DE10338058A1 - Operating process for a combustion engine especially a motor vehicle otto engine has mixture control that is adjusted to given post start temperature in all operating phases - Google Patents

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Abstract

An operating process for a combustion engine, especially a motor vehicle Otto engine, with a mixture control depending on air mass flow and set for a given lambda value comprises determining and storing correcting values for different post-start temperatures (T1-4), extrapolating and adapting these (A1-4) and using for the mixture control.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Gemischvorsteuerung, bei der zumindest in Abhängigkeit von einem angesaugten Luftmassenstrom und/oder einem Saugrohrdruck eine für ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambdawert) erforderliche Zusammensetzung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, insbesondere eine einzuspritzende Kraftstoffmasse und/oder eine angesaugte Luftmasse, bestimmt wird, und mit einer Lambdaregelung, bei der mit wenigstens einem im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordneten, sauerstoffsensitivem Element, insbesondere Lambdasonde, eine Abweichung des Ist-Lambdawertes von dem vorbestimmten Lambdawert bestimmt und ein Korrekturwert für die von der Gemischvorsteuerung bestimmte Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches bestimmt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular gasoline engine, in particular a motor vehicle, with a Mixture pre-control, at least depending on one that is sucked in Air mass flow and / or an intake manifold pressure one for a predetermined one Air-fuel ratio (Lambda value) required composition of an air-fuel mixture, in particular a fuel mass to be injected and / or a intake air mass, is determined, and with a lambda control, at with at least one arranged in the exhaust gas flow of the internal combustion engine, oxygen-sensitive element, in particular a lambda sensor, a deviation the actual lambda value is determined from the predetermined lambda value and a correction value for determines the composition of the air-fuel mixture determined by the mixture pilot control is, according to the generic term of claim 1.

Die Einhaltung zukünftiger Schadstoffemissionsgrenzwerte erfordert den Einsatz zunehmend aufwendigerer Abgasnachbehandlungssysteme, um die erforderlichen hohen Konvertierungsraten zu erzielen. Gleichzeitig muß die Motorsteuerung in der Lage sein, eine im Hinblick auf die Konvertierungseigenschaften des Abgasnachbehandlungssystems optimale Abgaszusammensetzung unter möglichst allen Motorbetriebsbedingungen bereitzustellen. Dabei müssen insbesondere die Gemischvorsteuerung und die Lambdaregelung mit hoher Genauigkeit arbeiten, damit unzulässige Emissionsdurchbrüche nach dem Katalysatorsystem vermieden werden können.The Compliance with future Pollutant emission limit values require the use of increasingly more complex Exhaust aftertreatment systems to achieve the high conversion rates required to achieve. At the same time, the Motor control can be one in terms of conversion properties of the exhaust gas aftertreatment system under optimal exhaust gas composition if possible, all engine operating conditions provide. Doing so in particular the mixture pre-control and the lambda control work with high accuracy so that impermissible emission breakthroughs the catalyst system can be avoided.

Wie beispielsweise aus der DE 198 60 463 A1 oder der DE 44 23 241 C1 bekannt, erfolgt durch eine Motorsteuersoftware zunächst eine Gemischvorsteuerung, wobei in Abhängigkeit vom angesaugten Luftmassenstrom und/oder einem Saugrohrdruck sowie der Motordrehzahl und in der Regel noch einer Vielzahl weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine eine Zumessung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse in der Art erfolgt, daß ein vorgegebener Lambda-Sollwert eingehalten wird. Bei Ottomotoren werden üblicherweise über zumindest eine dem Motor nachgeschaltete Lambdasonde die Abweichungen zwischen dem Lambda-Sollwert und dem gemessenen Lambdawert ermittelt und durch Veränderung der eingespritzten Kraftstoffmasse oder auch der angesaugten Luftmasse korrigiert. Dabei werden Sprungantwort-Lambdasonden zur Messung von Abweichungen in Bezug auf die stöchiometrische Abgaszusammensetzung und Breitband-Lambdasonden zur Messung der Gemischzusammensetzung im Bereich von Lambda gleich 0,7 bis 15 eingesetzt.As for example from the DE 198 60 463 A1 or the DE 44 23 241 C1 As is known, engine control software first performs a mixture pre-control, the fuel mass to be injected being metered in as a function of the intake air mass flow and / or an intake manifold pressure and the engine speed and generally a large number of further operating parameters of the internal combustion engine, such that a predetermined lambda Setpoint is maintained. In gasoline engines, the deviations between the desired lambda value and the measured lambda value are usually determined via at least one lambda probe connected to the engine and corrected by changing the injected fuel mass or the intake air mass. Step response lambda probes are used to measure deviations in relation to the stoichiometric exhaust gas composition and broadband lambda probes are used to measure the mixture composition in the range of lambda equal to 0.7 to 15.

Während sich die Gemischvorsteuerung im stationären Betrieb meistens mit guter Genauigkeit auf den jeweiligen Motor abstimmen läßt, ergeben sich im dynamischen Betrieb in der Regel deutlich größere Abweichungen. Die Ungenauigkeiten der Gemischvorsteuerung werden durch die überlagerte Lambdaregelung in der oben beschriebenen Weise prinzipiell ausgeglichen. Jedoch kann die Lambdaregelung erst auf erkannte Gemischabweichungen reagieren, die aufgrund der Abgaslaufzeit vom Motorbrennraum bis zur Sondeneinbauposition und der grundsätzlichen Einschränkung, daß nur nachfolgende Verbrennungszyklen beeinflußt werden können, zu einer verspäteten Gemischkorrektur führen. Aus diesen Gründen ist es bzgl. einer Einhaltung der Lambdasollvorgabe erforderlich, die Gemischvorsteuerung bestmöglich zu optimieren, um dynamische Abweichungen zu minimieren.While the mixture pilot control in stationary operation mostly with good Accuracy can be tailored to the respective engine, result in the dynamic Operation usually significantly larger deviations. The inaccuracies of the mixture pre-control are caused by the superimposed lambda control balanced in principle in the manner described above. however the lambda control can only react to detected mixture deviations, due to the exhaust gas runtime from the engine combustion chamber to the probe installation position and the basic restriction that only subsequent combustion cycles can be influenced, for a late mixture correction to lead. For these reasons is it necessary to comply with the Lambda target, the mixture pre-control in the best possible way to optimize to minimize dynamic deviations.

Desweiteren können die Sonden erst eine gewisse Zeit nach dem Motorstart auf die für die Messung erforderliche Betriebstemperatur aufgeheizt werden, um Beschädigungen durch in der Abgasanlage befindliches Kondensat zu vermeiden. Insbesondere Sensoren, die sich hinter dem zumindest ersten Katalysator befinden, benötigen eine vergleichsweise lange Zeitspanne, bis die Aufheizung erfolgt ist.Furthermore can the probes only for a certain time after starting the engine required operating temperature to be heated to prevent damage to be avoided by condensate in the exhaust system. In particular Sensors located behind the at least first catalytic converter need a comparatively long period of time until the heating takes place is.

Bis zum Zeitpunkt der Sondenbetriebsbereitschaft muß der Motor ausschließlich über die Gemischvorsteuerung betrieben werden. Da zumindest in einem Teilabschnitt dieser Zeitspanne der/die Katalysatoren) noch nicht ihre sogenannte Light-Off-Temperatur bzw. Betriebstemperatur für eine optimale Konvertierung erreicht haben, ist die Konvertierungsleistung noch sehr gering, so daß hier ein erheblicher Teil der Schadstoffrohemissionen des Motors die Abgasanlage praktisch ungereinigt verlassen kann. Damit ergibt sich insbesondere auch aus dieser Betriebsphase des Motors die Notwendigkeit einer möglichst genauen Gemischvorsteuerung, um die sich durch Abweichungen vom emissionsoptimalen Lambdawert einstellenden Emissionsüberhöhungen zu vermeiden.To at the time the probe is ready for operation, the motor must only operate via the Mixture pre-control can be operated. Because at least in one section this time the catalyst (s) have not yet reached their so-called light-off temperature or operating temperature for one have achieved optimal conversion is the conversion performance still very low, so here considerable part of the raw emissions of pollutants from the engine the exhaust system can leave practically unpurified. This results in particular even from this operating phase of the engine the need for a preferably precise pre-control of the mixture, which is caused by deviations from the emission increases that set optimal emissions avoid.

Bei der Massenfertigung von Motoren treten zudem Exemplarstreuungen auf, die beispielsweise durch variierende Querschnitte der Einspritzdüsen dazu führen können, daß bei gleicher Ansteuerdauer durch das Motorsteuergerät unterschiedliche Kraftstoffmassen eingespritzt werden. Da solche Abweichungen nicht mit einer standardmäßigen Applikation für alle Motoren erfaßt werden können, wird im Stand der Technik eine Gemischadaption verwendet, die das Verhalten der Lambdaregelung beobachtet und die Gemischvorsteuerung um entsprechende Anteile in Richtung Anfettung oder Abmagerung korrigiert. Hierbei ist auch bekannt, in unterschiedlichen Motortemperaturbereichen getrennte Adaptionswerte zu lernen, um beispielsweise Einflüsse der Temperatur auf die Gemischabweichung zu erfassen.In the mass production of engines, there are also scattered specimens which, for example due to varying cross sections of the injection nozzles, can result in different fuel masses being injected by the engine control unit with the same activation duration. Since such deviations cannot be detected with a standard application for all engines, a mixture adaptation is used in the prior art which monitors the behavior of the lambda control and corrects the mixture pre-control by appropriate proportions in the direction of enrichment or leanness. Here it is also known to separate adaptation values in different engine temperature ranges learn, for example, to record the influence of temperature on the mixture deviation.

Sind die Lambdasensoren sehr weit entfernt vom Motor oder hinter einem Katalysator angeordnet, kann die Zeitspanne bis zum Erreichen der Sondenbetriebsbereitschaft sehr groß werden. In diesem Fall ist es für einen weiten Temperaturbereich des Motors nicht möglich, entsprechende Adaptionswerte zu lernen.are the lambda sensors very far from the engine or behind you Arranged catalyst, the period of time until reaching the Probe readiness to become very large. In this case it for a wide temperature range of the engine is not possible, corresponding To learn adaptation values.

Aus der DE 44 23 241 C2 ist ein lernendes Regelverfahren zur Einstellung der Zusammensetzung des Betriebsgemisches für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei eine lernende Adaption dazu dient, eine Anpassung des Regelkreises für die Gemischregelung an sich verändernde Bedingungen, wie beispielsweise alterungsbedingte Drifts oder fertigungsbedingte Exemplarstreuungen, anzupassen. Hier wird von dem Problem ausgegangen, daß nach einem Start der Brennkraftmaschine Kraftstoffanteile im Schmieröl mit zunehmender Temperatur der Brennkraftmaschine ausdampfen und über eine Kurbelgehäuseentlüftung der Verbrennung zugeführt werden, wobei dies zu einer unerwünschten Gemischanfettung führt, die im Leerlauf bis zu 30% betragen kann. Da diese von der Lambdaregelung korrigiert wird, speichert eine lernende Gemischadaption diese Korrekturen als Langzeiteffekte ab. Dadurch kommt es im Kurzstreckenbetrieb der Brennkraftmaschine zu unplausibel hoch erscheinenden Korrekturwerten. Dies kann in Verbindung mit einer Fehlererkennung aus einem unplausiblen Adaptionswert zu einer unnötigen Fehlermeldung führen. Ist diese Abmagerung relativ stark und tritt beim nächsten Start keine Ausgasung von Kraftstoff aus dem Öl auf, kann es zu Startproblemen kommen. Es wird daher vorgeschlagen eine Lerngeschwindigkeit der Gemischadaption stark zu verlangsamen, wenn ein Ausgasen von Kraftstoff aus dem Motoröl erwartet wird, d.h. beispielsweise wenn eine Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur, eine Brennkraftmaschinenschmiermitteltemperatur, eine Ansauglufttemperatur und/oder eine Temperatur eines Getriebeschmiermittels unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt. Weiterhin ist es aus der DE 44 23 241 C2 bekannt, aus einer Regelabweichung in Abhängigkeit von einer Last der Brennkraftmaschine offline eine Korrekturkennlinie in Abhängigkeit von der Last zu bestimmen und in einer nächsten Betriebsphase der Brennkraftmaschine als zusätzlichen Eingriff zu verwenden. Jedoch beschränkt sich das System gemäß DE 44 23 241 C2 für die Adaption der Zusammensetzung des Betriebsgemisches auf einen Temperaturbereich der Brennkraftmaschine, in dem die Lambdasonde, deren Ausgangswerte die Grundlage für die Adaption und das Lernen bilden, ihre Betriebsbereitschaft erreicht hat.From the DE 44 23 241 C2 A learning control method for adjusting the composition of the operating mixture for an internal combustion engine is known, wherein a learning adaptation serves to adapt an adjustment of the control circuit for the mixture control to changing conditions, such as aging-related drifts or production-related specimen variations. The problem here is that after starting the internal combustion engine, fuel components in the lubricating oil evaporate with increasing temperature of the internal combustion engine and are supplied to the combustion via a crankcase ventilation, which leads to an undesirable mixture enrichment, which can amount to up to 30% in idle mode. Since this is corrected by the lambda control, a learning mixture adaptation stores these corrections as long-term effects. This leads to implausibly high correction values in short-distance operation of the internal combustion engine. In connection with an error detection from an implausible adaptation value, this can lead to an unnecessary error message. If this emaciation is relatively strong and if there is no outgassing of fuel from the oil at the next start, starting problems can occur. It is therefore proposed to greatly slow down a learning rate of the mixture adaptation when outgassing of fuel from the engine oil is expected, that is to say, for example, when an engine coolant temperature, an engine lubricant temperature, an intake air temperature and / or a temperature of a transmission lubricant is below a predetermined threshold value. Furthermore, it is from the DE 44 23 241 C2 It is known to determine a correction characteristic as a function of the load offline from a control deviation as a function of a load of the internal combustion engine and to use it as an additional intervention in a next operating phase of the internal combustion engine. However, the system is limited according to DE 44 23 241 C2 for adapting the composition of the operating mixture to a temperature range of the internal combustion engine in which the lambda probe, the output values of which form the basis for the adaptation and learning, has reached its operational readiness.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o.g. Art bzgl. der Adaption des Betriebsgemisches derart zu optimieren, daß in allen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine möglichst minimale Schadstoffemissionen erfolgen.The The invention has for its object a method of the above. kind to optimize the adaptation of the operating mixture in such a way that in all operating phases the internal combustion engine as minimal as possible Pollutant emissions occur.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This The object is achieved by a Procedure of the above Kind with the features characterized in claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Dazu ist es bei einem Verfahren der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß

  • (a) in einer Betriebsphase der Brennkraftmaschine nach einem Start derselben ab einer ersten Temperatur der Brennkraftmaschine, bei der das sauerstoffsensitive Element seine Betriebsbereitschaft erreicht hat, bis zum Erreichen einer vorbestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine Korrekturwerte für verschiedene Temperaturwerte der Brennkraftmaschine bestimmt und abgespeichert werden;
  • (b) aus den in Schritt (a) bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerten neue Korrekturwerte für Temperaturen der Brennkraftmaschine unterhalb der ersten Temperatur mittels Extrapolation bestimmt und abgespeichert werden; und
  • (c) bei einem nachfolgenden Start der Brennkraftmaschine in einem Temperaturbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der ersten Temperatur die für eine momentane Temperatur der Brennkraftmaschine in Schritt (b) mittels Extrapolation bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerte als Adaptionswerte auf die von der Gemischvorsteuerung bestimmte Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches angewendet werden.
For this purpose it is provided according to the invention in a method of the type mentioned above that
  • (a) in an operating phase of the internal combustion engine after starting the same from a first temperature of the internal combustion engine at which the oxygen-sensitive element has reached its operational readiness, corrective values for various temperature values of the internal combustion engine are determined and stored until a predetermined operating temperature of the internal combustion engine is reached;
  • (b) new correction values for temperatures of the internal combustion engine below the first temperature are determined and stored from the correction values determined and stored in step (a) by means of extrapolation; and
  • (c) during a subsequent start of the internal combustion engine in a temperature range of the internal combustion engine below the first temperature, the correction values determined and stored by means of extrapolation for an instantaneous temperature of the internal combustion engine in step (b) as adaptation values to the composition of the air-fuel determined by the mixture pre-control. Mixture can be applied.

Dies hat den Vorteil, daß bereits in einer Betriebsphase der Brennkraftmaschine, in der mangels Betriebsbereitschaft des sauerstoffsensitiven Elementes noch keine Adaptions- bzw. Korrekturwerte für die Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches vorliegen eine optimale Aufbereitung des Betriebsgemisches mit minimalem Schadstoffausstoß erzielt wird.This has the advantage that already in an operating phase of the internal combustion engine, in the lack of operational readiness of the oxygen-sensitive element still no adaptation or correction values for the composition the air-fuel mixture is optimally prepared of the company mix achieved with minimal pollutant emissions becomes.

Beispielsweise wird in Schritt (b) eine stetige Funktion eines Korrekturwertes in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine extrapoliert.For example becomes a continuous function of a correction value in step (b) dependent on extrapolated from the temperature of the internal combustion engine.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (b) eine Linear- oder Polynom-Extrapolation durchgeführt.In a particularly preferred embodiment is a linear or Polynomial extrapolation performed.

Um eine optimale Anpassung der jeweiligen Adaptionswerte zu erreichen, werden die in Schritt (b) bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerte zusätzlich mit einzelnen Motorbetriebsbedingungen, wie beispielsweise einer Nockenwellenstellung, einer Abgasrückführung, einer Stellung einer Ladungsbewegungsklappe, einem Zündwinkel und/oder einem Lambda-Sollwert, und/oder Motorbetriebsbereichen, wie beispielsweise einem Drehzahlbereich, einem Lastbereich und/oder einem Saugrohrdruckbereich, verknüpft und in Schritt (c) in Abhängigkeit von diesen ausgewählt.In order to achieve an optimal adaptation of the respective adaptation values, the correction values determined and stored in step (b) are additionally compared with individual engine operating conditions, such as, for example, a camshaft position, an exhaust gas recirculation, a position of a charge motion flap, an ignition angle and / or a lambda setpoint, and / or engine operating ranges, such as, for example, a speed range, a load range and / or an intake manifold pressure range, are linked and selected in step (c) as a function thereof.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird einmalig eine Basiskennlinie in Form eines Adaptionswertes in Abhängigkeit von einer Temperatur der Brennkraftmaschine in einem Adaptionswert-Motortemperatur-Diagramm bestimmt. Die Extrapolation in Schritt (b) erfolgt dann dadurch, daß die Basiskennlinie zur Anpassung an die in Schritt (a) bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerte in dem Adaptionswert-Motortemperatur-Diagramm verschoben wird. Zur Bestimmung der Basiskennlinie wird das sauerstoffsensitive Element zweckmäßigerweise separat derart beheizt, daß auch bei Temperaturen unterhalb der ersten Temperatur der Brennkraftmaschine Korrekturwerte bestimmt werden können.In a preferred development of the invention is a one-time Basic characteristic curve in the form of an adaptation value depending from a temperature of the internal combustion engine in an adaptation value-engine temperature diagram certainly. The extrapolation in step (b) is then carried out by that the basic characteristic for adaptation to those determined and stored in step (a) Correction values in the adaptation value motor temperature diagram shifted becomes. The oxygen-sensitive is used to determine the basic characteristic Element conveniently heated separately in such a way that also at temperatures below the first temperature of the internal combustion engine Correction values can be determined.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen inFurther Features, advantages and advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims, and from the following description of the invention with reference to the attached Drawings. These show in

1 eine graphische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs einer Motortem peratur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit über die Zeit und 1 a graphical representation of a time profile of an engine temperature and a vehicle speed over time and

2 eine graphische Darstellung eines Adaptionswertes über die Motortemperatur. 2 a graphic representation of an adaptation value over the engine temperature.

1 stellt einen Temperaturverlauf der Temperatur einer Brennkraftmaschine nach dem Starten für einen ersten Teil des sogen. "Neuen Europäischen Fahrzyklus" (NEFZ) dar. Auf der horizontalen Achse 10 ist die Zeit und auf der vertikalen Achse ist bei 12 eine Motortemperatur und bei 14 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen. Ein Graph 16 zeigt den zeitlichen Verlauf der Motortemperatur und ein Graph 18 zeigt den zeitlichen Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit. Zum Zeitpunkt t0 hat ein sauerstoffsensitives Element, welches im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wie beispielsweise eine Lambdasonde, seine Betriebsbereitschaft erreicht und liefert Meßwerte über einen Ist-Lambdawert eines Luft-Kraftstoff-Gemisches. Sofern dieser Ist-Lambdawert von einem Soll-Lambdawert abweicht, wird von einer Lambdaregelung ein entsprechender Korrekturwert erzeugt, der eine Einstellung der Zusammensetzung des Luft-Kraftstoffgemisches aus einer Gemischvorsteuerung entsprechend korrigiert, um wieder zum Soll-Lambdawert zu gelangen. Bei 20 ist die sich einstellende Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine nach der Aufwärmphase aufgetragen. Wie unmittelbar aus Graph 16 ersichtlich steigt die Temperatur der Brennkraftmaschine kontinuierlich an, bis die Betriebstemperatur 20 der Brennkraftmaschine erreicht ist. 1 represents a temperature curve of the temperature of an internal combustion engine after starting for a first part of the so-called. "New European Driving Cycle" (NEDC). On the horizontal axis 10 is time and on the vertical axis is at 12 an engine temperature and at 14 a vehicle speed is plotted. A graph 16 shows the time course of the engine temperature and a graph 18 shows the time course of the vehicle speed. At time t0, an oxygen-sensitive element, which is arranged in the exhaust gas flow of the internal combustion engine, such as a lambda probe, has reached operational readiness and supplies measured values via an actual lambda value of an air-fuel mixture. If this actual lambda value deviates from a target lambda value, a corresponding correction value is generated by a lambda control, which corrects a setting of the composition of the air-fuel mixture from a mixture pre-control accordingly in order to return to the target lambda value. at 20 is the operating temperature of the internal combustion engine after the warm-up phase. As directly from graph 16 it can be seen that the temperature of the internal combustion engine rises continuously until the operating temperature 20 the internal combustion engine is reached.

Zu den Zeitpunkten t1, t2, t3 und t4, die zwischen dem Zeitpunkt t0, d.h. der Betriebsbereitschaft der Lambdasonde, und dem Erreichen der Betriebstemperatur 20 der Brennkraftmaschine liegen, werden jeweilige Korrekturwerte aus der Überwachung der Lambdaregelung als Adaptionswerte mit dem zugehörigen Temperaturwert T1, T2, T3 und T4 der Temperatur der Brennkraftmaschine festgehalten und als Adaptionswerte A1(T1), A2(T2), A3(T3) und A4(T4) gespeichert.At times t1, t2, t3 and t4 between time t0, ie the operational readiness of the lambda sensor, and reaching the operating temperature 20 the internal combustion engine, the respective correction values from the monitoring of the lambda control are recorded as adaptation values with the associated temperature values T1, T2, T3 and T4 of the temperature of the internal combustion engine and as adaptation values A1 (T1), A2 (T2), A3 (T3) and A4 ( T4) saved.

2 zeigt ein Adaptionswert-Motortemperatur-Diagramm, bei dem auf der horizontalen Achse 22 eine Motortemperatur und auf der vertikalen Achse 24 ein Adaptionswert in % aufgetragen ist. In dieses Adaptionswert-Motortemperatur-Diagramm sind die gemäß 1 "gelernten" Adaptionswerte A1(T1) 26, A2(T2) 28, A3(T3) 30 und A4(T4) 32 eingetragen. 2 shows an adaptation value-motor temperature diagram, in which on the horizontal axis 22 a motor temperature and on the vertical axis 24 an adaptation value is plotted in%. In this adaptation value motor temperature diagram the are according to 1 "learned" adaptation values A1 (T1) 26, A2 (T2) 28, A3 (T3) 30 and A4 (T4) 32 are entered.

Erfindungsgemäß werden aus den gelernten Adaptionswerten 26, 28, 30 und 32 aus dem Zeitintervall nach t0 nun auch Kalt-Adaptionswerte für einen Zeitbereich vor t0 bzw. für Temperaturwerte der Temperatur der Brennkraftmaschine vor der Betriebsbereitschaft der Lambdasonde erzeugt und abgespeichert. Hierzu wird durch systematische Extrapolation eines Polynoms mit optimaler Anpassung an die Adaptionswerten 26, 28, 30 und 32 der Graph 34 in Form des Adaptionswertes A als Funktion der Motortemperatur A(T) erhalten. Pfeil 36 symbolisiert die Extrapolation von Kalt-Adaptionswerten für geringere Motortemperaturen als T1.According to the invention, the learned adaptation values 26 . 28 . 30 and 32 From the time interval after t0, cold adaptation values for a time range before t0 or for temperature values of the temperature of the internal combustion engine before the lambda sensor is ready for operation are now also generated and stored. This is done by systematically extrapolating a polynomial with optimal adaptation to the adaptation values 26 . 28 . 30 and 32 the graph 34 obtained in the form of the adaptation value A as a function of the engine temperature A (T). arrow 36 symbolizes the extrapolation of cold adaptation values for lower engine temperatures than T1.

Beim nächsten Start der Brennkraftmaschine werden in dem Zeitbereich vor t0, d.h. vor dem Erreichen der Betriebsbereitschaft der Lambdasonde, die sich aus dem Graph 34 in Abhängigkeit von der momentanen Temperatur der Brennkraftmaschine ergebenden Kalt-Adaptionswerte für eine multiplikative oder additive Korrektur der Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, wie von der Gemischvorsteuerung vorgegeben, verwendet. Mit anderen Worten wird der von der Gemischvorsteuerung vorgegebene Wert für die einzuspritzende Kraftstoffmasse und/oder die angesaugte Luftmasse mit dem entsprechenden Adaptionswert aus dem Graph 34 korrigiert, um die Gemischvorsteuerung und die Abgasqualität in diesem emissionskritischen Bereich zu verbessern. Dies erfolgt dabei bereits bevor die Lambdaregelung selbst aktiv werden kann, so daß schon bevor die Lambdasonde aktiv werden kann eine Korrektur der Gemischvorsteuerung ermöglicht ist, um das Rohemissionsverhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern bzw. um eine bessere Einhaltung der stöchiometrischen Abgaszusammensetzung zu erzielen.The next time the internal combustion engine is started, in the time range before t0, ie before the operational readiness of the lambda probe, which results from the graph 34 depending on the current temperature of the internal combustion engine resulting cold adaptation values for a multiplicative or additive correction of the composition of the air-fuel mixture, as specified by the mixture pre-control, used. In other words, the value predefined by the mixture pre-control for the fuel mass to be injected and / or the intake air mass with the corresponding adaptation value from the graph 34 corrected to improve mixture pre-control and exhaust gas quality in this emission-critical area. This takes place before the lambda control itself can become active, so that a correction of the mixture pilot control is made possible even before the lambda probe can become active, in order to improve the raw emission behavior of the internal combustion engine or to achieve better compliance with the stoichiometric exhaust gas composition.

Ggf. werden die gelernten Adaptionswerte mit einzelnen Motorbetriebsbedingungen, wie beispielsweise Nockenwellenstellung, Abgasrückführung, Stellung einer Ladungsbewegungsklappe, Zündwinkel und/oder Lambda-Sollwert, und/oder Motorbetriebsbereichen, wie beispielsweise Drehzahlbereich, Lastbereich und/oder Saugrohrdruck, verknüpft, um eine optimale Anpassung der jeweiligen Adaptionswerte zu erreichen.Possibly. the learned adaptation values with individual engine operating conditions, such as camshaft position, exhaust gas recirculation, position of a charge movement flap, ignition angle and / or lambda setpoint, and / or engine operating ranges, such as Speed range, load range and / or intake manifold pressure, linked to to achieve an optimal adaptation of the respective adaptation values.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Temperaturabhängigkeit der Adaptionswerte auch bei niedrigen Motortemperaturen mittels einer separat beheizten Lambdasonde bereits im Vorfeld an einem oder mehreren Motoren bzw. Fahrzeugen ermittelt. Die daraus ermittelte, charakteristische Basiskennlinie 38 (2) wird anschließend in einem Motorsteuergerät abgelegt. Das Lernen der Adaptionswerte 26, 28, 30, 32 an allen anderen Serienmotoren bzw. Serienfahrzeugen nach Erreichen der Sondenbetriebsbereitschaft wird dann dazu verwendet, die in der Basiskennlinie enthaltene, grundsätzliche Abhängigkeit zu korrigieren. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, daß die Basiskennlinie 38 durch Verschieben an die gemessenen Adaptionswerte 26, 28, 30, 32 angepaßt wird, wie mit Pfeil 40 in 2 angedeutet. Dabei kann die Approximationsgenauigkeit durch entsprechende Gütefunktionen festgelegt werden.In a preferred embodiment of the invention, the temperature dependence of the adaptation values, even at low engine temperatures, is determined in advance on one or more engines or vehicles by means of a separately heated lambda probe. The characteristic basic characteristic curve determined from this 38 ( 2 ) is then stored in an engine control unit. Learning the adaptation values 26 . 28 . 30 . 32 on all other series engines or series vehicles after the probe is ready for operation is then used to correct the basic dependency contained in the basic characteristic. This is done, for example, in that the basic characteristic 38 by shifting to the measured adaptation values 26 . 28 . 30 . 32 is adjusted as with arrow 40 in 2 indicated. The approximation accuracy can be determined by appropriate quality functions.

Mit der Erfindung wird es ferner möglich, einen Edelmetallgehalt von Katalysatoren abzusenken. Fahrzeuge mit magerlauffähigen Brennkraftmaschinen, die im "Neuen Europäischen Fahrzyklus" (NEFZ) mit thermisch ungeschädigten Katalysatoren mit einer gespeicherten Schwefelmasse < 0,2 Gramm/Liter Katvolumen und einem zeitlichen gefeuerten Magerbetriebsanteil (ohne Schubphasen) mit Lambda > 1,15 von zumindest 250 Sekunden (insbesondere mindestens 350 Sekunden) eine HC-Emission von < 0,07 g/km und eine NOx-Emission von < 0,05 g/km erreichen, benötigen nach dem Stand der Technik Katalysatoren mit einem Edelmetallgehalt von größer oder gleich 3,59 g/dm3 (100 g/ft3).With the invention it is also possible to reduce a noble metal content of catalysts. Vehicles with lean-burn engines that run in the "New European Driving Cycle" (NEDC) with thermally undamaged catalytic converters with a stored sulfur mass <0.2 grams / liter cat volume and a fired lean operating part (without overrun phases) with lambda> 1.15 of at least 250 seconds achieve (in particular at least 350 seconds) an HC emission of <0.07 g / km and an NO x emission of <0.05 g / km, according to the prior art, require catalysts with a noble metal content of greater than or equal to 3, 59 g / dm 3 (100 g / ft 3 ).

Bei Einsatz des zuvor erläuterten, erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Edelmetallgehalt auf kleiner 3,59 g/dm3 (100 g/ft3), insbesondere kleiner oder gleich 2,87 g/dm3 (80 g/ft3), vorzugsweise kleiner oder gleich 2,15 g/dm3 (60 g/ft3) abgesenkt werden, ohne daß nach Ofenalterung des/der Speicherkatalysatoren mit abgesenktem Edelmetallgehalt für 4 Stunden bei 850°C und ggf. des/der Vorkatalysatoren für 4 Stunden bei 1.100°C in Atmosphäre mit 2% O2 und 10% H2O in demselben Fahrzeug und Anwendung im NEFZ eine HC-Emission von 0,1 g/km und eine NOx-Emission von 0,08 g/km überschritten wird.When using the method according to the invention explained above, the noble metal content can be less than 3.59 g / dm 3 (100 g / ft 3 ), in particular less than or equal to 2.87 g / dm 3 (80 g / ft 3 ), preferably less than or equal to 2.15 g / dm 3 (60 g / ft 3 ) can be reduced without, after aging the storage catalytic converter (s) with reduced precious metal content for 4 hours at 850 ° C and possibly the pre-catalytic converter (s) for 4 hours at 1,100 ° C in an atmosphere with 2% O 2 and 10% H 2 O in the same vehicle and application in the NEDC, an HC emission of 0.1 g / km and a NO x emission of 0.08 g / km are exceeded.

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Gemischvorsteuerung, bei der zumindest in Abhängigkeit von einem angesaugten Luftmassenstrom und/oder einem Saugrohrdruck eine für ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambdawert) erforderliche Zusammensetzung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, insbesondere eine einzuspritzende Kraftstoffmasse und/oder eine angesaugte Luftmasse, bestimmt wird, und mit einer Lambdaregelung, bei der mit wenigstens einem im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordneten, sauerstoffsensitivem Element, insbesondere Lambdasonde, eine Abweichung des Ist-Lambdawertes von dem vorbestimmten Lambdawert bestimmt und ein Korrekturwert für die von der Gemischvorsteuerung bestimmte Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß (a) in einer Betriebsphase der Brennkraftmaschine nach einem Start derselben ab einer ersten Temperatur der Brennkraftmaschine, bei der das sauerstoffsensitive Element seine Betriebsbereitschaft erreicht hat, bis zum Erreichen einer vorbestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine Korrekturwerte für verschiedene Temperaturwerte der Brennkraftmaschine bestimmt und abgespeichert werden; (b) aus den in Schritt (a) bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerten neue Korrekturwerte für Temperaturen der Brennkraftmaschine unterhalb der ersten Temperatur mittels Extrapolation bestimmt und abgespeichert werden; und (c) bei einem nachfolgenden Start der Brennkraftmaschine in einem Temperaturbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der ersten Temperatur die für eine momentane Temperatur der Brennkraftmaschine in Schritt (b) mittels Extrapolation bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerte als Adaptionswerte auf die von der Gemisch vorsteuerung bestimmte Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches angewendet werden.Method for operating an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, in particular a motor vehicle, with a mixture pilot control, in which, at least depending on an intake air mass flow and / or an intake manifold pressure, a composition of an air-fuel ratio required for a predetermined air-fuel ratio (lambda value) Mixture, in particular a fuel mass to be injected and / or an intake air mass, is determined, and with a lambda control in which a deviation of the actual lambda value from the predetermined lambda value is determined with at least one oxygen-sensitive element arranged in the exhaust gas flow of the internal combustion engine, and a correction value for the composition of the air-fuel mixture determined by the mixture pre-control is determined, characterized in that (a) in an operating phase of the internal combustion engine after it has started from a first temperature of the internal combustion engine machine in which the oxygen-sensitive element has reached its operational readiness, correction values for various temperature values of the internal combustion engine are determined and stored until a predetermined operating temperature of the internal combustion engine is reached; (b) new correction values for temperatures of the internal combustion engine below the first temperature are determined and stored from the correction values determined and stored in step (a) by means of extrapolation; and (c) during a subsequent start of the internal combustion engine in a temperature range of the internal combustion engine below the first temperature, the correction values determined and stored by means of extrapolation for an instantaneous temperature of the internal combustion engine in step (b) as adaptation values to the composition of the air determined by the mixture pilot control Fuel mixture can be applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (b) eine stetige Funktion eines Korrekturwertes in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine extrapoliert wird.A method according to claim 1, characterized in that in Step (b) a continuous function of a correction value depending is extrapolated from the temperature of the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (b) eine Linear- oder Polynom-Extrapolation durchgeführt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that that in Step (b) a linear or polynomial extrapolation is carried out. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schritt (b) bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerte zusätzlich mit einzelnen Motorbetriebsbedingungen und/oder Motorbetriebsbereichen verknüpft und in Schritt (c) in Abhängigkeit von diesen ausgewählt werden.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that the correction values determined and stored in step (b) additionally with individual engine operating conditions and / or engine operating areas linked and in step (c) depending selected by these become. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorbetriebsbedingungen eine Nockenwellenstellung, eine Abgasrückführung, eine Stellung einer Ladungsbewegungsklappe, einen Zündwinkel und/oder einen Lambda-Sollwert umfassen.A method according to claim 4, characterized in that the Engine operating conditions, a camshaft position, an exhaust gas recirculation, a position a charge movement flap, an ignition angle and / or a lambda setpoint include. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorbetriebsbereiche einen Drehzahlbereich, einen Lastbereich und/oder einen Saugrohrdruckbereich umfassen.A method according to claim 4, characterized in that the Engine operating ranges a speed range, a load range and / or include an intake manifold pressure area. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einmalig eine Basiskennlinie in Form eines Adaptionswertes in Abhängigkeit von einer Temperatur der Brennkraftmaschine in einem Adaptionswert-Motortemperatur-Diagramm bestimmt wird und in Schritt (b) die Extrapolation dadurch erfolgt, daß die Basiskennlinie zur Anpassung an die in Schritt (a) bestimmten und abgespeicherten Korrekturwerte in dem Adaptionswert-Motortemperatur-Diagramm verschoben wird.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that unique a basic characteristic in the form of an adaptation value depending from a temperature of the internal combustion engine in an adaptation value-engine temperature diagram is determined and the extrapolation takes place in step (b), that the Basic characteristic curve for adaptation to those determined in step (a) and stored correction values in the adaptation value-motor temperature diagram is moved. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Basiskennlinie das sauerstoffsensitive Element separat derart beheizt wird, daß auch bei Temperaturen unterhalb der ersten Temperatur der Brennkraftmaschine Korrekturwerte bestimmt werden können.A method according to claim 7, characterized in that for Determination of the basic characteristic of the oxygen-sensitive element separately is heated in such a way that also at temperatures below the first temperature of the internal combustion engine Correction values can be determined.
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