband lambda probe. Wideband lambda probes have over wide lambda ranges a voltage signal proportional to the oxygen content of the exhaust gas, which enables them for the lambda control even in the very lean region at λ> 1. A second lambda probe 22 is the catalyst 18 downstream. This is typically a step response lambda probe which has a steep voltage characteristic in the region around λ = 1, thereby enabling a particularly accurate lambda control in the stoichiometric range.

Die Sondensignale der Lambdasonden 20, 22 gehen in eine Motorsteuerung 24 ein, welche in Abhängigkeit von ihnen eine Luft-Kraftstoffregelung vornimmt. Insbesondere beeinflusst die Motorsteuerung 24 den Luft-Massenstrom über Stellung der Drosselklappe 14 und/oder eine zugeführte Kraftstoffmenge über Beeinflussung der Kraftstoffzuführung. Die Motorsteuerung 24 beinhaltet unter anderem einen Kalibrieralgorithmus 26, welcher das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines Offsets der vorderen Lambdasonde 20 ausführt. Dieses wird nachfolgend näher beschrieben.The probe signals of the lambda probes 20 . 22 go into a motor control 24 which makes an air-fuel control in response to them. In particular, the engine control affects 24 the air mass flow via position of the throttle 14 and / or an amount of fuel supplied via influencing the fuel supply. The engine control 24 includes, among other things, a calibration algorithm 26 , which the inventive method for determining an offset of the front lambdasonde 20 performs. This will be described in more detail below.

In 2(a) zeigen die Linien 100 und 102 typische Verläufe des mit der vorderen Lambdasonde 20 gemessenen Lambdasignals. Dabei stellt die Kurve 100 das Signal einer vollständig Offset-korrigierten Lambdasonde dar (beziehungsweise den wahren Lambdaverlauf), während die Kurve 102 den um einen Offset Δ in λ-Dimension verschobenen Verlauf darstellt. Während die Flächen der Kurve 100 ohne Offset jeweils unterhalb λ = 1 (Fettphasen) gleich sind mit den Flächen oberhalb von λ = 1 (Magerphasen), ist bei 102 eine deutliche Verschiebung zugunsten der Magerseite zu erkennen. Somit setzt sich das Signal λ der Lambdasonde mit Offset (Verlauf 102) aus einem dem wahren Lambdawert entsprechenden Basislambda λb + dem Offset Δ zusammen. (Diese Darstellung ist hier für eine bessere Verständlichkeit gewählt. In der Praxis wird sich ein Offset im vorderen Lambda in unterschiedlichen Zeiten Δt auswirken, da üblicherweise mit einem Lambdaverlauf gemäß Kurve 100 geregelt wird.)In 2 (a) show the lines 100 and 102 typical curves of the front lambda probe 20 measured lambda signal. The curve represents 100 the signal of a fully offset-corrected lambda probe (or the true lambda curve), while the curve 102 represents the shifted by an offset Δ in the λ-dimension course. While the surfaces of the curve 100 without offset in each case below λ = 1 (fat phases) are equal to the areas above λ = 1 (lean phases), is at 102 to see a clear shift in favor of the lean side. Thus, the signal λ of the lambda probe with offset (history 102 ) from a lambda lambda λ b + the offset Δ corresponding to the true lambda value. (This representation is chosen here for better comprehension.) In practice, an offset in the front lambda will have an effect in different times Δt, since usually with a lambda curve according to curve 100 is regulated.)

In 2(b) ist der Verlauf des Sensorsignals Uλ der stromab des Katalysators 18 angeordneten Lambdasonde 22 dargestellt. Dabei entsprechen Signalwerte oberhalb des dem λ = 1 entsprechenden Sollwertes einer fetten Abgasatmosphäre (λ < 1) und Werte unterhalb des Sollwertes mageren Abgaszusammensetzungen (λ > 1). Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Luft-Kraftstoffregelung der Verbrennungskraftmaschine 10 anhand des Signals Uλ der Lambdasonde 22. Hierbei wird bei einem Unterschreiten des Sollwertes, das heißt bei einem Durchbruch mageren Abgases durch den Katalysator 18, das Luft-Kraftstoffgemisch der Verbrennungskraftmaschine 10 in Richtung fett verschoben. Umgekehrt wird bei einem Überschreiten des Sollwertes, also dem Durchbruch fetten Abgases durch den Katalysator 18, das Luft-Kraftstoffgemisch in Richtung mager verschoben. Dabei wird jeweils ein Stelleingriff Δλ mit entsprechendem Vorzeichen dem Lambdasollwert zuaddiert. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Zeitpunkte registriert, an denen das Sensorsignal Uλ den einem Lambdawert von 1 entsprechenden Sollwert kreuzt, also über- oder unterschreitet.In 2 B) the course of the sensor signal U λ is the downstream of the catalyst 18 arranged lambda probe 22 shown. In this case, signal values above the setpoint value of a rich exhaust gas atmosphere (λ <1) corresponding to λ = 1 and values below the setpoint value correspond to lean exhaust gas compositions (λ> 1). According to the illustrated embodiment, the air-fuel control of the internal combustion engine takes place 10 based on the signal U λ of the lambda probe 22 , This is at a fall below the setpoint, that is, at a breakthrough lean exhaust gas through the catalyst 18 , the air-fuel mixture of the internal combustion engine 10 shifted in the direction of bold. Conversely, when the nominal value is exceeded, that is to say the breakthrough of rich exhaust gas through the catalyst 18 , the air-fuel mixture shifted toward lean. In each case, a control intervention Δλ with a corresponding sign is added to the lambda setpoint. According to the method according to the invention, the times are registered at which the sensor signal U λ crosses the setpoint value corresponding to a lambda value of 1, ie exceeds or falls below it.

Diese Zeitpunkte sind in der vorliegenden Darstellung mit t0 bis t4 gekennzeichnet. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren beginnt bei jedem Kreuzen des Sollwertes, das heißt zu den Zeitpunkten t0, t1, t2, t3 und t4, die Bestimmung der in den Katalysator 18 eingetragenen Sauerstoffmassen beziehungsweise der ausgetragenen Sauerstoffmassen gemäß dem Lambdasignal der vorderen Lambdasonde 20 (Kurve 100 bzw. 102). Hierfür werden beginnend mit dem Überschreiten des Sollwertes der hinteren Lambdasonde 22 (Kurve 104) bei t0 in Abhängigkeit von dem Lambdasignal der vorderen Lambdasonde 20 (Kurve 100 bzw. 102) gemäß Formel 1a der eingetragene Sauerstoffmassenstrom berechnet und bis zum Unterschreiten des Sollwertes zum Zeitpunkt t1 integriert. Ab dem Zeitpunkt t1, das heißt bei Lambdawerten < 1 startet eine separate Berechnung des ausgetragenen Sauerstoffmassenstroms gemäß Formel 1b. In den Formeln 1a und 1b hat der Abgasmassenstrom ṁAbgas die Einheit kg/h und der Sauerstoffmassenstrom ṁO2 mg/s. 02,ein = (1 – 1λ )·ṁAbgas·64 für λ > 1 (1a) O2,aus = (1 – 1λ )·ṁAbgas·64 für λ < 1 (1b) These times are marked in the present representation with t0 to t4. According to the method according to the invention, each time the setpoint is crossed, that is to say at the times t0, t1, t2, t3 and t4, the determination of the temperature in the catalyst begins 18 registered oxygen masses or the discharged oxygen masses according to the lambda signal of the front lambda probe 20 (Curve 100 respectively. 102 ). For this purpose, starting with the exceeding of the setpoint of the rear lambda probe 22 (Curve 104 ) at t0 as a function of the lambda signal of the front lambda probe 20 (Curve 100 respectively. 102 ) calculated in accordance with formula 1a, the registered oxygen mass flow and integrated to below the setpoint value at time t1. From time t1, that is to say at lambda values <1, a separate calculation of the discharged oxygen mass flow according to formula 1b starts. In the formulas 1a and 1b, the exhaust gas mass flow ṁ exhaust gas has the unit kg / h and the oxygen mass flow ṁ O2 mg / s. m ' 02, a = (1 - 1 λ ) · M ' exhaust · 64 for λ> 1 (1a) m ' O2, from = (1 - 1 λ ) · M ' exhaust X 64 for λ <1 (1b)

Da im vorliegenden Fall die Luft-Kraftstoffregelung mittels der hinteren Lambdasonde 22 erfolgt, kann hier alternativ die Berechnung der Sauerstoffmassenströme auch über den Stelleingriff Δ λ der hinteren Lambdasonde 22 gemäß den Formeln 2a und 2b erfolgen. 02,ein = Δλ·ṁAbgas·64 für λ > 1 (2a) O2,aus = Δλ·ṁAbgas·64 für λ < 1 (2b) As in the present case, the air-fuel control by means of the rear lambda probe 22 takes place here, alternatively, the calculation of the oxygen mass flows via the control intervention Δ λ of the rear lambda probe 22 take place according to the formulas 2a and 2b. m ' 02, a = Δλ · ṁ exhaust · 64 for λ> 1 (2a) m ' O2, from = Δλ · ṁ exhaust · 64 for λ <1 (2b)

Gemäß Formel 3 werden durch Integration der auf die eine oder andere Weise berechneten Massenströme über die durch die entsprechenden Kreuzungszeitpunkte begrenzten Zeitintervalle die kumulierte eingetragene Sauerstoffmasse m02,ein (O2-Magermasse) sowie die kumulierte ausgetragene Sauerstoffmasse mO2,aus (O2-Fettmasse) erhalten. Diese sind in Abbildung 2(c) dargestellt, wobei die Verläufe 106, 108 dem Ergebnis bei einer Offsetkorrigierten Lambdasonde (Kurve 100) entsprechen und die Kurven 110 und 112 die Mager- beziehungsweise Fettmassen gemäß bei nicht Offset-korrigiertem Lambdaverlauf 102. Während die Beträge 106 und 108 identisch sind, weichen bei vorhandenem Offset die O2-Magermasse und die O2-Fettmasse signifikant voneinander ab.According to formula 3, by integrating the mass flows calculated in one way or the other over the time intervals delimited by the respective crossing times, the cumulated registered oxygen mass m 02, an (O 2 -mager mass) and the cumulative discharged oxygen mass m O 2 , from (O 2 - Fat mass). These are in picture 2 (c) shown, the gradients 106 . 108 the result at an offset-corrected lambda probe (curve 100 ) and the curves 110 and 112 the lean or rich masses according to non-offset-corrected lambda curve 102 , While the amounts 106 and 108 are identical, differ significantly with existing offset, the O 2 -mask mass and the O 2 fat mass.

Figure 00100001
Figure 00100001

2(d) und (e) zeigen die Verläufe der Sauerstoffmager- und Fettmassen gemäß 2(c), wenn diese über mehrere Intervalle integriert werden. Dabei ist während einer Fettphase der Wert für die O2-Magermasse m02,ein jeweils konstant und steigt nur während der Magerphasen an (Kurven 114, 118). Entsprechend ist der Wert für die O2-Fettmasse mO2,aus während der Magerphasen konstant und wächst nur in Fettphasen an (Kurven 116, 120). Bei jedem zweiten Kreuzen oder einem Vielfachen hiervon des Sollwertes des Sondensignals der hinteren Sonde 22 wird gemäß Formel 4 ein Korrektur-Sauerstoffmassenstrom ΔṁO2 aus der Differenz der kumulierten O2-Fettmasse und der kumulierten O2-Magermasse dividiert durch die Gesamtzeit Δt der Integrationsdauer bestimmt. In 2 ergibt sich somit Δt beispielsweise zum Zeitpunkt t2 zu t2-t0 oder zum Zeitpunkt t4 zu t4-t0. 2 (d) and (e) show the courses of the oxygen lean and fat masses according to FIG 2 (c) if they are integrated over several intervals. In this case, during a fat phase, the value for the O 2 -mask mass m 02, one each constant and increases only during the lean phases (curves 114 . 118 ). Accordingly, the value for the O 2 fat mass m O2, from during the lean phases is constant and grows only in fat phases (curves 116 . 120 ). At every second crossing or a multiple thereof, the set value of the probe signal of the rear probe 22 According to formula 4, a correction oxygen mass flow Δṁ O2 is determined from the difference between the cumulative O 2 fat mass and the cumulative O 2 mass of the wearer divided by the total time Δt of the integration period. In 2 Thus, for example, Δt results at time t2 at t2-t0 or at time t4 at t4-t0.

Figure 00110001
Figure 00110001

Aus dem so ermittelten Korrektur-O2-Massenstrom wird nun der Offset Δ der vorderen Lambdasonde 20 berechnet, wobei vorausgesetzt wird, dass sich der Abgasmassenstrom im folgenden Berechnungszeitraum nicht erheblich unterscheidet und der Lambdaoffset Δ weitgehend unabhängig vom Abgasmassenstrom ist, so dass die Betrachtung eines Bemittelten Berechnungsschrittes zulässig wird. Die Berechnung des Offsets erfolgt gemäß Gleichung 14 für jeden Zeitschritt gemäß der folgenden Herleitung. λ = λb + Δ (5) (1 – 1λ )·ṁAbgas·64 = ṁO2 = A (6)

Figure 00110002
From the thus determined correction O 2 mass flow is now the offset Δ of the front lambda probe 20 calculated, it being assumed that the exhaust gas mass flow in the following calculation period does not differ significantly and the lambda offset Δ is largely independent of the exhaust gas mass flow, so that the consideration of an average calculation step is allowed. The calculation of the offset is performed according to equation 14 for each time step according to the following derivation. λ = λ b + Δ (5) (1 - 1 λ ) · M ' exhaust · 64 = ṁ O2 = A (6)
Figure 00110002

Aus (5) und (6) folgt:

Figure 00110003
From (5) and (6) follows:
Figure 00110003

Aus (9) und (7) folgt:

Figure 00110004
From (9) and (7) follows:
Figure 00110004

Aus (10) und (5) folgt:

Figure 00110005
Figure 00120001
From (10) and (5) follows:
Figure 00110005
Figure 00120001

Wird die Sauerstoffmenge nicht unmittelbar über das Lambdasignal ermittelt, sondern mittels Stelleingriff Δλ der hinteren Lambdasonde 22, so vereinfacht sich die Berechnung des Offsets mit geringem Fehler gemäß Formel 15.If the amount of oxygen is not determined directly via the lambda signal, but by means of adjustment intervention Δλ the rear lambdasond 22 , so the calculation of the offset with a small error according to formula 15 is simplified.

Figure 00120002
Figure 00120002

Zur Minimierung des Einflusses dynamischer Schwankungen ist bevorzugt vorgesehen, den so bestimmten Offset Δ der einzelnen Teilschritte aufzusummieren und mit Hilfe der gleichzeitig festgehaltenen Summationszeit einen Mittelwert zu bestimmen. Eine Auswertung dieses Mittelwertes sollte vorzugsweise dann stattfinden, wenn die Summationszeit eine festgelegte Mindestzeit überschritten hat und/oder eine gleichzeitig ermittelte Menge an Abgas eine festgelegte Mindestmenge überschritten hat. Dieser Mittelwert entspricht dem Offset Δ der vorderen Lambdasonde gemäß 2(a).In order to minimize the influence of dynamic fluctuations, it is preferably provided to sum up the thus determined offset Δ of the individual partial steps and to determine an average value with the aid of the simultaneously recorded summation time. An evaluation of this average should preferably take place when the summation time has exceeded a predetermined minimum time and / or a simultaneously determined amount of exhaust gas has exceeded a predetermined minimum amount. This mean value corresponds to the offset Δ of the front lambda probe according to FIG 2 (a) ,

Der Offset kann neben seinem eigentlichen Einsatz zur Korrektur des gemessenen Lambdasignals auch verwendet werden, um ein Wartungssignal zu erzeugen, wenn der Offset einen festgelegten Schwellenwert überschreitet. Er kann ferner einen herkömmlichen Adaptionswert für den Offset (dies ist in der Regel der I-Anteil des zweiten Lambdaregelkreises hinter dem Katalysator) ergänzen, indem er beispielsweise hinzuaddiert wird.Of the Offset can be used in addition to its actual use to correct the measured lambda signal can also be used to generate a maintenance signal when the offset exceeds a specified threshold. He may also be a conventional Adaptation value for the offset (this is usually the I component of the second lambda control loop behind the catalyst), by adding it, for example.

1010
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1212
Ansaugrohrintake
1414
Drosselklappethrottle
1616
Abgaskanalexhaust duct
1818
Katalysatorcatalyst
2020
erste Lambdasondefirst lambda probe
2222
zweite Lambdasondesecond lambda probe
2424
Motorsteuerungmotor control
2626
Kalibrieralgorithmuscalibration algorithm
ΔΔ
Offsetoffset
ΔṁO2 Δṁ O2
Korrektur-SauerstoffmassenstromCorrection oxygen mass flow
λλ
Lambda, aktuell gemessenlambda, currently measured
λb λ b
Basislambdabase lambda
ΔλΔλ
Stelleingriffcontrol intervention
m02,ein m 02, a
kumulierte eingetragene Sauerstoffmasse, O2-Magermassecumulative registered oxygen mass, O 2 -magermasse
mO2,aus m O2, out
kumulierte ausgetragene Sauerstoffmasse, O2-FettmasseCumulated discharged oxygen mass, O 2 fat mass
02,ein 02, a
eingetragener Sauerstoffmassenstromregistered Oxygen mass flow
O2,aus O2, out
ausgetragener Sauerstoffmassenstrombe transferred Oxygen mass flow
Abgas exhaust
AbgasmassenstromExhaust gas mass flow
Uλ U λ
Sensorsignalsensor signal
AA
berechnete Sauerstoffmassecalculated oxygen mass
DD
DifferenzsauerstoffmasseDifferential oxygen mass

Claims (8)

Verfahren zur Bestimmung eines Offsets (Δ) eines Lambdawertes stromauf eines in einem Abgaskanal (16) einer Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysators (18), wobei der Lambdawert berechnet oder mittels einer stromauf des Katalysators (18) angeordneten ersten Lambdasonde (20) gemessen wird, mit den Schritten (a) Registrierung von Zeitpunkten, an denen ein Sensorsignal (Uλ) einer zweiten, dem Katalysator (18) nachgeschalteten Lambdasonde (22) einen Sollwert entsprechend Lambda = 1 kreuzt, (b) Bestimmung einer in den Katalysator (18) eingetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (m02,ein) über die Dauer mindestens einer, durch die Zeitpunkte begrenzten Magerphase und einer aus dem Katalysator ausgetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (mO2,aus) über die Dauer mindestens einer, durch die Zeitpunkte begrenzten Fettphase in Abhängigkeit des berechneten oder gemessenen Lambdawertes stromauf des Katalysators (18) und (c) Bestimmung des Offsets (Δ) für den berechneten oder gemessenen Lambdawert in Abhängigkeit von einem Korrektur-Sauerstoffmassenstrom, welcher aus einer Differenz der eingetragenen Sauerstoffmasse (m02,ein) und der ausgetragenen Sauerstoffmasse (mO2,aus) sowie einem Zeitintervall der Bestimmung der kumulierten Sauerstoffmassen (m02,ein, mO2,aus) ermittelt wird.Method for determining an offset (Δ) of a lambda value upstream of one in an exhaust gas duct ( 16 ) an internal combustion engine ( 10 ) arranged catalyst ( 18 ), wherein the lambda value is calculated or by means of an upstream of the catalyst ( 18 ) arranged first lambda probe ( 20 ) is measured, with the steps (a) registration of times at which a sensor signal (U λ ) of a second, the catalyst ( 18 ) downstream lambda probe ( 22 ) crosses a setpoint value corresponding to lambda = 1, (b) determining a value in the catalyst ( 18 ) accumulated oxygen mass (m 02, a ) over the duration of at least one limited by the times lean phase and out of the catalyst over the duration of at least one fat phase limited by the times as a function of the calculated or measured lambda value upstream of the catalytic converter (m O2, off ) 18 ) and (c) determining the offset (Δ) for the calculated or measured lambda value as a function of a correction oxygen mass flow, which consists of a difference of the registered oxygen mass (m 02, on ) and the discharged oxygen mass (m o 2 , out ) and a Time interval of the determination of the cumulative oxygen masses (m 02, a , m O2, off ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luft-Kraftstoffregelung der Verbrennungskraftmaschine (10) mittels der ersten Lambdasonde (22) durchgeführt wird und die Bestimmung der in den Katalysator (18) eingetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (m02,ein) und der aus den Katalysator ausgetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (mO2,aus) in unmittelbarer Abhängigkeit des Signals der ersten Lambdasonde (20) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that an air-fuel regulation of the internal combustion engine ( 10 ) by means of the first lambda probe ( 22 ) and the determination of the catalyst ( 18 ) Registered cumulative oxygen mass (m 02, a) and the catalyst discharged from the accumulated mass of oxygen (O2 m, (off) in the immediate response to the signal from the first lambda probe 20 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luft-Kraftstoffregelung der Verbrennungskraftmaschine (10) mittels der zweiten Lambdasonde (22) durchgeführt wird, indem bei einem Über- oder Unterschreiten des Sollwertes das Luft-Kraftstoffgemisch der Verbrennungskraftmaschine (10) entsprechend einem Stelleingriff (Δλ) der zweiten Lambdasonde (22) in Richtung mager beziehungsweise Richtung fett verschoben wird, und die Bestimmung der in den Katalysator (18) eingetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (m02,ein) und der aus den Katalysator ausgetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (mO2,aus) in Abhängigkeit eines Stelleingriffs (Δλ) der zweiten Lambdasonde (22) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that an air-fuel regulation of the internal combustion engine ( 10 ) by means of the second lambda probe ( 22 ) is carried out by the air-fuel mixture of the internal combustion engine when an above or below the setpoint ( 10 ) corresponding to a control intervention (Δλ) of the second lambda probe ( 22 ) is shifted in the direction of lean or direction rich, and the determination of the catalyst in the ( 18 ) accumulated oxygen mass (m 02, a ) and the cumulative oxygen mass (m O 2, aus ) discharged from the catalyst as a function of a control engagement (Δλ) of the second lambda probe ( 22 ) he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der in den Katalysator (18) eingetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (m02,ein) und der aus den Katalysator ausgetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (mO2,aus) bei jedem Kreuzen des Sollwerts des Sensorsignals (Uλ) der zweiten Lambdasonde (22) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the in the catalyst ( 18 ) accumulated oxygen mass (m 02, a ) and the cumulative oxygen mass (m O 2, aus ) discharged from the catalyst at each crossing of the nominal value of the sensor signal (U λ ) of the second lambda probe ( 22 ) is carried out. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Differenz der eingetragenen Sauerstoffmasse (m02,ein) und der ausgetragenen Sauerstoffmasse (mO2,aus) sowie des Offsets (Δ) bei jedem zweiten Kreuzen des Sollwerts des Sensorsignals (Uλ) der zweiten Lambdasonde (22) durchgeführt wird oder bei einem Vielfachen hiervon.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the difference of the registered oxygen mass (m 02, a ) and the discharged oxygen mass (m O2, OFF) and the offset (Δ) at every second crossing of the setpoint value of the sensor signal (Uλ ) of the second lambda probe ( 22 ) or at a multiple thereof. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall der Bestimmung der kumulierten Sauerstoffmassen (m02,ein, mO2,aus) festgehalten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the time interval of the determination of the cumulative oxygen masses (m 02, a , m O2, off ) is recorded. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stromauf des Katalysators (18) angeordnete Lambdasonde (20) eine Breitbandlambdasonde ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the upstream of the catalyst ( 18 ) arranged lambda probe ( 20 ) is a broadband lambda probe. Vorrichtung zur Bestimmung eines Offsets (Δ) eines Lambdawertes stromauf eines in einem Abgaskanal (16) einer Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysators (18), wobei der Lambdawert berechnet oder mittels einer stromauf des Katalysators (18) angeordneten ersten Lambdasonde (20) gemessen wird, umfassend einen Kalibrieralgorithmus (26) zur Ausführung der Schritte: (a) Registrierung von Zeitpunkten, an denen ein Sensorsignal (Uλ) einer zweiten, dem Katalysator (18) nachgeschalteten Lambdasonde (22) einen Sollwert entsprechend Lambda = 1 kreuzt, (b) Bestimmung einer in den Katalysator (18) eingetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (m02,ein) über die Dauer mindestens einer, durch die Zeitpunkte begrenzten Magerphase und einer aus dem Katalysator ausgetragenen kumulierten Sauerstoffmasse (mO2,aus) über die Dauer mindestens einer, durch die Zeitpunkte begrenzten Fettphase in Abhängigkeit des berechneten oder gemessenen Lambdawertes stromauf des Katalysators (18) und (c) Bestimmung des Offsets (Δ) für den berechneten oder gemessenen Lambdawert in Abhängigkeit von einem Korrektur-Sauerstoffmassenstrom, welcher aus einer Differenz der eingetragenen Sauerstoffmasse (mO2,ein) und der ausgetragenen Sauerstoffmasse (mO2,aus) sowie einem Zeitintervall der Bestimmung der kumulierten Sauerstoffmassen (m02,ein, mO2,aus) ermittelt wird.Device for determining an offset (Δ) of a lambda value upstream of one in an exhaust gas duct ( 16 ) an internal combustion engine ( 10 ) arranged catalyst ( 18 ), wherein the lambda value is calculated or by means of an upstream of the catalyst ( 18 ) arranged first lambda probe ( 20 ), comprising a calibration algorithm ( 26 ) for carrying out the steps: (a) registering times at which a sensor signal (Uλ) of a second catalyst ( 18 ) downstream lambda probe ( 22 ) crosses a setpoint value corresponding to lambda = 1, (b) determining a value in the catalyst ( 18 ) accumulated oxygen mass (m 02, a ) over the duration of at least one limited by the times lean phase and discharged from the catalyst cumulative oxygen mass (m O 2 , off ) over the duration of at least one limited by the time fat phase in dependence of the calculated or measured lambda value upstream of the catalyst ( 18 ) and (c) determining the offset (Δ) for the calculated or measured lambda value as a function of a correction oxygen mass flow, which consists of a difference between the registered oxygen mass (m o2, on ) and the discharged oxygen mass (m o2, aus ) and a Time interval of the determination of the cumulative oxygen masses (m 02, a , m O2, off ) is determined.
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