DE102006061684A1 - Oxygen level controlling method for internal combustion engine, involves modulating exhaust gas composition between threshold values such that lean and fat adjustments of composition are terminated, when amount reaches values, respectively - Google Patents

Oxygen level controlling method for internal combustion engine, involves modulating exhaust gas composition between threshold values such that lean and fat adjustments of composition are terminated, when amount reaches values, respectively Download PDF

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Abstract

The method involves measuring exhaust gas composition in front of and behind an exhaust gas purification system (16) in flow direction of exhaust gas using exhaust sensors (14, 17). Oxygen entering into the system is summed to an oxygen amount. The composition in front of the system is modulated between upper and lower threshold values such that lean and fat adjustments of the composition are terminated, when the amount reaches the upper and lower values, respectively. The values are fixed based on aging of the system and operating parameters of an internal combustion engine (10).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Sauerstoff-Füllstands einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine, wobei in Flussrichtung des Abgases vor der Abgasreinigungsanlage die Abgaszusammensetzungen mit einer ersten Abgas-Sonde und hinter der Abgasreinigungsanlage mit einer zweite Abgas-Sonde gemessen werden, wobei ein Sauerstoff-Eintrag in die Abgasreinigungsanlage bestimmt wird und zu einer Sauerstoff-Menge summiert oder integriert wird und wobei die Abgaszusammensetzung vor der Abgasreinigungsanlage zwischen vorgegebenen Grenzwerten moduliert wird.The The invention relates to a method for controlling an oxygen level an emission control system of an internal combustion engine, wherein in the flow direction of the exhaust gas before the exhaust gas purification system, the exhaust gas compositions with a first exhaust gas probe and behind the emission control system to be measured with a second exhaust gas probe, taking an oxygen entry is determined in the emission control system and an amount of oxygen is summed or integrated and where the exhaust gas composition modulated between preset limits before the emission control system becomes.

Gesetzliche Vorschriften für den Betrieb von Fahrzeugen mit Brennkraftmaschinen begrenzen die erlaubte Abgabe der Komponenten Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide. Zur Einhaltung der Vorschriften sind daher im Abgasstrang der Brennkraftmaschinen Abgasreinigungsanlagen vorgesehen, die zumindest einen Drei-Wege-Katalysator aufweisen. Der Drei-Wege-Katalysator hat nur in einem engen Bereich um ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Gemisch (Lambda = 1) eine ausreichende Konvertierungsfähigkeit für alle drei Komponenten. Es wird daher eine Lambdasonde vor dem Drei-Wege-Katalysator vorgesehen, mit deren Ausgangssignal die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden kann. Es kann weiterhin eine zweite Lambdasonde dem Drei-Wege-Katalysator nachgeschaltet sein, die dazu dienen kann, eine Abweichung, beispielsweise eine Drift durch Alterung, der ersten Lambdasonde zu erkennen so dass diese Abweichung in einer Motorsteuerung berücksichtigt werden kann. Weiterhin kann die zweite Lambdasonde dazu dienen, einen Sauerstoff-Füllstand des Drei-Wege-Katalysators zu überwachen. Hierbei kann die zweite Lambdasonde in Magerphasen durch den Katalysator durchtretendes mageres Abgas erkennen und so erkennen, dass die Speicherfähigkeit des Katalysators für Sauerstoff erreicht ist.legal Regulations for the operation of vehicles with internal combustion engines limit the allowable release of components carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides. To comply with the regulations are therefore in the exhaust system the internal combustion engine exhaust gas purification systems provided, at least have a three-way catalyst. The three-way catalyst has only a narrow range around a stoichiometric fuel-air mixture (Lambda = 1) sufficient conversion capability for all three components. It therefore becomes a lambda probe provided in front of the three-way catalyst, with the output signal monitors the composition of the fuel-air mixture and may be corrected if necessary. It can still be a second lambda probe downstream of the three-way catalyst, which can serve a deviation, for example a drift through aging, the first lambda sensor can detect this Deviation be considered in a motor control can. Furthermore, the second lambda probe can serve to an oxygen level monitor the three-way catalyst. Here can the second lambda probe in lean phases passing through the catalyst detect lean exhaust gas and so recognize that the storage capacity the catalyst for oxygen is reached.

In diesem Fall kann die Abgaszusammensetzung in Richtung fett verstellt werden. Ebenso kann in Fettphasen der Durchtritt von fettem Abgas erkannt werden, wodurch erkannt werden kann, dass der vorher gespeicherte Sauerstoff aufgebraucht ist. In einem solchen Fall kann die Abgaszusammensetzung in Richtung mager verstellt werden. Die Verstellung der Abgaszusammensetzung auf Basis des Ausgangssignals der zweiten Lambdasonde wird auch als Führungsregelung bezeichnet.In In this case, the exhaust gas composition can be adjusted in the direction of grease become. Likewise, in rich phases the passage of rich exhaust gas be recognized, which can be recognized that the previously stored Oxygen is used up. In such a case, the exhaust gas composition be adjusted in the direction of lean. The adjustment of the exhaust gas composition also based on the output signal of the second lambda probe referred to as a management regulation.

Das Speichervermögen der Abgasreinigungsanlage für Sauerstoff wird dazu ausgenutzt, in Magerphasen Sauerstoff aufzunehmen und in Fettphasen weder abzugeben. Hierdurch wird erreicht, dass oxydierbare Schadgaskomponenten des Abgases konvertiert werden können. Durch Gemisch-Störungen, insbesondere in Instationärphasen, kommt es ständig zu Abweichungen vom Lambda-Sollwert an der ersten Lambdasonde. Diese werden von der Motorsteuerung ausgeregelt, verändern jedoch den Sauerstoff-Füllstand des Katalysators. Günstig für die Konvertierungsleistung des Katalysators ist es, wenn solche Abweichungen des Sauerstoff-Füllstands korrigiert werden, ohne dass die Regelung auf Basis des Ausgangssignals der zweiten Lambdasonde eingreift, da diese Regelung nur eingreifen kann, wenn sich die Sauerstoff-Konzentration stromabwärts des Katalysators verändert und somit die Abweichung des Sauerstoff-Füllstands bereits sehr groß ist. Bei einer solchen großen Abweichung ist zudem mit Abgabe von ungenügend gereinigtem Abgas zu rechnen.The Storage capacity of the emission control system for Oxygen is used to absorb oxygen in lean phases and neither in fat phases. This ensures that oxidizable noxious gas components of the exhaust gas can be converted. Due to mixture disturbances, especially in instationary phases, there are always deviations from the lambda setpoint the first lambda probe. These are adjusted by the engine control, however, change the oxygen level of the Catalyst. Convenient for the conversion performance the catalyst is when such deviations of the oxygen level be corrected without the scheme based on the output signal engages the second lambda probe, since this rule only intervene can, if the oxygen concentration downstream of the catalyst changes and thus the deviation of the Oxygen level is already very large. at such a large deviation is also with delivery of insufficiently cleaned exhaust gas to be expected.

Bekannte Regelungen des Sauerstoff-Füllstands bestimmen einen Sauerstoff-Eintrag in den Katalysator und einen Sauerstoff-Austrag aus dem Katalysator aus dem Ausgangssignal der ersten Lambdasonde und dem Abgasmassenstrom und integrieren den Sauerstoff-Ein- und Austrag, um den Sauerstoff-Füllstand zu modellieren. Dieser modellierte Sauerstoff-Füllstand wird in dem Regelkreis zur Regelung des Sauerstoff-Füllstands auf einen Sollwert als Eingangsgröße benutzt. Der modellierte Sauerstoff-Füllstand entspricht jedoch nicht dem realen Sauerstoff-Füllstand, da lediglich ein von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängiger Teil des Sauerstoff-Eintrags im Katalysator gespeichert wird.Known Oxygen level controls determine an oxygen level into the catalyst and an oxygen discharge from the catalyst from the output signal of the first lambda probe and the exhaust gas mass flow and integrate the oxygen input and output to the oxygen level to model. This modeled oxygen level is in the control loop for controlling the oxygen level used to a setpoint as input. The modeled oxygen level, however, corresponds not the real oxygen level, because only one dependent on the operating parameters of the internal combustion engine Part of the oxygen entry is stored in the catalyst.

Bei der Realisierung einer Regelung des Sauerstoff-Füllstands ist der Eingriff der Regelung auf Basis des Ausgangssignals der zweiten Lambdasonde zu bedenken. Diese als Führungsregelung wirkende Regelung verändert den Lambda-Sollwert für das Signal der ersten Lambdasonde. Greift diese Führungsregelung ein, stellt die Regelung des Sauerstoff-Füllstands eine Abweichung fest und regelt gegen den Eingriff der Führungsregelung. Als Ausweg wird für die Führungsregelung ein komplexer Multi-Input-Single-Output-Regler eingesetzt. Die übersichtliche hierarchische Struktur aus einer Führungsregelung aus Basis des Ausgangssignals der zweiten Lambdasonde und einer inneren Regelschleife auf Basis des Ausgangssignals der ersten Lambdasonde kann somit nicht verwendet werden.at the realization of a regulation of the oxygen level is the intervention of the control based on the output signal of second lambda probe to consider. This acts as a guide control Control changes the lambda setpoint for the Signal of the first lambda probe. Take this leadership regulation On, the regulation of the oxygen level is one Deviation firmly and regulates against the intervention of the guidance regulation. As a solution, a complex multi-input single-output controller is used for the command control used. The clear hierarchical structure a guidance control based on the output signal of the second Lambda probe and an inner control loop based on the output signal The first lambda probe can not be used.

Es ist aus der DE 4024212 bekannt, dass der Bereich der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs, in dem eine gute Konvertierungsfähigkeit der Abgasreinigungsanlage erreicht wird, vergrößert werden kann, indem der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs eine zeitliche Schwankung aufgeprägt wird. Hierbei ist vorgesehen, dass der Lambdawert mit einer Frequenz von 0,5 bis 5 Hz um Lambda = 1 mit einer Amplitude von beispielhaft ±5% schwankt. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein Sollwert des Lambdasignals mit einem Fremdsignal beaufschlagt wird oder dass der Sollwert bei Erreichung der vorgesehenen Obergrenze von beispielhaft Lambda = 1,05 umgestellt wird auf einen unteren Sollwert von beispielhaft Lambda = 0,95. In der DE 4024212 ist vorgesehen, dass die Amplitude der Regelschwankung verringert wird, wenn festgestellt wird, dass die Konvertierungsfähigkeit der Abgasreinigungsanlage durch Alterung vermindert ist.It is from the DE 4024212 It is known that the range of the composition of the fuel-air mixture, in which a good conversion ability of the exhaust gas purification system is achieved, can be increased by a temporal in the composition of the fuel-air mixture Fluctuation is imposed. It is provided here that the lambda value fluctuates at a frequency of 0.5 to 5 Hz by lambda = 1 with an amplitude of, for example, ± 5%. This can be done by applying an external signal to a setpoint value of the lambda signal or by switching the setpoint when the intended upper limit of exemplary lambda = 1.05 is reached to a lower setpoint value of, for example, lambda = 0.95. In the DE 4024212 it is provided that the amplitude of the control fluctuation is reduced when it is determined that the conversion capability of the exhaust gas purifying system is reduced by aging.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Regelung des Sauerstoff-Füllstands einer Abgasreinigungsanlage bereitzustellen, die eine einfache Reglerstruktur aufweist und einen Durchtritt von unzureichend gereinigtem Abgas vermeidet.It Object of the invention, a control of the oxygen level an emission control system to provide, which has a simple control structure and avoids passage of insufficiently cleaned exhaust gas.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Magerverstellung der Abgaszusammensetzung beendet wird, wenn die Sauerstoff-Menge einen vorbestimmten oberen Grenzwert erreicht und eine Fettverstellung beendet wird, wenn die Sauerstoff-Menge einen vorbestimmten unteren Grenzwert erreicht. Durch diese Vorgehensweise kann erreicht werden, dass in den meisten Betriebsphasen der Brennkraftmaschine ein Durchtritt von fettem oder magerem Abgas durch die Abgasreinigungsanlage vermieden werden kann und weitgehend nur ausreichend gereinigtes Abgas abgegeben wird. Treten Abweichungen von der gewünschten Abgaszusammensetzung auf, wie sie insbesondere in Instationärphasen vorkommen können, werden diese von der ersten Lambdasonde festgestellt und können in dem aus dem Ausgangssignal der ersten Lambdasonde und einem Luftmassen-Signal bestimmten Sauerstoff-Ein- und Austrag und damit in der Sauerstoff-Menge berücksichtigt werden. Nach dem in DE 4024212 dargestellten Stand der Technik wird die Lambda-Modulation so durchgeführt, dass bei Erreichen eines oberen oder unteren Lambdawerts umgeschaltet wird. Dies verhindert nicht, dass die Abgasreinigungsanlage von Sauerstoff vollständig entleert oder vollständig mit Sauerstoff gefüllt wird und in der Folge fettes oder mageres Abgas abgibt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei Erreichen einer vorbestimmten ein- oder ausgetragenen Sauerstoff-Menge die Abgaszusammensetzung umgestellt. Lediglich in wenigen Betriebsphasen muss dann die auf dem Ausgangssignal der zweiten Lambdasonde basierende Führungsregelung eingreifen.The object is achieved in that a lean adjustment of the exhaust gas composition is terminated when the oxygen amount reaches a predetermined upper limit and a grease adjustment is terminated when the oxygen amount reaches a predetermined lower limit. By this procedure can be achieved that in most operating phases of the internal combustion engine, a passage of rich or lean exhaust gas can be avoided by the emission control system and largely only sufficiently purified exhaust gas is discharged. If deviations from the desired exhaust gas composition occur, as may occur in particular in instationary phases, these are detected by the first lambda probe and can be determined in the oxygen input and output determined from the output signal of the first lambda probe and an air mass signal and thus in the oxygen Amount are taken into account. After the in DE 4024212 As shown in the prior art, the lambda modulation is performed so that it is switched when reaching an upper or lower lambda value. This does not prevent the exhaust emission control system from being completely emptied of oxygen or completely filled with oxygen and subsequently emitting rich or lean exhaust gas. In the method according to the invention, the exhaust gas composition is changed when a predetermined amount of oxygen introduced or discharged is reached. Only in a few operating phases must then intervene based on the output signal of the second lambda probe guide control.

Wird ein Sauerstoff-Austrag aus der Abgasreinigungsanlage bestimmt und wird der Sauerstoff-Eintrag in die Abgasreinigungsanlage und der Sauerstoff-Austrag aus der Abgasreinigungsanlage zu einer Sauerstoff-Menge summiert oder integriert, kann erreicht werden, dass der Sauerstoff-Füllstand der Abgasreinigungsanlage genauer bestimmt werden kann und der Austritt von ungenügend gereinigtem Abgas vermindert werden kann.Becomes an oxygen discharge from the emission control system determines and is the oxygen input into the emission control system and the oxygen discharge from the emission control system to an amount of oxygen summed or integrated, can be achieved that the oxygen level of the Emission control system can be determined more accurately and the exit can be reduced by insufficiently purified exhaust gas.

Eine Ausführungsform der Erfindung mit einer besonders einfachen Reglerstruktur sieht vor, dass bei der Bestimmung der Sauerstoff-Menge aus dem Sauerstoff-Ein- und Austrag der Sauerstoff-Ein- und Austrag aus dem Ausgangssignal der ersten Abgas-Sonde vermindert um einen Stelleingriff auf Basis des Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde gebildet wird. Durch dieses Vorgehen kann einen Führungsregelung auf Basis es Ausgangssignals der zweiten Lambdasonde und ein innerer Regelkreis auf Basis des Ausgangssignals der ersten Lambdasonde verwendet werden. Die Notwendigkeit, für die Führungsregelung einen komplizierten Multi-Input-Single-Output-Regler verwenden zu müssen, besteht somit nicht.A Embodiment of the invention with a particularly simple Regulator structure provides that when determining the amount of oxygen from the oxygen input and output of the oxygen input and output from the output signal of the first exhaust gas probe reduced by one Control intervention formed on the basis of the output signal of the second exhaust gas probe becomes. Through this procedure can be a leadership regulation based on the output signal of the second lambda probe and an inner Control circuit based on the output signal of the first lambda probe used become. The need for leadership to use a complicated multi-input single-output controller too must, therefore, does not exist.

Werden der untere Grenzwert und der obere Grenzwert für die Sauerstoff-Menge so gewählt werden, dass deren Differenz kleiner ist als eine Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage, kann erreicht werden, dass Füllstandsstörungen nur bis zu einer gewissen Größe ausgeregelt werden. Dies trägt der Erfahrung Rechnung, dass der reale Katalysatorfüllstand bei großen Störungen durch ein einziges Integral nicht ausreichend genau modelliert werden kann.Become the lower limit and the upper limit for the amount of oxygen be chosen so that their difference is smaller than an oxygen storage capability of the emission control system, can can be achieved that level disturbances only until be adjusted to a certain size. This takes into account the experience that the real catalyst level in case of major disturbances by a single integral can not be modeled with sufficient accuracy.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der untere Grenzwert und der obere Grenzwert für die Sauerstoff-Menge abhängig von einer Alterung der Abgasreinigungsanlage und/oder von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine festgelegt werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Durchtritt von unzureichend gereinigtem Abgas in den meisten Betriebsbedingungen vermieden werden kann, obwohl die Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage von deren Alterung und den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängig ist.In a preferred embodiment of the invention is provided that the lower limit and the upper limit for the Oxygen quantity dependent on aging of the emission control system and / or set by operating parameters of the internal combustion engine become. This can be achieved that a passage of insufficiently cleaned exhaust gas avoided in most operating conditions although the oxygen storage capacity of the Emission control system of their aging and the operating parameters the internal combustion engine is dependent.

Den Konvertierungseigenschaften der Abgasreinigungsanlage kann optimal Rechnung getragen werden, indem der Lambdawert des Abgases bei einer Magerverstellung und/oder bei einer Fettverstellung abhängig von einer Alterung der Abgasreinigungsanlage und/oder von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine festgelegt wird.The Conversion properties of the emission control system can be optimal Be taken into account by the lambda value of the exhaust gas at a Lean adjustment and / or dependent on a grease adjustment from an aging of the emission control system and / or operating parameters the internal combustion engine is set.

Wird die Magerverstellung beendet, wenn das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde mageres Abgas anzeigt und wird die Fettverstellung beendet, wenn das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde fettes Abgas anzeigt, kann vermieden werden, dass die Abgasreinigungsanlage bei vollständig gefülltem oder entleertem Sauerstoffspeicher weiter mit Abgas beaufschlagt wird, das nur unzureichend von Schadstoffen gereinigt werden kann. Es kann eine Verringerung der Emissionen erreicht werden.If the lean adjustment is terminated when the output signal of the second exhaust gas sensor indicates lean exhaust gas and the grease adjustment be ends, when the output signal of the second exhaust gas sensor indicates rich exhaust gas, it can be avoided that the exhaust gas purification system is further charged with completely filled or emptied oxygen storage with exhaust gas, which can be insufficiently cleaned of pollutants. It can be achieved a reduction of emissions.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der obere und untere Grenzwert für die Sauerstoff-Menge verringert werden, wenn während der Magerverstellung das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde mageres Abgas anzeigt und während einer korrespondierenden Fettverstellung das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde fettes Abgas anzeigt. In einem solchen Fall kann davon ausgegangen werden, dass die ein- und ausgetragenen Sauerstoff-Mengen für die Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage zu groß sind. Durch die Verringerung der Grenzwerte kann erreicht werden, dass die durchtretende Menge an ungenügend gereinigtem Abgas verringert werden kann.A Continuing the procedure provides that the upper and lower Limit for the amount of oxygen to be reduced when during the lean adjustment, the output signal of the second exhaust gas probe indicates lean exhaust gas and during a corresponding Grease adjustment the output signal of the second exhaust gas probe fat Indicates exhaust gas. In such a case, it can be assumed that the introduced and discharged oxygen quantities for the Storage capacity of the emission control system are too large. By reducing the limit values can be achieved that the amount of insufficiently purified exhaust gas passing through can be reduced.

Ein Alterungsindikator für die Abgasreinigungsanlage kann bestimmt werden, indem ein Unterschied zwischen dem oberen und unteren Grenzwert für die Sauerstoff-Menge als ein Maß für eine Alterung der Abgasreinigungsanlage verwendet wird.One Aging indicator for the emission control system can be determined Be a difference between the upper and lower limits for the amount of oxygen as a measure of An aging of the emission control system is used.

Werden für die Modulation der Abgaszusammensetzung eine Mindest-Periodendauer und/oder eine Mindest-Amplitude vorgegeben, kann erreicht werden, dass das Anregungssignal der Lambdamodulation für On-Board-Diagnosefunktionen genutzt werden kann, wobei dies in einer Ausgestaltungsform unabhängig von einer Alterung der Abgasreinigungsanlage sein kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Mindest-Periodendauer und/oder die Mindest-Amplitude der Lambdamodulation nur während der Durchführung einer On-Board-Diagnose vorgegeben werden.Become for the modulation of the exhaust gas composition a minimum period and / or given a minimum amplitude, can be achieved that the lambda modulation excitation signal for on-board diagnostic functions can be used, this being independent in one embodiment may be from an aging of the emission control system. It can be provided that the minimum period and / or the minimum amplitude Lambda modulation only during execution an on-board diagnosis.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to one shown in the figure Embodiment explained in more detail. It shows:

1 in schematischer Darstellung das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann. 1 a schematic representation of the technical environment in which the inventive method can be applied.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

1 zeigt schematisch das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Abgaszusammensetzung beim Betrieb einer Abgasreinigungsanlage 16 eingesetzt werden kann. Einer Brennkraftmaschine 10 wird Luft über eine Luftzuführung 11 zugeführt, wobei deren Masse mit einem Luftmassenmesser 12 bestimmt werden kann. Der Luftmassenmesser 12 kann als Heißfilm-Luftmassenmesser ausgeführt sein. Das Abgas der Brennkraftmaschine 10 wird über einen Abgaskanal 15 abgeführt, wobei in Strömungsrichtung des Abgases hinter der Brennkraftmaschine 10 die Abgasreinigungsanlage 16 vorgesehen ist, an deren Ausgang die Abgase über eine Abgasableitung 18 abgeführt werden. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine 10 ist eine Motorsteuerung 19 vorgesehen, die zum einen der Brennkraftmaschine 10 über eine Kraftstoffdosierung 13 Kraftstoff zuführt und der zum anderen die Signale des Luftmassenmessers 12 und einer in dem Abgaskanal 15 angeordneten ersten Abgas-Sonde 14 sowie einer in der Abgasableitung 18 angeordneten zweiten Abgas-Sonde 17 zugeführt werden. Die erste Abgas-Sonde 14 bestimmt einen Lambda-Istwert eines der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs; sie kann als Breitband-Lambdasonde ausgeführt sein. Die zweite Abgas-Sonde 17 bestimmt die Abgaszusammensetzung nach der Abgasreinigungsanlage 16. Die zweite Abgas-Sonde 17 kann als Lambda-Sprungsonde ausgebildet sein. Das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde 17 wird verwendet, um Sondenoffsets der ersten Abgas-Sonde 14 durch Langzeitadaption auszugleichen und weiterhin Abweichungen des Sauerstoff-Füllstands der Abgasreinigungsanlage 16 vom Optimalwert durch schnelle Eingriffe in den Lambda-Sollwert an der ersten Abgas-Sonde 14 auszugleichen. 1 schematically shows the technical environment in which the inventive method for controlling an exhaust gas composition in the operation of an emission control system 16 can be used. An internal combustion engine 10 is air via an air supply 11 fed, the mass of which with an air mass meter 12 can be determined. The air mass meter 12 can be designed as a hot-film air mass meter. The exhaust gas of the internal combustion engine 10 is via an exhaust duct 15 discharged, wherein in the flow direction of the exhaust gas behind the internal combustion engine 10 the emission control system 16 is provided, at the output of the exhaust gases via an exhaust gas outlet 18 be dissipated. For controlling the internal combustion engine 10 is a motor control 19 provided, on the one hand, the internal combustion engine 10 via a fuel metering 13 Fuel feeds and the other the signals of the air mass meter 12 and one in the exhaust passage 15 arranged first exhaust gas probe 14 and one in the exhaust gas discharge 18 arranged second exhaust gas probe 17 be supplied. The first exhaust gas probe 14 determines a lambda actual value of one of the internal combustion engine 10 supplied fuel-air mixture; it can be designed as a broadband lambda probe. The second exhaust gas probe 17 determines the exhaust gas composition after the emission control system 16 , The second exhaust gas probe 17 can be designed as lambda jump probe. The output signal of the second exhaust gas probe 17 is used to probe offsets the first exhaust probe 14 compensate for long-term adaptation and further deviations of the oxygen level of the emission control system 16 from the optimum value by rapid intervention in the lambda setpoint at the first exhaust gas probe 14 compensate.

Es sind auch Ausführungsformen bekannt, die ausschließlich eine zweite Abgas-Sonde 17 in Flussrichtung des Abgases nach der Abgasreinigungsanlage 16 aufweisen und bei denen keine erste Abgas-Sonde 14 vor der Abgasreinigungsanlage 16 vorgesehen ist.Embodiments are also known which exclusively use a second exhaust gas probe 17 in the flow direction of the exhaust gas after the emission control system 16 and where no first exhaust gas probe 14 in front of the emission control system 16 is provided.

Es ist bekannt, dass Abgasreinigungsanlagen eine optimale Konvertierungsfähigkeit im Bereich eines leicht fetten Abgases mit einem Lambda um 0,995 aufweisen. Die als Sprungsonde ausgebildete zweite Abgas-Sonde 17 gibt dann eine Ausgangsspannung von 600 bis 650 mV ab. Liegt eine gealterte Abgasreinigungsanlage 16 vor, liegt die optimale Konvertierungsfähigkeit weiter im fetten Abgasbereich und somit bei einer höheren Ausgangsspannung der zweiten Abgas-Sonde 17. Es ist weiterhin bekannt, dass der Bereich einer optimalen Konvertierungsleistung der Abgasreinigungsanlage 16 vergrößert werden kann, indem der Lambdawert des Abgases mit einer Amplitude von beispielhaft 5% moduliert wird, wobei der Mittelwert mit Lambda = 1 beibehalten wird.It is known that emission control systems have an optimum conversion capability in the range of a slightly rich exhaust gas with a lambda around 0.995. The trained as a jump probe second exhaust gas probe 17 then outputs an output voltage of 600 to 650 mV. Is an aged emission control system 16 before, the optimum conversion capability is still in the rich exhaust gas range and thus at a higher output voltage of the second exhaust gas probe 17 , It is also known that the range of optimal conversion performance of the emission control system 16 can be increased by modulating the lambda value of the exhaust gas with an amplitude of example 5%, wherein the mean value is maintained with lambda = 1.

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Claims (10)

Verfahren zur Regelung eines Sauerstoff-Füllstands einer Abgasreinigungsanlage (16) einer Brennkraftmaschine (10), wobei in Flussrichtung des Abgases vor der Abgasreinigungsanlage (16) die Abgaszusammensetzungen mit einer ersten Abgas-Sonde (14) und hinter der Abgasreinigungsanlage (16) mit einer zweite Abgas-Sonde (17) gemessen werden, wobei ein Sauerstoff-Eintrag in die Abgasreinigungsanlage (16) bestimmt wird und zu einer Sauerstoff-Menge summiert oder integriert wird und wobei die Abgaszusammensetzung vor der Abgasreinigungsanlage (16) zwischen vorgegebenen Grenzwerten moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation der Abgaszusammensetzung vor der Abgasreinigungsanlage (16) so durchgeführt wird, dass eine Magerverstellung der Abgaszusammensetzung beendet wird, wenn die Sauerstoff-Menge einen vorbestimmten oberen Grenzwert erreicht und eine Fettverstellung beendet wird, wenn die Sauerstoff-Menge einen vorbestimmten unteren Grenzwert erreicht.Method for controlling an oxygen level of an emission control system ( 16 ) an internal combustion engine ( 10 ), wherein in the flow direction of the exhaust gas before the exhaust gas purification plant ( 16 ) the exhaust gas compositions with a first exhaust gas probe ( 14 ) and behind the emission control system ( 16 ) with a second exhaust gas probe ( 17 ), whereby an oxygen input into the exhaust gas purification system ( 16 ) and is summed or integrated into an oxygen amount and wherein the exhaust gas composition before the exhaust gas purification plant ( 16 ) is modulated between predetermined limit values, characterized in that the modulation of the exhaust gas composition upstream of the exhaust gas purification system ( 16 ) is performed so that a lean adjustment of the exhaust gas composition is terminated when the oxygen amount reaches a predetermined upper limit value and a rich adjustment is terminated when the oxygen amount reaches a predetermined lower limit value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sauerstoff-Austrag aus der Abgasreinigungsanlage (16) bestimmt wird und dass der Sauerstoff-Eintrag in die Abgasreinigungsanlage (16) und der Sauerstoff-Austrag aus der Abgasreinigungsanlage zu einer Sauerstoff-Menge summiert oder integriert werden.A method according to claim 1, characterized in that an oxygen discharge from the emission control system ( 16 ) and that the oxygen input into the emission control system ( 16 ) and the oxygen discharge from the emission control system are summed or integrated into an oxygen amount. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Sauerstoff-Menge aus dem Sauerstoff-Ein- und Austrag der Sauerstoff-Ein- und Austrag aus dem Ausgangssignal der ersten Abgas-Sonde (14) vermindert um einen Stelleingriff auf Basis des Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde (17) gebildet wird.The method of claim 1 or 2, characterized in that in the determination of the amount of oxygen from the oxygen input and output of the oxygen input and output from the output signal of the first exhaust gas probe ( 14 ) reduced by a control intervention based on the output signal of the second exhaust gas probe ( 17 ) is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Grenzwert und der obere Grenzwert für die Sauerstoff-Menge so gewählt werden, dass deren Differenz kleiner ist als eine Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage (16).Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lower limit value and the upper limit value for the amount of oxygen are selected so that their difference is smaller than an oxygen storage capacity of the exhaust gas purification system ( 16 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Grenzwert und der obere Grenzwert für die Sauerstoff-Menge abhängig von einer Alterung der Abgasreinigungsanlage (16) und/oder von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (10) festgelegt werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lower limit value and the upper limit value for the amount of oxygen depending on an aging of the exhaust gas purification system ( 16 ) and / or operating parameters of the internal combustion engine ( 10 ) be determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lambdawert des Abgases bei einer Magerverstellung und/oder bei einer Fettverstellung abhängig von einer Alterung der Abgasreinigungsanlage (16) und/oder von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (10) festgelegt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lambda value of the exhaust gas at a lean adjustment and / or at a grease adjustment depending on an aging of the exhaust gas purification system ( 16 ) and / or operating parameters of the internal combustion engine ( 10 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magerverstellung beendet wird, wenn das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde (17) mageres Abgas anzeigt und die Fettverstellung beendet wird, wenn das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde (17) fettes Abgas anzeigt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lean adjustment is terminated when the output signal of the second exhaust gas probe ( 17 ) indicates lean exhaust gas and the grease adjustment is terminated when the output signal of the second exhaust gas probe ( 17 ) indicates rich exhaust gas. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und untere Grenzwert für die Sauerstoff-Menge verringert werden, wenn während der Magerverstellung das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde (17) mageres Abgas anzeigt und während einer korrespondierenden Fettverstellung das Ausgangssignal der zweiten Abgas-Sonde (17) fettes Abgas anzeigt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the upper and lower limits for the amount of oxygen are reduced, when during the lean adjustment, the output signal of the second exhaust gas probe ( 17 ) indicates lean exhaust gas and during a corresponding grease adjustment, the output signal of the second exhaust gas probe ( 17 ) indicates rich exhaust gas. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterschied zwischen dem oberen und unteren Grenzwert für die Sauerstoff-Menge als ein Maß für eine Alterung der Abgasreinigungsanlage (16) verwendet wird.A method according to claim 8, characterized in that a difference between the upper and lower limits for the amount of oxygen as a measure of aging of the exhaust gas purification system ( 16 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Modulation der Abgaszusammensetzung eine Mindest-Periodendauer und/oder eine Mindest-Amplitude vorgegeben werden.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that for the modulation of the exhaust gas composition a minimum period and / or a minimum amplitude can be specified.
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