DE102017207407A1 - Verfahren und Steuereinrichtung zur Regelung des Füllstandes eines Katalysators - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Regelung des Füllstandes eines Katalysators (16), der in einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Abgastrakts (15) stromab einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist, bei dem der Füllstand eines Abgaskomponentenspeichers des Katalysators (16) bzgl. einer Abgaskomponente unter Ein-beziehung eines von der Konzentration der Abgaskomponente abhängigen Signals als eine Eingangsgröße modelliert wird, wobei die Konzentration mit einem stromauf des Katalysators (16) angeordneten Abgassensor (14) gemessen wird und das entsprechende, von der Konzentration abhängige Signal des Abgassensors einem Modell zur Modellierung des Füllstandes zugeführt wird. Eine verbesserte Genauigkeit zur Regelung des Füllstandes eines Katalysators wird dadurch erreicht, dass das von dem Abgassensor ausgegebene Signal vor der Weiterverarbeitung in dem Modell auf das Vorliegen einer dynamischen Verfälschung überprüft und bei Vorliegen die dynamische Verfälschung in einer Signal-Aufbereitung (29) korrigiert wird (Fig. 3).

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Füllstandes eines Katalysators, der in einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Abgastrakts stromab einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, bei dem der Füllstand eines Abgaskomponentenspeichers des Katalysators bzgl. einer Abgaskomponente unter Einbeziehung eines von der Konzentration der Abgaskomponente abhängigen Signals als eine Eingangsgröße modelliert wird, wobei die Konzentration mit einem stromauf des Katalysators angeordneten Abgassensor gemessen wird und das entsprechende, von der Konzentration abhängige Signal des Abgassensors einem Modell zur Modellierung des Füllstandes zugeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen.
  • Bei einer unvollständigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Ottomotor werden neben Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) eine Vielzahl von Verbrennungsprodukten ausgestoßen, von denen Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx) gesetzlich limitiert sind. Die geltenden Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge können nach heutigem Stand der Technik nur mit einer katalytischen Abgasnachbehandlung eingehalten werden. Durch die Verwendung eines Dreiwegekatalysators können die genannten Schadstoffkomponenten konvertiert werden.
  • Eine gleichzeitig hohe Konvertierungsrate für HC, CO und NOx wird bei Dreiwegekatalysatoren nur in einem engen Lambdabereich um den stöchiometrischen Betriebspunkt (Lambda = 1), dem sogenannten „Katalysatorfenster“, erreicht.
  • Zum Betreiben des Katalysators in diesem Lambda-Bereich wird in heutigen Motorsteuersystemen typischerweise eine Lambdaregelung eingesetzt, die auf den Signalen von Lambdasonden vor und hinter dem Katalysator basiert. Für die Regelung des Lambdas vor dem Katalysator wird der Sauerstoffgehalt des Abgases vor dem Katalysator mit der Lambdasonde gemessen. Abhängig von diesem Messwert korrigiert die Regelung die Kraftstoffmenge aus der Vorsteuerung. Für eine genauere Regelung wird zusätzlich das Abgas hinter dem Katalysator mit einer weiteren Lambdasonde analysiert. Dieses Signal wird für eine Führungsregelung verwendet, die der Lambdaregelung vor dem Katalysator überlagert ist. Als Lambdasonde hinter dem Katalysator wird in der Regel eine Sprung-Lambdasonde verwendet, die bei Lambda = 1 eine sehr steile Kennlinie besitzt und deshalb Lambda = 1 sehr genau anzeigen kann.
  • In den Regelungskonzepten können die Lambdasonden hinsichtlich Dynamikfehlern analysiert und ggf. korrigiert werden. Verfahren zur Diagnose der Dynamik von Lambdasonden sind beispielsweise in der DE 10 2014 209 392 A1 , der DE 10 2012 209 195 A1 , der DE 10 2009 045 376 A1 und der DE 10 2011 081 894 A1 angegeben.
  • Aktuelle Regelungskonzepte haben den Nachteil, dass sie ein Verlassen des Katalysatorfensters anhand der Spannung der Sprung-Lambdasonde hinter dem Katalysator erst spät erkennen.
  • Eine Alternative zu der Regelung des Dreiwegekatalysators auf Basis des Signals einer Lambdasonde hinter dem Katalysator ist eine Regelung des Sauerstoff-Füllstandes des Katalysators. Da dieser Füllstand nicht messbar ist, kann er nur modelliert und bilanziert werden. Für die Bilanzierung des Füllstandes ist die Messung des Abgaslambdas vor dem Katalysator notwendig.
  • Auf einem solchen Verfahren basiert auch die vorliegende Erfindung. Ein derartiges Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der zum Anmeldezeitpunkt noch unveröffentlichten DE 10 2016 222 418 der Anmelderin bekannt. Weitere Verfahren dieser Art sind aus der ebenfalls zum Anmeldezeitpunkt noch unveröffentlichten DE 10 2016 219 689 der Anmelderin sowie aus der DE 103 39 063 A1 bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Regelung des Füllstandes eines Katalysators mit einer verbesserten Genauigkeit bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und für die Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
  • Für das Verfahren ist vorgesehen, dass das von dem Abgassensor ausgegebene Signal vor der Weiterverarbeitung in dem Modell auf das Vorliegen einer dynamischen Verfälschung überprüft und bei Vorliegen die dynamische Verfälschung korrigiert wird. Bei einer dynamischen Verfälschung entsteht, im Gegensatz zu einer stationären Verfälschung, ein zeitabhängiger Fehler des Signals. Durch die Korrektur zur Kompensation der dynamischen Verfälschung wird die Genauigkeit der Konzentration der Abgaskomponente als Eingangsgröße in das Modell wesentlich verbessert, wodurch die Robustheit und Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung des Füllstandes deutlich erhöht werden. Phasen, in denen das Katalysatorfenster verlassen wird, treten seltener auf und die Emissionen hinter dem Katalysator werden reduziert.
  • Zusätzlich zur Korrektur der dynamischen Verfälschung kann eine Überprüfung und gegebenenfalls Kompensation einer stationären Verfälschung vorgenommen werden, wie es zum Beispiel in der zum Anmeldezeitpunkt noch unveröffentlichten DE 10 2016 219 689 angegeben ist. Eine stationäre Verfälschung kann zum Beispiel durch Alterungs- oder Toleranzeffekte entstehen und zu einer Verschiebung der tatsächlichen Sondenkennlinie gegenüber einer Referenz-Sondenkennlinie führen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante handelt es sich bei dem Füllstand um einen Sauerstoff-Füllstand, bei dem Signal um ein Lambda-Signal und bei der dynamischen Verfälschung um eine asymmetrische Verlangsamung des Lambda-Signals, wobei die Reaktion des Lambda-Signals auf eine Lambda-Änderung im Abgas in eine Richtung, d.h. von Fett nach Mager oder von Mager nach Fett, langsamer erfolgt als in die andere Richtung. Eine asymmetrische Verlangsamung des Lambda-Signals kann durch eine Veränderung der Sondendynamik verursacht werden. Asymmetrische Verlangsamungen treten zum Beispiel in Form einer erhöhten (Filter-) Zeitkonstante, einer Verzögerung oder einer Kombination von Zeitkonstante und Verzögerung auf. Bei einer dynamisch asymmetrischen Verlangsamung wird im zeitlichen Mittel ein höherer Eintrag von Fettgas als Magergas in den Katalysator (bzw. umgekehrt) detektiert als tatsächlich vorliegt, wenn der Fett-Mager-Übergang des Lambda-Signals vor dem Katalysator gegenüber dem Mager-Fett-Übergang verlangsamt ist (bzw. umgekehrt). Dies führt zu einer verfälschten Modellierung des Sauerstoff-Füllstandes, was bei einer Regelung auf Basis des Sauerstoff-Füllstandes erhöhte Emissionen zur Folge hat. Durch die Korrektur der asymmetrischen Verlangsamung wird die Genauigkeit der Regelung verbessert, wodurch erhöhte Emissionen vermieden werden. Das Verfahren ist für unterschiedliche Sondentypen, insbesondere für Breitband-Lambdasonden und Sprung-Lambdasonden, anwendbar.
  • Vorteilhafterweise wird die asymmetrische Verlangsamung des Lambda-Signals symmetrisiert, wobei das asymmetrisch verlangsamte Lambda-Signal durch eine gleichartige asymmetrische Verlangsamung in die entgegengesetzte Richtung (bei Verlangsamung von Fett nach Mager in die Mager-Fett-Richtung und umgekehrt) korrigiert wird. „Gleichartig“ bedeutet in diesem Zusammenhang eine Korrektur der Art, dass ein Lambda-Signal resultiert, das sich jeweils dynamisch symmetrisch verhält. Dabei wird dem unkorrigierten, Ausgangs-Lambda-Signal eine ebenso große, vorzugsweise gleich verlaufende Korrektur aufgeprägt, wenn sich das Signal in der Richtung bewegt, in der es verlangsamt werden soll.
  • Eine gute Genauigkeit bei der Symmetrisierung ist dadurch erreichbar, dass der Gradient des Lambda-Signals gebildet wird und anhand des Gradienten des Lambda-Signals erkannt wird, dass die Richtung (von Mager nach Fett oder von Fett nach Mager) vorliegt, in der das Lambda-Signal verlangsamt werden soll. Vorteilhafterweise wird das Lambda-Signal vor der Gradientenbildung derart geglättet, dass der Einfluss von Signalstörungen auf die Richtungserkennung verringert wird.
  • Eine gute Genauigkeit bei der Symmetrisierung ist weiterhin dadurch erreichbar, dass die Verlangsamung in Fett-Mager-Richtung bzw. in Mager-Fett-Richtung aktiviert wird, sobald anhand des Gradienten erkannt wird, dass das Lambda-Signal steigt (bei Verlangsamung in Fett-Mager-Richtung) bzw. sinkt (bei Verlangsamung in Mager-Fett-Richtung).
  • Eine präzise Symmetrisierung ist dadurch erreichbar, dass die Verlangsamung in Fett-Mager-Richtung bzw. in Mager-Fett-Richtung dann deaktiviert wird, wenn das Lambda-Signal sinkt (bei Verlangsamung in Fett-Mager-Richtung) bzw. steigt (bei Verlangsamung in Mager-Fett-Richtung) und wenn zusätzlich das korrigierte Lambda-Signal das unkorrigierte, asymmetrisch verlangsamte Lambda-Signal kreuzt, d.h. die korrigierte Signal-Kurve in ihrem Verlauf auf die unkorrigierte Signal-Kurve trifft. Durch die Deaktivierung erst beim Kreuzen der Signale können Sprünge im Verlauf des korrigierten Lambda-Signals vermieden werden.
  • Vorzugsweise wird innerhalb des Modells das korrigierte Signal mit Hilfe eines Eingangsemissionsmodells in Eingangsgrößen für ein nachgeschaltetes Katalysatormodell umgerechnet, beispielsweise in die Konzentrationen von Sauerstoff (O2) und/oder CO vor dem Katalysator.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird in dem Katalysatormodell der Ein- und Austrag der Abgaskomponente des Katalysators bilanziert und daraus der Füllstand ermittelt, wobei die durch das Eingangsemissionsmodell berechneten Größen und/oder auch das Lambda-Signal direkt verwendet werden können. Dabei ist es vorteilhaft, das Katalysatormodell mithilfe eines hinter dem Katalysator befindlichen Sensors zu kalibrieren. Beispielsweise zeigt eine Sprung-Lambdasonde hinter dem Katalysator eindeutig an, wann der Katalysator komplett mit Sauerstoff gefüllt oder komplett von Sauerstoff entleert ist. Dies lässt sich ausnutzen, um nach Mager- oder Fettphasen den modellierten Sauerstoff-Füllstand mit dem tatsächlichen Sauerstoff-Füllstand in Übereinstimmung zu bringen und gegebenenfalls das Katalysatormodell zu adaptieren. Auf diese Weise lässt sich die Zuverlässigkeit des Katalysatormodells und dadurch der Füllstandsregelung steigern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens wird ein Lambda-Sollwert gebildet, wobei ein vorbestimmter Soll-Füllstand durch ein zu dem ersten Katalysatormodell inverses zweites Katalysatormodell in einen Basis-Lambda-Sollwert umgerechnet wird, wobei eine Abweichung des Füllstandes von dem vorbestimmten Soll-Füllstand ermittelt und durch eine Füllstandsregelung zu einem Lambda-Sollwert-Korrekturwert verarbeitet wird, eine Summe aus dem Basis-Lambda-Sollwert und dem Lambda-Sollwert-Korrekturwert gebildet und die Summe zur Bildung eines Korrekturwertes verwendet wird, mit dem eine Kraftstoffzumessung zu wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine beeinflusst wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung dient die so gebildete Summe als Lambda-Sollwert einer konventionellen Lambdaregelung, wie beispielsweise in der DE 10 2016 222 418 der Anmelderin beschrieben.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch:
    • 1 ein technisches Umfeld, in dem das erfindungsgemäßes Verfahren angewendet werden kann,
    • 2 ein Fließschema einer Regelung nach einem erfindungsgemäßen Verfahren und
    • 3 in einem Diagramm eine asymmetrische Verlangsamung eines Lambda-Signals und deren Korrektur.
  • 1 zeigt schematisch ein technisches Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann. Einer Brennkraftmaschine 10, die als Ottomotor ausgeführt ist, wird Verbrennungsluft über eine Luftzuführung 11 zugeführt. Dabei kann die Luftmasse der Verbrennungsluft mittels eines Luftmassenmessers 12 in der Luftzuführung 11 bestimmt werden. Die zugeführte Luftmasse dient der Bestimmung der bei einer vorzusteuernden Luftzahl Lambda zuzudosierenden Kraftstoffmenge. Das Abgas der Brennkraftmaschine 10 wird über einen Abgastrakt 15 abgeführt, in dem eine Abgasnachbehandlungsanlage mit einem Katalysator angeordnet ist. Der Katalysator entspricht hier einem Dreiwegekatalysator 16, der bekanntlich auf drei Reaktionswegen die drei Abgasbestandteile NOx, HC und CO konvertiert und eine Sauerstoff speichernde Wirkung besitzt. Weiterhin sind im Abgastrakt 15 stromauf des Dreiwegekatalysators 16 eine erste Lambdasonde 14, die als Breitband- oder Sprung-Sonde ausgeführt sein kann, und stromab eine zweite Lambdasonde 17, z.B. eine Sprung-Sonde, angeordnet, deren Signale einer Steuereinrichtung 20 zugeführt werden. Der Steuereinrichtung 20 wird weiterhin das Signal eines Luftmassenmessers 12 zugeführt. Auf Basis der ermittelten Luftmasse und der Signale der Lambdasonden 14, 17 wird in der Steuereinrichtung 20 die Kraftstoffmasse bestimmt, die über eine Kraftstoff-Dosierung 13 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt wird. Die Steuereinrichtung 20 enthält dazu eine Vorsteuerung und eine Regelvorrichtung zur Regelung der Zusammensetzung des Luft-Kraftstoffgemisches auf Basis der Signale der Lambdasonden 14, 17. Weiterhin ist die Steuereinrichtung 20 dazu ausgebildet, entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren (vgl. 2) den Sauerstoff-Füllstand des Dreiwegekatalysators 16 modellbasiert zu regeln.
  • 2 zeigt beispielhaft ein Schema einer erfindungsgemäßen Regelung. Bereits in 1 verwendete Bezugszeichen entsprechen dabei gleichen oder zumindest in ihrer Funktion nach vergleichbaren Elementen. Innerhalb des Steuergeräts 20 wird das Ausgangs- (d.h. unkorrigierte) Signal der ersten Lambdasonde 14 auf das Vorliegen einer dynamischen Verfälschung, insbesondere einer asymmetrischen Verlangsamung, überprüft und bei Vorliegen die dynamische Verfälschung in einer Signal-Aufbereitung 29 korrigiert.
  • Die asymmetrische Verlangsamung und deren Korrektur sind schematisch in 3 (vereinfachend in einem rechteckförmigen Lambdaverlauf) dargestellt, beispielhaft für eine asymmetrische Verzögerung in Mager-Fett-Richtung. Dabei ist die Luftzahl Lambda 35 über der Zeit 31 aufgetragen. Der durchgezogene Kurvenverlauf 32 entspricht dem tatsächlichen Lambdaverlauf vor dem Dreiwegekatalysator 16, der zeitliche Mittelwert beträgt Lambda = 1. Der gepunktete Kurvenverlauf 33 entspricht dem asymmetrisch verlangsamten Ausgangsignal, der zeitliche Mittelwert ist Lambda > 1. Der gestrichelte Kurvenverlauf 34 entspricht dem korrigierten, hier symmetrisierten Lambda-Signal nach der Korrektur. Der zeitliche Mittelwert ist Lambda = 1. Das symmetrisierte Lambda-Signal zeigt somit denselben zeitlichen Mittelwert wie die tatsächliche Luftzahl Lambda. Daraus ergibt sich eine verbesserte Bilanzierung des Sauerstoff- Ein- und Austrags und damit eine verbesserte und robustere Regelung des Sauerstoff-Füllstandes des Dreiwegekatalysators 16.
  • Zusätzlich kann das Lambda-Signal in der Signal-Aufbereitung 29 hinsichtlich eines konstanten Offsets der Sondenkennlinie korrigiert werden, der sich zum Beispiel aufgrund einer alterungs- und/oder einer temperaturbedingten Verschiebung des Lambda=1-Punktes ergeben kann. Diese Korrektur erlaubt vorteilhafterweise eine Nutzung einer (kostengünstigeren) Sprung-Lambdasonde anstelle einer Breitbandsonde stromauf des Dreiwegekatalysators 16. Schließlich können noch die aktuelle Abgaszusammensetzung und Querempfindlichkeiten der Abgassonde gegenüber verschiedenen Abgaskomponenten berücksichtigt werden. Das korrigierte Lambda-Signal wird einer Lambdaregelung 24 zugeführt, die die Zusammensetzung des Luft-Kraftstoffgemisches regelt, das der Brennkraftmaschine 10 zugeführt wird. In einer Führungsregelung 21 kann das Ausgangssignal der zweiten Lambdasonde 17 ausgewertet werden, um die Lambdaregelung 24 so zu korrigieren, dass im Mittel der gewünschte Lambda-Wert von Lambda = 1 eingehalten wird.
  • Nach der Korrektur wird das Lambda-Signal in einer Füllstandsregelung 30 innerhalb der Steuereinrichtung 20 weiterverarbeitet. Die Füllstandsregelung 30 regelt den Sauerstoff-Füllstand des Dreiwegekatalysators 16. Hierzu wird das Ausgangssignal der Signal-Aufbereitung 29 nach Korrektur mit dem Signal der Führungsregelung 21 in einer Differenzstufe 28 einem Eingangsemissionsmodell 27 zugeführt. Dort wird das korrigierte Signal in Eingangsgrößen für ein nachgeschaltetes Katalysatormodell 25 umgerechnet. Beispielsweise ist eine Umrechnung von Lambda in die Konzentrationen von O2, CO, H2 und HC stromauf des Dreiwegekatalysators 16 vorteilhaft. Die durch das Eingangsemissionsmodell 27 berechneten Größen und gegebenenfalls zusätzliche Eingangsgrößen werden dem Katalysatormodell 25 zugeführt. In dem Katalysatormodell 25 wird der Füllstand des Dreiwegekatalysators 16 modelliert. Insbesondere ist hierfür eine Bilanzierung des Sauerstoff- Ein- und Austrags vorgesehen. Dabei ist es vorteilhaft, die Reaktionskinetik der durch das Eingangsemissionsmodell 27 berechneten Abgasbestandteile bei der Modellierung zu berücksichtigen und den Dreiwegekatalysator 16 in mehrere Zonen zu unterteilen, in denen jeweils der Füllstand modelliert wird, um Füll- und Entleerungsvorgänge realistischer abbilden zu können. Für die Regelung des Katalysator-Füllstandes ist es vorteilhaft, die Füllstände der einzelnen Zonen zu normieren. Die Füllstände der einzelnen Zonen werden - gegebenenfalls nach einer Wichtung - in einen mittleren Füllstand des Dreiwegekatalysators 16 umgerechnet. Mit der Wichtung kann berücksichtigt werden, dass für eine momentane Abgaszusammensetzung hinter dem Dreiwegekatalysator 16 der Füllstand in einem vergleichsweise kleinen Bereich, z.B. am Ausgang des Dreiwegekatalysators 16, entscheidend ist. Der mittlere Füllstand des Dreiwegekatalysators 16 wird von der Füllstandsregelung 30 auf einen solchen Sollwert geregelt, dass die Wahrscheinlichkeit von Durchbrüchen nach Mager und Fett am Ausgang des Dreiwegekatalysators 16 minimiert wird. Hierdurch werden die Emissionen minimiert.
  • Bei Bedarf kann das Katalysatormodell 25 mithilfe des Ausgangssignals der stromab des Dreiwegekatalysators 16 angeordneten zweiten Lambdasonde 17 über eine Kalibrierung 26 kalibriert werden. Das Ausgangssignal der zweiten Lambdasonde 17 zeigt an, wenn der Dreiwegekatalysators 16 komplett mit Sauerstoff gefüllt oder komplett von Sauerstoff entleert ist. Dies kann verwendet werden, um nach einer Mager- oder einer Fettphase den modellierten Sauerstoff-Füllstand mit dem tatsächlichen Sauerstoff-Füllstand in Übereinstimmung zu bringen und bei Bedarf das Katalysatormodell 25 zu adaptieren. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit des Katalysatormodells 25 gesteigert werden.
  • Von dem Katalysatormodell 25 wird der Füllstand des Dreiwegekatalysators 16 an eine Füllstandsregelung 22 weitergegeben. Diese passt über eine Summierstufe 23 zusammen mit dem Ausgangssignal der Führungsregelung 21 den Sollwert für die Lambdaregelung 24 an.
  • Zusätzlich kann ein - hier nicht gezeigtes - zweites, zu dem (ersten) Katalysatormodell 25 inverses Katalysatormodell vorhanden sein, das sich durch mathematische Umformung aus dem Algorithmus des ersten Katalysatormodells ergibt, wie es in der DE 10 2016 222 418 der Anmelderin beschrieben ist. Dieses kann dazu benutzt werden, einen Basis-Lambda-Sollwert zu berechnen. Dem inversen zweiten Katalysatormodell wird dazu ein Füllstandsollwert (entsprechend einem Soll-Füllstand) als Eingangsgröße zugeführt, zum Beispiel aus dem Speicher der Steuereinrichtung 20. Der Füllstandsollwert kann optional gefiltert sein, um nur solche Änderungen der Eingangsgröße des inversen zweiten Katalysatormodells zuzulassen, denen die Regelstrecke insgesamt folgen kann. Parallel zur Berechnung des Basis-Lambda-Sollwerts wird zweckmäßigerweise in einer Verknüpfung eine Füllstandsregelabweichung als Abweichung des mit dem ersten Katalysatormodell 25 modellierten Füllstandes von dem Füllstandsollwert gebildet. Diese Füllstandsregelabweichung wird einem (hier nicht gezeigten) Füllstands-Regelalgorithmus zugeführt, der daraus einen Lambda-Sollwert-Korrekturwert bildet. Dieser wird zu dem von dem inversen Katalysatormodell berechneten Basis-Lambda-Sollwert addiert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung dient die so gebildete Summe als Lambda-Sollwert einer konventionellen Lambdaregelung. Der konventionellen Lambdaregelung wird auf diese Weise eine Regelung des Sauerstoff-Füllstandes des Dreiwegekatalysators 16 überlagert. Diese, gewissermaßen als Vorsteuerung der Füllstandsregelung wirkende, Bildung des Basis-Lambda-Sollwerts kann in Analogie zu der Adaption des ersten Katalysatormodells 25 auf Basis des Signals der hinter dem Dreiwegekatalysator 16 angeordneten zweiten Lambdasonde 17 adaptiert werden.
  • Die hier beschriebenen Beispiele bilden insgesamt sehr robuste Verfahren, die insbesondere auch durch die Überprüfung und, bei Vorliegen einer dynamischen Verfälschung, in der Signal-Aufbereitung 29 vorgenommene Korrektur des Ausgangssignals der ersten Lambdasonde 14 gegenüber bekannten Verfahren verbessert wurde.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Verfahren zur Regelung des Füllstandes eines Katalysators (16), der in einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Abgastrakts (15) stromab einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist, bei dem der Füllstand eines Abgaskomponentenspeichers des Katalysators (16) bzgl. einer Abgaskomponente unter Einbeziehung eines von der Konzentration der Abgaskomponente abhängigen Signals als eine Eingangsgröße modelliert wird, wobei die Konzentration mit einem stromauf des Katalysators (16) angeordneten Abgassensor (14) gemessen wird und das entsprechende, von der Konzentration abhängige Signal des Abgassensors einem Modell zur Modellierung des Füllstandes zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Abgassensor ausgegebene Signal vor der Weiterverarbeitung in dem Modell auf das Vorliegen einer dynamischen Verfälschung überprüft und bei Vorliegen die dynamische Verfälschung in einer Signal-Aufbereitung (29) korrigiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Füllstand um einen Sauerstoff-Füllstand, bei dem Signal um ein Lambda-Signal und bei der dynamischen Verfälschung um eine asymmetrische Verlangsamung des Lambda-Signals handelt, wobei die Reaktion des Lambda-Signals auf eine Lambda-Änderung im Abgas in eine Richtung, d.h. von Fett nach Mager oder von Mager nach Fett, langsamer erfolgt als in die andere Richtung.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die asymmetrische Verlangsamung des Lambda-Signals symmetrisiert wird, wobei das asymmetrisch verlangsamte Lambda-Signal durch eine gleichartige asymmetrische Verlangsamung in die entgegengesetzte Richtung korrigiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des Lambda-Signals gebildet wird und dass anhand des Gradienten des Lambda-Signals erkannt wird, dass die Richtung vorliegt, in der das Lambda-Signal verlangsamt werden soll.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlangsamung in Fett-Mager-Richtung bzw. in Mager-Fett-Richtung aktiviert wird, sobald anhand des Gradienten erkannt wird, dass das Lambda-Signal steigt bzw. sinkt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlangsamung in Fett-Mager-Richtung bzw. in Mager-Fett-Richtung dann deaktiviert wird, wenn das Lambda-Signal sinkt bzw. steigt und wenn zusätzlich das korrigierte Lambda-Signal das unkorrigierte, asymmetrisch verlangsamte Lambda-Signal kreuzt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Modells das korrigierte Signal mit Hilfe eines Eingangsemissionsmodells (27) in Eingangsgrößen für ein nachgeschaltetes Katalysatormodell (25) umgerechnet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Katalysatormodell der Ein- und Austrag der Abgaskomponente des Katalysators (16) bilanziert und daraus der Füllstand ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lambda-Sollwert gebildet wird, wobei ein vorbestimmter Soll-Füllstand durch ein zu dem ersten Katalysatormodell inverses zweites Katalysatormodell in einen Basis-Lambda-Sollwert umgerechnet wird, wobei eine Abweichung des Füllstandes von dem vorbestimmten Soll-Füllstand ermittelt und durch eine Füllstandsregelung zu einem Lambda-Sollwert-Korrekturwert verarbeitet wird, eine Summe aus dem Basis-Lambda-Sollwert und dem Lambda-Sollwert-Korrekturwert gebildet und die Summe zur Bildung eines Korrekturwertes verwendet wird, mit dem eine Kraftstoffzumessung zu wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine beeinflusst wird.
  10. Steuereinrichtung (20), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
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