DE102018220469B3

DE102018220469B3 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE102018220469B3
Application number: DE102018220469.1A
Authority: DE
Inventors: Bodo Odendall
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2038-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) mit einer Brennkraftmaschine (2) und einem Abgastrakt (3), in welchem ein Speicherkatalysator (12) zur Reinigung von Abgas der Brennkraftmaschine (2) sowie eine erste Lambdasonde (13) stromaufwärts des Speicherkatalysators (12) angeordnet sind, wobei ein Lambdawert zur Regelung einer Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine (2) aus einem Messsignal der ersten Lambdasonde (13) ermittelt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die aus der Regelung ermittelte Gemischzusammensetzung vor dem Einstellen an der Brennkraftmaschine (2) zumindest zeitweise mit einem von einer Temperatur abhängigen Korrekturwert angepasst wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine und einem Abgastrakt, in welchem ein Speicherkatalysator zur Reinigung von Abgas der Brennkraftmaschine sowie eine erste Lambdasonde stromaufwärts des Speicherkatalysators angeordnet sind, wobei ein Lambdawert zur Regelung einer Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine aus einem Messsignal der ersten Lambdasonde ermittelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.
Aus der Druckschrift US 2016/0169077 A1 ist eine Einrichtung zur modellbasierten Steuerung von katalytischen Konvertern bekannt. Die Einrichtung weist eine Steuerung mit einem Prozessor auf, der dazu vorgesehen ist, ein erstes Signal von einem ersten Sauerstoffsensor zu empfangen, das mit einer ersten Sauerstoffmessung korrespondiert, wobei der erste Sauerstoffsensor stromabwärts des katalytischen Konverters angeordnet ist. Weiterhin ist der Prozessor dazu vorgesehen, ein zweites Signal von einem zweiten Sauerstoffsensor zu empfangen, das mit einer zweiten Sauerstoffmessung korrespondiert, wobei der zweite Sauerstoffsensor stromabwärts des katalytischen Konverters angeordnet ist. Schließlich soll der Prozessor dazu vorgesehen sein, einen Katalysatorschätzer auszuführen, wobei der Katalysatorschätzer dazu vorgesehen ist, eine Sauerstoffspeicherabschätzung basierend auf dem ersten Signal, dem zweiten Signal und einem Modell des katalytischen Konverters abzuleiten. Der Prozessor ist dazu ausgebildet, einen Sauerstoffspeichersollwert für den katalytischen Konverter basierend auf dem Modell des katalytischen Konverters und der Sauerstoffspeicherabschätzung abzuleiten.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2017 207 407 A1 ein Verfahren und eine Steuereinrichtung 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 bezüglich 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. 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 korrigiert wird.
Zudem beschreibt die Druckschrift DE 10 2014 004 714 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die zum Reinigen von Abgas wenigstens einen Katalysator mit einem Sauerstoffspeicher aufweist, wobei stromaufwärts des Katalysators eine Vorkatalysatormolmasse eines ersten Stoffs und eine Vorkatalysatorsauerstoffmolmasse von Sauerstoff ermittelt werden. Dabei ist vorgesehen, dass zum Berechnen eines Nachkatalysatorlambdawerts eine Nachkatalysatorsauerstoffmolmasse bestimmt wird, indem mittels einer ersten Reaktionsgleichung die Reaktion des Sauerstoffs mit dem ersten Stoff berücksichtigt wird, und dass bei dem Bestimmen der Nachkatalysatorsauerstoffmolmasse zusätzlich eine zweite Reaktionsgleichung, die eine Reaktion des ersten Stoffs mit in dem Sauerstoffspeicher gespeichertem Sauerstoff beschreibt, und eine dritte Reaktionsgleichung, die den Eintrag von Sauerstoff aus dem Abgas in den Sauerstoffspeicher beschreibt, berücksichtigt werden, wobei in eine Reaktionsgeschwindigkeit der zweiten Reaktionsgleichung und eine Reaktionsgeschwindigkeit der dritten Reaktionsgleichung ein Füllstand des Sauerstoffspeichers eingeht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine genauere Regelung der Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine durchführt.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die aus der Regelung ermittelte Gemischzusammensetzung vor dem Einstellen an der Brennkraftmaschine zumindest zeitweise mit einem von einer Temperatur abhängigen Korrekturwert angepasst wird.
Die Antriebseinrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Die Antriebseinrichtung verfügt zumindest über die Brennkraftmaschine und den Abgastrakt, durch welchen Abgas der Brennkraftmaschine abgeführt wird, insbesondere in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung. In dem Abgastrakt liegt der Speicherkatalysator vor, welcher der Reinigung des Abgases der Brennkraftmaschine dient. Der Speicherkatalysator liegt beispielsweise in Form eines NO_x-Speicherkatalysators vor. Dem Abgastrakt wird das Abgas der Brennkraftmaschine, insbesondere das gesamte von der Brennkraftmaschine erzeugte Abgas, zugeführt. Das dem Abgastrakt zugeführte Abgas durchströmt den Speicherkatalysator, in welchem in dem Abgas enthaltene Schadstoffe in ungefährlichere Produkte umgesetzt werden, insbesondere durch Oxidation und/oder Reduktion der Schadstoffe.
Der Speicherkatalysator verfügt über einen Sauerstoffspeicher beziehungsweise arbeitet selbst als solcher. Das bedeutet, dass bei Vorliegen von magerem Abgas - also im Falle eines Sauerstoffüberschusses bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit Lambda größer als eins - Sauerstoff aus dem Abgas in den Sauerstoffspeicher übergeht und in diesem zwischengespeichert wird. Liegt dagegen fettes Abgas - resultierend aus einem Betrieb der Brennkraftmaschine bei Kraftstoffüberschuss mit Lambda kleiner als eins - vor, so wird dem Sauerstoffspeicher zuvor gespeicherter Sauerstoff entnommen.. Auf diese Weise wird zumindest über einen bestimmten Zeitraum sichergestellt, dass das zur Abgasreinigung notwendige stöchiometrische Verhältnis mit Lambda gleich eins wenigstens näherungsweise in dem Speicherkatalysator bereitgestellt werden kann.
Die Antriebseinrichtung verfügt über die Lambdasonde. Bevorzugt liegen wenigstens zwei Lambdasonden vor, nämlich die erste Lambdasonde und eine zweite Lambdasonde. Die erste Lambdasonde ist stromaufwärts des Speicherkatalysators angeordnet, sodass mit ihrer Hilfe der Sauerstoffgehalt in dem Abgas an dieser Stelle ermittelt werden kann. Die erste Lambdasonde ist zu diesem Zweck derart angeordnet, dass sie wenigstens bereichsweise in das Abgas hineinragt beziehungsweise mit dem Abgas in Fluidverbindung steht, beispielsweise von dem Abgas überströmt wird. Die optionale zweite Lambdasonde ist dagegen stromabwärts des Speicherkatalysators angeordnet und dient insoweit dem Ermitteln des Sauerstoffgehalts in dem Abgas an dieser Stelle. Ebenso wie die erste Lambdasonde ragt die zweite Lambdasonde wenigstens bereichsweise in das Abgas hinein beziehungsweise steht mit diesem in Fluidverbindung, sodass sie insbesondere von dem Abgas überströmt wird. Beispielsweise ist die erste Lambdasonde als Breitbandlambdasonde und die zweite Lambdasonde als Sprunglambdasonde ausgeführt.
Das Messsignal der ersten Lambdasonde wird zur Regelung der Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine herangezogen. Insoweit ergibt sich die Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs als Funktion des Messsignals der ersten Lambdasonde. Um einen eventuellen Fehler, insbesondere einen Offsetfehler, der ersten Lambdasonde auszugleichen, wird der Lambdawert, der schlussendlich der Regelung der Gemischzusammensetzung zugrunde gelegt wird, beispielsweise aus dem Messsignal der ersten Lambdasonde und einem Offsetwert ermittelt. Insbesondere ergibt sich der Lambdawert aus der Summe von Messsignal und Offsetwert. Auf diese Art und Weise kann die Genauigkeit der Regelung der Gemischzusammensetzung deutlich verbessert werden. Alternativ kann der Offsetwert auch zur Korrektur der Gemischzusammensetzung verwendet werden, nachdem diese mittels der Regelung ermittelt wurde.
Der Offsetwert kann beispielsweise anhand eines Messsignals der zweiten Lambdasonde ermittelt werden, insbesondere im Rahmen einer Trimmregelung. Entsprechend wird also das Messsignal der zweiten Lambdasonde herangezogen, um einen Fehler der ersten Lambdasonde zu ermitteln und schlussendlich zu korrigieren. Weil jedoch das Abgas stromabwärts der Lambdasonde zunächst den Speicherkatalysator durchlaufen muss, bevor es die zweite Lambdasonde erreicht, reagiert letztere zunächst sehr träge auf eine Veränderung der Abgaszusammensetzung, nicht zuletzt aufgrund der Speicherfähigkeit, insbesondere der Sauerstoffspeicherfähigkeit, des Speicherkatalysators. Zum Speichern beziehungsweise Zwischenspeichern des Sauerstoffs weist der Speicherkatalysator den Sauerstoffspeicher auf.
Aufgrund der trägen Reaktion kann die Trimmregelung lediglich sehr langsam, also mit einer großen Zeitkonstante, durchgeführt werden, um einen stabilen Regelkreis zu gewährleisten. Das bedeutet jedoch, dass der Offsetwert nur sehr langsam zum Ausgleichen des Messfehlers der ersten Lambdasonde angepasst werden kann. Entsprechend verursacht dieser Messfehler zunächst eine unerwünschte Abweichung in der Gemischzusammensetzung, welcher zu erhöhten Schadstoffemissionen der Antriebseinrichtung führen kann. Die Trimmregelung ist beispielsweise eine PI-Regelung, also eine Trimmregelung mittels eines PI-Reglers. Alternativ kann die Trimmregelung eine PID-Trimmregelung sein.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird ihr ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt, dessen Gemischzusammensetzung im Rahmen der Regelung ermittelt wird. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch setzt sich zumindest aus Kraftstoff und Luft, insbesondere Frischluft, zusammen. In Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Kraftstoff kann es vorkommen, dass chemische Reaktionen in dem Speicherkatalysator mit unterschiedlichen Reaktionsgeschwindigkeiten beziehungsweise Reaktionsraten ablaufen. Entsprechend kann es dazu kommen, dass ein Sauerstoffspeicher des Speicherkatalysators mit der Zeit mit Sauerstoff beladen wird, oder dass Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher ausgetragen wird. Entsprechend kommt es zu einer Abweichung eines (modellierten) Sauerstoffbefüllungszustands des Sauerstoffspeichers beziehungsweise des Speicherkatalysators von einem Vorgabebefüllungszustand. Dies gilt insbesondere für einen tatsächlichen Vorgabebefüllungszustand des Sauerstoffspeichers, welcher von einer angenommenen beziehungsweise modellierten Sauerstoffbefüllungszustand abweichen kann.
Beispielsweise ist es vorgesehen, den modellierten Sauerstoffbefüllungszustand mittels einer Sauerstoffbilanzierung zu ermitteln, welche anhand des Messsignals der ersten Lambdasonde vorgenommen wird. Zusätzlich zu dem Lambdawert zur Regelung der Gemischzusammensetzung wird also der Sauerstoffbefüllungszustand des Sauerstoffspeichers aus dem Messsignal der ersten Lambdasonde sowie - optional - dem Offsetwert ermittelt. Anhand des Messsignals der ersten Lambdasonde wird - bei magerem Abgas - die Menge des pro Zeiteinheit in den Speicherkatalysator eintretenden Sauerstoffs ermittelt, insbesondere unter zusätzlicher Verwendung eines Abgasmassenstroms. Der Abgasmassenstrom entspricht der Menge des Abgases, welche pro Zeiteinheit den Abgastrakt und insbesondere den Speicherkatalysator durchströmt. Liegt hingegen fettes Abgas vor, so wird berechnet oder zumindest abgeschätzt, wie viel Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher des Speicherkatalysators durch das Abgas ausgetragen wird.
In anderen Worten wird unter Verwendung des Messsignals der ersten Lambdasonde eine Sauerstoffbilanzierung zur Bestimmung des Sauerstoffbefüllungszustands des Sauerstoffspeichers durchgeführt. Der Sauerstoffbefüllungszustand beschreibt die Menge des in dem Sauerstoffspeicher vorliegenden Sauerstoffs, vorzugsweise bezogen auf einen Normierungswert. Dieser Normierungswert ist beispielsweise eine maximal in dem Sauerstoffspeicher zwischenspeicherbare Sauerstoffmenge, sodass der Sauerstoffbefüllungszustand Werte zwischen 0 % und 100 % annehmen kann. Es sei darauf hingewiesen, dass der beschriebene Sauerstoffbefüllungszustand ein berechneter beziehungsweise modellierter Wert ist, der idealerweise, jedoch nicht zwingenderweise, mit dem tatsächlichen Sauerstoffbefüllungszustand des Sauerstoffspeichers übereinstimmt. Der (modellierte) Sauerstoffbefüllungszustand kann also zumindest zeitweise von dem tatsächlichen Sauerstoffbefüllungszustand abweichen.
Der modellierte Sauerstoffbefüllungszustand wird vorzugsweise auf einen Sollbefüllungszustand beziehungsweise Vorgabebefüllungszustand geregelt, nämlich durch Anpassung der Gemischzusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs, welches der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Auch bei Übereinstimmung des modellierten Sauerstoffbefüllungszustand mit dem Vorgabebefüllungszustand kann es aufgrund der bereits erwähnten unterschiedlichen Reaktionsraten zu einer Abweichung des tatsächlichen Sauerstoffbefüllungszustands von dem Vorgabebefüllungszustand kommen. Weil der tatsächliche Sauerstoffbefüllungszustand wiederrum die Reaktionsraten der in dem Speicherkatalysator ablaufenden chemischen Reaktionen beeinflussen kann, insbesondere die Reaktionsrate wenigstens einer der Reaktionen, kann es vorkommen, dass Schadstoffe durch den Speicherkatalysator hindurchtreten. Selbst bei einem Betreiben der Brennkraftmaschine mit einer optimalen Gemischzusammensetzung, insbesondere entsprechend einem stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Gemisch, kann es somit von einer Abweichung des tatsächlichen Sauerstoffbefüllungszustands von dem Vorgabebefüllungszustand kommen, wodurch wiederum trotz optimaler Betriebsbedingungen der Antriebseinrichtung eine ungenügende Umwandlung der in dem Abgas enthaltenen Schadstoffe auftritt.
Zusätzlich zu der Abhängigkeit der Reaktionsraten von dem tatsächlichen Sauerstoffbefüllungszustand liegt eine Abhängigkeit der Reaktionsraten von der Temperatur vor, wobei diese Temperaturabhängigkeit für unterschiedliche Kraftstoffe verschieden sein kann. Es ist daher vorgesehen, die aus der Regelung ermittelte Gemischzusammensetzung vor dem Einstellen an der Brennkraftmaschine zumindest zeitweise mit dem Korrekturwert anzupassen, wobei der Korrekturwert wiederrum in Anhängigkeit von der Temperatur gewählt wird. Es ist also in anderen Worten vorgesehen; zunächst die Regelung vorzunehmen und auf dieser Grundlage die Gemischzusammensetzung zu ermitteln. Anschließend wird die Gemischzusammensetzung mit dem Korrekturwert angepasst, sodass die Gemischzusammensetzung - in Abhängigkeit von der Größe des Korrekturwerts - vor dem Anpassen einen anderen Wert aufweist als nach dem Anpassen. Anschließend wird die Gemischzusammensetzung an der Brennkraftmaschine eingestellt, sodass die Brennkraftmaschine mit der angepassten Gemischzusammensetzung betrieben wird.
Die Regelung, mittels welcher die Gemischzusammensetzung ermittelt wird, ist eine Lambdaregelung, in deren Rahmen der aus dem Messsignal der ersten Lambdasonde ermittelte Lambdawert auf einen Solllambdawert geregelt wird. Der Solllambdawert entspricht vorzugsweise einem stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Gemisch und weist insoweit einen Wert von eins auf. Mithilfe der Anpassung der Gemischzusammensetzung in Abhängigkeit von der Temperatur kann ein Wegdriften des tatsächlichen Sauerstoffbefüllungszustands von dem Vorgabebefüllungszustand gänzlich unterbunden oder zumindest verringert werden, sodass eine bessere Umsetzung der in dem Abgas enthaltenen Schadstoffe in ungefährlichere Produkte vorgenommen wird.
Der Korrekturwert wird hierbei in Abhängigkeit von der Temperatur derart gewählt, dass sich die Reaktionsraten der in dem Speicherkatalysator ablaufenden chemischen Reaktionen derart einstellen, dass der tatsächliche Sauerstoffbefüllungszustand konstant oder zumindest nahezu konstant ist. In anderen Worten wird der Korrekturwert in Abhängigkeit von der Temperatur derart gewählt, dass die Sauerstoffbilanzierung des modellierten Sauerstoffbefüllungszustands mit hoher Genauigkeit erfolgt, sodass durch das Regeln des modellierten Sauerstoffbefüllungszustands auf den Vorgabebefüllungszustand auch der tatsächliche Sauerstoffbefüllungszustand genau oder zumindest nahezu auf dem Vorgabebefüllungszustand gehalten wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert derart gewählt wird, dass ein Sauerstoffverbrauch pro Zeiteinheit von in dem Speicherkatalysator ablaufenden sauerstoffverbrauchenden Reaktionen einer Sauerstofferzeugung pro Zeiteinheit von in dem Speicherkatalysator ablaufenden sauerstofferzeugenden Reaktionen entspricht. Die sauerstoffverbrauchenden Reaktionen beziehungsweise Oxidationsreaktionen sind beispielweise die folgenden chemischen Reaktionen: CO + ½ O₂ → CO₂, H₂ + ½ O₂ ↔ H₂O, und C_nH_m + (n + m/4) O₂ → n CO₂ + m/2 H₂O.
Die sauerstofferzeugenden beziehungsweise Reduktionsreaktionen sind beispielsweise die folgenden chemischen Reaktionen: NO2 ↔ NO + ½ O₂, NO + H₂ → ½ N₂ + H₂O, und NO + CO → ½ N₂ + CO₂.
Als weitere Reaktionen können in dem Speicherkatalysator die folgenden chemischen Reaktionen ablaufen, welche als Reformier- und Shiftreaktionen bezeichnet werden können: CO + H₂O ↔ CO₂ + H₂, und C_nH_m + n H₂O → n CO + (m/2 + n) H₂.
Auch chemische Reaktionen, welche der Speicherung in dem beziehungsweise der Austragung aus dem Sauerstoffspeicher dienen, können als sauerstoffverbrauchende beziehungsweise sauerstofferzeugende Reaktionen angesehen werden. Ganz allgemein können diese Reaktionen wie folgt angegeben werden: O₂ ↔ 2 O_sp.
Links steht hierbei der freie molekulare Sauerstoff in dem Abgas und rechts der in dem Speicherkatalysator zwischengespeicherte Sauerstoff O_sp. Wird Ceroxid als Sauerstoffspeicher eingesetzt, kann die beschriebene Reaktion als 2 Ce₂O₃ + O₂ ↔ 4 CeO₂ angegeben werden. Sind die Reaktionen mit einem Doppelpfeil angegeben, so können die entsprechenden Reaktionen auch rückwärts laufen, sofern die Konzentrationen der Ausgangsstoffe sehr niedrig und die der Produkte sehr hoch sind.
Für die sauerstoffverbrauchenden Reaktionen liegt der Sauerstoffverbrauch pro Zeiteinheit und für die sauerstofferzeugenden Reaktionen die Sauerstofferzeugung pro Zeiteinheit vor. Der Sauerstoffverbrauch und die Sauerstofferzeugung pro Zeiteinheit sollen identisch oder zumindest nahezu identisch sein, sodass der tatsächliche Sauerstoffbefüllungszustand konstant bleibt oder zumindest mit dem modellierten Sauerstoffbefüllungszustand korrespondiert, insbesondere mit diesem übereinstimmt oder einen konstanten Abstand zu diesem aufweist. Bei einer entsprechenden Wahl des Korrekturwerts kann eine besonders genaue Regelung der Gemischzusammensetzung erzielt werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert derart gewählt wird, dass ein Sauerstoffeintrag pro Zeiteinheit in einen Sauerstoffspeicher des Speicherkatalysators einem Sauerstoffaustrag pro Zeiteinheit aus dem Sauerstoffspeicher entspricht. Der Sauerstoffeintrag entspricht der in den Sauerstoffspeicher eingetragenen Sauerstoffmenge, wohingegen der Sauerstoffaustrag der aus dem Sauerstoffspeicher ausgetragenen Sauerstoffmenge entspricht. Idealerweise soll nun die pro Zeiteinheit in den Sauerstoffspeicher eingetragene Sauerstoffmenge der pro Zeiteinheit aus dem Sauerstoffspeicher ausgetragenen Sauerstoffmenge entsprechen. Besonders bevorzugt sind sowohl der Sauerstoffeintrag als auch der Sauerstoffaustrag identisch oder zumindest nahezu identisch. Sie können auch gleich Null sein. Hierdurch wird eine besonders genaue Regelung der Gemischzusammensetzung erzielt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Korrekturwert derart gewählt wird, dass eine Reaktionsrate wenigstens einer der in dem Speicherkatalysator ablaufenden sauerstoffverbrauchenden Reaktion einer Reaktionsrate wenigstens einer der in dem Speicherkatalysator ablaufenden sauerstofferzeugenden Reaktion entspricht. Zumindest für zwei der Reaktionsraten wird insoweit eine Übereinstimmung erzielt, sodass gemäß einer ersten Reaktion genau so viel Sauerstoff erzeugt wird, wie er gemäß einer anderen zweiten Reaktion verbraucht wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Temperatur ermittelt und aus der ermittelten Temperatur der Korrekturwert bestimmt wird. Zunächst wird also die Temperatur beziehungsweise ein Wert für die Temperatur ermittelt, insbesondere berechnet und/oder gemessen. Aus der nunmehr vorliegenden Temperatur wird anschließend der Korrekturwert bestimmt. Das Bestimmen des Korrekturwerts aus der Temperatur kann beispielsweise mithilfe einer mathematischen Berechnungsvorschrift, einem Kennfeld und/oder einer Tabelle erfolgen. Diese haben die Temperatur als Eingangsgröße und den Korrekturwert als Ausgangsgröße, insbesondere jeweils ausschließlich. Eine solche Vorgehensweise ermöglicht eine rasche und einfache Bestimmung des Korrekturwerts.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Temperatur ein Wert verwendet wird, der aus wenigstens einer der nachfolgenden Temperaturen ermittelt wird: Katalysatortemperatur des Speicherkatalysators, Abgastemperätur des Abgases, Sondentemperatur der ersten Lambdasonde und Sondentemperatur einer zweiten Lambdasonde. Idealerweise beschreibt der als Temperatur verwendete Wert die Reaktionsraten der in dem Speicherkatalysator ablaufenden chemischen Reaktionen möglichst genau. Hierzu wird eine der genannten Temperaturen als Temperatur herangezogen oder zunächst aus wenigstens einer der Temperaturen der Wert bestimmt, welcher nachfolgend als Temperatur herangezogen wird.
Das Ermitteln des Werts aus der wenigstens einen der genannten Temperaturen kann beispielsweise durch Gleichsetzen des Werts mit der jeweiligen Temperatur erfolgen. Alternativ kann der Wert auch mithilfe einer mathematischen Berechnungsvorschrift, einer Tabelle und/oder einem Kennfeld aus der jeweiligen Temperatur bestimmt werden. Soll der Wert auf Grundlage mehrerer der genannten Temperaturen ermittelt werden, so kann dies eben-, falls mithilfe der mathematischen Berechnungsvorschrift, der Tabelle und/oder des Kennfelds erfolgen, wobei dieses mindestens zwei der genannten Temperaturen als Eingangsgrößen und den Wert als Ausgangsgröße aufweist. Beispielsweise wird als Wert ein Mittelwert aus wenigstens zwei, wenigstens drei oder allen der genannten Temperaturen verwendet. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine besonders genaue Modulierung der in dem Speicherkatalysator ablaufenden chemischen Reaktionen.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Brennkraftmaschine während ihres Betriebs Kraftstoff mit einer bestimmten Zusammensetzung zugeführt wird, wobei die Zusammensetzung ermittelt und zusätzlich zu der Temperatur bei dem Bestimmen des Korrekturwerts berücksichtigt wird. Der Kraftstoff ist Bestandteil des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs. Der Kraftstoff weist die bestimmte Zusammensetzung auf. Beispielsweise unterscheiden sich verschiedene Kraftstoffe hinsichtlich ihrer Anteile an verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Die Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs wird ermittelt, beispielsweise mithilfe eines entsprechenden Sensors. Es kann auch vorgesehen sein, die Zusammensetzung manuell vorzugeben, beispielsweise durch eine Benutzereingabe.
Die Zusammensetzung des Kraftstoffs wird zusätzlich zu der Temperatur berücksichtigt, um den Korrekturwert zu bestimmen. Der Korrekturwert ist insoweit nicht allein von der Temperatur, sondern zusätzlich von der Zusammensetzung abhängig. Sofern bei der Bestimmung des Korrekturwerts eine mathematische Berechnungsvorschrift, eine Tabelle und/oder ein Kennfeld zum Einsatz kommen, weist diese als Eingangsgrößen die Temperatur sowie die Zusammensetzung und als Ausgangsgröße den Korrekturwert auf. Mit der zusätzlichen Berücksichtigung der Zusammensetzung wird die Genauigkeit der Regelung der Gemischzusammensetzung weiter erhöht.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ermitteln des Korrekturwerts anhand einer mathematischen Berechnungsvorschrift, einer Tabelle und/oder eines Kennfelds erfolgt. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass als Speicherkatalysator ein Drei-Wege-Katalysator verwendet wird. In einem solchen Katalysator werden Kohlenstoffmonoxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Stickoxide zumindest teilweise oder sogar vollständig aus dem Abgas entfernt. Hierbei finden die bereits wiedergegebenen chemischen Reaktionen Anwendung. Die Verwendung des Drei-Wege-Katalysators hat den Vorteil einer hohen Konvertierungsleistung für diese Schadstoffe.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Antriebseinrichtung eine Brennkraftmaschine und einen Abgastrakt aufweist, in welchem ein Speicherkatalysator zur Reinigung von Abgas der Brennkraftmaschine sowie eine erste Lambdasonde stromaufwärts des Speicherkatalysators angeordnet sind, wobei ein Lambdawert zur Regelung einer Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine aus einem Messsignal der ersten Lambdasonde ermittelt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, die aus der Regelung ermittelte Gemischzusammensetzung vor dem Einstellen an der Brennkraftmaschine zumindest zeitweise mit einem von einer Temperatur abhängigen Korrekturwert anzupassen.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits eingegangen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

Figur eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmäschine und einem Abgastrakt.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1, die über eine Brennkraftmaschine 2 sowie einen Abgastrakt 3 verfügt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine 2 mehrere Zylinder mit jeweils einem Brennraum 4 auf. Jeder der Zylinder verfügt über wenigstens ein Einlassventil 5 und wenigstens ein Auslassventil 6. Über jedes der Einlassventile 5 kann dem jeweiligen Zylinder Frischgas aus einem Frischgastrakt 7 zugeführt werden, wohingegen durch jedes der Auslassventile 6 Abgas aus dem entsprechenden Zylinder entweichen kann, nämlich in Richtung des Abgastrakts 3.
Das Frischgas wird an den Einlassventilen 5 mittels eines Verdichters 8 bereitgestellt, welcher Teil eines Abgasturboladers 9 ist. Zusätzlich zu dem Verdichter 8 weist der Abgasturbolader 9 eine Turbine 10 auf, welche über eine Abgasleitung 11, die Bestandteil des Abgastrakts 3 ist, an die Auslassventile 6 strömungstechnisch angeschlossen ist. Stromabwärts der Turbine 10 liegt ein Speicherkatalysator 12 vor. Stromaufwärts des Speicherkatalysators 12 liegt eine erste Lambdasonde 13 und stromabwärts eine zweite Lambdasonde 14 vor. Stromabwärts der zweiten Lambdasonde 14 mündet der Abgastrakt 3, beispielsweise über ein Endrohr, in eine Außenumgebung der Antriebseinrichtung 1 ein. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abgasturbolader 9 rein optional ist. Er kann entsprechend auch entfallen.
Zum Betreiben der Antriebseinrichtung 1 ist es nun vorgesehen, einen Lambdawert zur Regelung einer Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine 2 sowie - optional - einen Sauerstoffbefüllungszustand eines Sauerstoffspeichers des Speicherkatalysators 12 aus einem Messsignal der ersten Lambdasonde 13 zu ermitteln. Zudem wird ein Korrekturwert aus einer Temperatur ermittelt und zum Korrigieren der ermittelten Gemischzusammensetzung vor ihrem Einstellen an der Brennkraftmaschine 2 verwendet. Auf diese Art und Weise wird eine besonders genaue Regelung der Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine 2 erzielt.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinrichtung
2: Brennkraftmaschine
3: Abgastrakt
4: Brennraum
5: Einlassventil
6: Auslassventil
7: Frischgastrakt
8: Verdichter
9: Abgasturbolader
10: Turbine
11: Abgasleitung
12: Speicherkatalysator
13: 1. Lambdasonde
14: 2. Lambdasonde

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) mit einer Brennkraftmaschine (2) und einem Abgastrakt (3), in welchem ein Speicherkatalysator (12) zur Reinigung von Abgas der Brennkraftmaschine (2) sowie eine erste Lambdasonde (13) stromaufwärts des Speicherkatalysators (12) angeordnet sind, wobei ein Lambdawert zur Regelung einer Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine (2) aus einem Messsignal der ersten Lambdasonde (13) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Regelung ermittelte Gemischzusammensetzung vor dem Einstellen an der Brennkraftmaschine (2) zumindest zeitweise mit einem von einer Temperatur abhängigen Korrekturwert angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert derart gewählt wird, dass ein Sauerstoffverbrauch pro Zeiteinheit von in dem Speicherkatalysator (12) ablaufenden sauerstoffverbrauchenden Reaktionen einer Sauerstofferzeugung pro Zeiteinheit von in dem Speicherkatalysator (12) ablaufenden sauerstofferzeugenden Reaktionen entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert derart gewählt wird, dass ein Sauerstoffeintrag pro Zeiteinheit in einen Sauerstoffspeicher des Speicherkatalysators (12) einem Sauerstoffaustrag pro Zeiteinheit aus dem Sauerstoffspeicher entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert derart gewählt wird, dass eine Reaktionsrate wenigstens einer in dem Speicherkatalysator (12) ablaufenden sauerstoffverbrauchenden Reaktion einer Reaktionsrate wenigstens einer in dem Speicherkatalysator (12) ablaufenden sauerstofferzeugenden Reaktion entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur ermittelt und aus der ermittelten Temperatur der Korrekturwert bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Temperatur ein Wert verwendet wird, der aus wenigstens einer der nachfolgenden Temperaturen ermittelt wird: Katalysatortemperatur des Speicherkatalysators (12), Abgastemperatur des Abgases, Sondentemperatur der ersten Lambdasonde (13) und Sondentemperatur einer zweiten Lambdasonde (14).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkraftmaschine (2) während ihres Betriebs Kraftstoff mit einer bestimmten Zusammensetzung zugeführt wird, wobei die Zusammensetzung ermittelt und zusätzlich zu der Temperatur bei dem Bestimmen des Korrekturwerts berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Korrekturwerts anhand einer mathematischen Berechnungsvorschrift, einer Tabelle und/oder eines Kennfelds erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Speicherkatalysator (12) ein Drei-Wege-Katalysator verwendet wird.
Antriebseinrichtung (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (1) eine Brennkraftmaschine (2) und einen Abgastrakt (3) aufweist, in welchem ein Speicherkatalysator (12) zur Reinigung von Abgas der Brennkraftmaschine (2) sowie eine erste Lambdasonde (13) stromaufwärts des Speicherkatalysators (12) angeordnet sind, wobei ein Lambdawert zur Regelung einer Gemischzusammensetzung für die Brennkraftmaschine (2) aus einem Messsignal der ersten Lambdasonde (13) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die aus der Regelung ermittelte Gemischzusammensetzung vor dem Einstellen an der Brennkraftmaschine (2) zumindest zeitweise mit einem von einer Temperatur abhängigen Korrekturwert anzupassen.