DE102021211396A1 - Verfahren zum Einlernen mindestens einer Aufheizzeit einer Lambdasonde - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Einlernen mindestens einer Aufheizzeit einer Lambdasonde (110), insbesondere einer Breitbandlambdasonde (112), vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:a) Ermitteln von einzulernenden Referenzwerten der mindestens einen Aufheizzeit der Lambdasonde;b) Speichern der Referenzwerte in einer Matrix (132) unter Vorbehalt; undc) Verifizieren der Referenzwerte, wobei die Referenzwerte in der Matrix (132) final gespeichert wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Zur Einhaltung geltender Abgasvorschriften werden in Verbrennungskraftmaschinen Lambdasonden eingesetzt. Lambdasonden sind grundsätzlich bekannt aus beispielsweise: Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Aufl. 2010, Seiten 160-165. Zum Einsatz kommen sowohl bei Otto- als auch bei Dieselsystemen insbesondere Breitbandlambdasonden. Ein gemessenes Lambdasignal kann von vielen Funktionen eines Steuergerätes verwendet werden und kann beispielsweise für eine Verbesserung einer Abgasnachbehandlung und einer Überwachung eines Drei-Wege-Katalysatorwirkungsgrades dienen.
  • Mit der Breitbandlambdasonde kann eine Sauerstoffkonzentration im Abgas in einem großen Bereich bestimmt werden. Ein gemessenes Lambda kann ein Verhältnis eines aktuellen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis definieren. Die Breitbandlambdasonde liefert typischerweise ein eindeutig stetiges Lambdasignal im Bereich von 0,7 bis Luft. Die Breitbandlambdasonde weist üblicherweise einzelne keramische Folien auf, welche übereinander geschichtet sind. Da die Breitbandlambdasonde grundsätzlich nur bei einer hinreichend hohen Arbeitstemperatur der Sondenkeramik funktioniert, wird diese elektrisch beheizt. Um die erforderliche Keramiktemperatur möglichst schnell erreichen zu können, ist üblicherweise ein Heizerelement zwischen den Keramikschichten integriert. Erst ab einer definierten Keramiktemperatur ist die Breitbandlambdasonde grundsätzlich betriebsbereit und es gelten in einer technischen Kundenunterlage angegebene Toleranzen der Breitbandlambdasonde. Eine Auswertung von der Breitbandlambdasonde zur Verfügung gestellten Signalen erfolgt grundsätzlich über einen speziellen im Steuergerät integrierten Auswertebaustein (ASIC). Zum Einsatz kommen hier typischerweise digitale Bausteine bzw. Digital-/Analogbausteine. Zwischen einer Außenpumpelektrode der Breitbandlambdasonde und dem Auswertebaustein kann ein elektrischer Pumpstrom fließen, der proportional zur Sauerstoff-Konzentration im Abgas ist. Bei einem mageren Abgasgemisch ist der Pumpstrom grundsätzlich positiv bzw. bei einem fetten Gemisch negativ. In einem idealen Zustand, d.h. bei einem Verhältnis von Lambda = 1, ist der Pumpstrom grundsätzlich null. Der Auswertebaustein wertet den gemessenen Strom üblicherweise aus und liefert eine Ausgangsspannung zur Weiterverarbeitung im Steuergerät.
  • Die Breitbandlambdasonde kann insbesondere einen Kabelbaum, Stecker in Verbindung mit dem Auswertebaustein inklusive einer separaten Endstufe für die Sondenheizung und eines Software-Komponententreibers zum Betrieb der Breitbandlambdasonde und zur Bereitstellung eines physikalischen Lambdasignals für die lambdabasierten Funktionen des Steuergerätes umfassen. Um einen optimalen Nutzen zu erzielen, benötigen die lambdabasierten Funktionen des Steuergerätes grundsätzlich ein qualitativ sehr hochwertiges Lambda-Signal über eine gesamte Lebensdauer. Da die Breitbandlambdasonde grundsätzlich einen maßgeblichen Einfluss auf die Abgasemissionen hat, sind grundsätzlich diverse Diagnosefunktionen erforderlich, welche insbesondere eine Diagnose der Kabelverbindungen, eine Diagnose der Endstufen, eine Diagnose der Heizleistung der Sondenheizung, eine Diagnose der Signalverfügbarkeit und Time to closed Loop und/oder eine Diagnose von symmetrischen und asymmetrischen Dynamikfehlern (Filter und Delay) umfassen können.
  • Da teilweise eine Diagnose der Kabelverbindungen nur durch die Auswertung der internen Widerstandsverhältnisse der Breitbandlambdasonde darstellbar ist, muss für die Open Load Diagnose (Erkennung eines Kabelbruchs) die Sondenkeramik eine definierte Betriebstemperatur überschritten haben.
  • Im Falle eines Fehlers auf der Seite der Sondenheizung kann es daher vorkommen, dass durch eine reduzierte Heizleistung eine erforderliche Keramiktemperatur nicht rechtzeitig vor einer Freigabe der Open Load Diagnose durch ein Sondentemperaturmodell erreicht wird und anstelle eines Fehlers auf der Heizerseite fälschlicherweise ein Open Load Kabelfehler auf der Sondenseite erkannt wird. Eine generelle Berücksichtigung der Reduzierung der Heizleistung im Sondentemperaturmodell ist nicht zielführend, da damit die Open Load Diagnose der Sondenseite für ein i.O. Heizsystem unnötig verzögert werden würde und im Falle eines realen Open Load Fehlers in der Kabelverbindung die Gefahr einer Überhitzung der Sondenkeramik besteht. Daher ist es in den aktuellen Systemen nicht möglich, eindeutig zwischen einem Kabelfehler auf der Sondenseite und einer fehlerhaften Reduzierung der Heizleistung auf der Heizerseite zu unterscheiden.
  • Da sich das Aufheizverhalten der Breitbandlambdasonde unter den verschiedenen Startbedingungen Kaltstart, Warmstart und Heißstart grundsätzlich stark unterscheidet, kann nicht immer eindeutig ein Fehler auf der Sondenheizerseite erkannt werden. Speziell unter Warmstart- bzw. Heißstartbedingungen kann es vorkommen, dass die im System gespeicherte Restwärmemenge ausreicht, um die Breitbandlambdasonde rechtzeitig auf die Sollwerttemperatur einzuregeln. Da man in diesem Fall grundsätzlich nicht zwischen der eingetragenen Heizleistung durch den Heizer und der gespeicherten Restwärmemenge in der Abgasanlage unterscheiden kann, gibt es grundsätzlich keine Möglichkeit für eine eindeutige i.O. Prüfung. Daher kann unten diesen Startbedingungen grundsätzlich lediglich ein erkannter Fehler, nicht aber eine i.O. Prüfung, erlaubt werden. Da dadurch der Bereich der i.O. Prüfung stark eingeschränkt werden muss, kann eine i.O. Prüfung nur in einem Kaltstart bzw. einem eingeschränkten Warmstart erfolgen. Durch die Einschränkung des Betriebsbereiches wird grundsätzlich auch die Überwachungshäufigkeit reduziert, was dazu führen kann, dass das gesetzlich definierte Ratio nicht erfüllt werden kann.
  • Da im Normalzustand keine Fehlfunktion im Heizersystem vorhanden ist, wird das Ratio für die Überwachungshäufigkeit grundsätzlich maßgeblich durch i.O. Prüfungen bestimmt. Um die Überwachungshäufigkeit zu erhöhen, muss man alle möglichen Startbedingungen betrachten. Da viele äußere Faktoren einen Einfluss auf die Diagnose der Sondenheizung haben, ist eine applikative Lösung grundsätzlich nur mit extrem viel Aufwand darstellbar, da für die Auslegung der Fehlerschwelle alle Faktoren berücksichtigt werden müssen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird daher ein Verfahren zum Einlernen mindestens einer Aufheizzeit einer Lambdasonde, insbesondere einer Breitbandlambdasonde, ein System umfassend mindestens eine Lambdasonde und mindestens eine Steuerung, ein Computerprogramm und ein Datenträger vorgeschlagen, welche die oben beschriebenen Nachteile bekannter Vorrichtungen und Verfahren zumindest weitgehend vermeiden. Insbesondere soll ein Aufwand für eine Diagnose der Sondenheizung reduziert werden.
  • In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einlernen mindestens einer Aufheizzeit einer Lambdasonde, insbesondere einer Breitbandlambdasonde, vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die nachfolgend aufgelisteten Schritte. Das Verfahren kann weitere, nicht genannte Schritte umfassen. Die Schritte a) bis c) können insbesondere nacheinander und wiederholt ausgeführt werden.
  • Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    1. a) Ermitteln von einzulernenden Referenzwerten der mindestens einen Aufheizzeit der Lambdasonde;
    2. b) Speichern der Referenzwerte in einer Matrix unter Vorbehalt; und
    3. c) Verifizieren der Referenzwerte, wobei die Referenzwerte in der Matrix final gespeichert werden.
  • Das Verfahren kann insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren sein. Der Begriff „computerimplementiert“ kann sich insbesondere auf einen Prozess, welcher vollständig oder teilweise unter Verwendung von Datenverarbeitungsmitteln implementiert ist, insbesondere unter Verwendung mindestens eines Prozessors, beziehen.
  • Vor Durchführen des Verfahrens, insbesondere in einem Neusystem, kann die Matrix, welche insbesondere eine 3D-Matrix sein kann, leer sein. Vorzugsweise können die Verfahrensschritte a) bis c) nur ausgeführt werden, wenn eine Freigabe vorliegt. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn kein Fehler im System vorliegt, welcher die Lernfunktion beeinträchtigen könnte.
  • Wie oben ausgeführt, werden in Schritt a) die einzulernenden Referenzwerte der mindestens einen Aufheizzeit der Lambdasonde ermittelt, insbesondere unter verschiedenen Startbedingungen. Weiterhin werden, wie oben ausgeführt, in Schritt b) die Referenzwerte in der Matrix unter Vorbehalt gespeichert. Insbesondere können in den Schritten a) und b) Aufheizzeiten der Lambdasonde, insbesondere der Breitbandlambdasonde, insbesondere bei unterschiedlichen Startbedingungen, ermittelt, und in der Matrix, insbesondere als Referenzwerte, gespeichert werden. Das Speichern der Referenzwerte in Schritt b) kann insbesondere als Einlernen bezeichnet werden. Das Einlernen bzw. die Durchführung des Schritts b) kann insbesondere erfolgen, wenn bei einem Neustart des Systems ein Warmstart bzw. ein Heißstart vorliegt. Wie oben ausgeführt, werden die Referenzwerte in der Matrix unter Vorbehalt gespeichert. Da zum Zeitpunkt der Durchführung des Schritts a), insbesondere zum Zeitpunkt der Bestimmung der Aufheizzeit, nicht von einem in Ordnung- System (i. O. System) ausgegangen werden kann, werden die ermittelten Zeiten vorerst nur unter Vorbehalt angelernt.
  • Die Matrix kann mindestens zwei Betriebsparameter, vorzugsweise drei Betriebsparameter, abbilden. Die Matrix kann insbesondere eine 3D-Matrix sein und die Matrix kann drei Betriebsparameter abbilden. Die Betriebsparameter können insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einer Umgebungstemperatur der Lambdasonde, einer Abstellzeit eines Heizelements der Lambdasonde, einer Wandtemperatur der Lambdasonde. Bei der Wandtemperatur der Lambdasonde kann es sich insbesondere um eine gespeicherte Restwärmemenge handeln. Bei den genannten Betriebsparametern kann es sich insbesondere um Haupteinflussfaktoren für ein Aufheizverhalten der Lambdasonde handeln. Auch andere Betriebsparameter sind jedoch grundsätzlich denkbar. Alternativ kann die Matrix eine 2D-Matrix sein und die Matrix kann zwei Betriebsparameter abbilden.
  • Beim Speichern, insbesondere beim Einlernen, des Referenzwerts kann eine an einem aktuellen Betriebspunkt ermittelte Aufheiztemperatur an einer Stützstelle gespeichert werden. Insbesondere kann eine ermittelte Aufheizzeit, insbesondere eine im jeden Fahrzyklus neu ermittelte Aufheizzeit, gleichmäßig auf umliegende Stützstellen angelernt werden. Insbesondere kann für den aktuellen Betriebspunkt an umliegenden Stützstellen aus den aktuell gespeicherten Werten an der Stützstelle und der neu ermittelten Aufheizzeit, jeweils ein neuer Mittelwert ermittelt und wieder an der jeweiligen Stützstelle gespeichert werden.
  • Bei den Stützstellen kann es sich um vorgegebene Betriebspunkte der Lambdasonde handeln. Jeder Betriebspunkt kann charakterisiert sein durch den mindestens einen Betriebsparameter. Für Beispiele des mindestens einen Betriebsparameters kann auf obige Beschreibung verwiesen werden. Ein Betriebspunkt kann beispielsweise als Tupel einer konkreten Umgebungstemperatur der Lambdasonde, einer konkreten Abstellzeit des Heizelements der Lambdasonde und einer konkreten Wandtemperatur der Lambdasonde beschrieben werden.
  • Bevorzugt werden Referenzwerte an jeder Stützstelle gespeichert, insbesondere eingelernt. In der Praxis kann es jedoch sein, dass dies nicht vorkommt, beispielsweise wenn die Lambdasonde wenig Variation in den Betriebsparametern zeigt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass nach einer gewissen Anzahl von Lernwerten das Speichern der Referenzwerte beendet wird, sobald genügend Stützstellen eingelernt werden konnten, damit eine Interpolation sinnvoll durchgeführt werden kann.
  • Wie oben ausgeführt, kann die Matrix drei Betriebsparameter abbilden, so dass die Stützstellen Punkte im dreidimensionalen Raum sind. In einem solchen dreidimensionalen Raum gibt es eine Norm, die einen Abstand zwischen unterschiedlichen Punkten in diesem Raum definiert. Durch diese Norm können zum Beispiel Abstände zwischen unterschiedlichen Umgebungstemperaturen mit Abständen zwischen unterschiedlichen Abstellzeiten verglichen werden. Bevorzugt hat jede Stützstelle zu allen benachbarten Stützstellen einen identischen Abstand. Bevorzugt haben die Stützstellen für jeden Betriebsparameter einen identischen Abstand. Bevorzugt sind die benachbarten Stützstellen zu einem beliebigen aktuellen Betriebspunkt Eckpunkte eines Quaders oder eines Würfels.
  • Insbesondere kann beim Einlernen des Referenzwerts die an dem aktuellen Betriebspunkt ermittelte Aufheiztemperatur an einer Stützstelle gespeichert werden, welche einen kleinsten Abstand zu dem aktuellen Betriebspunkt aufweist, insbesondere wenn der kleinste Abstand im Verhältnis zu den Abständen des aktuellen Betriebspunkts zu den anderen benachbarten Stützstellen die dominierende Größe ist. Der kleinste Abstand kann im Verhältnis zu den Abständen des aktuellen Betriebspunkts zu den anderen benachbarten Stützstellen als die dominierende Größe angesehen werden, wenn der kleinste Abstand 30%, bevorzugt 50%, kleiner als der zweitkleinste Abstand ist.
  • Wie oben ausgeführt, werden in Schritt c) die Referenzwerte verifiziert, wobei die Referenzwerte in der Matrix final gespeichert werden. Erst wenn zu einem späteren Zeitpunkt bei einem Neustart des Systems ein Kaltstart erkannt wird und insbesondere ein i. O. System erkannt wird, kann davon ausgegangen werden, dass die Schritt a) ermittelten und in Schritt b) gespeicherten Referenzwerte der mindestens einen Aufheizzeit, in einem i.O. System ermittelt wurden und insbesondere somit gültig sind. Erst durch diese Verifizierung des i.O. Systems im Kaltstart werden die Werte final in die Matrix gespeichert, insbesondere eingelernt.
  • Der Begriff „Kaltstart“ bezeichnet grundsätzlich ein Starten eines nicht vorgewärmten Kraftfahrzeugs. Insbesondere können beim Starten sämtliche, insbesondere alle, Komponenten des Kraftfahrzeugs ein identisches Temperaturniveau aufweisen. Insbesondere können sämtliche, insbesondere alle, Temperatursensoren des Kraftfahrzeugs ein identisches Temperaturniveau aufweisen. Insbesondere kann die Lambdasonde bei Kaltstart eine Temperatur von weniger als 50°C aufweisen.
  • Bei dem „i. O. System“ kann es sich grundsätzlich um ein fehlerfreies System handeln, bei welchem insbesondere keine Definition zu einem Zustand wie neu, eingefahren, gealtert, vorliegt.
  • Das Ermitteln der einzulernenden Referenzwerte kann beendet werden, falls ein Quotient aus einer Anzahl von eingelernten Stützstellen zu einer Gesamtzahl an Stützstellen, größer als ein vorgegebener Wert ist. Insbesondere kann das Ermitteln der einzulernenden Referenzwerte beendet werden sobald eine hinreichend hohe Abdeckung von Stützstellen der Matrix, insbesondere der 3D-Matrix, und eine repräsentative Anzahl von ermittelten Aufheizzeiten eingelernt ist.
  • Nach Beenden des Ermittelns der einzulernenden Referenzwerte kann mindestens ein weiterer Referenzwert der mindestens einen Aufheizzeit der Lambdasonde eingelernt werden, wenn eine Abweichung durch Drift über Lebenszeit unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt. In diesem Fall liegen im System keine bzw. nur geringe Driften vor und man kann noch von einem System ausgehen, welches dem System im Neuzustand gleicht. Auf diese Weise können Referenzwerte eingelernt werden, falls zu einem späteren Zeitpunkt Startbedingungen auftreten, die noch nicht über die Matrix abgedeckt sind.
  • Es können insbesondere die in der Matrix eingelernten Aufheizzeiten mit einer pro Fahrzyklus neu ermittelten Aufheizzeit an dem aktuellen Betriebspunkt in der Matrix ins Verhältnis gesetzt werden. Das ermittelte Verhältnis kann eine aktuelle Drift beschreiben. Insbesondere kann über alle Fahrzyklen ein gewichteter gleitender Mittelwert berechnet werden. Dadurch kann verhindert werden, dass es in den einzelnen Fahrzyklen zu stärkeren Schwankungen bei der Drift kommt.
  • Die Referenzwerte werden bevorzugt in einem Speicher gespeichert, bevorzugt in einem nichtflüchtigen, elektronischen Speicherbaustein, beispielsweise einem EEPROM.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System, umfassend mindestens eine Lambdasonde und mindestens eine Steuerung vorgeschlagen. Die Steuerung umfasst mindestens einen Prozessor. Die Steuerung ist eingerichtet, die Verfahrensschritte nach dem Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird, durchzuführen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches eingerichtet ist, bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netzwerk das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird durchzuführen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln vorgeschlagen. Das Computerprogramm ist eingerichtet, das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, vorschlagen. Die Datenstruktur ist eingerichtet, nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzwerkes das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird auszuführen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln vorgeschlagen, um das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird.
  • Dabei wird unter einem Computer-Programmprodukt das Programm als handelbares Produkt verstanden. Es kann grundsätzlich in beliebiger Form vorliegen, so zum Beispiel auf Papier oder einem computerlesbaren Datenträger und kann insbesondere über ein Datenübertragungsnetz verteilt werden. Insbesondere können die Programmcode-Mittel auf einem computerlesbaren Datenträger und/oder einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein. Die Begriffe „computerlesbarer Datenträger“ und „computerlesbares Speichermedium“, wie sie hier verwendet werden, können sich insbesondere auf nicht-transitorische Datenspeicher beziehen, beispielsweise auf ein Hardware-Datenspeichermedium, auf welchem Computer-ausführbare Instruktionen gespeichert sind. Der computerlesbare Datenträger oder das computerlesbare Speichermedium können insbesondere ein Speichermedium wie ein Random-Access Memory (RAM) und/oder ein Read-Only Memory (ROM) sein oder umfassen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein moduliertes Datensignal vorgeschlagen, wobei das modulierte Datensignal von einem Computersystem oder Computernetzwerk ausführbare Instruktionen zum Ausführen eines Verfahrens wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird umfasst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen weisen gegenüber bekannten Verfahren und Vorrichtungen zahlreiche Vorteile auf. Über einen Software Lernalgorithmus kann ein Aufheizverhalten der Lambdasonde angelernt werden. Insbesondere kann ein Betriebsbereich der Heizerdiagnose aufgeweitet werden. Ein Einsatz eines softwarebasierten Lernalgorithmus hat grundsätzlich Kostenvorteile gegenüber einer hardwarespezifischen Lösung mit Stromrücklesung eines Heizstroms, da man grundsätzlich auf zusätzliche Hardwarebauteile im Steuergerät verzichten kann. Es können für ein i.O. System die Aufheizzeiten unter verschiedenen Umgebungsbedingungen angelernt werden. Die ermittelten Aufheizzeiten für die Breitbandsonde können dann zur Aufweitung des Überwachungsbereiches verwendet werden. Damit kann eine Diagnose der Sondenheizung unter den verschiedenen Startbedingungen Kaltstart, Warmstart und Heißstart realisiert werden.
  • Um einen Aufwand zu minimieren, kann über den selbstlernenden Algorithmus eine Verbesserung einer Überwachungshäufigkeit über Lebendzeit erreicht werden. Der aktuelle eingeschränkte Überwachungsbereich kann um eine 3D-Matrix erweitert werden, in der unter Warmstart und Heißstartbedingungen die Aufheizzeiten im i.O. System angelernt werden. Der Vorteil des softwarebasierten Lernalgorithmus mit 3D-Matrix ist grundsätzlich, dass die Werte für jedes Fahrzeug individuell angelernt werden können und es quasi keinen zusätzlichen Applikationsaufwand verursacht. Der softwarebasierte Lernalgorithmus kann sich in folgende Teilfunktionen gliedern: Freigabe zum Einlernen der ermittelten Aufheizzeit; Einlernen der Aufheizzeiten als Referenzwerte; Auswertung der Drift der Lernwerte in der 3D-Matrix; Übernahme der eingelernten Zeiten, nach Bestätigung durch einen Kaltstart im i.O. System; Speicherung der Aufheizzeiten im E2PROM. Durch einen softwarebasierten Lernalgorithmus kann das Aufheizverhalten für ein i.O. System im Neuzustand angelernt werden, indem die Aufheizzeiten in einer 3D-Matrix abgelegt werden.
  • Figurenliste
  • Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Gesamtübersicht über ein System umfassend ein Steuergerät, einer Lambdasonde und einem Kabel- und Sondenstecker, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann;
    • 2 ein exemplarisches Beispiel einer Matrix; und
    • 3 ein exemplarisches Beispiel einer trilinearen Interpolation.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine Gesamtübersicht über ein System 108 umfassend eine Lambdasonde 110, insbesondere eine Breitbandlambdasonde 112, ein Steuergerät 114 und einen Kabel- und Sondenstecker 118, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
  • Die Lambdasonde 110 kann über dem Kabel- und Sondenstecker 118 und einem Kabelbaum 120 mit dem Steuergerät 114 verbunden sein. Die Lambdasonde 110 kann in ein Abgasrohr 122 eingeschraubt sein. Das Steuergerät 114 kann eine Heizerendstufe 124 für eine Sondenheizung, einen ASIC 126, insbesondere einen ASIC CJ135, sowie einen Mikrocontroller 128 aufweisen. Der Mikrocontroller 128 kann eine Hardware Kapsel 130 und einen Software Komponententreiber 131 für die Lambdasonde 110 umfassen.
  • Bei dem ASIC 126 kann es sich insbesondere um eine Hardware-Komponente für eine Ansteuerung und Umwandlung von Sondensignalen, welche dem Mikrocontroller 128 für den Software Komponententreiber 131 zur Verfügung gestellt werden, handeln.
  • 2 zeigt ein exemplarisches Beispiel einer Matrix 132, insbesondere einer 3D-Matrix 134. Insbesondere kann es sich um einen Ausschnitt der 3D-Matrix 134 handeln. Für die drei Betriebsparameter Umgebungstemperatur TU, Abstellzeit S und Wandtemperatur TW sind jeweils Stützstellen vorgegeben. Die Stützstellen für die Umgebungstemperatur sind die Werte TU0, TU1, TU2 bis TUx, für die Abstellzeit S die Werte S0, S1, S2 bis Sy und für die Wandtemperatur die Werte TW0, TW1, TW2 bis TWz.
  • 3 zeigt ein exemplarisches Beispiel einer trilinearen Interpolation. Hiermit kann der Referenzweit tiHeatUpRef am aktuellen Betriebspunkt WP berechnet werden. Hierzu wird zunächst aus den Referenzwerten tiHeatUp1 und tiHeatUp2 an den Stützstellen S1 und S2 durch Interpolation entlang der x-Richtung, welche der Wandtemperatur entspricht, ein interpolierter Referenzwert tiHeatUp(S12) berechnet. Für die Punkte S34, S56 und S78 wird das dementsprechend genauso durchgeführt. Für die Punkte S12, S34, S56 und S78 wird eine weitere Interpolation entlang der z-Richtung, welche der Umgebungstemperatur entspricht, durchgeführt. Hierdurch gelangt man zu den interpolierten Referenzwerten tiHeatUp für die Punkte WP1256 und WP3478. Wenn man von diesen Punkten ausgehend eine weitere Interpolation entlang der y-Richtung, welche der Abstellzeit entspricht, durchführt, gelangt man zu dem interpolierten Referenzwert tiHeatUp(WP) für den aktuellen Betriebspunkt WP.
  • Es kann somit für den aktuellen Betriebspunkt WP der Referenzwert für die Aufheizzeit ermittelt werden, indem aus den umliegenden Stützstellen aus den acht gelernten Referenzmerkmalen, tiHeatUp1 bis tiHeatUp8, an den Stützstellen S1 bis S8 mittels trilinearer Interpolation der Wert tiHeatUpRef berechnet werden kann.
  • Die eingelernten Aufheizzeiten können zur Anwendung kommen, wenn die Diagnose in einem Warmstart bzw. Heißstart aufgrund von Überwachungsschwellen für einen Kaltstart immer ein i.O. Ergebnis liefern würde und es daher grundsätzlich nicht möglich ist, zwischen einem i.O. und n.i.O. System zu unterscheiden. In dem Fall können die Werte aus der 3D-Matrix als Referenzwerte herangezogen werden. Liegt der neu ermittelte Wert der Aufheizzeit, insbesondere inklusive eines definierbaren Offsets durch Toleranzen usw., oberhalb des Referenzwertes tiHeatUpRef, kann man keine eindeutige Aussage machen, ob es sich um ein i.O. System handelt und es kann weiterhin keine Ausgabe eines Diagnoseergebnisses erfolgen. Liegt der neu ermittelte Wert der Aufheizzeit, insbesondere inklusive des definierbaren Offsets durch Toleranzen usw., unterhalb des Referenzwertes tiHeatUpRef, kann von einem i.O. System ausgegangen werden und es kann ein i.O. Ergebnis für die Heizerdiagnose ausgeben werden.
  • Der ermittelte Referenzwert tiHeatUpRef am aktuellen Betriebspunkt kann auch für die Ermittlung der Drift verwendet werden. Dazu kann der aktuelle Wert ins Verhältnis mit dem ermittelten Referenzwert gesetzt werden, um dann einen gewichteten gleitenden Mittelwert über alle Fahrzyklen zu berechnen. Mittels des ermittelten Drifts kann entschieden werden, ob nach Abschluss der Anlernphase der Aufheizzeiten neue Werte als Referenz in die 3D-Matrix eingelernt werden können, um den Überwachungsbereich zu erweitern.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Einlernen mindestens einer Aufheizzeit einer Lambdasonde (110), insbesondere einer Breitbandlambdasonde (112), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Ermitteln von einzulernenden Referenzwerten der mindestens einen Aufheizzeit der Lambdasonde; b) Speichern der Referenzwerte in einer Matrix (132) unter Vorbehalt; und c) Verifizieren der Referenzwerte, wobei die Referenzwerte in der Matrix (132) final gespeichert werden.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Matrix (132) mindestens zwei Betriebsparameter abbildet.
  3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Betriebsparameter ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: einer Umgebungstemperatur der Lambdasonde (110), einer Abstellzeit eines Heizelements der Lambdasonde (110), einer Wandtemperatur der Lambdasonde (110).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Speichern des Referenzwerts eine an einem aktuellen Betriebspunkt ermittelte Aufheiztemperatur an einer Stützstelle gespeichert wird.
  5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Ermitteln der einzulernenden Referenzwerte beendet wird, falls ein Quotient aus einer Anzahl von eingelernten Stützstellen zu einer Gesamtzahl an Stützstellen, größer als ein vorgegebener Wert ist.
  6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei nach Beenden des Ermittelns der einzulernenden Referenzwerte mindestens ein weiterer Referenzwert der mindestens einen Aufheizzeit der Lambdasonde (110) eingelernt wird, wenn eine Abweichung durch Drift über Lebenszeit unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte a) bis c) nur ausgeführt werden, wenn eine Freigabe vorliegt.
  8. System, umfassend mindestens eine Lambdasonde (110) und mindestens eine Steuerung, wobei die Steuerung mindestens einen Prozessor umfasst, wobei die Steuerung eingerichtet ist, die Verfahrensschritte nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahren durchzuführen.
  9. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netzwerk das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
  10. Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, welche eingerichtet ist, nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzwerkes das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
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