DE102007005684B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine hat einen Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde, die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Lambdaregelung eingesetzt werden kann, und eine zweite Abgassonde die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Trimmregelung eingesetzt werden kann. Ein HC-Gütewert (EFF_CAT_cherfähigkeit des Abgaskatalysators, wird abhängig von einem Messsignal (VLS_DOWN) der zweiten Abgassonde ermittelt. Ein NOx-Korrekturwert (COR_NOX) wird abhängig von dem Messsignal (VLS_DOWN) der zweiten Abgassonde ermittelt und zwar abhängig von Signalanteilen, die repräsentativ sind für vorhandenen Restsauerstoff. Ein NOx-Gütewert (EFF_CAT_DIAG_NOX) wird abhängig von dem HC-Gütewert (EFF_CAT_HC) und dem NOx-Korrekturwert (COR_NOX) ermittelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaskatalysator, einer ersten Abgassonde, die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Lambdaregelung eingesetzt werden kann, und einer zweiten Abgassonde, die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Trimmregelung eingesetzt werden kann.
  • Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen in Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich die Schadstoffemissionen bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, dass die Schadstoffemissionen verringert werden, die während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen Zylindern entstehen. Zum anderen sind in Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Insbesondere bei Benzin-Brennkraftmaschinen kommen als Abgaskatalysatoren Dreiwege-Katalysatoren zum Einsatz. Ein hoher Wirkungsgrad bei der Umwandlung der Schadstoffkomponenten, wie etwa Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx), setzt ein präzise eingestelltes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern voraus.
  • Ferner muss die Zusammensetzung des Gemisches stromaufwärts des Abgaskatalysators eine vorgegebene Schwankung aufweisen und somit ist ein gezielter Betrieb der Brennkraftmaschine sowohl in Luftüberschuss als auch in Luftmangel notwendig, um ein Befüllen und Leeren eines Sauerstoffspeichers des Abgaskatalysators zu erreichen. Bei dem Einlagern von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher werden insbesondere Stickoxide reduziert, während beim Entleeren des Sauerstoffspeichers die Oxidation unterstützt wird und ferner verhindert wird, dass eingelagerte Sauerstoffmoleküle Teilbereiche des Abgaskatalysators deaktivieren.
  • Der Sauerstoffspeicher ist unter anderem auch dazu ausgebildet sehr kurzfristig Sauerstoff zu speichern und diesen nach Bedarf zu binden oder abzugeben. Er weist einen Oberflächen- und einen Tiefenspeicher zur Speicherung von Sauerstoff auf.
  • Aus dem Fachbuch "Handbuch Verbrennungsmotoren", Herausgeber Richard von Basshuysen/Fred Schäfer, 2. Auflage, Juni 2002, Friedrich Vieweg und Sohn Verlagsgesellschaft mbH Braunschweig/Wiesbaden, Seite 559–561 ist eine Lambdaregelung und eine dieser zugeordnete Trimmregelung für Brennkraftmaschinen mit Benzinbetrieb bekannt. Durch die Lambdaregelung soll sichergestellt werden, dass die Schadstoffkomponenten CO, HC und NOx möglichst gut konvertiert werden und zwar im Zusammenhang mit dem Einsatz eines als Dreiwege-Katalysators ausgebildeten Abgaskatalysators.
  • Die Lambdaregelung umfasst das Aufmodulieren einer Zwangsanregung auf einen Sollwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zur Optimierung des Katalysatorwirkungsgrades. Abhängig von dem Signal einer linearen Lambdasonde stromaufwärts des Abgaskatalysators wird ein Istwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ermittelt und so eine Regelabweichung für den Lambdaregler ermittelt, der als PII2D-Regler ausgebildet ist und an dessen Ausgang ein Korrekturwert zum Korrigieren einer zuzumessenden Kraftstoffmenge ermittelt wird. Die mittels der Korrekturwertes korrigierte zuzumessende Kraftstoffmenge wird durch die Kraftstoffeinspritzventile in die Brennräume der Zylinder zugemessen.
  • Der Trimmregler ist als PI-Regler ausgebildet, der das weniger Querempfindlichkeiten ausgesetzte Nachkatsondensignal ausnutzt.
  • Aus dem gleichen Fachbuch, Seiten 568 ff., ist es bekannt den Katalysator zu überwachen. Dazu wird die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators ausgenutzt, die korreliert mit der Kohlenwasserstoff-Konvertierung im Abgaskatalysator. Für eine Katalysatordiagnose wird eine erhöhte Zwangsanregung eingesetzt. Bei einem neuen Abgaskatalysator mit einer relativ hohen Sauerstoffspeicherfähigkeit werden diese Regelschwingungen deutlich gedämpft und somit weist das Sondensignal stromabwärts des Abgaskatalysators nur eine geringe Schwingungsamplitude auf. Ein gealterter Katalysator hat ein deutlich schlechteres Speicherverhalten, so dass die vor dem Abgaskatalysator vorhandene Schwingung auf die Abgassonde stromabwärts des Katalysators entsprechend stärker durchschlägt. Zum Überwachen des Katalysators werden daher die Signalamplituden der Lambdasonden vor und hinter dem Katalysator ausgewertet und anschließend der Quotient aus den Amplituden gebildet. Dieses Amplitudenverhältnis wird zur Beurteilung der Konvertierungsrate des Katalysators eingesetzt.
  • Immer häufiger ist es gefordert auch bezüglich möglicher Stickoxidemissionen eine Überwachung durchzuführen und insbesondere die NOx-Emissionen auch abzuschätzen.
  • In der DE 10 2005 007 830 A1 ist ein Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator einer Brennkraftmaschine mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung beschrieben. Bei diesem Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung der im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen Schadstoffkomponenten, basierend auf der dynamischen Speicherfähigkeit des Abgaskatalysators für Sauerstoff wird vorgeschlagen, dass die dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher und die dynamische Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher separat voneinander bestimmt werden. Anhand der dynamischen Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff wird die bezüglich der Reduktion der Schadstoffkomponenten geleistete Konvertierung ermittelt bzw. anhand der dynamischen Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff wird die bezüglich der Oxidation der Schadstoffkomponenten geleitete Konvertierung ermittelt.
  • Aus der DE 103 30 367 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschwefelung mindestens eines Katalysators eines einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine nachgeschalteten Katalysatorsystems bekannt, wobei eine Entschwefelungsnotwendigkeit in Abhängigkeit zumindest eines Kriteriums ermittelt wird. Während der Entschwefelung des Katalysators wird er bei einer erhöhten Temperatur zumindest zeitweise mit einem fetten Abgas mit Lambda < 1 beaufschlagt. Dabei ist vorgesehen, dass das zumindest eine Kriterium zur Ermittlung zur Entschwefelungsnotwendigkeit eine Sauerstoffspeicherfähigkeit mindestens eines Katalysators des Katalysatorsystems umfasst.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das beziehungsweise die ein einfaches Abschätzen von NOx-Emissionen ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaskatalysator, einer ersten Abgassonde, die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Lambdaregelung eingesetzt werden kann, also insbesondere stromaufwärts oder innerhalb des Abgaskatalysators, und einer zweiten Abgassonde, die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Trimmregelung eingesetzt werden kann, also insbesondere stromabwärts des Abgaskatalysators oder gegebenenfalls auch noch innerhalb des Abgaskatalysators, jedoch auf jeden Fall stromabwärts der ersten Abgassonde.
  • Ein HC-Gütewert, der repräsentativ ist für eine Sauerstoffspeicherfähigkeit des Abgaskatalysators, wird abhängig von einem Messsignal der zweiten Abgassonde ermittelt. Ein NOx-Korrekturwert wird abhängig von dem Messsignal der zweiten Abgassonde ermittelt und zwar abhängig von Signalanteilen, die repräsentativ sind für vorhandenen Restsauerstoff. Ein NOx-Gütewert wird abhängig von dem HC-Gütewert und dem NOx-Korrekturwert ermittelt. Auf diese Weise wird die Erkenntnis genutzt, dass der HC-Gütewert eine gewisse Korrelation bezüglich des NOx-Gütewerts und somit zu der NOx-Emissionen hat. Ferner wird die Erkenntnis genutzt, dass unter Berücksichtigung des NOx-Korrekturwertes der NOx-Gütewert mit noch höhe rer Genauigkeit ermittelt werden kann und somit eine klarere Identifikation von NOx-Emissionen möglich ist.
  • Dies hat ferner den Vorteil, dass auf den Einsatz zusätzlicher Sensoren verzichtet werden kann. Auf diese Weise werden so insbesondere Kaltstartemissionen, die im Wesentlichen Kohlenwasserstoffemissionen umfassen und Warmemissionen, die im Wesentlichen Stickoxide umfassen getrennt bewertet.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn abhängig von dem NOx-Gütewert und einem vorgegebenen NOx-Grenzgütewert ein Diagnoseindikator ermittelt wird und so eine Diagnose im Hinblick auf NOx-Emissionen stromabwärts des Abgaskatalysators einfach möglich ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
  • 2 ein Blockschaltbild von Teilen der Steuervorrichtung und
  • 3 Signalverläufe.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Eine Brennkraftmaschine hat einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7. Das Saugrohr 7 mündet in einen Einlasskanal, der hin zu einem Zylinder Z1 in dem Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit einem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
  • Der Zylinderkopf umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19. Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in den Saugrohr 7 angeordnet sein.
  • In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 21 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwege-Katalysator ausgebildet ist. Ferner kann in dem Abgastrakt auch noch ein weiterer Abgaskatalysator 23 angeordnet sein, der beispielsweise auch ein spezieller NOx-Katalysator sein kann.
  • Die Brennkraftmaschine weist ferner eine Steuervorrichtung 25 auf, die auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden kann. Der Steuervorrichtung 25 sind Sensoren zugeordnet, die verschiedene Messgrößen erfassen. Betriebsgrößen umfassen neben den Messgrößen auch von diesen abgeleitete Größen.
  • Darüber hinaus sind der Steuervorrichtung 25 auch Stellantriebe zugeordnet, die auf Stellglieder der Brennkraftmaschine einwirken.
  • Die Steuervorrichtung 25 ist dazu ausgebildet in Abhängigkeit von mindestens einer der Betriebsgrößen Stellgrößen zu ermitteln, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 umfasst eine Speichereinheit zum Speichern von Daten und Programmen und auch eine Re cheneinheit zum Abarbeiten von gespeicherten Programmen. Darüber hinaus umfasst die Steuervorrichtung auch eine Treibereinheit zum Erzeugen entsprechender Stellsignale.
  • Die Sensoren sind ausgebildet als ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, der stromaufwärts der Drosselklappe 5 angeordnet ist und den dort strömenden Luftmassenstrom erfasst, ein Temperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Saugrohrdruck erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem eine Drehzahl N der Brennkraftmaschine zugeordnet wird.
  • Ferner umfassen die Sensoren auch eine erste Abgassonde 42, die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Lambdaregelung eingesetzt werden kann. Die erste Abgassonde 42 ist bevorzugt stromaufwärts des Abgaskatalysators 21 in dem Abgastrakt 4 angeordnet. Die kann jedoch auch in dem Abgaskatalysator 21 angeordnet sein. Die erste Abgassonde 42 ist dazu ausgebildet einen Restsauerstoffgehalt des Abgases zu erfassen. Ihr Messsignal VLS_UP ist somit charakteristisch für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders Z1 und stromaufwärts der Abgassonde 42 vor der Oxidation des Kraftstoffs. Bevorzugt ist die erste Abgassonde 42 als lineare Lambdasonde ausgebildet. Eine beispielhafte Ausgestaltung einer derartigen linearen Lambdasonde ist beispielsweise in dem bereits eingangs zitierten "Handbuch Verbrennungsmotor", Seite 589 offenbart, dessen Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist.
  • Ferner ist eine zweite Abgassonde 43 vorgesehen, die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Trimmregelung eingesetzt werden kann. Die zweite Abgassonde 43 ist bevorzugt als eine binäre Lambdasonde ausgebildet, die auch als Sprungsonde bezeichnet wird. Die zweite Abgassonde 43 ist bevorzugt stromabwärts des Abgaskatalysators 21 angeordnet. Sie kann jedoch auch innerhalb des Abgaskatalysators 21 angeordnet sein. In diesem Fall ist sie jedoch auf jeden Fall stromabwärts der ersten Abgassonde 42 angeordnet.
  • Das Messsignal VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43 ist charakteristisch für einen Restsauerstoffgehalt des Abgases im Bereich der zweiten Abgassonde 43.
  • Der Steuervorrichtung 25 können die genannten Sensoren oder auch eine Untermenge dieser oder auch zusätzliche Sensoren zugeordnet sein.
  • Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 18 oder die Zündkerze 19.
  • Neben dem Zylinder Z1 sind bevorzugt noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen ebenfalls entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren zugeordnet sind.
  • Teile der Steuervorrichtung 25 sind im Folgenden anhand des Blockschaltbildes der 2 näher erläutert. Das Blockschaltbild umfasst Blöcke B1 bis B14, die auch als Funktionsblöcke bezeichnet werden und deren Funktionalität bevorzugt in der Form von Programmen in der Steuervorrichtung 25 gespeichert ist und die dann während des Betriebs der Brennkraftmaschine bevorzugt abgearbeitet werden.
  • Einem Block 31 ist eingangsseitig ein Grundsollwert LAMB_SP_RAW des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt, der durch eine weitere nicht dargestellte Funktion vorgegeben werden kann oder auch grundsätzlich fest vorgegeben sein kann. Bevorzugt weist der Grundsollwert LAMB_SP_RAW des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses einen Wert auf, der nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemisch liegt.
  • Darüber hinaus ist dem Block 31 ein Zwangsanregungsamplitude A und eine Zwangsanregungsfrequenz F zugeführt. Abhängig von der Zwangsanregungsamplitude A und der Zwangsanregungsfrequenz F wird dem Grundsollwert LAMB_SP_RAW des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Block B1 eine Zwangsanregung aufmoduliert zum Einstellen einer Lambdaschwankung zur Optimierung des Katalysatorwirkungsgrades des Abgaskatalysators 21. Ausgangsseitig des Blocks B1 wird dann der entsprechend zwangsangeregte Sollwert LAMB_SP des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ausgegeben, der eingangsseitig zu dem Block 32 geführt ist.
  • Der Block 32 umfasst einen Lambdaregler, der bevorzugt als linearer Lambdaregler ausgebildet ist und der bevorzugt als PII2D-Regler ausgebildet ist. Ein derartiger linearer Lambdaregler ist im Rahmen einer Lambdareglung in dem "Handbuch Verbrennungsmotor", das bereits eingangs zitiert wurde, auf den Seiten 559-561 offenbart, deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist.
  • Ausgangsseitig des Blocks B2 wird dann von dem Lambdaregler ein Lambda-Korrekturwert FAC_LAM erzeugt. In einem Block 34 wird abhängig von einer einzustellenden Last eine zuzumessende Kraftstoffmasse MFF_SP ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt abhängig von der Drehzahl N und dem Luftmassenstrom MAF, der in den jeweiligen Brennraum der jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 strömt.
  • In einem Verknüpfungspunkt VK wird die zuzumessende Kraftstoffmasse MFF_SP verknüpft mit dem Lambda-Korrekturwert FAC_LAM zu einer korrigierten zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF_SP_COR, die dann in ein entsprechendes Stellsignal zum Ansteuern eines jeweiligen Einspritzventils 18 umgesetzt wird.
  • Ein Block B6 umfasst einen Trimmregler. Dem Block B6 ist das Messsignal VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43 und ein Trimm-Sollwert TRIM_SP zugeführt. Der Trimm-Sollwert TRIM_SP ist bevorzugt vorgegeben und abhängig von der spezifischen Ausgestaltung der zweiten Abgassonde 43. Er kann beispielsweise einen Wert zwischen 650 und 700 mV annehmen. Der Trimm-Regler umfasst bevorzugt einen P-, einen D- und gegebenenfalls einen I-Anteil. Die Regeldifferenz des Trimm-Reglers hängt bevorzugt ab von dem Trimm-Sollwert TRIM_SP und dem Messsignal VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43. Gegebenenfalls wird vor dem Bilden der Regeldifferenz das Messsignal VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43 auch noch gefiltert.
  • Abhängig von dem Stellsignalanteil, der durch den I-Anteil des Trimm-Reglers gebildet wird, kann beispielsweise auch noch ein Adaptionswert ermittelt werden, so beispielsweise aus einem über einen vorgegebenen Zeitraum im Mittel anliegenden Stellsignalanteil des I-Anteils. Das Steilsignal des Trimm-Reglers wirkt bevorzugt in Form einer Kennlinienverschiebung einer Kennlinie über die eine Zuordnung des Messsignals VLS_UP der ersten Abgassonde 42 zu dem Istwert LAMB_AV des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erfolgt. Durch den Trimm-Regler kann so insbesondere eine Veränderung der Cha rakteristik der ersten Abgassonde 42 über den Betrieb der Brennkraftmaschine kompensiert werden.
  • Ein Block 38 ist dazu ausgebildet, einen HC-Gütewert EFF_CAT_HC abhängig von dem Messsignal VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43 und einem Referenzwert VLS_DOWN_REF des Messsignals der zweiten Abgassonde 43 zu ermitteln. Dies erfolgt bevorzugt in Form einer Überprüfung der Sauerstoffspeicherfähigkeit – auch bezeichnet als Oxygen storage capacity – des Abgaskatalysators 42. Zu diesem Zweck wird bevorzugt in vorgegebenen Betriebszuständen, insbesondere in einem quasistationären Betriebszustand, die Zwangsanregungsamplitude A erhöht im Vergleich zu dem Normalbetrieb und über eine vorgegebene Anzahl an Zyklen der Zwangsanregung, so zum Beispiel in etwa 20 Zyklen, abhängig von einer dazu korrelierenden Amplitude einer Schwingung des Messsignals VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43 in Bezug auf den Referenzwert VLS_DOWN_REF des Messsignals der zweiten Abgassonde 43 der HC-Gütewert EFF_CAT_HC ermittelt. Dabei wird die Erkenntnis genutzt, dass die Amplitude dieser Schwingung umso geringer ist, je höher die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Abgaskatalysators 42 ist. Insbesondere kann so das Oberflächensauerstoffspeicherverhalten des Abgaskatalysators sehr genau analysiert werden, das repräsentativ ist für die Konvertierfähigkeit von HC-Emissionen innerhalb des Abgaskatalysators 42.
  • Alternativ kann der HC-Gütewert EFF_CAT_HC auch auf andere Art und Weise ermittelt werden, wie beispielsweise durch eine entsprechende Sauerstoffbilanzierung abhängig von dem Messsignal der ersten Abgassonde 42 VLS_UP und dem zweiten Messsignal VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43.
  • Ein Block B10 ist dazu ausgebildet, einen NOx-Korrekturwert COR_NOX zu ermitteln. Dies erfolgt abhängig von dem Messsignal VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43, dem Referenzwert VLS_DOWN_REF des Messsignals der zweiten Abgassonde 43 und dem Luftmassenstrom MAF. Das Vorgehen zum Ermitteln des NOx-Korrekturwertes COR_NOX ist im Folgenden anhand der Signalverläufe gemäß der 3 näher erläutert.
  • In der 3 ist über die Zeit T der beispielhafte Signalverlauf des Messsignals VLS_DOWN der zweiten Abgassonde 43 dargestellt. Die zweite Abgassonde 43 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass ihr Messsignal VLS_DOWN einen kleineren Spannungswert aufweist, als der Referenzwert VLS_DOWN_REF im Falle eines im Bereich der zweiten Abgassonde 43 vorhandenen Restsauerstoffsanteils, während es bei entsprechend nicht vorhandenem Restsauerstoffanteil einen größeren Spannungswert als der Referenzwert VLS_DOWN_REF aufweist.
  • Beispielhaft sind ein erster und zweiter Schwellenwert VLS_DOWN_THD_1, VLS_DOWN_THD_2 vorgegeben, denen dann NOx-Faktoren FAC_NOx und zwar erste beziehungsweise zweite NOx_Faktorwert FAC_NOx_1, FAC_NOx_2 zugeordnet sind. Diese sind bevorzugterweise fest vorgegeben und beispielsweise durch entsprechende Versuche oder Simulation ermittelt. Bevorzugt werden der jeweilige Wert des Luftmassenstroms MAF und der NOx-Faktor, der zeitlich gerade zugeordnet ist, miteinander verknüpft und dieses Produkt dann integriert. Damit ergibt sich der in dem unteren Teil der 3 dargestellte Verlauf eines NOx-Integrals NOx_INT. Dabei bezeichnen t_1 bis t_6 entsprechende Zeitpunkte. Das Ermitteln des NOx-Integrals NOx_INT wird bevorzugt in vorgegebenen Fahrsituationen beispielsweise bei einer Konstantfahrt mit einer hohen Motorlast oder auch in Beschleunigungsphasen durchgeführt.
  • Abhängig von dem NOx-Integral NOx_INT wird dann der NOx-Korrekturwert COR_NOX ermittelt. Dies kann erfolgen, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, die beispielsweise bezogen ist auf die zeitliche Dauer des Integrationsvorgangs.
  • Der NOx-Korrekturwert COR_NOX ist eine Eingangsgröße für einen Block B12, dem ebenfalls der HC-Gütewert EFF_CAT_HC zugeführt ist. In dem Block B12 wird abhängig von dem HC-Gütewert EFF_CAT_HC und dem NOx-Korrekturwert COR_NOX ein NOx-Gütewert EFF_CAT_DIAG_NOX ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt mittels multiplikativer Verknüpfung. Es kann jedoch auch beispielsweise mittels additiver Verknüpfung erfolgen.
  • In einem Block B14 erfolgt vorzugsweise ein Vergleich des NOx-Gütewertes EFF_CAT_DIAG_NOX mit einem NOx-Grenzgütewert EFF_CAT_DIAG_NOX_LIM, der bevorzugt fest vorgegeben ist und beispielsweise dem Verhalten eines so genannten Grenzkatalysators entspricht, also eines Abgaskatalysators, der vorgegebene Abgaswerte gerade noch einhält. Je nach dem Vergleichsergebnis wird dann ein Diagnoseindikator DIAG mit einem entsprechend charakteristischen Wert ermittelt, der je nach Ausgang des Vergleichs charakteristisch ist für einen Fehler, insbesondere aufgrund zu hoher NOx-Emissionen oder keinen Fehler.
  • Abhängig von dem Wert des Diagnoseindikators DIAG kann dann beispielsweise eine Fehleranzeige entsprechend aktiviert werden, die auch als mal function indicator lamp (MIL) bezeichnet wird, und es kann ein entsprechender Fehlereintrag in dem Speicher der Steuervorrichtung 25 erfolgen.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaskatalysator (21), einer ersten Abgassonde (42), die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Lambdaregelung eingesetzt werden kann, und einer zweiten Abgassonde (43), die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Trimmregelung eingesetzt werden kann, bei dem – ein HC-Gütewert (EFF_CAT_HC), der repräsentativ ist für eine Sauerstoffspeicherfähigkeit des Abgaskatalysators (21), abhängig von einem Messsignal (VLS_DOWN) der zweiten Abgassonde (43) ermittelt wird, – ein NOx-Korrekturwert (COR_NOX) abhängig von dem Messsignal (VLS_DOWN) der zweiten Abgassonde (43) ermittelt wird, und zwar abhängig von Signalanteilen, die repräsentativ sind für vorhandenen Restsauerstoff – ein NOx-Gütewert (EFF_CAT_DIAG_NOX) abhängig von dem HC-Gütewert (EFF_CAT_HC) und dem NOx-Korrekturwert (COR_NOX) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem abhängig von dem NOx-Gütewert (EFF_CAT_DIAG_NOX) und einem vorgegebenen NOx-Grenzgütewert (EFF_CAT_DIAG_NOX_LIM) ein Diagnoseindikator (DIAG) ermittelt wird.
  3. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaskatalysator (21), einer ersten Abgassonde (42), die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Lambdaregelung eingesetzt werden kann, und einer zweiten Abgassonde (43), die so angeordnet ist, dass sie im Rahmen einer Trimmregelung eingesetzt werden kann, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist – einen HC-Gütewert (EFF_CAT_HC), der repräsentativ ist für eine Sauerstoffspeicherfähigkeit des Abgaskatalysators (21), abhängig von einem Messsignal (VLS_DOWN) der zweiten Abgassonde (43) zu ermitteln, – einen NOx-Korrekturwert (COR_NOX) abhängig von dem Messsignal (VLS_DOWN) der zweiten Abgassonde (43) zu ermitteln, und zwar abhängig von Signalanteilen, die repräsentativ sind für vorhandenen Restsauerstoff – einen NOx-Gütewert (EFF_CAT_DIAG_NOX) abhängig von dem HC-Gütewert (EFF_CAT_HC) und dem NOx-Korrekturwert (COR_NOX) zu ermitteln.
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