DE102013200505A1 - Method for performing lambda control in internal combustion engine, involves determining navigation preview ahead-lying sections of track, and determining prognosis data for atmospheric oxygen contents for adaptation of lambda control - Google Patents

Method for performing lambda control in internal combustion engine, involves determining navigation preview ahead-lying sections of track, and determining prognosis data for atmospheric oxygen contents for adaptation of lambda control

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DE102013200505A1
DE102013200505A1 DE201310200505 DE102013200505A DE102013200505A1 DE 102013200505 A1 DE102013200505 A1 DE 102013200505A1 DE 201310200505 DE201310200505 DE 201310200505 DE 102013200505 A DE102013200505 A DE 102013200505A DE 102013200505 A1 DE102013200505 A1 DE 102013200505A1
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combustion engine
lambda
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Klaus Skrobanek
Walter Lehle
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Abstract

The method involves arranging an exhaust gas probe (15) in an exhaust gas passage (18) of an internal combustion engine (10). Residue oxygen contents in exhaust gas are determined. Determined residue oxygen values with the exhaust gas probe are adjusted temporarily against atmospheric oxygen contents. Navigation preview ahead-lying sections of a track are detected. Prognosis data for the atmospheric oxygen contents is determined for adaptation of lambda control. The exhaust gas probe is a wide band lambda probe, on-off lambda probe or a gas sensor. An independent claim is also included for a device for performing lambda control in an internal combustion engine.

Description

  • Stand der Technik State of the art
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lambdaregelung bei einer Brennkraftmaschine, wobei mit mindestens einer Abgassonde, welche im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, ein Rest-Sauerstoffgehalt im Abgas bestimmt und mittels der Lambdaregelung ein bestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch Anpassung einer Kraftstoffmenge mittels einer Kraftstoffdosierung an der Brennkraftmaschine eingestellt wird, wobei die mit der Abgassonde ermittelten Rest-Sauerstoffwerte zeitweise gegen einen Luftsauerstoffgehalt abgeglichen werden. The invention relates to a method for lambda control in an internal combustion engine, with at least one exhaust gas probe which is arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine, a residual oxygen content is determined in the exhaust gas and by means of lambda control a specific air-fuel ratio by adjusting an amount of fuel by a fuel metering is set to the internal combustion engine, wherein the exhaust gas sensor determined with the residual oxygen values ​​are temporarily matched against an air oxygen content.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention further relates to an apparatus for performing the method.
  • Zur Reduktion der Emissionen in PKW mit Ottomotoren werden üblicherweise 3-Wege-Katalysatoren als Abgasreinigungsanlagen verwendet, die nur dann ausreichend Abgase konvertieren, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis λ mit hoher Präzision eingeregelt wird. To reduce emissions in cars with petrol engines 3-way catalysts are used as exhaust gas cleaning systems usually, the only sufficiently convert exhaust gases when the air-fuel ratio λ is regulated with high precision. Zu diesem Zweck wird das Luft-Kraftstoffverhältnis λ mittels einer der Abgasreinigungsanlage vorgelagerten Abgassonde gemessen. For this purpose, the air-fuel ratio λ is measured upstream by means of an exhaust emission control system of the probe. Das Speichervermögen einer derartigen Abgasreinigungsanlage für Sauerstoff wird dazu ausgenutzt, in Magerphasen Sauerstoff aufzunehmen und in Fettphasen wieder abzugeben. The storage capacity of such an emission control system for oxygen is exploited to include in lean phases oxygen and release it into fat phases. Hierdurch wird erreicht, dass oxidierbare Schadgaskomponenten des Abgases konvertiert werden können. This ensures that oxidizable harmful gas components of the exhaust gas can be converted. Eine der Abgasreinigungsanlage nachgeschaltete Abgassonde dient dabei der Überwachung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage. A downstream of the emission control system exhaust gas sensor serves to monitor the oxygen storage capability of the emission control system. Die Sauerstoff-Speicherfähigkeit muss im Rahmen der On-Board-Diagnose (OBD) überwacht werden, da sie ein Maß für die Konvertierungsfähigkeit der Abgasreinigungsanlage darstellt. The oxygen storage capacity needs in the context of on-board diagnostics (OBD) are monitored because it is a measure for the conversion capability of the emission control system. Zur Bestimmung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit wird entweder die Abgasreinigungsanlage zunächst in einer Magerphase mit Sauerstoff belegt und anschließend in einer Fettphase mit einem im Abgas bekannten Lambdawert unter Berücksichtigung der durchtretenden Abgasmenge entleert oder die Abgasreinigungsanlage zunächst in einer Fettphase von Sauerstoff entleert und anschließend in einer Magerphase mit einem im Abgas bekannten Lambdawert unter Berücksichtigung der durchtretenden Abgasmenge aufgefüllt. To determine the oxygen storage capacity of either the exhaust gas purification system initially is in a lean phase with oxygen and then emptied into a fat phase with a known in the exhaust gas lambda value in consideration of the penetrating amount of exhaust gas or the exhaust gas purification system is first deflated in a fat phase of oxygen and then in a lean phase with one known in the exhaust lambda filled in consideration of the amount of exhaust gas passing through. Die Magerphase wird beendet, wenn die der Abgasreinigungsanlage nachgeschaltete Abgassonde den Sauerstoff detektiert, der nicht mehr von der Abgasreinigungsanlage gespeichert werden kann. The lean phase is completed when the downstream of the emission control system exhaust gas sensor detects the oxygen, which can not be stored by the emission control system. Ebenso wird eine Fettphase beendet, wenn die Abgassonde den Durchtritt von fettem Abgas detektiert. Similarly, a fat phase is completed when the exhaust gas sensor detects the passage of rich exhaust gas. Die Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage entspricht der während der Fettphase zur Entleerung zugeführten Menge an Reduktionsmittel bzw. der während der Magerphase zur Auffüllung zugeführten Menge an Sauerstoff. The oxygen storage capability of the emission control system corresponding to the supplied during the rich phase for the emptying or the amount of reducing agent supplied during the lean phase to replenish amount of oxygen. Die genauen Mengen werden aus dem Signal der vorgelagerten Abgassonde und dem aus anderen Sensorsignalen ermittelten Abgasmassenstrom berechnet. The precise amounts are calculated from the signal of the upstream exhaust gas sensor and the exhaust gas mass flow determined from the other sensor signals.
  • Als Abgassonden werden in heutigen Motorsteuerungssystemen Lambdasonden eingesetzt. As exhaust gas sensors in today's engine control systems lambda probes are used. Man unterscheidet hierbei zwischen einer stetigen Sonde oder auch Breitband-Lambdasonde und einer Zweipunkt-Lambdasonde oder Sprungsonde. A distinction is made between a continuous probe or broadband lambda probe and a two-point lambda probe or probe jump. Eine Lambdasonde beruht auf einer galvanischen Sauerstoffkonzentrationszelle mit einem Festkörperelektrolyt. A lambda probe based on a galvanic oxygen concentration cell with a solid electrolyte. Der Festkörperelektrolyt wird typischerweise bei einer Aktivierungstemperatur von ca. 350° C für Sauerstoff-Ionen leitend. The solid electrolyte is conductive is typically at an activation temperature of about 350 ° C for oxygen ions. Die Nominaltemperatur der Sonde liegt in der Regel deutlich höher, typischerweise zwischen 650° C und 850° C. Die Temperatur, bei der die Lambdasonde betriebsbereit wird und die Anforderungen in einem Motorsteuerungssystem erfüllt, liegt zwischen der Aktivierungstemperatur und der Nominaltemperatur der Sonde. The nominal temperature of the probe is much higher, as a rule, typically between 650 ° C and 850 ° C. The temperature at which the lambda sensor is ready for use and satisfies the requirements in a motor control system which lies between the activation temperature and the nominal temperature of the probe. Eine Breitband-Lambdasonde nach dem Stand der Technik und deren Aufbau ist beispielsweise in der A broadband lambda probe according to the prior art and whose structure is, for example, in the DE 10 2008 042 268 A1 DE 10 2008 042 268 A1 beschrieben. described.
  • Zusammenfassend messen Lambdasonden den Restsauerstoffgehalt im Verbrennungsabgas und nutzen diesen durch Vergleich mit dem Luftsauerstoffgehalt für die Optimierung der Verbrennung durch Anpassung der Kraftstoffmenge. In summary measure oxygen sensor the residual oxygen content in the combustion exhaust gas and use it by comparison with the atmospheric oxygen content for the optimization of combustion by adjusting the amount of fuel. Ändert sich allerdings der Luftsauerstoffgehalt abrupt, funktioniert diese Lambdaregelung nicht mehr optimal. However, the atmospheric oxygen content changes abruptly, this lambda control no longer works optimally. Es werden insbesondere Situationen, bei denen der Luftsauerstoffgehalt geringer ist als die üblichen 21%, nicht berücksichtigt. There are particular situations where the oxygen content is less than the usual 21%, not be considered. Als Folge kann aus diesem Umstand eine Fehladaption auftreten, die sich negativ auf die Genauigkeit der Lambdaregelung auswirkt. As a result, from this circumstance a faulty adaptation occur, which adversely affects the accuracy of lambda control.
  • Neuere Fahrzeugmanagementsysteme nutzen eine Navigationsvorschau, die ua in Fahrassistenzsystemen (FAS) sowie im Energiemanagement in modernen Fahrzeugen eingreift. Newer vehicle management systems use a navigation preview, engaged inter alia in driver assistance systems (VAS) and in energy management in modern vehicles. Fahrerassistenzsysteme sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Driver assistance systems are electronic auxiliary devices in motor vehicles to assist the driver in certain driving situations. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Here are often safety aspects, but also the increase in driving comfort in the foreground. Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Ökonomie. Another aspect is to improve the economy.
  • Eingriffe in Motorsteuersysteme zur Lambdaregelung und Abgasnachbehandlung unter Berücksichtigung von Prognosen zur zukünftigen Betriebsphase der Brennkraftmaschine anhand von Streckenverlaufsdaten aus GPS-Empfängern bzw. Navigationsempfängern sind zumindest teilweise aus dem Stand der Technik bekannt. Interventions in engine control systems for lambda control exhaust gas treatment and taking into account the forecasts of future operating phase of the internal combustion engine based on route data from GPS receivers and navigation receivers are at least partially known from the prior art.
  • Die The DE 10 2008 045 067 A1 DE 10 2008 045 067 A1 bezieht sich beispielsweise auf ein Verfahren zum Betreiben eines Teilsystems eines Fahrzeugs, wobei Daten zur Fahrzeugposition, zum Wetter und/ oder zur Wettervorhersage empfangen und neben fahrzeuginternen Sensorsignalen diese Daten zur Modifikation einer Steuerung des Teilsystems verwendet werden. for example, relates to a method of operating a subsystem of a vehicle, wherein the vehicle position data, the weather and / or weather forecast received and this data is used to modify a control of the subsystem in addition to the in-vehicle sensor signals. Das Verfahren bezieht sich zwar auf Lufttrockner bzw. auf Druckluftversorgungen von druckluftbetriebenen Systemen, wie Druckluftbremsanlagen. The method relates indeed to air dryer on or air supplies of air-operated systems such as air brake systems. In der Schrift wird auch die Möglichkeit angedeutet, eine Anpassung der Lambdaregelung vorzunehmen, um je nach Bedarf optimierte Verbrauchs- bzw. Schadstoffwerte erzielen zu können, wodurch in besonders belasteten Gebieten eine schadstoffärmere Betriebsweise und in nicht so belasteten Gebieten eine Verbrauchsoptimierte Betriebsweise ermöglicht werden kann. In Scripture, the possibility is also suggested to make an adjustment of the lambda control in order to achieve optimum fuel consumption and pollution levels as needed, creating a low-emission mode and not as polluted areas a consumption-optimized operation can be made possible in a particularly polluted areas. Konkrete Ausführungsbeispiele hierzu werden nicht genannt. Exemplary embodiments for this purpose are not mentioned.
  • Ein weiteres Beispiel für einen Eingriff in ein Sub-System eines Kraftfahrzeugs unter Nutzung einer Zukunftsprognose aus einer Routenvorschau wird in der Another example of an intrusion into a sub-system of a motor vehicle utilizing a prognosis of a route preview is in the DE 10 2008 025 569 A1 DE 10 2008 025 569 A1 beschrieben. described. Es wird ein Verfahren zum Regeln und/ oder Steuern eines Funktionssystems eines Kraftfahrzeuges beschrieben, welches die Schritte Erstellen einer Prognose einer in der Zukunft liegenden Betriebsweise des Verbrennungsmotors und vorausschauendes Regeln und/ oder Steuern eines Zustandes des Funktionssystems mittels Berücksichtigung der Prognose mit einem Funktionssystem, dessen Zustand in Abhängigkeit von einer Betriebsweise des Verbrennungsmotors gesteuert und/ oder geregelt wird, umfasst. There is described a method for regulating and / or controlling of a functional system of a motor vehicle, comprising the steps of creating a prognosis of a point in the future operation of the internal combustion engine and predictive rules and / or controlling a condition of the function system by considering the forecast with a function system, the is controlled state in response to an operation of the internal combustion engine and / or regulated, comprises. Konkret bezieht sich das Verfahren auf den Betrieb von Partikelfiltern, NO x -Speicherkatalysatoren, Dieseloxidationskatalysatoren, Einrichtungen zur Adaption einer Lambdasonde, Einrichtungen zur Tankentlüftungsdiagnose, einer Klimaanlage oder einem Thermospeicher. Specifically, the method relates to the operation of particle filters, NO x storage catalytic converters, diesel oxidation catalysts, means for adaptation of a lambda probe, means for tank ventilation diagnosis, an air conditioner or a thermal memory. Dabei ist vorgesehen, dass zur Prognose Daten über eine Routenplanung und Fahrzeugpositionen mittels GPS-Navigation ausgewertet werden. It is provided that information on a route planning and vehicle positions are evaluated using GPS navigation to the forecast.
  • In der In the DE 10 2004 005 072 A1 DE 10 2004 005 072 A1 wird ein Verfahren zur Regeneration einer Abgasreinigungsanlage, insbesondere eines Partikelfilters, beschrieben, wobei der Regenerationszyklus unter Berücksichtigung von Informationen zur Fahrstrecke gesteuert wird. is a method of regenerating an exhaust gas purification system, in particular a particulate filter, described in which the regeneration cycle is controlled, taking into account information on the route. Dabei ist die Einbeziehung von GPS- bzw. Positionsangaben aus Navigationssystemen vorgesehen, um eine optimale Betriebsphase für die Regeneration zu ermöglichen. The inclusion of GPS or location information is provided from navigation systems to allow optimum operating phase for regeneration. Ua kann zB in einem Tunnel der Regenationsvorgang abgebrochen oder erst gar nicht gestartet werden, um schlechte Abgaswerte zu vermeiden. Among other things, for example, can be stopped in a tunnel of Rege nation process or not even started, to avoid bad emissions.
  • Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem eine Prognose zur Luftsauerstoffkonzentration für den zukünftigen Fahrbetrieb im Hinblick auf eine Adaption einer Lambdaregelung ermöglicht werden kann. There is therefore the object to provide a method by which a forecast of the atmospheric oxygen concentration for the future driving in terms of an adaptation of a lambda control can be made possible.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen. It is a further object of the invention to provide a corresponding device for carrying out the method.
  • Offenbarung der Erfindung Disclosure of the Invention
  • Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mittels einer Navigationsvorschau vorausliegende Streckenabschnitte detektiert werden, die einen gegenüber dem Normal-Luftsauerstoffgehalt von 21% abweichenden Luftsauerstoffgehalt aufweisen, und daraus Prognosedaten für den zu erwartenden Luftsauerstoffgehalt ermittelt werden, welche zu einer Adaption der Lambdaregelung verwendet werden. The object of the method is solved in that by means of a navigation preview route ahead portions detected which have a relation to the normal air oxygen content of 21% deviating atmospheric oxygen content, and forecast data for the expected atmospheric oxygen content can be determined therefrom, which uses an adaptation of the lambda control become. Durch diese vorausschauende Betrachtung kann die Lambdaregelung gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden. By this predictive viewing the lambda control can be improved over the prior art. Fehladaptionen, welche auf falsche Annahmen zum Luftsauerstoffwert basieren, können damit verhindert werden. Incorrect adaptations, which are based on false assumptions about the atmospheric oxygen value can thus be prevented. So werden üblicherweise die Abgassonden im Schubbetrieb gegen dem Normal-Sauerstoffgehalt von 21% abgeglichen. Thus, the exhaust gas sensors are usually calibrated in overrun against the normal oxygen content of 21%. Weicht der Sauerstoffgehalt in der Luft aber von diesem Wert ab führt dies zu og Fehladaptionen bei der Lambdaregelung. Gives way to the oxygen content in the air but from this value leads to incorrect og adaptations in the lambda control. Zudem kann mit diesem Verfahren die Genauigkeit der Lambdaregelung erhöht werden. In addition, the accuracy of the Lambda control can be increased by this method.
  • Dabei können, wie dies eine vorteilhafte Verfahrensvariante vorsieht, anhand von Informationen zum Streckenverlauf, welche aus Navigationsdaten ermittelt werden, insbesondere Streckenabschnitte mit, gegenüber dem Normal-Luftsauerstoffgehalt reduziertem Luftsauerstoffgehalt ermittelt und daraus ein Korrekturwert für den Luftsauerstoffgehalt berechnet werden. In this case, can as is provided by an advantageous process variant, based on information on the route, which are determined from navigation data, in particular route sections, determined with respect to the normal air oxygen content of reduced oxygen content and a correction value for the atmospheric oxygen content can be calculated therefrom. Insbesondere in Situationen mit geringerem Luftsauerstoffgehalt kann daher durch diese Navigationsvorschau die Lambdaregelung und die Kraftstoffeinspritzung optimiert werden. Therefore, especially in situations with reduced oxygen content, the lambda control and the fuel injection can be optimized by this navigation preview.
  • Eine bevorzugte Verfahrensvariante sieht dabei vor, dass aus Informationen zur Dichte einer Bebauung im vorausliegenden Streckenabschnitt oder aus Informationen zu Tunnel- oder Einhausungsabschnitten, welche auf der Fahrstrecke vorausliegen, ein zu erwartender Luftsauerstoffgehalt für diesen Streckenabschnitt berechnet wird. A preferred method variant is that, an expected atmospheric oxygen content for this route section is calculated from information about the density of a building in the section of the route or information about tunnels or housing portions which advance lying on the route. Gerade in dichter Bebauung, zB in städtischen Hochhausschluchten, oder in Tunnelabschnitten kann der Sauerstoffgehalt gegenüber dem Normal-Luftsauerstoffgehalt verringert sein. Especially in dense development, including in urban skyscrapers, or in tunnel sections, the oxygen content may be compared to the normal atmospheric oxygen content decreased. Derartige Daten zur Bebauung sind üblicherweise in Navigationsdaten heutiger Navigationsgeräte vorhanden. Such data for construction are commonly present in today's navigation data navigation devices. Die Berechnung kann dabei modellhaft geschehen, in dem zB je nach Bebauungsdichte, Höhe der Häuser und Breite der Straße oder Länge der Tunnel bzw. Einhausung eine Abweichung vom Normal-Luftsauerstoffwert für den voraus liegenden Streckenabschnitt angenommen wird, The calculation can be done while a model in which, for example, the tunnel or enclosure a deviation from the normal-air value is assumed for the expected track section lying depending on building density, height of structures and the road width or length,
  • Zudem können Daten zu Verkehrsstaus oder Verkehrsdichte über radiofunkbasierte Systeme, zB TMC o.ä., bei der Prognose des zu erwartenden Luftsauerstoffgehalts berücksichtigt werden. In addition, data on traffic jams or traffic density over radio radio-based systems, such as TMC can, etc., are considered in the projections of the atmospheric oxygen content. Gerade hohes Verkehrsaufkommen in Tunnelabschnitten kann den Sauerstoffgehalt in der Luft zusätzlich reduzieren. Particularly high volume of traffic in tunnel sections can also reduce the oxygen content in the air. Anhand von entsprechenden Modellen kann dann, je nach Bebauungsdichte und/ oder vorhandener Tunnelabschnitte oder Einhausungen auf der vorausliegenden Fahrstrecke ein Luftsauerstoffwert angenommen werden, der vom Normal-Luftsauerstoffgehalt abweichen kann. an air oxygen value can based on the models, then, depending on the building density and / or existing tunnel sections or housings on the forward traveling road are accepted, which may differ from the normal air oxygen content.
  • Werden, wie dies eine weitere Verfahrensvariante vorsieht, zusätzlich Emissionsvorgaben und/ oder Geschwindigkeitsbegrenzungen für den vorausliegenden Streckenabschnitt, welche aus den Navigationsdaten abgeleitet werden, bei der Adaption berücksichtigt, kann die Lambdaregelung hinsichtlich Vermeidung von unnötiger Schadstoffemissionen in solchen Streckenabschnitten angepasst werden bzw. Diagnosen zur Funktionstüchtigkeit der Abgassonden, wie dies die On-Bord-Diagnose (OBD), wie eingangs erwähnt, vorsieht, unterbunden werden, da ansonsten aufgrund der eher ungünstigen Betriebsbedingungen in solchen Streckenabschnitten die Diagnose fehlerhaft wäre. If, as is provided by another process variant, in addition emission requirements and / or speed limits for the section of the route which are derived from the navigation data included in the adaptation, the lambda control can be adjusted in such track sections with respect to avoid unnecessary emissions or diagnoses operability the exhaust gas sensors, as on-board diagnostics (OBD), as mentioned above, provides, be stopped, otherwise due to the rather unfavorable operating conditions in such stretches the diagnosis would be wrong.
  • Als Abgassonden werden Breitband-Lambdasonden, Zweipunkt-Lambdasonden oder andere Abgassonden oder Gassensoren, zB NO x -Sensoren, verwendet, mit denen eine Rest-Sauerstoffgehalt im Abgas direkt oder indirekt bestimmbar ist. As exhaust gas sensors are wide-band lambda probes, two-point lambda probes or other exhaust gas sensors or gas sensors, such as NOx sensors, used with which a residual oxygen content in the exhaust gas is directly or indirectly determined. Diese Sensoren müssen allerdings in regelmäßigen Zeitabständen überprüft bzw. kalibriert werden, was üblicherweise gegenüber dem Referenzwert des Normal-Luftsauerstoffgehalts geschieht. However, these sensors must be checked at regular intervals or calibrated, which usually happens in relation to the reference value of the normal atmospheric oxygen content. Ist dieser, abhängig vom Streckenverlauf und/ oder dem Verkehrsaufkommen, entsprechend bekannt, kann die Diagnose derartiger Abgassonden hinsichtlich der Genauigkeit verbessert werden. Is this, depending on the route and / or the volume of traffic, according to known diagnosis of such exhaust gas sensors can be improved in accuracy.
  • Eine bevorzugte Verwendung des Verfahrens, wie es zuvor beschrieben wurde, sieht den Einsatz zur Steuerung der Regeneration einer Abgasreinigungslage im Abgaskanal der Brennkraftmaschine oder zur Vorgabe eines Startzeitpunktes für die Regeneration der Abgasreinigungsanlage vor. A preferred use of the process as previously described, provides for the use for controlling the regeneration of an exhaust purification location in the exhaust passage of the internal combustion engine or for setting a start time for the regeneration of the exhaust gas purification system. Abgasreinigungsanlagen enthalten üblicherweise einen Katalysator, dessen Sauerstoffspeicherfähigkeit mittels einer Lambdaadaption, wie eingangs erwähnt, überprüft werden muss. Emission control systems typically include a catalyst, the oxygen storage capacity has to be checked by means of a lambda adaptation, as mentioned above. Zur Regeneration wird ein bestimmter Lambdawert im Abgaskanal der Brennkraftmaschine vorgesteuert. To regenerate a certain lambda value is piloted in the exhaust passage of the internal combustion engine. Die Art der Vorsteuerung und der Zeitpunkt des Starts der Regeneration kann mit dem zuvor beschriebenen Verfahren der Fahrsituation angepasst werden. The type of feedforward control and the timing of the start of regeneration can be adjusted by using the method described above the driving situation. Insbesondere können zB in solchen Situationen mit verringertem Sauerstoffgehalt in der Luft eine „fette“ Verbrennung zur Regeneration von NO x -Katalysatoren vermieden werden, was ansonsten zu einer erhöhten Emission von Schadstoffen führen würde. In particular, for example, can create a "rich" combustion for the regeneration of NOx catalysts are avoided, which would otherwise lead to increased emission of pollutants in such situations with reduced oxygen content in the air.
  • Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Motorsteuerung Berechnungseinheiten sowie Kennfeldspeichereinheiten zur Durchführung des Verfahrens mit seinen zuvor genannten Verfahrensvarianten aufweist und signaleingangsseitig Daten für eine Streckenverlaufsprognose und, daraus abgeleitet, Daten für eine Prognose des Luftsauerstoffgehalts in diesem vorausliegenden Streckenabschnitt der Berechnungseinheit als Korrektureingriff in die Lambdaregelung aufschaltbar sind. The object of the device is attained in that the motor control calculation units and map storage units for performing the method with its previously mentioned variants of the process and having signal input side, data for a route guidance and, derived therefrom, data for a prediction of the atmospheric oxygen content in this section of the route calculating unit as a correction engagement are connectable to the lambda control. Die Funktionalität des Verfahrens kann dabei zumindest teilweise softwarebasiert in dieser implementiert sein. The functionality of the process can thereby be at least partly based on software implemented in this.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die Streckenverlaufsprognose und/ oder die Prognose des Luftsauerstoffgehalts in diesem vorausliegenden Streckenabschnitt in einer Navigationseinheit oder in einer speziellen Prognosebestimmungseinheit aus gespeicherten Navigationsdaten bestimmbar. In a preferred embodiment, the route guidance and / or the prognosis of the atmospheric oxygen content in this section of the route in a navigation unit or in a special prediction determination unit from stored navigation data is determined. Dies kann beispielsweise in einer sogenannten Head-Unit mit Ortung und digitaler Karte implementiert sein. This may for example be implemented in a so-called head-unit with tracking and digital map. Zudem können dabei Verkehrsinformationen für den voraus liegenden Streckenabschnitt mit verarbeitbar sein. In addition, traffic information for the lying ahead stretches so processed can be there.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the figure exemplary embodiment. Es zeigt: It shows:
  • 1 1 in schematischer Darstellung das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann. in the process of the invention can be applied in a schematic view the technical environment.
  • 1 1 zeigt schematisch an einem Beispiel eines Otto-Motors das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine schematically shows an example of an Otto engine the technical environment in which the inventive method for lambda control of an internal combustion engine 10 10 eingesetzt werden kann. can be used. Der Brennkraftmaschine The internal combustion engine 10 10 wird Luft über eine Luftzuführung is air via an air supply 11 11 zugeführt und deren Masse mit einem Luftmassenmesser supplied and their mass with a mass air flow sensor 12 12 bestimmt. certainly. Der Luftmassenmesser The air mass meter 12 12 kann als Heißfilm-Luftmassenmesser ausgeführt sein. can be configured as hot-film air mass meter. Das Abgas der Brennkraftmaschine The exhaust gas of the internal combustion engine 10 10 wird über einen Abgaskanal is an exhaust duct 18 18 abgeführt, wobei in Strömungsrichtung des Abgases hinter der Brennkraftmaschine discharged, wherein in the flow direction of the exhaust gas downstream of the internal combustion engine 10 10 eine Abgasreinigungsanlage an emission control system 16 16 vorgesehen ist. is provided. Die Abgasreinigungsanlage The emission control system 16 16 umfasst üblicherweise mindestens einen Katalysator. typically comprises at least one catalyst.
  • Zur Steuerung der Brennkraftmaschine For controlling the internal combustion engine 10 10 ist eine Motorsteuerung is a motor controller 14 14 vorgesehen, die zum einen der Brennkraftmaschine provided that for one of the internal combustion engine 10 10 über eine Kraftstoffdosierung a fuel metering 13 13 Kraftstoff zuführt und der zum anderen die Signale des Luftmassenmessers supplies fuel and the other the signals of the air mass meter 12 12 und der in dem Abgaskanal and in the exhaust passage 18 18 angeordneten Abgassonde arranged exhaust gas probe 15 15 sowie einer weiteren in der Abgasableitung and another in the flue gas discharge 18 18 angeordneten Abgassonde arranged exhaust gas probe 17 17 zugeführt werden. are supplied. Die Abgassonde The exhaust gas probe 15 15 bestimmt im gezeigten Beispiel einen Lambda-Istwert eines der Brennkraftmaschine determined in the example shown a lambda actual value of the internal combustion engine 10 10 zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs. supplied fuel-air mixture. Sie kann als Breitband-Lambdasonde oder stetige Lambda-Sonde ausgeführt sein. It can be configured as a broadband lambda probe or continuous lambda probe. Die Abgassonde The exhaust gas probe 17 17 bestimmt die Abgaszusammensetzung nach der Abgasreinigungsanlage the exhaust gas composition determined according to the exhaust gas purification system 16 16 . , Die Abgassonde The exhaust gas probe 17 17 kann als Sprungsonde oder Zweipunkt-Lambdasonde ausgebildet sein. may be formed as a spring probe or two-point lambda probe.
  • Die Motorsteuerung The motor control 14 14 weist im gezeigten Beispiel zumindest eine Kennfeldspeichereinheit in the example shown, at least one map memory unit 14.1 14.1 auf, in denen Vorgabewerte für eine Lambdaregelung anhand von Eingangsgrößen, wie Restsauerstoffgehalt, Abgastemperatur, Abgasmassenstrom sowie weiterer Motorkenndaten, wie Drehzahl, Einspritzmenge etc., gespeichert sind. on where defaults are stored for a lambda control based on input variables such as residual oxygen content, exhaust gas temperature, exhaust gas mass flow and other engine parameters, such as speed, injection quantity, etc.. Anhand dieser Daten wird in einer entsprechenden Recheneinheit eine situationsoptimierte Kraftstoffeinspritzung bestimmt. Using this data, a situation optimized fuel injection is determined in a corresponding computing unit.
  • Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass Vorschaudaten für einen vorausliegenden Streckenabschnitt mit Informationen zu Streckenabschnitten mit gegenüber dem Normal-Luftsauerstoffgehalt von 21% reduziertem Sauerstoffgehalt aus einer Navigationseinheit According to the invention it is provided that preview data for a section of the route information for route sections with respect to the normal air oxygen content of 21% reduced oxygen content of a navigation unit 20 20 im Fahrzeug bestimmt und als Korrekturdaten der Motorsteuerung determined in the vehicle and as correction data of the motor control 14 14 zugeführt werden. are supplied. Diese Korrekturdaten werden bei der Berechnung der Kraftstoffeinspritzung mit berücksichtigt, so dass eine Adaption der Lambdaregelung vorgenommen wird. These correction data are taken into account in the calculation of the fuel injection, so that an adaptation of the lambda control is carried out.
  • Die Positionsdaten erhält die Navigationseinheit The position data is obtained, the navigation unit 20 20 von einem GPS-Empfänger from a GPS receiver 30 30 , der die Funksignale von einem die Erde umspannenden Netz aus Satelliten That the radio signals from an earth-spanning network of satellites 40 40 zur Positionsbestimmung empfängt. receives for position determination. Die Streckenverlaufsprognose und/ oder die Prognose des Luftsauerstoffgehalts in diesem vorausliegenden Streckenabschnitt können in der Navigationseinheit The route prognosis and / or prognosis of the atmospheric oxygen content in this section of the route to the navigation unit 20 20 oder in einer speziellen, hier nicht dargestellten, Prognosebestimmungseinheit aus gespeicherten Navigationsdaten bestimmt werden. or in a special, not shown here, prognosis, determination unit are determined from the stored navigation data. Zudem ist eine Anbindung an Informationen über die aktuelle Verkehrssituation auf dem voraus liegenden Streckenabschnitt möglich, welche beispielsweise funkbasiert über einen Traffic-Message-Channel (TMC) zur Verfügung stehen. In addition, a link to information about the current traffic situation in the past ahead of stretch is possible, which are available such as radio based on a Traffic Message Channel (TMC).
  • Vorausschauend können somit Streckenabschnitte mit geringerem Luftsauerstoffgehalt, zB bei Fahrten durch Tunnelabschnitte oder Hochhausschluchten, berücksichtigt werden. Looking ahead sections with lower oxygen content, for example can thus be as tunnels or sections skyscrapers considered. Ein entsprechend geringerer Luftsauerstoffgehalt während dieses Streckenabschnittes kann entsprechend bei der Lambdaregelung, bei der Regeneration der Abgasreinigungsanlage A correspondingly lower oxygen content during this route section can accordingly in the lambda control, in the regeneration of the abatement equipment 16 16 oder bei Diagnosen der Abgassonden or in diagnosis of the exhaust gas probe 15 15 , . 17 17 berücksichtigt werden. be considered.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Claims (9)

  1. Verfahren zur Lambdaregelung bei einer Brennkraftmaschine ( Process for lambda control in an internal combustion engine ( 10 10 ), wobei mit mindestens einer Abgassonde ( ), Where (with at least one exhaust gas probe 15 15 ), welche im Abgaskanal ( ) Which (in the exhaust gas channel 18 18 ) der Brennkraftmaschine ( () Of the internal combustion engine 10 10 ) angeordnet ist, ein Rest-Sauerstoffgehalt im Abgas bestimmt und mittels der Lambdaregelung ein bestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch Anpassung einer Kraftstoffmenge mittels einer Kraftstoffdosierung ( ), There is arranged a residual oxygen content in the exhaust gas determined by the lambda control and a specific air-fuel ratio by adjusting an amount of fuel (by means of a fuel metering 13 13 ) an der Brennkraftmaschine ( ) (On the internal combustion engine 10 10 ) eingestellt wird, wobei die mit der Abgassonde ( ) Is set, wherein the (with the exhaust gas probe 15 15 ) ermittelten Rest-Sauerstoffwerte zeitweise gegen einen Luftsauerstoffgehalt abgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Navigationsvorschau vorausliegende Streckenabschnitte detektiert werden, die einen gegenüber dem Normal-Luftsauerstoffgehalt abweichenden Luftsauerstoffgehalt aufweisen, und daraus Prognosedaten für den zu erwartenden Luftsauerstoffgehalt ermittelt werden, welche zu einer Adaption der Lambdaregelung verwendet werden. ) Determined residual oxygen values are temporarily matched against an air oxygen content, characterized in that by means of a navigation preview route ahead portions detected which have a relation to the normal air oxygen content different atmospheric oxygen content, and forecast data for the expected atmospheric oxygen content can be determined therefrom, which to an adaptation the lambda control are used.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand von Informationen zum Streckenverlauf, welche aus Navigationsdaten ermittelt werden, insbesondere Streckenabschnitte mit, gegenüber dem Normal-Luftsauerstoffgehalt reduziertem Luftsauerstoffgehalt ermittelt und daraus ein Korrekturwert für den Luftsauerstoffgehalt berechnet wird. A method according to claim 1, characterized in that calculated on the basis of information on the route, which are determined from navigation data, in particular route sections, compared to the normal air oxygen content of reduced oxygen content and from this a correction value for the atmospheric oxygen content is calculated.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus Informationen zur Dichte einer Bebauung im vorausliegenden Streckenabschnitt oder aus Informationen zu Tunnel- oder Einhausungsabschnitten, welche auf der Fahrstrecke vorausliegen, ein zu erwartender Luftsauerstoffgehalt für diesen Streckenabschnitt modellhaft berechnet wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that an expected air oxygen content for this route section is calculated model of information density of a building in the section of the route or information about tunnels or housing portions which advance lying on the route.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen zur Verkehrsdichte bei der Prognose des zu erwartenden Luftsauerstoffgehalts berücksichtigt werden. A method according to claim 3, characterized in that information into account for the traffic density at the projections of the air oxygen content.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Emissionsvorgaben und/ oder Geschwindigkeitsbegrenzungen für den vorausliegenden Streckenabschnitt, welche aus den Navigationsdaten abgeleitet werden, bei der Adaption berücksichtigt werden. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in addition emissions requirements speed limit for the section of the route which are derived from the navigation data, are taken into account in the adaptation and / or.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Abgassonde ( A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that (as an exhaust gas probe 15 15 ) eine Breitband-Lambdasonde, eine Zweipunkt-Lambdasonde oder eine andere Abgassonde oder ein Gassensor verwendet wird. ) Is a broadband lambda probe, a two-point lambda probe, or another exhaust gas sensor or a gas sensor is used.
  7. Verwendung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Steuerung der Regeneration einer Abgasreinigungslage ( Use of the method according to claims 1 to 6 for controlling the regeneration of an exhaust gas cleaning position ( 16 16 ) im Abgaskanal ( ) (In the exhaust gas channel 18 18 ) der Brennkraftmaschine oder zur Vorgabe eines Startzeitpunktes für die Regeneration der Abgasreinigungsanlage ( ) Of the internal combustion engine or for setting a start time for the regeneration of the exhaust gas purification system ( 16 16 ). ).
  8. Vorrichtung zur Lambdaregelung bei einer Brennkraftmaschine ( Device for lambda control in an internal combustion engine ( 10 10 ), welche mindestens eine Abgassonde ( ), Which (at least one exhaust gas probe 15 15 ), welche im Abgaskanal ( ) Which (in the exhaust gas channel 18 18 ) der Brennkraftmaschine ( () Of the internal combustion engine 10 10 ) angeordnet ist, aufweist, mit der ein Rest-Sauerstoffgehalt im Abgas bestimmbar und mittels einer Motorsteuerung ( ) Is arranged, having at which a residual oxygen content in the exhaust gas (and determined by means of a motor control 14 14 ) im Rahmen der Lambdaregelung ein bestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch Anpassung einer Kraftstoffmenge mittels einer Kraftstoffdosierung ( ) In the context of the lambda control (a certain air-fuel ratio by adjusting an amount of fuel by a fuel metering 13 13 ) an der Brennkraftmaschinen ( ) (On the internal combustion engine 10 10 ) einstellbar ist, und wobei die mit der Abgassonde ( ) Is adjustable, and wherein the (with the exhaust gas probe 15 15 ) ermittelten Rest-Sauerstoffwerte zeitweise gegen einen Luftsauerstoffgehalt abgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerung ( ) Determined residual oxygen values are temporarily matched against an air oxygen content, characterized in that the motor control ( 14 14 ) Berechnungseinheiten sowie Kennfeldspeichereinheiten ( ) Calculation units and map storage units ( 14.1 14.1 ) zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Verfahrensansprüchen 1 bis 6 aufweist und signaleingangsseitig Daten für eine Streckenverlaufsprognose und, daraus abgeleitet, Daten für eine Prognose des Luftsauerstoffgehalts in diesem vorausliegenden Streckenabschnitt der Berechnungseinheit als Korrektureingriff in die Lambdaregelung aufschaltbar sind. ) For carrying out the method according to the method claims 1 to 6 and signal input side, data for a route guidance and, derived therefrom, data for a prediction of the atmospheric oxygen content in this section of the route calculation unit are connectable as a correction procedure in the lambda control.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenverlaufsprognose und/ oder die Prognose des Luftsauerstoffgehalts in diesem vorausliegenden Streckenabschnitt in einer Navigationseinheit ( Device according to claim 8, characterized in that the track prognosis and / or prediction of the atmospheric oxygen content in this section of the route (a navigation unit 20 20 ) oder in einer speziellen Prognosebestimmungseinheit aus gespeicherten Navigationsdaten bestimmbar sind. or are) determined in a particular prognosis determination unit from stored navigation data.
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