DE102007016276A1

DE102007016276A1 - Lambda-Regelung mit einer Kennlinienadaption

Info

Publication number: DE102007016276A1
Application number: DE102007016276A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. Hahn
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2008-10-09
Also published as: WO2008122369A3; WO2008122369A2; EP2142784B1; EP2142784A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lambda-Regelung bei einem Verbrennungsmotor mit einer Motorsteuerung zur Gemischbildung und einer in einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors angeordneten lambda-Sonde zur Erzeugung eines einen Sauerstoffgehalt eines in der Abgasanlage geführten Abgases mittels einer hinterlegten Kennlinie charakterisierenden Sondensignals. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: - Vorsteuern von Gemischänderungen des Verbrennungsmotors mittels der Motorsteuerung; - Adaptieren der hinterlegten Kennlinie der lambda-Sonde unter Verwendung der vorgesteuerten Gemischänderungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur λ-Regelung bei einem Verbrennungsmotor mit einer Motorsteuerung zur Gemischbildung und einer in einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors angeordneten λ-Sonde zur Erzeugung eines einen Sauerstoffgehalt eines in der Abgasanlage geführten Abgases mittels einer hinterlegten Kennlinie charakterisierenden Sondensignals.
Verfahren zur λ-Regelung bei Verbrennungsmotoren können eingesetzt werden, um die Emissionen schädlicher Abgase in die Umwelt zu reduzieren. Dazu kann in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors zumindest ein Katalysator angeordnet werden. Um den Katalysator in einem optimalen Betriebspunkt zu halten, ist es notwendig, die Gemischaufbereitung des Verbrennungsmotors mit Hilfe einer λ-Regelung so zu steuern, dass sich zumindest im Mittelwert ein geregelter λ-Wert ergibt, der möglichst nahe bei 1,0 liegt. Zum Generieren eines λ-Wertes kann in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors eine λ-Sonde angeordnet sein. Zur Ermittlung des λ-Wertes kann mittels einer Kennlinie ein Sondensignal der λ-Sonde einem zugehörigen λ-Wert zugeordnet werden.
Zur Korrektur einer ungenauen λ-Wert-Messung stromauf des Katalysators kann man stromab des Katalysators mittels einer λ-Sonde eine λ-Abweichung ermitteln, welche als Offset oder zeitlicher Aufschlag auf eine Periodendauer in die vordere λ-Regelung eingerechnet wird. Beispielweise ist aus der DE 38 37 984 A1 bekannt, das Signal einer hinter dem Katalysator angeordneten Sonde mit einem Sollwert zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis den Sollwert der vorderen λ-Regelung zu beeinflussen.
Ferner wird in der DE 43 20 881 A1 eine Kombination einer λ-Sonde mit sprungförmiger beziehungsweise binärer Sondencharakteristik mit einer weiteren λ-Sonde gezeig, wobei beide Sonden in unmittelbarer Nachbarschaft zu einander angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte λ-Regelung bei einem Verbrennungsmotor, insbesondere mit einer verbesserten Auswertung eines Sondensignals einer λ-Sonde, bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur λ-Regelung bei einem Verbrennungsmotor mit einer Motorsteuerung zur Gemischbildung und einer in einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors angeordneten λ-Sonde zur Erzeugung eines einen Sauerstoffgehalt eines in der Abgasanlage geführten Abgases mittels einer hinterlegten Kennlinie charakterisierenden Sondensignals, durch folgende Schritte gelöst: Vorsteuern von Gemischänderungen des Verbrennungsmotors mittels der Motorsteuerung und Adaptieren der hinterlegten Kennlinie der λ-Sonde unter Verwendung der vorgesteuerten Gemischänderungen. Zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben an die zulässigen Abgasemissionen ist eine hohe Wirksamkeit von Abgasreinigungsmaßnahmen notwendig. Dazu kann eine möglichst genaue Einstellung der Abgaszusammensetzung des Verbrennungsmotors dienen, wobei ein im Abgassystem befindlicher Katalysator möglichst wirkungsvoll arbeiten kann. Um eine möglichst gute Konvertierungsleistung des Katalysators, beispielsweise eines Dreiwegekatalysators, zu erreichen, kann dieser mit Abgas beaufschlagt werden, welches mittels der Gemischänderungen wechselnd einen leichten Kraftstoffüberschuss (fett) oder einen leichten Sauerstoffüberschuss (mager) aufweist. Solche Gemischänderungen werden auch als λ-Modulation bezeichnet. Vorteilhaft können die vorgesteuerten, also bekannten Gemischänderungen zum Adaptieren der hinterlegten Kennlinie der λ-Sonde verwendet werden. Bei der λ-Sonde kann es sich beispielsweise um eine Sprung-λ-Sonde, die nach dem Nernst-Prinzip arbeitet, handeln. Solche λ-Sonden weisen in der Regel bei magerer oder fetter Abgaszusammensetzung eine sehr flache Kennlinie auf, die, insbesondere bei einer Alterung der Sonde, toleranzbehaftet sein kann. Vorteilhaft können die bekannten – da vorgesteuerten – Gemischänderungen dazu verwendet werden, die Kennlinie einer solchen Sprung-λ-Sonde zu adaptieren, wobei diese trotz möglicher vorhandener Toleranzen und/oder Alterungserscheinungen die Ermittlung eines genaueren λ-Wertes, insbesondere bei magerer und/oder fetter Abgaszusammensetzung ermöglicht. Vorteilhaft kann insbesondere in Verbindung mit einer vorgesteuerten Gemischänderung beziehungsweise λ-Modulation eine Verschlechterung der Konvertierungsleistung des Katalysators aufgrund von Toleranzen und/oder Fehlern der Kennlinie vermieden werden. Vorteilhaft kann trotz der Verwendung vergleichsweise günstiger Sprung-λ-Sonden eine langzeitstabile gute Konvertierungsleistung des Katalysators erreicht werden. Es ist jedoch auch denkbar, mittels des Verfahrens eine hinterlegte Kennlinie einer Breitband-λ-Sonde zu adaptieren.
Eine Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Vorsteuern der Gemischänderungen als λ-Modulation. Bei den Gemischänderungen kann es sich um eine ohnehin für λ-Regelungen gebräuchliche Anhebungen und Absenkungen der Kraftstoffmenge handeln, beispielsweise um +/– 2%. Vorteilhaft kann die Adaption der hinterlegten Kennlinie beim üblichen Betrieb des Verbrennungsmotors vorgenommen werden. Eine spezielle, von der üblichen Steuerung der Gemischänderungen abweichende Vorsteuerung ist nicht notwendig.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Korrelieren einer Signaländerung der λ-Sonde mit den vorgesteuerten Gemischänderungen. Üblicherweise wirkt die Abgasanlage, insbesondere aufgrund der Laufzeit des Abgases und Vermischungseffekten, als Verzögerungsglied, so dass die vorgesteuerten Gemischänderungen zeitversetzt entsprechende Signaländerungen der λ-Sonde hervorrufen. Vorteilhaft kann zum Korrelieren diese Zeitverzögerung anhand des Verlaufes der Signaländerungen der λ-Sonde und/oder zusätzlich durch Kenntnis der Dimensionierung der Abgasanlage sowie des darin geführten Abgasmassenstroms abgeschätzt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: In Bezug setzen einer maximalen Differenz einer beim Vorsteuern der Gemischänderungen vorgesteuerten Kraftstoffmenge zu einer sich aus dieser ergebenden maximalen Signaländerung der λ-Sonde. Vorteilhaft kann dadurch die Verzögerungszeit beziehungsweise Laufzeit des Abgases ermittelt werden, wobei vorteilhaft ein einer bestimmten Kraftstoffmenge entsprechender Signalwert ermittelbar ist.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Ändern der Kraftstoffmenge ausgehend von einer stöchiometrischen Gemischzusammensetzung. Vorteilhaft kann beispielsweise mittels einer Sprung-λ-Sonde der λ = 1-Punkt verhältnismäßig exakt ermittelt werden. Mithin kann auch dieser Punkt als Ausgangspunkt zur Änderung der Kraftstoffmenge vergleichsweise exakt ermittelt werden. Die Änderung der Kraftstoffmenge kann beispielsweise +/– 2%, beispielsweise über eine vorgesteuerte Rampe, erfolgen.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Ermitteln eines auf die Änderung der Kraftstoffmenge zeitlich folgenden Extremwerts des Sondensignals. Vorteilhaft kann bei Erreichen des Extremwertes eine Zeitmarke gesetzt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Ermitteln eines Wertepaares des Extremwerts des Sondensignals zu einem diesem zeitlich vorangegangenen Extremwert der Kraftstoffmenge. Bei dem vorangegangenen Extremwert der Kraftstoffmenge kann ebenfalls ein Zeitsignal gesetzt werden, wobei sich aus der Zeitdifferenz die Verzögerungszeit ergibt. Vorteilhaft kann durch die jeweilige Extremwertbestimmung der vorgesteuerten Kraftstoffmenge und des Sondensignals ein Wertepaar der Kennlinie der verwendeten λ-Sonde ermittelt werden. Durch die grundsätzlich bekannte vorgesteuerte Kraftstoffmenge ist es möglich, dem Extremwert der Kraftstoffmenge einen theoretisch berechenbaren λ-Wert zuzuordnen. Dieser berechnete beziehungsweise erwartete λ-Wert kann über das Wertepaar dem Sondensignal zugeordnet werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Adaptieren der Kennlinie in das Wertepaar. Vorteilhaft kann geprüft werden, ob das ermittelte Wertepaar Element der hinterlegten Kennlinie ist. Falls dies nicht der Fall ist, also die Kennlinie für den dem Wertepaar zugehörigen Sondensignal einen abweichenden λ-Wert ergeben würde, kann vorteilhaft die Kennlinie dahingehend adaptiert werden, dass der vorberechnete λ-Wert auf der Kennlinie liegt. Das Adaptieren der Kennlinie kann dazu auf verschiedene Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch eine Parallelverschiebung der Kennlinie, durch Verschieben bestimmter Teile der Kennlinie, beispielsweise in einem fetten und/oder mageren Bereich und/oder durch Ersetzen der Kennlinie oder zumindest eines Bereiches der Kennlinie durch vorbekannte, beispielsweise durch Langzeitmessreihen ermittelte Kennlinien gealterter λ-Sonden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Ermitteln des Wertepaares bei einer fetten Gemischzusammensetzung. Vorteilhaft kann dadurch ein Bereich der Kennlinie für Messwerte λ < 1 besonders gut adaptiert werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Adaptieren der hinterlegten Kennlinie nach Eintreten einer Freigabebedingung, insbesondere zumindest einer der folgenden Freigabebedingungen: Der Verbrennungsmotor befindet sich in einem annähernd konstanten Drehzahl-/Lastpunkt, eine Gemischadaption des Verbrennungsmotors ist eingeschwungen, die λ-Regelung ist eingeschwungen, eine Tankentlüftung des Verbrennungsmotors ist deaktiviert und/oder eine Motortemperatur des Verbrennungsmotors befindet sich in einem vorgegebenen Bereich.
Die Aufgabe ist außerdem durch die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges oder in einem Diagnosebetrieb gelöst.
Die Aufgabe ist schließlich mit einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor mit einer Motorsteuerung, ausgelegt und/oder eingerichtet zum Durchführen eines wie oben beschriebenen Verfahrens gelöst.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer λ-Regelung für ein Kraftfahrzeug;
2 eine Kennlinie einer Breitband-λ-Sonde;
3 eine Kennlinie einer Sprung-λ-Sonde mit einem Wertepaar zum Adaptieren der Kennlinie; und
4 ein Schaubild eines zeitlichen Verlaufs einer vorgesteuerten Gemischänderung im Vergleich zu einem korrespondierenden zeitlichen Verlauf eines sich daraus ergebenden Sondensignals.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zur λ-Regelung bei einem Verbrennungsmotor 1. Der nicht näher dargestellte Verbrennungsmotor 1 weist zur λ-Regelung in einem vorderen Regelkreis 2 und einem hinteren Regelkreis 3 eine gestrichelt angedeutete Motorsteuereinheit 5 auf. Die Motorsteuereinheit 5 weist neben anderen, nicht dargestellten Komponenten eine Adaptionsvorrichtung 6, einen vorderen Regler 7 des vorderen Regelkreises 2 sowie einen hinteren Regler 9 des hinteren Regelkreises 3 auf. Der vordere Regler 7 der Motorsteuereinheit 5 steuert die Gemischbildung des Verbrennungsmotors 1. Der Verbrennungsmotor 1 entlässt sein Abgas in eine Abgasanlage 11 mit einem Katalysator 13 mit einer ersten λ-Sonde 15 und einer zweiten λ-Sonde 17. Die erste λ-Sonde 15 ist im Abgasweg der Abgasanlage 11 dem Katalysator 13 vorgeschaltet. Die zweite λ-Sonde 17 ist im Abgasweg der Abgasanlage 11 dem Katalysator 13 nachgeschaltet. Die erste λ-Sonde 15 liefert ein Sondensignal 19, das dem vorderen Regler 7 nach Subtraktion eines Sollwertes 21 zugeführt wird. Die zweite λ-Sonde 17 liefert ein hinteres Sondensignal 23, das dem hinteren Regler 9 zugeführt wird. Der hintere Regler 9 generiert hieraus ein Stellsignal 25, das zusätzlich mit dem Sollwert 21 addiert wird. Mithin bewirkt der hintere Regler 9 eine Veränderung des Sollwertes 21, bevor dieser von dem Sondensignal 19 subtrahiert wird.
Bei der ersten λ-Sonde 15 kann es sich beispielsweise um eine Sprung-λ-Sonde nach dem Nernst-Prinzip handeln. Das angewendete Regelverfahren des vorderen Regelkreises 2 kann beispielsweise als Zweipunkt-Regelverfahren ausgelegt sein, wobei Gemischänderungen als λ-Modulation vorgesteuert werden. Dazu kann beispielsweise die Kraftstoffmenge im Wechsel um +/– 2% erhöht beziehungsweise verringert werden.
Bei der 2. λ-Sonde 17 kann es sich beispielsweise um eine Breitband-λ-Sonde handeln.
2 zeigt eine Kennlinie 27 einer Sprung-λ-Sonde. Kennlinien von Breitband-λ-Sonden liefern auch bei λ ungleich 1 eine vergleichsweise gute Signalauflösung. In 2 symbolisiert eine x-Achse 29 einen λ-Wert und eine y-Achse 31 einen dazugehörigen Signalwert eines Sondensignals der Breitband-λ-Sonde. Ferner ist in 2 mit der Ziffer 1 ein λ = 1-Punkt 33 eingezeichnet.
3 zeigt eine Kennlinie 35 einer Sprung-λ-Sonde mit einem Wertepaar 37 zum Adaptieren der Kennlinie 35. Auf einer x-Achse 36 ist die Größe λ und auf einer y-Achse 38 ein Sondensignal oder eine das Sondensignal kennzeichnende Größe, beispielsweise eine Spannung, aufgetragen. Das Wertepaar 37 entspricht einem λ-Wert von 0,98 und dem dazugehörigen Sondensignal. Bei dem Sondensignal kann es sich beispielsweise um das vordere Sondensignal 19 der ersten λ-Sonde 15 handeln. Die Kennlinie 35 befindet sich innerhalb eines Bereichs 39. Der Bereich 39 verläuft im fetten Gemischbildungsbereich, also für Sondensignale, die einem λ < 1 entsprechen. Der Bereich 39 stellt in 3 beispielhaft mögliche Adaptionen der Kennlinie 35 dar. Dazu kann die Kennlinie 35 innerhalb des Bereichs 39 so adaptiert beziehungsweise innerhalb des Bereichs 39 gewählt werden, dass die Kennlinie 35 durch das Wertepaar 37 verläuft, also das Wertepaar 37 Element der Kennlinie 35 ist.
4 zeigt ein Schaubild eines ersten zeitlichen Verlaufs 41 einer vorgesteuerten Gemischänderung im Vergleich zu einem korrespondierenden zweiten zeitlichen Verlauf eines sich daraus ergebenden Sondensignals, beispielsweise des vorderen Sondensignals 29. Gemäß der Darstellung in 4 entspricht der erste zeitliche Verlauf 41 Gemischänderungen in einem Bereich zwischen λ = 0,98 und λ = 1,02. Das Gemisch des Verbrennungsmotors wird entsprechend dem ersten zeitlichen Verlauf 41 durch steigende und fallende Rampen 45 sowie sich an die Extremwerte der Rampen 45 anschließende Sprünge 47 zurück zu einer stöchiometrischen Gemischeinstellung mit λ = 1 vorgesteuert. Die Rampen 45 gehen stets in ansteigender oder fallender Richtung von einer stöchiometrischen Gemischbildung aus, um an den Sprüngen 47 wieder zur stöchiometrischen Gemischbildung zurückzuspringen. Zur Ermittlung eines Wertepaares 37, wie in 3 dargestellt, wird zu einem Zeitpunkt, der in 4 mit t₁ gekennzeichnet ist und einem Extremwert 49 des ersten zeitlichen Verlaufs 41 der vorgesteuerten Gemischbildung entspricht, ein Zeitpunkt gesetzt. Der Extremwert 49 entspricht im vorliegenden Beispiel einem λ-Wert von 0,98. Zur Ermittlung einer zeitlichen Verzögerung, mit der der zweite zeitliche Verlauf 43 des vorderen Sondensignals 19 der vorgesteuerten Gemischbildung hinterherläuft, wird ein Extremwert 51 des zweiten zeitlichen Verlaufs 43 des vorderen Sondensignals 19 ermittelt. Aus der Zeitdifferenz zwischen dem mit t₁ gekennzeichneten Zeitpunkt und einem mit t₂ gekennzeichneten Zeitpunkt, der dem Extremwert 51 entspricht, kann eine Verzögerungszeit, die in 4 mit t_v gekennzeichnet ist, ermittelt werden. Aus der Verzögerungszeit, die wahlweise auch aus anderen Parametern herleitbar sein kann, ergibt sich ein Wertepaar, nämlich aus den Extremwerten 49 und 51. Es kann dem vorgesteuerten λ-Wert von 0,98 ein Wert des vorderen Sondensignals 19 zum Zeitpunkt des Extremwerts 51 zugeordnet werden.
Dieses so beispielsweise mittels der Adaptionsvorrichtung 6 der Motorsteuerung 5 ermittelte Wertepaar kann vorteilhaft zur Adaption der in 3 dargestellten Kennlinie 35 ermittelt werden, beispielsweise ebenfalls in der Adaptionsvorrichtung 6. Die Kennlinie 35 kann in der Motorsteuerung 5 hinterlegt sein. Zur eigentlichen Adaption kann die zum Zeitpunkt der Ermittlung des Wertepaares 37 aktuell hinterlegte Kennlinie 35 darauf überprüft werden, ob das ermittelte Wertepaar 37 Element der Kennlinie 35 ist. Falls dies zum Zeitpunkt der Ermittlung des Wertepaars 37 nicht der Fall ist, kann von der Adaptionsvorrichtung 6 eine neue Kennlinie ermittelt und hinterlegt werden, die so adaptiert ist, dass das Wertepaar 37 wieder Element der Kennlinie 35 ist. Vorteilhaft kann durch diese Überprüfung und Adaptierung die Kennlinie 35 im fetten Bereich so angepasst werden, dass diese trotz möglicher zeitlicher Veränderungen und/oder Toleranzen auch im Bereich einer fetten Gemischbildung einen vergleichsweise genauen λ-Wert dem gemessenen vorderen Sondensignal 19 zuordnet.
Die Kennlinie 35 der ersten λ-Sonde 15, die als Nernst-Sonde ausgelegt sein kann, wird mit Hilfe der bekannten Gemischänderungen des Verbrennungsmotors 1 adaptiert. Die Gemischänderungen werden auch als λ-Modulation bezeichnet, wobei die Kraftstoffmenge beispielsweise um +/– 2% erhöht beziehungsweise verringert wird. Mit einem gewissen Zeitverzug, der in 4 mit t_v gekennzeichnet ist, und der sich aus dem Einbauort der ersten λ-Sonde 15 und der Laufzeit des in der Abgasanlage 11 geführten Abgases ergibt, reagiert das vordere Sondensignal 19 auf diese Gemischänderung. Mit dem vorliegenden Verfahren zur λ-Regelung kann die Signaländerung der ersten λ-Sonde 15 mit der vorgesteuerten Kraftstoffmenge korreliert werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass der maximale Unterschied der vorgesteuerten Kraftstoffmenge, die in 4 dem ersten zeitlichen Verlauf 41 entspricht, in Bezug gesetzt wird mit dem sich anschließend ergebenden maximalen vorderen Sondensignal 19 der ersten λ-Sonde 15. Hierzu kann der in 4 dargestellte Extremwert 51 dienen. Die Motorsteuerung 5 des Verbrennungsmotors 1 erhöht ausgehend von einer stöchiometrischen Gemischzusammensetzung entlang der Rampe 45 durch Zugabe einer zusätzlichen Menge an Kraftstoff die Gemischzusammensetzung auf einen Maximalwert von + 2%. Anschließend wird dieser Faktor entlang des Sprunges 47 des ersten zeitlichen Verlaufes 41 wieder reduziert. Diese Erhöhung um 2% entspricht einem Minimalwert eines Gemisch-λ von 0,98, z. B. im Zeitpunkt t₁, wie in 4 dargestellt. In der Folge davon reagiert nach Ablauf der mit t_v gekennzeichneten Verzugszeit das vordere Sondensignal 19 mit einer Signalerhöhung. Der Extremwert 51, der einen Maximalwert des vorderen Sondensignals 19 darstellt, und sich im Zeitpunkt t₂ ergibt, kann nun dem eingestellten Gemisch-λ von 0,98 zugerechnet beziehungsweise zugeordnet werden. Daraus ergibt sich das Wertepaar 37, mittels dessen eine Korrektur der Kennlinie 35 der ersten λ-Sonde 15 vorgenommen werden kann, wie beispielsweise in 3 dargestellt.
Die Freigabe dieser Adaption kann von verschiedenen Freigabebedingungen abhängig gemacht werden. Die Adaption kann beispielsweise nur gestartet werden, wenn der Verbrennungsmotor 1 in einem annähernd konstanten Drehzahl-/Lastpunkt, betrieben wird, eine Gemischadaption des Verbrennungsmotors 1 eingeschwungen ist, die λ-Regelung eingeschwungen ist, eine Tankentlüftung des Verbrennungsmotors deaktiviert ist und/oder eine Motortemperatur des Verbrennungsmotors in einem vorgegebenen Bereich liegt.
Zusammenfassend wird es möglich, mittels der Adaption der Kennlinie 35 der ersten λ-Sonde 15 das Signal einer Nernst-λ-Sonde auch in Bereichen λ ungleich 1 direkt für nachgeschaltete Verfahren, die beispielsweise ebenfalls in der Motorsteuerung 5 implementiert sein können, zu nutzen.

1: Verbrennungsmotor
2: vorderer Regelkreis
3: hinterer Regelkreis
5: Motorsteuerung
6: Adaptionsvorrichtung
7: vorderer Regler
9: hinterer Regler
11: Abgasanlage
13: Katalysator
15: erste λ-Sonde
17: zweite λ-Sonde
19: Sondensignal
21: Sollwert
23: hinteres Sondensignal
25: Stellsignal
27: Kennlinie
29: x-Achse
31: y-Achse
33: λ = 1-Punkt
35: Kennlinie
36: x-Achse
37: Wertepaar
38: y-Achse
39: Bereich
41: erster zeitlicher Verlauf
43: zweiter zeitlicher Verlauf
45: Rampen
47: Sprünge
49: Extremwert
51: Extremwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3837984 A1 [0003]
- DE 4320881 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur λ-Regelung bei einem Verbrennungsmotor (1) mit einer Motorsteuerung (5) zur Gemischbildung und einer in einer Abgasanlage (11) des Verbrennungsmotors (1) angeordneten λ-Sonde (15) zur Erzeugung eines einen Sauerstoffgehalt eines in der Abgasanlage (11) geführten Abgases mittels einer hinterlegten Kennlinie (35) charakterisierenden Sondensignals, mit folgenden Schritten: – Vorsteuern von Gemischänderungen des Verbrennungsmotors (1) mittels der Motorsteuerung (5); – Adaptieren der hinterlegten Kennlinie (35) der λ-Sonde (15) unter Verwendung der vorgesteuerten Gemischänderungen.
Verfahren nach Anspruch 1, mit folgendem Schritt: – Vorsteuern der Gemischänderungen als λ-Modulation.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: – Korrelieren einer Signaländerung der λ-Sonde (15) mit den vorgesteuerten Gemischänderungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: – In Bezug setzen einer maximalen Differenz einer beim Vorsteuern der Gemischänderungen vorgesteuerten Kraftstoffmenge zu einer sich aus dieser ergebenden maximalen Signaländerung der λ-Sonde (15).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: – Ändern der Kraftstoffmenge ausgehend von einer stöchiometrischen Gemischzusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 5, mit folgendem Schritt: – Ermitteln eines auf die Änderung der Kraftstoffmenge zeitlich folgenden Extremwertes (51) des Sondensignals (19) der λ-Sonde (15).
Verfahren nach Anspruch 6, mit folgendem Schritt: – Ermitteln eines Wertepaares (37) des Extremwerts (51) des Sondensignals (19) zu einem diesem zeitlich vorangegangenen Extremwert (59) der Kraftstoffmenge.
Verfahren nach Anspruch 7, mit folgendem Schritt: – Adaptieren der Kennlinie (35) in das Wertepaar (37).
Verfahren nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, mit folgendem Schritt: – Ermitteln des Wertepaares (37) bei einer fetten Gemischzusammensetzung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt: – Adaptieren der hinterlegten Kennlinie (35) nach Eintreten einer Freigabebedingung, insbesondere zumindest einer der folgenden Freigabebedingungen: Der Verbrennungsmotor (1) befindet sich in einem annähernd konstanten Drehzahl-/Lastpunkt, eine Gemischadaption des Verbrennungsmotors (1) ist eingeschwungen, die λ-Regelung des Verbrennungsmotors (1) ist eingeschwungen, eine Tankentlüftung des Verbrennungsmotors (1) ist deaktiviert und/oder eine Motortemperatur des Verbrennungsmotors (1) befindet sich in einem vorgegebenen Bereich.
Durchführen eines Verfahrens gemäß den vorhergehenden Ansprüchen im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges oder in einem Diagnosebetrieb.
Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (1) mit einer Motorsteuerung (5), ausgelegt und/oder eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.