DE102015003764A1

DE102015003764A1 - Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015003764A1
Application number: DE102015003764.1A
Authority: DE
Inventors: Steffen Seitz; Konstantinos Xufuris
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde eines Fahrzeugs, bei welchem ein Widerstand einer Nernstzelle der Lambdasonde gemessen und in Abhängigkeit von einem Wert des Widerstands eine Heizeinrichtung der Lambdasonde betrieben wird. Ein Sollwert des Widerstands wird in Abhängigkeit von einer Alterung der Lambdasonde verändert. Hierbei wird eine Heizleistung (Ph), welche die Heizeinrichtung in einer vorbestimmten Zeitspanne aufbringt, mit wenigstens einem über die vorbestimmte Zeitspanne gebildeten Integral (38) einer den Betrieb der Lambdasonde beeinflussenden Betriebsgröße (X) in eine Beziehung gesetzt. Der Sollwert wird basierend auf dieser Beziehung verändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde eines Fahrzeugs, bei welchem ein Widerstand einer Nernstzelle der Lambdasonde gemessen und in Abhängigkeit von einem Wert des Widerstands eine Heizeinrichtung der Lambdasonde betrieben wird. Ein Sollwert des Widerstands wird hierbei in Abhängigkeit von einer Alterung der Lambdasonde verändert.
Lambdasonden sind Gassensoren zum Bestimmen des Restsauerstoffgehalts im Abgas eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs. Die Lambdasonde umfasst eine sogenannte Nernstzelle mit einer Feststoff-Elektrolytmembran, die auf einer Seite vom Abgasstrom umspült wird und auf der anderen Seite mit der Umgebungsluft in Kontakt steht. Bei hohen Temperaturen diffundieren Sauerstoffionen von der Seite mit dem höheren Sauerstoffpartialdruck (also der Umgebungsluftseite) zu der Seite mit dem geringeren Sauerstoffpartialdruck (also der Abgasseite) durch die Membran hindurch. Hierbei baut sich über die Membran ein elektrisches Potential auf, welches vom Partialdruckverhältnis des Sauerstoffs auf beiden Seiten der Membran abhängig ist. Das Potential wird zur Bestimmung des Restsauerstoffgehalts im Abgas herangezogen.
Um die Diffusion der Sauerstoffionen durch die Membran hindurch zu ermöglichen, werden derartige Lambdasonden auf Temperaturen von mehr als 600 Grad Celsius erwärmt. Hierfür weist die Lambdasonde üblicherweise eine Heizeinrichtung etwa in Form einer Widerstandsheizung auf. Da das Membranpotential der Lambdasonde stark von der Temperatur abhängig ist, ist es erforderlich, im Betrieb der Lambdasonde die Temperatur möglichst genau zu regeln. Es ist hierfür jedoch keine Temperaturmessung mittels eines separaten Temperatursensors vorgesehen. Vielmehr wird der temperaturabhängige Widerstand der Nernstzelle beziehungsweise der Membran als Regelgröße verwendet. Der Widerstand wird auch als Innenwiderstand R_i der Lambdasonde bezeichnet.
Dieser Innenwiderstand R_i zeigt das Verhalten eines Widerstands mit negativem Temperaturkoeffizienten. Er wird also mit zunehmender Temperatur der Lambdasonde geringer. Jedem Wert der Temperatur T der Lambdasonde entspricht somit ein bestimmter Innenwiderstand R_i, sodass eine Temperaturregelung der Lambdasonde durch Einregeln des Innenwiderstands auf einen vorgegebenen Sollwert R_i,soll als Verführungsgröße ermöglicht ist. Dieses Einregeln erfolgt typischerweise durch Beaufschlagen der Heizeinrichtung mit einer pulsweitenmodulierten Spannung, welche beispielsweise von einer Batterie des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Die Spannung ist somit die Stellgröße des Regelkreises. Durch eine wiederkehrende Messung des Innenwiderstands R_i kann die einzuregelnde Regelgröße erfasst und im Regelkreis zurückgeführt werden.
In nachteiliger Weise vergrößert sich jedoch der Innenwiderstand der Lambdasonde infolge einer Alterung derselben. Wird also, wie typischerweise vorgesehen, auf einen gleichbleibenden Sollwert R_i,soll für den Innenwiderstand R_i eingeregelt, so ergeben sich mit zunehmender Sondenalterung zunehmende Sondentemperaturen. Dies kann zu einer fehlerhaften Lambdaregelung, einer Überhitzung der Lambdasonde und sogar zu einem kompletten Ausfall der Lambdasonde führen.
Um dieses Problem zu lösen, kann der Sollwert R_i,soll des Innenwiderstands als Führungsgröße bei der Regelung der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der Alterung der Lambdasonde verändert werden. Dadurch wird vermieden, dass eine allmähliche Erhöhung der Heizleistung mit zunehmender Alterung der Lambdasonde erfolgt. Die Alterung ist nämlich durch einen allmählich ansteigenden Innenwiderstand R_i der Lambdasonde verursacht und würde ohne eine Veränderung des Sollwerts in Abhängigkeit von der Alterung zu einer erhöhten Betriebstemperatur der Lambdasonde führen.
Ein Verfahren zur Kompensation der alterungsbedingten Veränderung des Innenwiderstands einer Lambdasonde ist beispielsweise in der DE 10 2011 017 015 A1 beschrieben. Hier wird eine bestimmte Temperatur der Lambdasonde eingestellt, etwa indem die Heizeinrichtung der Lambdasonde mit einer vorgegebenen Heizspannung betrieben wird. Die Heizeinrichtung zeigt nämlich im Gegensatz zur Nernstzelle keine Alterungserscheinungen. Dann wird der Widerstand der Nernstzelle der Lambdasonde gemessen, welcher sich beim Einstellen der Temperatur der Lambdasonde mittels der Heizeinrichtung ergibt. Auf diese Weise kann die Lambdasonde kalibriert und die Alterung derselben berücksichtigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich auf besonders einfache Art und Weise die Alterung der Lambdasonde beim Verändern des Sollwerts des Widerstands berücksichtigen lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Heizleistung, welche die Heizeinrichtung in einer vorbestimmten Zeitspanne aufbringt, mit wenigstens einem über die vorbestimmte Zeitspanne gebildeten Integral einer den Betrieb der Lambdasonde beeinflussenden Betriebsgröße in eine Beziehung gesetzt. Der Sollwert wird dann basierend auf der Beziehung verändert. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass den Betrieb der Lambdasonde beeinflussende Betriebsgrößen sehr einfach zeitlich parallel zum Bestimmen der Heizleistung während der vorbestimmten Zeitspanne erfasst werden können. So kann besonders rasch und zuverlässig festgestellt werden, ob aufgrund einer Alterung der Lambdasonde ein Verändern, insbesondere ein Erhöhen, des Sollwerts des Widerstands erforderlich ist.
Die wenigstens eine den Betrieb der Lambdasonde beeinflussende Betriebsgröße kann einen Abgasmassenstrom durch eine Abgasanlage umfassen, in welcher die Lambdasonde angeordnet ist. Beispielsweise können nämlich bei Vorliegen von vergleichbaren Betriebsbedingungen des Fahrzeugs jeweilige Abgasmassenströme durch die Abgasanlage erfasst und zugleich die während dieser Zeitspanne aufgebrachte Heizleistung der Heizeinrichtung der Lambdasonde bestimmt werden. Dann lässt sich ermitteln, ob bei vergleichbaren Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und einem zugehörigen Abgasmassenstrom sowie gealterter Lambdasonde gegebenenfalls eine größere Heizleistung aufgebracht wurde, als dies bei der noch nicht gealterten Lambdasonde der Fall war. Daraufhin lässt sich der Sollwert des Widerstands entsprechend verändern. Zudem lässt sich der Abgasmassenstrom besonders einfach und prozesssicher erfassen, sodass die entsprechende Betriebsgröße besonders aufwandsarm zur Verfügung steht.
In analoger Weise können eine Temperatur des Abgases in der Abgasanlage, in welcher die Lambdasonde angeordnet ist, und/oder eine Regelabweichung eines Reglers zum Regeln der Heizleistung als die wenigstens eine Betriebsgröße herangezogen werden. Des Weiteren kann eine Abweichung einer an der Heizeinrichtung anliegenden Spannung von einem Referenzwert der Spannung über die vorbestimmte Zeitspanne hinweg integriert werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, eine Größe zu integrieren, welche ein Regelaufschwingverhalten beim Regeln der Heizleistung der Heizeinrichtung charakterisiert.
Besonders einfach ist es weiterhin, wenn als die wenigstens eine Betriebsgröße eine Zeitdauer betrachtet wird, über welche hinweg die Lambdasonde mittels der Heizeinrichtung beheizt wird. Ergänzend oder alternativ kann auch die Länge einer Fahrstrecke, welche das die Lambdasonde aufweisende Fahrzeug insbesondere bei eingeschaltetem Verbrennungsmotor zurücklegt, als die Betriebsgröße herangezogen werden.
Regelungstechnisch besonders einfach umsetzbar ist es, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung die Heizleistung mit dem wenigstens einen Integral in die Beziehung gesetzt wird, indem wenigstens ein Quotient aus der Heizleistung und dem wenigstens einen Integral gebildet wird. Der wenigstens eine Quotient kann insbesondere skaliert und/oder normiert werden, damit er besonders einfach von einer Recheneinheit wie etwa einem Motorsteuergerät verarbeitet werden kann.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Heizleistung mit dem wenigstens einen Integral dann in die Beziehung gesetzt wird, wenn ein vorbestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs vorliegt. Bei diesem Betriebszustand kann es sich beispielsweise um einen sogenannten PreDrive-Zustand handeln, also einen Zustand vor dem eigentlichen Fahren des Fahrzeugs. Hierbei wurde zwar bereits ein Türkontakt betätigt, jedoch der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs noch nicht gestartet beziehungsweise die Zündung noch nicht eingeschaltet. Der vorbestimmte Betriebszustand des Fahrzeugs kann jedoch auch während eines normalen Fahrbetriebs des Fahrzeugs einschließlich eines Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors vorliegen und/oder während einer Stopp-Phase in einem Start-Stopp-Betrieb des Fahrzeugs.
Des Weiteren ist es möglich, während einer Fahrt des Fahrzeugs mit rein elektrischem Antrieb die Heizleistung mit dem wenigstens einen Integral in die Beziehung zu setzen, wenn das Fahrzeug als Hybridfahrzeug ausgebildet ist. Der vorbestimmte Betriebszustand des Fahrzeugs kann des Weiteren vorliegen, wenn eine Abgasnachbehandlungskomponente wie etwa ein Stickoxid-Speicherkatalysator des Fahrzeugs regeneriert wird, also während eines Regenerationsbetriebs einer Einrichtung zur Abgasnachbehandlung.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Heizleistung mit dem wenigstens einen Integral in die Beziehung gesetzt wird, wenn bei Vorliegen des vorbestimmten Betriebszustands des Fahrzeugs wenigstens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs und/oder wenigstens ein Umgebungsparameter innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt.
Als derartige Betriebsparameter und/oder Umgebungsparameter kommen beispielsweise ein Abgasmassenstrom, eine Motorlast, eine Abgastemperatur, ein Drehmoment des Verbrennungsmotors, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motorkühlmittel-Temperatur und/oder eine Umgebungstemperatur in Frage.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 den Zusammenhang zwischen dem Innenwiderstand einer Nernstzelle einer Lambdasonde eines Fahrzeugs und der Temperatur der Nernstzelle bei einer nicht gealterten im Gegensatz zu einer gealterten Lambdasonde;
2 die über eine bestimmte Zeitspanne hinweg aufgebrachte Heizleistung bei einer Lambdasonde, bei welcher eine alterungsabhängige Korrektur durchgeführt wurde im Vergleich zu einer solchen Heizleistung ohne alterungsabhängige Korrektur;
3 einen schematisch skizzierten Verfahrensablauf der Diagnose einer Lambdasonde, bei welcher eine Veränderung des Widerstands der Nernstzelle in Abhängigkeit von der Alterung der Lambdasonde ermittelt und beim Festlegen eines Sollwerts für den Widerstand berücksichtigt wird; und
4 ein modifiziertes Verfahren gemäß 3, bei welchem zusätzlich eine Mittelung von in zurückliegenden Diagnosen ermittelten Quotienten vorgenommen wird.
1 zeigt einen Graphen 10, in welchem auf einer Ordinate 12 ein Widerstand R_i einer Nernstzelle einer Lambdasonde aufgetragen ist und auf einer Abszisse 14 eine Temperatur T der Nernstzelle. Bei Lambdasonden wird nämlich üblicherweise der Widerstand oder Innenwiderstand der Nernstzelle als Regelgröße zum Regeln der Temperatur der Lambdasonde herangezogen. Dann braucht die Temperatur der Lambdasonde nicht mit einem separaten Temperatursensor gemessen zu werden. Der Widerstand R_i der Nernstzelle zeigt jedoch das Verhalten eines Widerstands mit negativem Temperaturkoeffizienten. Er wird also mit zunehmender Temperatur T der Lambdasonde geringer.
Entsprechend veranschaulicht eine erste Kurve 16 in 1 den Verlauf des Widerstands R_i der Nernstzelle beziehungsweise des Innenwiderstands der Lambdasonde in Abhängigkeit von der Temperatur T für eine neue, also nicht gealterte Lambdasonde. Eine zweite Kurve 18 veranschaulicht den Widerstand R_i der Nernstzelle der gealterten Lambdasonde. Insbesondere bei vergleichsweise hohen Temperaturen wird entsprechend bei der gealterten Lambdasonde der gleiche Wert des Widerstands R_i erst bei einer vergleichsweise hohen Temperatur erreicht. Wird beispielsweise die nicht gealterte Lambdasonde auf einen Widerstand R_i von 220 Ohm geregelt, so weist die ungealterte Lambdasonde eine Temperatur von beispielsweise 630 Grad Celsius auf. Bei der gealterten Lambdasonde wird jedoch der Widerstand R_i von 220 Ohm erst bei einer Temperatur von 750 Grad Celsius oder mehr erreicht.
Um ein Betreiben der Lambdasonde mit zunehmend höheren Temperaturen zu vermeiden, wird jedoch vorliegend die alterungsbedingte Veränderung des Innenwiderstands kompensiert. Beispielsweise wird als neue Regelgröße der gealterten Lambdasonde ein Widerstand R_i der Nernstzelle von 300 Ohm vorgegeben, um die Lambdasonde mit einer Temperatur von 630 Grad Celsius zu betreiben. Eine entsprechende Kompensation ist in 1 durch einen Pfeil 20 veranschaulicht.
Ein weiterer Graph 22 in 2 umfasst eine Ordinate 24, auf welcher die Heizleistung Ph in Watt aufgetragen ist, und eine Abszisse 26, auf welcher die Zeit t in Stunden aufgetragen ist. Eine erste Linie 28 veranschaulicht die Heizleistung über die Lebensdauer der Lambdasonde. Diese Linie 28 steigt über die Zeit hinweg an. Entsprechend wird die Lambdasonde mit einer immer größer werdenden Heizleistung belastet. Wünschenswert ist es jedoch, dass die Heizleistung konstant bleibt. Eine solche konstante Heizleistung ist in 2 durch eine weitere Linie 30 veranschaulicht. Diese konstante Heizleistung wird vorliegend erreicht, indem die Führungsgröße des Regelkreises zum Einstellen der Temperatur der Lambdasonde, also ein Sollwert R_i,soll für den Widerstand oder Innenwiderstand der Nernstzelle alterungsabhängig korrigiert wird.
Ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben der Lambdasonde soll anhand von 3 veranschaulicht werden. Das Verfahren geht von einem Zustand 32 aus, in welchem die Lambdasonde geregelt beheizt wird. Bei dem Zustand 32 kann es sich um einen vorbestimmten Betriebszustand des Fahrzeugs handeln, bei welchem eine Diagnose der Lambdasonde bezüglich des Innenwiderstands sinnvoll durchgeführt werden kann. Derartige Zustände können einen PreDrive-Zustand, einen normalen Fahrbetrieb, eine Stoppphase im Start-Stopp-Betrieb und dergleichen umfassen.
Ausgehend von dem Zustand 32 wird in einem Schritt 34 abgefragt, ob ein für die Diagnose der Lambdasonde geeigneter Referenzzustand vorliegt. Dies kann davon abhängig geschehen, ob ein oder mehrere vorgegebene Betriebsparameter innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Abgasmassenstrom zwischen 0 kg/h und 200 kg/h vorliegt. Auch kann vorgesehen sein, dass eine Last des Verbrennungsmotors zwischen 0% und 70% der Nennlast des Verbrennungsmotors liegt.
Als Wertebereiche der Betriebsparameter des Fahrzeugs kommen des Weiteren beispielsweise eine Abgastemperatur zwischen 300 Grad Celsius und 800 Grad Celsius, ein Drehmoment des Verbrennungsmotors zwischen 0% und 80% des Nenn-Drehmoments und eine Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 0 km/h und 140 km/h in Frage. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Motorkühlmittel-Temperatur zwischen –30 Grad Celsius und 100 Grad Celsius liegt und eine Umgebungstemperatur zwischen –30 Grad Celsius und 40 Grad Celsius. Es können auch weitere Betriebsparameter des Fahrzeugs und/oder Umgebungsparameter für die Abfrage in dem Schritt 34 herangezogen werden.
Des Weiteren wird in Schritt 34 abgefragt, ob tatsächlich der Zustand 32 des Fahrzeugs vorliegt. Ist das Ergebnis der Abfrage in Schritt 34 negativ, so wird bevorzugt anschließend erneut der Schritt 34 durchgeführt. Führt die Abfrage im Schritt 34 jedoch zu einem positiven Ergebnis, so wird in einen Diagnose-Messbetrieb übergegangen. In dem Diagnose-Messbetrieb erfolgt parallel ein zeitliches Integrieren 36 der Heizleistung Ph, und es wird ein Integral 38 einer oder mehrerer den Betrieb der Lambdasonde beeinflussender Betriebsgrößen X gebildet.
Vorzugsweise wird parallel zu diesem Diagnose-Messbetrieb abgefragt, ob die Bedingungen für den Referenzzustand, dessen Vorliegen im Schritt 34 abgefragt wurde, weiterhin vorliegen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Diagnose-Messbetrieb abgebrochen wird, wenn dies nicht mehr der Fall ist. Das Integrieren 36 der Heizleistung wird durch Auswerten des Integrals
vorgenommen, wobei die Heizspannung U_Heiz und der Heizstrom I_Heiz messtechnisch erfasst werden. Analog dazu erfolgt parallel beim Bilden des Integrals 38 eine Integration der Betriebsgröße X nach der Zeit gemäß des Ausdrucks
Die Betriebsgröße X kann beispielsweise wenigstens eine der folgenden Größen sein: ein Abgasmassenstrom, eine Abgastemperatur, Regelabweichungen (einschließlich eines P-Anteils und eines I-Anteils) eines (bevorzugt als PID-Regler ausgebildeten) Reglers zum Regeln der Heizleistung der Heizeinrichtung, Abweichungen der Heizspannung von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Referenzwert der Spannung, eine ein Regelaufschwingverhalten charakterisierende Größe, eine Betriebszeit oder effektive Beheizungszeit der Lambdasonde und eine Fahrstrecke des Fahrzeugs. Es können jedoch auch weitere den Lamdasondenbetrieb beeinflussende Betriebsgrößen X herangezogen werden, um das Integral 38 zu bilden. Die Zeit t2 – t1, über welche hinweg die Heizleistung Ph und die Betriebsgröße X integriert werden, kann vorgebbar gewählt werden und beispielsweise zwischen 1 Minute und 10 Minuten liegen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Integration so lange andauert, wie die Bedingungen des Referenzzustands vorliegen.
Ist der Diagnose-Messbetrieb beendet, in welchem das Integrieren 36 der Heizleistung Ph und der Betriebsgröße X erfolgen, so kann anhand von Kriterien, welche ein Vorliegen von stationären Bedingungen angeben, in weiteren Schritten 40, 42 ein jeweils gleich großes Integrationsteilintervall aus der gesamten Zeitspanne T2 – t1 ausgewählt werden, über welche hinweg integriert wurde. Der entsprechende Wert des Integrals dieses Teilintervalls kann als maßgebliche, weiter zu berücksichtigende Diagnosegröße verwendet werden. Dies sorgt für eine besonders hohe Zuverlässigkeit des Diagnoseergebnisses. Das Auswählen der Intervalle in den Schritten 40, 42 ist jedoch optional, kann also in Varianten des Verfahrens entfallen.
Nachfolgend wird eine Quotientenbildung 44 vorgenommen. Hierbei wird wenigstens ein Quotient Q der in der gesamten Zeitspanne t2 – t1 oder in einem Teilintervall dieser Zeitspanne aufintegrierten Heizleistung Ph und der parallel hierzu aufintegrierten Betriebsgröße X gebildet. Wurden mehrere Betriebsgrößen X aufintegriert, so können dementsprechend mehrere Quotienten Q gebildet werden. Ein bei der Quotientenbildung 44 bestimmter Quotient Q kann skaliert werden. Entsprechend wird der Quotient Q beim Skalieren 46 mit einem Faktor multipliziert. Dies sorgt dafür, dass der skalierte Quotient Q von einer Recheneinheit wie beispielsweise einem Motorsteuergerät besonders leicht verarbeitet werden kann. Das Skalieren kann zusätzlich durch ein Normieren ergänzt sein, um die gebildeten Quotienten Q je nach Art der aufintegrierten Betriebsgröße X besonders gut miteinander vergleichbar zu machen.
In einem nächsten Schritt erfolgt eine Abfrage 48, in welcher der, insbesondere skalierte, Quotient Q mit einem Schwellenwert verglichen wird. Der Schwellenwert wird hierbei bevorzugt in Abhängigkeit von der Länge des Integrationsintervalls, der Skalierung und der Art der aufintegrierten Betriebsgröße X vorgegeben. Falls mehrere skalierte Quotienten Q vorliegen, die unterschiedlichen aufintegrierten Betriebsgrößen X zugeordnet sind, so kann der Vergleich für jeden skalierten Quotienten Q separat vorgenommen werden. Wird keine oder eine ein vorgebbares Maß nicht überschreitende Abweichung des Quotienten Q vom Schwellenwert festgestellt, wird das Verfahren bevorzugt erneut mit dem Schritt 34 fortgesetzt.
Liegen jedoch eine oder mehrere Abweichungen des oder der Quotienten Q von dem Schwellenwert vor und überschreiten diese Abweichungen ein vorgebbares Maß, so erfolgt in einem nächsten Schritt ein Anpassen 50 oder Verändern des Sollwerts R_i,soll für den Innenwiderstand R_i der Nernstzelle der Lambdasonde.
Der Sollwert R_i,soll des Widerstands kann hierbei um einen konstanten Wert verändert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Anpassung oder Veränderung des Sollwerts R_i,soll des Widerstands stets um einen festen, vorzugsweise vergleichsweise niedrigen Wert von beispielsweise 1 Ohm bis 10 Ohm vorgenommen wird. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Sollwert R_i,soll des Widerstands um nicht mehr als einen Maximalwert verändert wird. Es kann also die Größe der Anpassung auf einen vorgebbaren Wert begrenzt sein, um eine Überkompensation zu vermeiden.
Nach dem Anpassen 50 des Sollwerts R_i,soll für den Innenwiderstand R_i der Lambdasonde wird bevorzugt wie für den Fall, dass gemäß dem Abfrageergebnis bei der Abfrage 48 keine Anpassung erforderlich ist, wieder zum Schritt 34 zurückgesprungen. Gegebenenfalls wird dann eine erneute Diagnose durchgeführt, wenn die entsprechenden Zustände und Bedingungen vorliegen.
4 zeigt eine Variante des in 3 veranschaulichten Verfahrens. Hierbei erfolgt vor der Abfrage 48 eine Mittelung 52 aller in zurückliegenden Diagnosen ermittelten, insbesondere skalierten Quotienten Q. Die Mittelung 52, also das Bilden eines Mittelwerts kann sich an die Quotientenbildung 44 anschließen oder bei Vorsehen des Skalierens 46 an das Skalieren 46 und/oder an ein Normieren des oder der Quotienten Q. Die (optionale) Mittelung 52 verbessert weiter die Zuverlässigkeit der Diagnose.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011017015 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde eines Fahrzeugs, bei welchem ein Widerstand (R_i) einer Nernstzelle der Lambdasonde gemessen und in Abhängigkeit von einem Wert des Widerstands (R_i) eine Heizeinrichtung der Lambdasonde betrieben wird, und bei welchem ein Sollwert (R_i,soll) des Widerstands in Abhängigkeit von einer Alterung der Lambdasonde verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizleistung (P_h), welche die Heizeinrichtung in einer vorbestimmten Zeitspanne aufbringt, mit wenigstens einem über die vorbestimmte Zeitspanne gebildeten Integral (38) einer den Betrieb der Lambdasonde beeinflussenden Betriebsgröße (X) in eine Beziehung gesetzt wird, und der Sollwert (R_i,soll) basierend auf der Beziehung verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine den Betrieb der Lambdasonde beeinflussende Betriebsgröße (X) zumindest eine der folgenden Größen umfasst: – einen Abgasmassenstrom durch eine Abgasanlage, in welcher die Lambdasonde angeordnet ist; – eine Temperatur des Abgases in einer Abgasanlage, in welcher die Lambdasonde angeordnet ist; – eine Regelabweichung eines Reglers zum Regeln der Heizleistung; – eine Abweichung einer an der Heizeinrichtung anliegenden Spannung von einem Referenzwert der Spannung; – eine Größe, welche ein Regelaufschwingverhalten beim Regeln der Heizleistung charakterisiert; – eine Zeitdauer, über welche hinweg die Lambdasonde mittels der Heizeinrichtung beheizt wird; und – eine Länge einer Fahrstrecke, welche das die Lambdasonde aufweisende Fahrzeug insbesondere bei eingeschaltetem Verbrennungsmotor zurücklegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung (P_h) mit dem wenigstens einen Integral (38) in die Beziehung gesetzt wird, indem ein wenigstens ein Quotient (Q) aus der Heizleistung (P_h) und dem wenigstens einen Integral (38) gebildet wird (44).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Quotient (Q) skaliert (46) und/oder normiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine, insbesondere skalierte und/oder normierte, Quotient (Q) mit einem Schwellenwert verglichen wird (48) und der Sollwert (R_i,soll) des Widerstands verändert wird, wenn der wenigstens eine, insbesondere skalierte und/oder normierte, Quotient (Q) um ein vorbestimmtes Maß von dem Schwellenwert abweicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mehrzahl von, insbesondere skalierten und/oder normierten, Quotienten (Q) ein Mittelwert gebildet wird (52), wobei der Mittelwert mit einem Schwellenwert verglichen wird (48) und der Sollwert (R_i,soll) des Widerstands verändert wird, wenn der Mittelwert um ein vorbestimmtes Maß von dem Schwellenwert abweicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert (R_i,soll) des Widerstands um nicht mehr als einen Maximalwert und/oder um einen konstanten Wert verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung (P_h) mit dem wenigstens einen Integral (38) in die Beziehung gesetzt wird, wenn ein vorbestimmter Betriebszustand der Fahrzeugs vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung (P_h) mit dem wenigstens einen Integral (38) in die Beziehung gesetzt wird, wenn bei Vorliegen des vorbestimmten Betriebszustands des Fahrzeugs wenigstens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs und/oder wenigstens ein Umgebungsparameter innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt.