DE102012209114A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine hat einen Abgastrakt, in dem ein Abgaskatalysator, eine Sekundärluftpumpe zum Einblasen von Luft stromaufwärts des Abgaskatalysators und stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator eine lineare Lambdasonde angeordnet sind. Ein Differenzsignal wird ermittelt abhängig von der Differenz eines Pumpspannungssignals und eines Nernstspannungssignals der linearen Lambdasonde. Ein Sekundärluftdiagnosewert (SL_DIAG) wird abhängig von dem Differenzsignal (DS) ermittelt, der repräsentativ dafür ist, ob das Einblasen der Luft mittels der Sekundärluftpumpe während des Startbetriebs ordnungsgemäß erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgastrakt, in dem ein Abgaskatalysator angeordnet ist und stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator eine lineare Lambdasonde angeordnet ist.
  • Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen bei dem Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann zum einen erfolgen, in dem die Schadstoffemissionen verringert werden, die während der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine entstehen. Zum anderen sind in Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Zu diesem Zweck werden Abgaskatalysatoren eingesetzt, die Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in unschädliche Stoffe umwandeln. Sowohl das gezielte Beeinflussen des Erzeugens der Schadstoffemission während der Verbrennung als auch das Umwandeln der Schadstoffkomponenten mit einem hohen Wirkungsgrad durch den Abgaskatalysator setzen ein sehr präzise eingestelltes Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder voraus. Zu diesem Zweck werden beispielsweise die Lambdasonden, insbesondere die lineare Lambdasonde, eingesetzt und zwar insbesondere im Rahmen einer Lambdaregelung. Eine lineare Lambdasonde kann auch als Breitbandsonde bezeichnet werden.
  • Zum schnellen Herstellen einer Betriebsbereitschaft eines Abgaskatalysators sehr zeitnah zu einem Motorstart der Brennkraftmaschinen, werden beispielsweise so genannte Sekundärluftpumpen eingesetzt, mittels derer Luft stromaufwärts des Abgaskatalysators in den Abgastrakt eingeblasen wird zum Herbeiführen einer exothermen Reaktion, wodurch das Aufheizen des Katalysators beschleunigt werden kann.
  • Es ist so insbesondere wünschenswert, möglichst zeitnah zu dem Motorstart sicherzustellen, dass möglichst wenige Schadstoffe durch die Brennkraftmaschine stromabwärts des Abgaskatalysators emittiert werden. Ferner ist es auch wünschenswert, eine Diagnose entsprechender schadstoffrelevanter Komponenten, wie beispielsweise der Sekundärluftpumpe durchzuführen.
  • Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die einen Beitrag leistet für einen zuverlässigen und schadstoffarmen Betrieb der Brennkraftmaschine.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgastrakt, in dem ein Abgaskatalysator, eine Sekundärluftpumpe zum Einblasen von Luft stromaufwärts des Abgaskatalysators und stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator eine lineare Lambdasonde angeordnet sind.
  • Die lineare Lambdasonde hat eine abgasseitig angeordnete erste Elektrode und eine zweite und dritte Elektrode, die jeweils angrenzend an eine Messkammer angeordnet ist. Ferner hat sie eine vierte Elektrode, die angrenzend an ein Referenzvolumen angeordnet ist. Zwischen der ersten und zweiten Elektrode und zwischen der dritten und vierten Elektrode befinden sich jeweils Festkörperelektrolyten. Eine Diffusionsbarriere ist zwischen dem freien Volumen der Messkammer und dem Abgastrakt ausgebildet. Eine Potentialdifferenz zwischen der ersten und zweiten Elektrode bildet ein Pumpspannungssignal. Eine Potentialdifferenz zwischen der vierten und dritten Elektrode bildet ein Nernstspannungssignal. Während eines Startbetriebs der Brennkraftmaschine wird ein Differenzsignal abhängig von einer Differenz des Pumpspannungssignals und des Nernstspannungssignals gebildet. Ein Sekundärluftdiagnosewert wird abhängig von dem Differenzsignal ermittelt, der repräsentativ dafür ist, ob das Einblasen der Luft mittels der Sekundärluftpumpe während des Startbetriebs ordnungsgemäß erfolgt.
  • Der Startbetrieb ist ein Betrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere zeitnah zu einem Motorstart, und kann beispielsweise ein sich an einen Betriebszustand des Motorstarts anschließender Betriebszustand oder Betriebszustände sein. Er kann beispielsweise einen Betriebszustand des Katalysatorheizens umfassen. Er kann auch beispielsweise eine vorgegebene Zeitdauer ab dem Motorstart umfassen oder nach Verlassen des Betriebszustands des Motorstarts. Die Zeitdauer kann beispielsweise in etwa 18 Sekunden betragen, sie kann jedoch grundsätzlich auch länger oder kürzer sein.
  • Die Erfindung nutzt so die Erkenntnis, dass das Differenzsignal bei einem nahezu stöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine, unter Berücksichtigung der mittels der Sekundärluftpumpe zugemessenen Luft, repräsentativ ist für das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis vor dessen Verbrennung und zwar des an der linearen Lambdasonde vorbeiströmenden Abgases. Auf diese Weise kann so schon sehr frühzeitig nach dem Motorstart eine Aussage über das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis gemacht werden und zwar auch, wenn das für den späteren Betrieb der Brennkraftmaschine genutzte Messsignal der linearen Lambdasonde, das insbesondere auf einem Pumpstromsignal der linearen Lambdasonde basiert, noch nicht zur Verfügung steht. So wird insbesondere in dem Startbetrieb die lineare Lambdasonde im Wesentlichen noch nicht mit dem Pumpstrom beaufschlagt.
  • Es wird so ferner die Erkenntnis genutzt, dass das Differenzsignal in dem Startbetrieb im Wesentlichen zu einem Messsignal einer binären Lambdasonde korrespondiert und so gerade bei einem nahezu stöchiometrischen Betrieb dieses gut einsetzbar ist zum Ermitteln des Sekundärluftdiagnosewertes. Auf diese Weise kann so sehr zeitnah zu dem Motorstart ein gegebenenfalls vorhandener Defekt im Bereich der Einblasung der Luft mittels der Sekundärluftpumpe erkannt werden, der entweder darauf basiert, dass keine oder zu wenig Luft eingeblasen wird oder zu viel Luft eingeblasen wird.
  • Der Diagnosekennwert kann dann beispielsweise eingesetzt werden, um einen Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher vorzunehmen, falls er, gegebenenfalls nach einer vorgegebenen Anzahl an derartigem Auftreten, ein nicht ordnungsgemäßes Einblasen der Luft mittels der Sekundärluftpumpe während des Startbetriebs indiziert. Dies kann grundsätzlich zusätzlich oder alternativ auch einem Fahrzeugführer signalisiert werden.
  • Durch dieses Vorgehen kann gegebenenfalls darauf verzichtet werden, den Diagnosekennwert abhängig von Messsignalen von Druck- oder Luftmassensensorik zu ermitteln. Dies kann ein erheblicher Kostenvorteil sein.
  • Darüber hinaus kann so auch eine zusätzliche Diagnosenotwendigkeit derartiger Sensorik entfallen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist ein Ist-Regelungssignal abhängig von dem Differenzsignal. Mittels eines Reglers wird abhängig von einem Soll-Regelungssignal und dem Ist-Regelungssignal ein Reglerstellsignal ermittelt. Ein Kennwert für eine zuzumessende Kraftstoffmasse wird zur Verfügung gestellt und der Kennwert wird abhängig von dem Regler-Stellsignal korrigiert. Abhängig von dem korrigierten Kennwert für die zuzumessende Kraftstoffmasse wird ein Stellsignal zum Ansteuern des Einspritzventils erzeugt.
  • Auf diese Weise kann besonders zeitnah zu dem Motorstart schon eine Regelung der zuzumessenden Kraftstoffmasse erfolgen und so gerade in diesen kritischen Betriebszuständen, in denen gegebenenfalls die Betriebsbereitschaft des Abgaskatalysators noch nicht hergestellt ist, der Ausstoß von erhöhten Schadstoffemissionen verringert werden. Es kann so sehr zeitnah zu dem Motorstart insbesondere eine Lambdaregelung realisiert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Ist-Regelungssignal abhängig von einem Kennwert ermittelt, der repräsentativ ist für eine Sondentemperatur der linearen Lambdasonde. Auf diese Weise kann eine besonders präzise Zuordnung zu dem tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des vorbeiströmenden Abgases vor dessen Verbrennung erfolgen. Insofern kann so eine hohe Güte der Regelung erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Sekundärluftdiagnosekennwert abhängig von einem Kennwert ermittelt, der repräsentativ ist für die Sondentemperatur der linearen Lambdasonde. Auf diese Weise kann ebenso eine entsprechende präzise Berücksichtigung des tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des vorbeiströmenden Abgases vor dessen Verbrennung erfolgen und so der Diagnosekennwert besonders zuverlässig ermittelt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Kennwert, der repräsentativ ist für eine Sondentemperatur der linearen Lambdasonde, mittels einer Messung eines Innenwiderstands des Festkörperelektrolyten zwischen der vierten und dritten Elektrode ermittelt. Dies ist auf einfache Art und Weise möglich und kann so eine besonders genaue Abschätzung der Sondentemperatur bieten. Das Messen kann beispielsweise über ein entsprechend zwischen der vierten und dritten Elektrode angelegten Wechselspannungssignals erfolgen und dann durch Auswerten des daraus resultierenden Stroms. Grundsätzlich kann zu diesem Zweck auch ein Wechselstromsignal angelegt werden und die daraus resultierende Spannung ausgewertet werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgastrakt, in dem ein Abgaskatalysator und stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator die lineare Lambdasonde gemäß dem ersten Aspekt angeordnet sind. Während eines Startbetriebs der Brennkraftmaschine wird ein Differenzsignal abhängig von einer Differenz des Pumpspannungssignals und des Nernstspannungssignals gebildet. Ein Ist-Regelungssignal ist abhängig von dem Differenzsignal. Mittel eines Reglers wird abhängig von einem Soll-Regelungssignal und dem Ist-Regelungssignal ein Regler-Stellsignal ermittelt. Ein Kennwert für eine zuzumessende Kraftstoffmasse wird zur Verfügung gestellt. Der Kennwert wird abhängig von dem Regler-Stellsignal korrigiert. Abhängig von dem korrigierten Kennwert für die zuzumessende Kraftstoffmasse wird ein Stellsignal zum Ansteuern des Einspritzventils erzeugt. Auf diese Weise kann so ein Beitrag geleistet werden, besonders zeitnah zu dem Motorstart schon eine Regelung der zuzumessenden Kraftstoffmasse mittels des Einspritzventils durchzuführen und so ein Beitrag zum Verringern von Schadstoffemissionen zu leisten und zwar insbesondere in demjenigen Zeitraum, in dem gegebenenfalls der Abgaskatalysator noch nicht betriebsbereit ist und/oder die lineare Lambdasonde noch nicht hinsichtlich ihres regulären Messsignals, das auf dem Pumpstromsignal basiert, betriebsbereit ist. Darüber hinaus kann so die Regelung auch schon mit ausreichender Güte durchgeführt werden, wenn die lineare Lambdasonde noch nicht die volle Betriebstemperatur erreicht hat. Dies ist insbesondere auch bei gealterten linearen Lambdasonden ein erheblicher Vorteil, da hier gegebenenfalls eine so genannte Heizerschwächung auftreten kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine mit einer zugeordneten Steuervorrichtung und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Eine Brennkraftmaschine weist mehrere Zylinder auf, denen jeweils zumindest ein Gaseinlassventil zugeordnet ist, mittels dessen eine Zufuhr von Luft einstellbar ist. Ferner ist dem jeweiligen Zylinder ein jeweiliges Einspritzventil 11 zugeordnet, mittels dessen einem Brennraum des jeweiligen Zylinders Kraftstoff zuführbar ist. Ferner weist die Brennkraftmaschine einen Abgastrakt 1 (1) auf, über den Abgase aus den jeweiligen Brennräumen der Zylinder abführbar sind. In diesem Zusammenhang weist die Brennkraftmaschine jeweilige Gasauslassventile auf, über die ein Abführen des Abgases aus den Brennräumen in den Abgastrakt 1 steuerbar ist.
  • In dem Abgastrakt 1 ist ein Abgaskatalysator 3 angeordnet, der beispielsweise ein Drei-Wegekatalysator sein kann.
  • Ferner ist optional eine Sekundärluftpumpe 7 angeordnet, und zwar zum Einblasen von Luft stromaufwärts des Abgaskatalysators 3. Ferner ist in dem Abgastrakt 1 auch eine lineare Lambdasonde 5 angeordnet. Diese kann in dem Abgaskatalysator 3 oder auch stromaufwärts des Abgaskatalysators angeordnet sein. Sie ist jedoch insbesondere stromabwärts einer Stelle angeordnet, an der mittels der Sekundärluftpumpe 7 die Luft in den Abgastrakt 1 eingeblasen wird. Dabei wird mittels der Sekundärluftpumpe 7 insbesondere Frischluft eingeblasen.
  • Ein prinzipieller Aufbau einer derartigen linearen Lambdasonde 5 ist beispielsweise beschrieben in dem Handbuch Verbrennungsmotor, 2. Auflage, Juni 2002, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, ISBN 3-528-13933-1, auf Seite 589, dessen Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist.
  • Die lineare Lambdasonde hat eine abgasseitig angeordnete erste Elektrode. Sie hat ferner eine zweite und dritte Elektrode, die jeweils angrenzend an eine Messkammer angeordnet sind. Sie hat ferner eine vierte Elektrode, die angrenzend an ein Referenzvolumen angeordnet ist. Zwischen der ersten und zweiten Elektrode und zwischen der dritten und vierten Elektrode befinden sich jeweils Festkörperelektrolyten, insbesondere basierend auf Sauerstoffionen leitendem Zirkondioxid. Ferner ist eine Diffusionsbarriere zwischen dem freien Volumen der Messkammer und dem Abgaskatalysator ausgebildet. Eine Potentialdifferenz zwischen der ersten und zweiten Elektrode bildet ein Pumpspannungssignal U_P. Eine Potentialdifferenz zwischen der vierten und dritten Elektrode bildet ein Nernstspannungssignal U_N. Ein Messsignal MS der linearen Lambdasonde 5 wird insbesondere außerhalb des Startbetriebs ermittelt, das dann ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des in dem Abgastrakt strömenden Gases repräsentieren soll und zwar vor dessen Verbrennung. Dies wird abhängig von einem Pumpstrom ermittelt, der zwischen der ersten und zweiten Elektrode eingeprägt wird.
  • Ferner ist eine Steuervorrichtung 11 vorgesehen, der verschiedene Eingangssignale zugeführt werden, insbesondere von verschiedenen Sensoren, die der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. So ist unter anderem der Steuervorrichtung 11 das Pumpspannungssignal U_P, das Nernstspannungssignal U_N und das Messsignal MS der linearen Lambdasonde 5 eingangsseitig zugeführt. Die Steuervorrichtung 11 ist dazu ausgebildet, abhängig von dem oder den ihr zugeführten Messsignalen Stellsignale für Stellgeräte der Brennkraftmaschine zu erzeugen, die beispielsweise das Einspritzventil 9, eine Drosselklappe, ein Abgasrückführventil, die Sekundärluftpumpe 7 oder dergleichen sein können.
  • Die Steuervorrichtung 11 weist einen Daten- und Programmspeicher auf, in dem ein oder mehrere Programme zum Betrieb der Brennkraftmaschine gespeichert sind, die dann während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden können. Zu diesem Zweck weist die Steuervorrichtung 11 auch eine Recheneinheit auf, die unter anderem einen Mikroprozessor und/oder einen Controller umfasst. Darüber hinaus weist die Steuervorrichtung 11 auch eine oder mehrere Endstufen auf.
  • Ferner ist mittels der Steuervorrichtung 11 auch eine Regelung, so insbesondere eine so genannte Lambdaregelung realisiert und zwar im Zusammenwirken mit entsprechenden Stellgeräten, wie beispielsweise den jeweiligen Einspritzventilen 9, der Brennkraftmaschine und der linearen Lambdasonde 5.
  • Ein Differenzsignal DS wird abhängig von der Differenz des Pumpspannungssignals und des Nernstspannungssignals ermittelt. Dabei erfolgt dies insbesondere in dem Startbetrieb der Brennkraftmaschine, also insbesondere zeitnah nach dem Motorstart der Brennkraftmaschine und zwar, wenn beispielsweise der Abgaskatalysator 3 noch nicht betriebsbereit ist und/oder die lineare Lambdasonde 5 noch nicht die volle Betriebstemperatur erreicht hat und/oder die lineare Lambdasonde 5 noch nicht mit dem Pumpstrom beaufschlagt wird oder werden kann.
  • Das Differenzsignal DS ist einem Block B1 zugeführt, der dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Differenzsignal ein Ist-Regelungssignal zu ermitteln, das beispielsweise ein Istwert LAM_AV des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn dem Block B1 auch ein Kennwert KW_TI zugeführt wird, der repräsentativ ist für eine Sondentemperatur der linearen Lambdasonde 5. Der Kennwert KW_TI, der repräsentativ ist für die Sondentemperatur, wird beispielsweise mittels einer Messung des Innenwiderstands des Festkörperelektrolyten zwischen der vierten und dritten Elektrode ermittelt. Der Block B1 kann so beispielsweise ein Kennfeld umfassen, das den entsprechenden Zusammenhang zwischen den Eingangs- und Ausgangsgrößen des Blocks B1 herstellt.
  • Ferner wird ein Soll-Regelungssignal zur Verfügung gestellt, das beispielsweise ein Sollwert LAM_SP des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses sein kann und das insbesondere im Sinne eines nahezu stöchiometrischen Wertes, also insbesondere eines stöchiometrischen Wertes, vorgegeben wird.
  • In der Summierstelle SUM3 wird eine Differenz des Ist-Regelungssignals und des Soll-Regelungssignals gebildet und diese als Regeldifferenz einem Block B3 zugeführt, der einen Regler umfasst, so insbesondere einen Lambdaregler, der beispielsweise als I- oder PI-Regler ausgebildet sein kann. Ausgangsseitig des Reglers in dem Block B3 wird ein Regler-Stellsignal bereitgestellt, der beispielsweise ein Lambdakorrekturwert LAM_FAC sein kann. Dieses Regler-Stellsignal wird in einer Multiplizierstelle M1 multiplikativ verknüpft mit einem Kennwert für eine zuzumessende Kraftstoffmasse, also beispielsweise eine zuzumessende Kraftstoffmasse MFF_SP, die im Block B5 gebildet wird. Auf diese Weise wird ein Kennwert für eine korrigierte zuzumessende Kraftstoffmasse MFF_SP_KOR ermittelt. Dieser wird dann eingesetzt zum Erzeugen eines Stellsignals zum Ansteuern des Einspritzventils 9. Ein Ablaufdiagramm eines Programms ist im Folgenden anhand der 2 näher erläutert.
  • Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, und zwar insbesondere zeitnah zu einem Motorstart und zwar in dem Startbetrieb der Brennkraftmaschine.
  • In dem Schritt S1 werden gegebenenfalls Variablen initialisiert.
  • In einem Schritt S3 wird ein Differenzsignal DS ermittelt und zwar abhängig von der Differenz des Pumpspannungssignal U_P und des Nernstspannungssignals U_N. In einem Schritt S5, der optional vorhanden ist, wird ein Kennwert KW_TI ermittelt, der repräsentativ ist für eine Sondentemperatur der linearen Lambdasonde 5. Der Kennwert KW_TI wird beispielsweise mittels einer Messung des Innenwiderstands des Festkörperelektrolyten zwischen der vierten und dritten Elektrode ermittelt.
  • In einem Schritt S7 wird der Istwert LAM_AV des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ermittelt, entsprechend des oben bereits erläuterten Vorgehens.
  • In einem Schritt S9 wird ein Sekundärluftdiagnosewert SL_DIAG abhängig von dem Istwert LAM_AV des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ermittelt. Zu diesem Zweck können auch die Schritte S3 bis S7 mehrfach während des Startbetriebs abgearbeitet werden und so auch mehrere ermittelte Werte des Istwerts LAM_AV, also insbesondere dessen Verlauf zum Ermitteln des Sekundärluftdiagnosewertes SL_DIAG herangezogen werden. Beim Ermitteln des Sekundärluftdiagnosewertes SL_DIAG wird berücksichtigt, dass bei korrekter Funktionsweise der Sekundärluftpumpe 7 während des Startbetriebs ausreichend Luft zugemessen wird, sodass der sich stromaufwärts der linearen Lambdasonde 5 in dem Abgastrakt befindliche noch unverbrannte Kraftstoff mit dem in der zugemessenen Luft befindlichen Sauerstoff oxidieren und so das Differenzsignal DS repräsentativ ist für ein stöchiometrisches oder mageres Luft-/Kraftstoff-Gemisch des Abgases vor dessen Verbrennung.
  • In diesem Zusammenhang können zum Ermitteln des Sekundärluftdiagnosewertes SL der Istwert LAM_AV des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses mit einem oder mehreren vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden. Der Sekundärluftdiagnosewert SL_DIAG wird dann insbesondere anderen Funktionen zur Verfügung gestellt und kann so beispielsweise genutzt werden, um bei insbesondere mehrfach erkannter nicht ordnungsgemäßer Funktionsweise der Sekundärluftpumpe 7 einen Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher zu machen und/oder einen Fehler einem Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs zu signalisieren.
  • Das Verfahren wird in einem Schritt S11 beendet. Beispielsweise kann so der Diagnosewert SL_DIAG sehr schnell nach dem Motorstart ermittelt werden. Er kann so beispielsweise innerhalb von 18 Sekunden, in denen beispielsweise Sekundärluft eingeblasen wird, ermittelt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgastrakt
    3
    Abgaskatalysator
    5
    lineare Lambdasonde
    7
    Sekundärluftpumpe
    9
    Einspritzventil
    11
    Steuervorrichtung
    B1, B3, B5
    Block
    SUM3
    Summierstelle
    M1
    Multiplizierstelle
    U_P
    Pumpspannungssignal
    U_N
    Nernstspannungssignal
    DS
    Differenzsignal
    LAM_SP
    Sollwert des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
    LAM_AV
    Istwert des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
    LAM_FAC
    Lambdakorrekturwert
    MFF_SP
    zuzumessende Kraftstoffmasse
    MFF_SP_COR
    korrigierte zuzumessende Kraftstoffmasse
    KW_TI
    Kennwert, der repräsentativ ist für eine Sondentemperatur der linearen Lambdasonde
    SL_DIAG
    Sekundärluftdiagnosewert
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Handbuch Verbrennungsmotor, 2. Auflage, Juni 2002, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, ISBN 3-528-13933-1, auf Seite 589 [0028]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgastrakt (1), in dem ein Abgaskatalysator (3), eine Sekundärluftpumpe (7) zum Einblasen von Luft stromaufwärts des Abgaskatalysators (3) und stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator (3) eine lineare Lambdasonde (5) angeordnet sind, mit einer abgasseitig angeordneten ersten Elektrode und einer zweiten und dritten Elektrode, die jeweils angrenzend an eine Messkammer angeordnet ist, und einer vierten Elektrode, die angrenzend an ein Referenzvolumen angeordnet ist, wobei sich zwischen der ersten und zweiten Elektrode und zwischen der dritten und vierten Elektrode jeweils Festkörperelektrolyten befinden und eine Diffusionsbarriere zwischen dem freien Volumen der Messkammer und dem Abgastrakt (1) ausgebildet ist, wobei eine Potentialdifferenz zwischen der ersten und zweiten Elektrode ein Pumpspannungssignal (U_P) bildet und eine Potentialdifferenz zwischen der vierten und dritten Elektrode ein Nernstspannungssignal (U_N) bildet, bei dem während eines Startbetriebs der Brennkraftmaschine – ein Differenzsignal (DS) abhängig von einer Differenz des Pumpspannungssignals (U_P) und des Nernstspannungssignals (U_N) gebildet wird, und – ein Sekundärluftdiagnosewert (SL_DIAG) abhängig von dem Differenzsignal (DS) ermittelt wird, der repräsentativ dafür ist, ob das Einblasen der Luft mittels der Sekundärluftpumpe (7) während des Startbetriebs ordnungsgemäß erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – ein Ist-Regelungssignal abhängig ist von dem Differenzsignal (DS), – mittels eines Reglers abhängig von einem Soll-Regelungssignal und dem Ist-Regelungssignal ein Regler-Stellsignal ermittelt wird, – ein Kennwert für eine zuzumessende Kraftstoffmasse (MFF_SP) zur Verfügung gestellt wird und der Kennwert abhängig von dem Regler-Stellsignal korrigiert wird und – abhängig von dem korrigierten Kennwert für die zuzumessende Kraftstoffmasse (MFF_SP) ein Stellsignal zum Ansteuern eines Einspritzventils (9) erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Ist-Regelungssignal abhängig von einem Kennwert (KW-TI) ermittelt wird, der repräsentativ ist für eine Sondentemperatur der linearen Lambdasonde (5).
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Sekundärluftdiagnosewert (SL_DIAG) abhängig von einem Kennwert (KW-TI) ermittelt wird, der repräsentativ ist für eine Sondentemperatur der linearen Lambdasonde (5).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem der Kennwert (KW-TI), der repräsentativ ist für die Sondentemperatur der linearen Lambdasonde (5), mittels einer Messung eines Innenwiderstands des Festkörperelektrolyten zwischen der vierten und dritten Elektrode ermittelt wird.
  6. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgastrakt (1), in dem ein Abgaskatalysator (3) und stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator (3) eine lineare Lambdasonde (5) angeordnet sind, mit einer abgasseitig angeordneten ersten Elektrode und einer zweiten und dritten Elektrode, die jeweils angrenzend an eine Messkammer angeordnet ist, und einer vierten Elektrode, die angrenzend an ein Referenzvolumen angeordnet ist, wobei sich zwischen der ersten und zweiten Elektrode und zwischen der dritten und vierten Elektrode jeweils Festkörperelektrolyten befinden und eine Diffusionsbarriere zwischen dem freien Volumen der Messkammer und dem Abgastrakt (1) ausgebildet ist, wobei eine Potentialdifferenz zwischen der ersten und zweiten Elektrode ein Pumpspannungssignal (U_P) bildet und eine Potentialdifferenz zwischen der vierten und dritten Elektrode ein Nernstspannungssignal (U_N) bildet, bei dem während eines Startbetriebs der Brennkraftmaschine – ein Differenzsignal (DS) abhängig von einer Differenz des Pumpspannungssignals (U_P) und des Nernstspannungssignals (U_N) gebildet wird, – ein Ist-Regelungssignal abhängig ist von dem Differenzsignal (DS), – mittels eines Reglers abhängig von einem Soll-Regelungssignal und dem Ist-Regelungssignal ein Regler-Stellsignal ermittelt wird, – ein Kennwert für eine zuzumessende Kraftstoffmasse (MFF_SP) zur Verfügung gestellt wird, – der Kennwert abhängig von dem Regler-Stellsignal korrigiert wird und – abhängig von dem korrigierten Kennwert für die zuzumessende Kraftstoffmasse (MFF_SP) ein Stellsignal zum Ansteuern eines Einspritzventils (9) erzeugt wird.
  7. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß einem der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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