EP1048834A2 - Method for correcting the characteristic curve of a linear lambda sensor - Google Patents

Method for correcting the characteristic curve of a linear lambda sensor Download PDF

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EP1048834A2
EP1048834A2 EP00107491A EP00107491A EP1048834A2 EP 1048834 A2 EP1048834 A2 EP 1048834A2 EP 00107491 A EP00107491 A EP 00107491A EP 00107491 A EP00107491 A EP 00107491A EP 1048834 A2 EP1048834 A2 EP 1048834A2
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signal
lambda probe
slope
correction factor
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Siemens AG
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Definitions

  • the invention relates to a method for correcting the characteristic a broadband lambda probe.
  • a three-way catalytic converter is usually arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine.
  • a broadband lambda probe is provided upstream of this catalyst, the signal emitted depends on the residual oxygen content contained in the exhaust gas or on carbon monoxide and hydrogen (CO, H 2 ). If there is an excess of fuel (rich mixture), the signal mainly depends on CO and H 2 , and if there is excess air (lean mixture) on the residual oxygen content.
  • downstream of the three-way catalyst to arrange another lambda probe that as a monitor probe for monitoring the catalytic conversion is used and allows fine adjustment of the mixture. This is done by converting the signal from the lambda probe corrected to the lambda value, so that for the conversion cheapest lambda value can always be maintained. This The procedure is referred to as guidance or trim control.
  • This correction corresponds to a shift in the characteristic.
  • the characteristic of a broadband lambda probe due to environmental influences, aging or some Component tolerance also in its slope from that in the control unit stored characteristic curve deviate.
  • Such a deviation leads to the control unit having lambda values not equal to 1 the signal from the lambda probe into a faulty lambda value implements.
  • the invention has for its object an improved Method for correcting the characteristic of a broadband lambda probe specify with which the slope of the characteristic curve is corrected can be.
  • the invention is based on the knowledge that through the Volatile hydrocarbon emissions, for example the engine oil, the signal from the lambda probe in the overrun cut-off not immediately to that of the ambient air corresponding lambda value jumps. Instead the signal rises to this value with decreasing slope towards.
  • this slope of the signal of Lambda probe taken into account when correcting the slope of the characteristic.
  • a preferred embodiment is in a fuel cut-off phase waited for the slope of the signal of the Lambda probe falls below a threshold and then on calculates the first correction factor, which is, for example, from the quotient between the time average of the actual value of the signal from the lambda probe and a target value. From the slope that the signal from the lambda probe in has the fuel cut-off during averaging, a second correction factor is determined and with the first Correction factor multiplied to a third correction factor. The slope can then be adjusted with this third correction factor the characteristic curve can be corrected. Alternatively it is possible, each measured value of the signal of the lambda probe with the correct third correction factor.
  • the advantage of the invention is that, on the one hand the characteristic of a broadband lambda probe is better corrected secondly, no throttle intervention is necessary is. Such a throttle valve engagement affects namely in undesirably that which can be delivered by the internal combustion engine Drag torque.
  • the invention relates to the cleaning of the exhaust gas of an internal combustion engine by means of an exhaust gas purification system, such as that is shown schematically in Fig. 1. It can be about a mixture aspirating or a direct injection Act internal combustion engine. Operation of the internal combustion engine 10 of FIG. 1 is controlled by an operating control device 8. The internal combustion engine 10 sucks the intake pipe 9 air necessary for combustion. In the intake manifold 9 is a throttle valve 11 arranged for the appropriate setting the amount of air. The throttle valve 11 is about Lines from operating control unit 8, which are not specified in any more detail controlled. Alternatively, the amount of air is over accordingly actuable, e.g. Electromechanically operated valves set.
  • a three-way catalytic converter 6 in the exhaust tract 4 of the internal combustion engine 10.
  • a further NO x -reducing catalytic converter can also be provided (not shown).
  • a broadband lambda probe 5 is provided, the measured values via lines not specified to the operating control unit 8 issues. It will also be the operation control device 8 the values of other sensors, especially for the speed, Load, catalyst temperature, etc. supplied. With help the operating control unit 8 controls the operation of these measured values of the internal combustion engine 10.
  • the operating control unit 8 converts the signal from the broadband lambda probe, which is usually present as a current 5 by means of a characteristic curve into a lambda value around.
  • the operation of the internal combustion engine 10 is such that the Oxygen content in the raw exhaust gas signal from the lambda probe 5 corresponds to a predetermined signal level.
  • the measured value of the post-cat lambda probe 7 directed to a trim controller, which is an independent Device, or as shown in Fig. 1, in the operation control device 8 can be integrated. This trim control resembles e.g.
  • the characteristic curve of a lambda probe 5 is shown in FIGS. 4a and 4a 4b.
  • the output signal Ip is the Broadband lambda probe plotted against the lambda value ⁇ .
  • this application is carried out over 1 / ⁇ .
  • Fig. 2 shows the course of the lambda probe signal Ip during such a fuel cut-off.
  • Curve 1 in Fig. 2 represents the same lambda probe as for curve 2, but under the influence of hydrocarbon emissions falls below the slope of the signal Ip of the lambda probe 5 after curve 1 the threshold value of curve 3, which is about is also the case at time t0, curve 1 still has no plateau reached because disturbing residual gas cross influences are more boiling Hydrocarbons to a slow rise in Lead lambda probe signal Ip.
  • the characteristic curve used to determine the correction factor K2 is shown by way of example in FIG. 4. Each of the registered Measurement points were made in another operating state won an internal combustion engine on a test bench. On Ip_dif_rel is plotted on the x-axis as defined above has been.
  • Ip_actu is the mean value of the signal from a lambda probe in ambient air with influences from ambient pressure and Humidity variation, but without cross effects from hydrocarbon emissions.
  • the also entered in Fig. 4 Degrees of regression are those in the characteristic curve for the correction factor K2 represents stored values and shows that between the quotient of the cross- influence-free mean Ip_actu the Lambda probe and during the fuel cut-off in the measuring window determined average Ip_mess_schub and the relative Pump current difference Ip_dif_rel there is a constant relationship.
  • the map for the correction factor K2 can be stored. So it is possible during operation of the internal combustion engine due to hydrocarbon cross-influences correct errors caused.
  • correction factor K3 can now either in one Memory stored in the operating control device 8 for the lambda probe 5 can be corrected or alternatively each Reading of the lambda probe can be multiplied by the correction to effect.
  • This correction factor can be used to improve the quality of the method Update K3 adaptively, with each update it can be checked whether the newly determined correction factor is within an admissible range.

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Abstract

A lambda probe (LP) is fitted in an exhaust gas purifier for an internal combustion engine upstream from a catalytic convert Determined in the phase for fuel cut-off in the overrun (FCO), the LP's signal level is assigned to the lambda value correspondi to the oxygen concentration in the surrounding air. An increase in the LP's signal (1p) is taken into account during FCO. A desi value curve (2) for the LP shows no carbon hydride emissions in the FCO.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Kennlinie einer Breitband-Lambda-Sonde.The invention relates to a method for correcting the characteristic a broadband lambda probe.

Zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine ist üblicherweise ein Drei-Wege-Katalysator im Abgastrakt der Brennkraftmaschine angeordnet. Stromauf dieses Katalysators ist eine Breitband-Lambda-Sonde vorgesehen, deren abgegebenes Signal abhängig von dem im Abgas enthaltenen Restsauerstoffanteil bzw. von Kohlenmonoxid und Wasserstoff (CO, H2) ist. Bei Kraftstoffüberschuß (fettes Gemisch) ist das Signal vorwiegend von CO und H2, bei Luftüberschuß (mageres Gemisch) vom Restsauerstoffanteil abhängig.For cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine, a three-way catalytic converter is usually arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine. A broadband lambda probe is provided upstream of this catalyst, the signal emitted depends on the residual oxygen content contained in the exhaust gas or on carbon monoxide and hydrogen (CO, H 2 ). If there is an excess of fuel (rich mixture), the signal mainly depends on CO and H 2 , and if there is excess air (lean mixture) on the residual oxygen content.

Eine Breitband-Lambda-Sonde liefert in einem weiten Lambda-Bereich (0,7 bis 4) ein eindeutiges, monoton steigendes Signal. Dieses Signal wird mittels einer Kennlinie in einem Steuergerät in einen Lambda-Wert umgewandelt. Die Regelung der Brennkraftmaschine erfolgt so, daß die Lambda-Sonde einen Lambda=1 zugeordneten Wert anzeigt. Da ein Drei-Wege-Katalysator in einem Bereich des Rohabgases um Lambda=1 optimale katalytische Eigenschaften zeigt, sollte der vorbestimmte Mittelwert bzw. der Lambda=1 zugeordnete Signalpegel dann auch tatsächlich Lambda=1 entsprechen; d.h. die Kennlinie muß die korrekte Zuordnung von Signal und Lambda-Wert enthalten.A broadband lambda probe delivers in a wide lambda range (0.7 to 4) a clear, monotonously increasing signal. This signal is generated by means of a characteristic curve in one Control unit converted into a lambda value. The regulation the internal combustion engine takes place so that the lambda probe one Lambda = 1 assigned value. Because a three-way catalyst optimal in a region of the raw exhaust gas around lambda = 1 shows catalytic properties should be the predetermined Mean value or the lambda = 1 assigned signal level then actually correspond to lambda = 1; i.e. the characteristic must contain the correct assignment of signal and lambda value.

Die dynamischen und statischen Eigenschaften der Lambda-Sonde stromauf des Drei-Wege-Katalysators werden jedoch durch Umgebungsbedingungen (z.B. Feuchte), Alterung und Vergiftung verändert. Dadurch verschiebt sich die Lage des Lambda=1 entsprechenden Signalpegels der Sonde. Um dies zu korrigieren, ist es nach dem Stand der Technik bekannt, stromab des Drei-Wege-Katalysators eine weitere Lambda-Sonde anzuordnen, die als Monitorsonde zur Überwachung der katalytischen Umwandlung eingesetzt wird und eine Feinregulierung des Gemisches ermöglicht. Dazu wird die Umwandlung des Signals der Lambda-Sonde zum Lambda-Wert korrigiert, so daß der für die Konvertierung günstigste Lambda-Wert immer eingehalten werden kann. Dieses Verfahren wird als Führungs- oder Trimmregelung bezeichnet.The dynamic and static properties of the lambda probe upstream of the three-way catalyst, however, are due to environmental conditions (e.g. moisture), aging and poisoning changed. This shifts the position of the corresponding lambda = 1 Signal level of the probe. To correct this it is known in the art, downstream of the three-way catalyst to arrange another lambda probe that as a monitor probe for monitoring the catalytic conversion is used and allows fine adjustment of the mixture. This is done by converting the signal from the lambda probe corrected to the lambda value, so that for the conversion cheapest lambda value can always be maintained. This The procedure is referred to as guidance or trim control.

Diese Korrektur entspricht somit einer Verschiebung der Kennlinie. Jedoch kann die Kennlinie einer Breitband-Lambda-Sonde aufgrund Umgebungseinflüsse, Alterung oder einer gewissen Bauteiletoleranz auch in ihrer Steigung von der im Steuergerät abgelegten Kennlinie abweichen. Eine solche Abweichung führt dazu, daß das Steuergerät bei Lambda-Werten ungleich 1 das Signal der Lambda-Sonde in einen fehlerhaften Lambda-Wert umsetzt. Dieser durch eine falsche Kennliniensteigung verursachte Fehler wird um so größer, je mehr der Lambda-Wert des Abgases von Lambda=1 abweicht. Besonders bei Magerbetrieb der Brennkraftmaschine kann dieser Fehler untolerierbare Größen annehmen.This correction corresponds to a shift in the characteristic. However, the characteristic of a broadband lambda probe due to environmental influences, aging or some Component tolerance also in its slope from that in the control unit stored characteristic curve deviate. Such a deviation leads to the control unit having lambda values not equal to 1 the signal from the lambda probe into a faulty lambda value implements. This was caused by an incorrect characteristic curve slope The greater the error of the Lambda value, the greater the error Exhaust deviates from lambda = 1. Especially when the Internal combustion engine, this error can intolerable sizes accept.

Zur Korrektur der Kennliniensteigung ist es in der DE 198 42 425.6 der Anmelderin vorgesehen, in einer Schubabschaltungsphase der Brennkraftmaschine den Signalpegel des Signals der Lambda-Sonde dem der Umgebungsluft entsprechenden Wert, d.h. 1/Lambda=0 zuzuordnen. Es zeigte sich jedoch, daß das Signal der Breitband-Lambda-Sonde auch in Schubabschaltungsphasen schwankt. Diese Signalschwankungen sind durch Kohlenwasserstoffemissionen im Öl der Brennkraftmaschine verursacht, gegen die die Lambda-Sonde eine Querempfindlichkeit zeigt. Das Verfahren der DE 198 42 425.6 versucht, diese Emissionen zu mindern, indem die Drosselklappe der Brennkraftmaschine geöffnet wird, um den Unterdruck in den Zylindern, der die Emissionen verstärkt, abzubauen.To correct the slope of the characteristic, it is in the DE 198 42 425.6 provided by the applicant, in a fuel cut-off phase the internal combustion engine the signal level of Lambda probe signal corresponding to the ambient air Value, i.e. 1 / Lambda = 0. However, it turned out that the signal of the broadband lambda probe even in overrun fuel cut-off phases fluctuates. These signal fluctuations are through Causes hydrocarbon emissions in the oil of the internal combustion engine, against which the lambda probe is cross-sensitive shows. The method of DE 198 42 425.6 tries this Reduce emissions by throttling the engine is opened to the negative pressure in the cylinders, which increases emissions to reduce.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Korrektur der Kennlinie einer Breitband-Lambda-Sonde anzugeben, mit dem die Steigung der Kennlinie korrigiert werden kann.The invention has for its object an improved Method for correcting the characteristic of a broadband lambda probe specify with which the slope of the characteristic curve is corrected can be.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 definierte Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention defined in claim 1 solved.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die Emissionen schwerflüchtiger Kohlenwasserstoffe, beispielsweise des Öls der Brennkraftmaschine, das Signal der Lambda-Sonde in der Schubabschaltung nicht sofort auf den der Umgebungsluft entsprechenden Lambda-Wert springt. Stattdessen steigt das Signal mit abnehmender Steigung auf diesen Wert hin an.The invention is based on the knowledge that through the Volatile hydrocarbon emissions, for example the engine oil, the signal from the lambda probe in the overrun cut-off not immediately to that of the ambient air corresponding lambda value jumps. Instead the signal rises to this value with decreasing slope towards.

Erfindungsgemäß wird nun diese Steigung des Signals der Lambda-Sonde bei der Korrektur der Kennliniensteigung berücksichtigt.According to the invention, this slope of the signal of Lambda probe taken into account when correcting the slope of the characteristic.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einer Schubabschaltungsphase gewartet, bis die Steigung des Signals der Lambda-Sonde einen Schwellenwert unterschreitet und dann ein erster Korrekturfaktor errechnet, der sich beispielsweise aus dem Quotienten zwischen dem zeitlichen Mittelwert des Ist-Wertes des Signals der Lambda-Sonde und einem Soll-Wert ergibt. Aus der Steigung, die das Signal der Lambda-Sonde in der Schubabschaltung während der Mittelwertbildung aufweist, wird ein zweiter Korrekturfaktor bestimmt und mit dem ersten Korrekturfaktor zu einem dritten Korrekturfaktor multipliziert. Mit diesem dritten Korrekturfaktor kann dann die Steigung der Kennlinie korrigiert werden. Alternativ ist es auch möglich, jeden Meßwert des Signals der Lambda-Sonde mit dem dritten Korrekturfaktor zu korrigieren.In a preferred embodiment is in a fuel cut-off phase waited for the slope of the signal of the Lambda probe falls below a threshold and then on calculates the first correction factor, which is, for example, from the quotient between the time average of the actual value of the signal from the lambda probe and a target value. From the slope that the signal from the lambda probe in has the fuel cut-off during averaging, a second correction factor is determined and with the first Correction factor multiplied to a third correction factor. The slope can then be adjusted with this third correction factor the characteristic curve can be corrected. Alternatively it is possible, each measured value of the signal of the lambda probe with the correct third correction factor.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß zum einen die Kennlinie einer Breitband-Lambda-Sonde besser korrigiert werden kann und zum anderen kein Drosselklappeneingriff nötig ist. Ein solcher Drosselklappeneingriff beeinflußt nämlich in unerwünschter Weise das von der Brennkraftmaschine abgebbare Schleppmoment.The advantage of the invention is that, on the one hand the characteristic of a broadband lambda probe is better corrected secondly, no throttle intervention is necessary is. Such a throttle valve engagement affects namely in undesirably that which can be delivered by the internal combustion engine Drag torque.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims featured.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1
ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungssystem,
Fig. 2
den Signalverlauf einer neuwertigen Lambda-Sonde sowie einer gealterten Breitband-Lambda-Sonde sowie den Schwellenwert der Signalsteigung,
Fig. 3
den Zusammenhang zwischen Korrekturwert und Steigung des Signals der Breitband-Lambda-Sonde während der Schubabschaltung und
Fign. 4a und 4b
zwei unterschiedliche Darstellungen der Kennlinie einer Breitband-Lambda-Sonde.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows:
Fig. 1
2 shows a block diagram of an internal combustion engine with an exhaust gas purification system,
Fig. 2
the signal curve of a new lambda probe and an aged broadband lambda probe as well as the threshold value of the signal slope,
Fig. 3
the relationship between the correction value and the slope of the broadband lambda probe signal during overrun fuel cutoff and
Fig. 4a and 4b
two different representations of the characteristic of a broadband lambda probe.

Die Erfindung betrifft die Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine mittels einer Abgasreinigungsanlage, wie sie schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Es kann sich dabei um eine gemischansaugende oder um eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine handeln. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 der Fig. 1 wird von einem Betriebssteuergerät 8 gesteuert. Die Brennkraftmaschine 10 saugt über ein Saugrohr 9 die zur Verbrennung nötige Luft an. Im Saugrohr 9 ist eine Drosselklappe 11 angeordnet, die für die entsprechende Einstellung der Luftmenge sorgt. Die Drosselklappe 11 wird über nicht näher bezeichnete Leitungen vom Betriebssteuergerät 8 angesteuert. Alternativ wird die Luftmenge über entsprechend betätigbare, z.B. elektromechanisch betriebene Ventile eingestellt. The invention relates to the cleaning of the exhaust gas of an internal combustion engine by means of an exhaust gas purification system, such as that is shown schematically in Fig. 1. It can be about a mixture aspirating or a direct injection Act internal combustion engine. Operation of the internal combustion engine 10 of FIG. 1 is controlled by an operating control device 8. The internal combustion engine 10 sucks the intake pipe 9 air necessary for combustion. In the intake manifold 9 is a throttle valve 11 arranged for the appropriate setting the amount of air. The throttle valve 11 is about Lines from operating control unit 8, which are not specified in any more detail controlled. Alternatively, the amount of air is over accordingly actuable, e.g. Electromechanically operated valves set.

Im Abgastrakt 4 der Brennkraftmaschine 10 befindet sich ein Drei-Wege-Katalysator 6. Zusätzlich kann auch ein weiterer, NOx-reduzierender Katalysator vorgesehen sein (nicht dargestellt). Diese beiden Katalysatoren können auch in einem Katalysator integriert sein, so daß ein Katalysator 6 vorliegt, der bei Lambda=1 Drei-Wege-Eigenschaften und im mageren Betrieb der Brennkraftmaschine NOx-Speicherfähigkeit zeigt.There is a three-way catalytic converter 6 in the exhaust tract 4 of the internal combustion engine 10. In addition, a further NO x -reducing catalytic converter can also be provided (not shown). These two catalytic converters can also be integrated in a catalytic converter, so that a catalytic converter 6 is present which shows three-way properties with lambda = 1 and NO x storage capacity during lean operation of the internal combustion engine.

Zum Betrieb des Drei-Wege-Katalysators 6 ist stromauf davon eine Breitband-Lambda-Sonde 5 vorgesehen, die ihre Meßwerte über nicht näher bezeichnete Leitungen an das Betriebssteuergerät 8 abgibt. Es werden dem Betriebssteuergerät 8 ferner die Werte weiterer Meßaufnehmer, insbesondere für die Drehzahl, Last, Katalysatortemperatur usw. zugeführt. Mit Hilfe dieser Meßwerte steuert das Betriebssteuergerät 8 den Betrieb der Brennkraftmaschine 10. Das Betriebssteuergerät 8 wandelt das üblicherweise als Strom vorliegende Signal der Breitband-Lambda-Sonde 5 mittels einer Kennlinie in einen Lambda-Wert um.To operate the three-way catalyst 6 is upstream thereof a broadband lambda probe 5 is provided, the measured values via lines not specified to the operating control unit 8 issues. It will also be the operation control device 8 the values of other sensors, especially for the speed, Load, catalyst temperature, etc. supplied. With help the operating control unit 8 controls the operation of these measured values of the internal combustion engine 10. The operating control unit 8 converts the signal from the broadband lambda probe, which is usually present as a current 5 by means of a characteristic curve into a lambda value around.

Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 erfolgt so, daß das den Sauerstoffgehalt im Rohabgas anzeigende Signal der Lambda-Sonde 5 einem vorbestimmten Signalpegel entspricht. Bei einem Drei-Wege-Katalysator ist das Lambda=1 im Abgas. Die stromab des Katalysators 6 angeordnete Nachkat-Lambda-Sonde 7 mißt den Lambda-Wert im Abgas stromab des Katalysators 6. Ihr Meßwert wird dazu verwendet, den Lambda=1 zugeordneten Signalpegel feinzujustieren. Dazu wird der Meßwert der Nachkat-Lambda-Sonde 7 an einen Trimmregler geleitet, der ein eigenständiges Gerät, oder wie in der Fig. 1 dargestellt, im Betriebssteuergerät 8 integriert sein kann. Dieser Trimmregler gleicht eine z.B. alterungsbedingte Verschiebung des mittels der Kennlinie Lambda=1 zugeordneten Signalpegels der Lambda-Sonde 5 aus, so daß sichergestellt ist, daß die Brennkraftmaschine 1 vom Betriebssteuergerät 8 so geregelt wird, daß der Lambda-Wert des Rohabgases im Abgastrakt 4 stromauf des Katalysators 6 dem gewünschten Lambda=1 entspricht.The operation of the internal combustion engine 10 is such that the Oxygen content in the raw exhaust gas signal from the lambda probe 5 corresponds to a predetermined signal level. At a The three-way catalytic converter is lambda = 1 in the exhaust gas. The downstream of the catalytic converter 6 arranged Nachkat lambda probe 7 measures the lambda value in the exhaust gas downstream of the catalytic converter 6. Your measured value is used to assign the signal level assigned to Lambda = 1 to fine-tune. For this purpose, the measured value of the post-cat lambda probe 7 directed to a trim controller, which is an independent Device, or as shown in Fig. 1, in the operation control device 8 can be integrated. This trim control resembles e.g. age-related shift of the agent the signal level of the lambda probe assigned to the characteristic curve lambda = 1 5 off, so that it is ensured that the internal combustion engine 1 is controlled by the operation control device 8 so that the Lambda value of the raw exhaust gas in the exhaust tract 4 upstream of the catalytic converter 6 corresponds to the desired lambda = 1.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, für diese Trimmregelung das Signal einer Nachkat-Lambda-Sonde 7 zu verwenden. Es ist aber auch bekannt, einen eine andere Substanzkonzentration im Abgas erfassenden Meßaufnehmer dazu einzusetzen. So beschreibt beispielsweise die Patentanmeldung DE 198 19 461.7 der Anmelderin ein Verfahren, bei dem zur Trimmregelung das Signal eines NOx-Meßaufnehmers stromab des Katalysators 6 verwendet wird. Mit einer Trimmregelung kann jedoch nur die Zuordnung des Signalpegels der Lambda-Sonde 5 zu Lambda=1 korrigiert werden.It is known from the prior art to use the signal of a post-cat lambda probe 7 for this trim control. However, it is also known to use a sensor for detecting a different substance concentration in the exhaust gas. For example, the applicant's patent application DE 198 19 461.7 describes a method in which the signal from a NO x sensor downstream of the catalyst 6 is used for trim control. With a trim control, however, only the assignment of the signal level of the lambda probe 5 to lambda = 1 can be corrected.

Die Kennlinie einer Lambda-Sonde 5 ist in den Figuren 4a und 4b dargestellt. In Fig. 4a ist das Ausgangssignal Ip der Breitband-Lambda-Sonde über dem Lambda-Wert λ aufgetragen. In Fig. 4b erfolgt diese Auftragung über 1/λ. Eine Trimmregelung bekannter Art ist in der Lage, eine Verschiebung der Kennlinie zu bewirken, so daß die Zuordnung des Lambda=1 entsprechenden Signalpegels der Lambda-Sonde korrekt ist. Eine veränderte Steigung der Kennlinie kann dieses Verfahren nicht ausgleichen, die Zuordnung für andere Lambda-Werte außerhalb Lambda=1 ist falsch, wie die gestrichelte Kennlinie in Fig. 4b zeigt. Eine solche veränderte Steigung kann sich im Laufe der Lebensdauer der Brennkraftmaschine 10 aus Alterungsgründen ergeben. Auch ist es möglich, daß die Kennlinie einer verbauten Lambda-Sonde 5 aufgrund gewisser Bauteiltoleranzen oder Umgebungsdruck- oder Luftfeuchteeinflüssen von der Kennlinie abweicht, die das Betriebssteuergerät 8 zugrundelegt, wenn das Signal Ip der Lambda-Sonde 5 in einen Lambda-Wert umgewandelt wird. In beiden Fällen wird der dabei entstehende Fehler um so größer, je weiter der Lambda-Wert von Lambda=1 abweicht, was sich insbesondere bei Magerbetrieb der Brennkraftmaschine 10 negativ bemerkbar macht. The characteristic curve of a lambda probe 5 is shown in FIGS. 4a and 4a 4b. In Fig. 4a, the output signal Ip is the Broadband lambda probe plotted against the lambda value λ. In Fig. 4b, this application is carried out over 1 / λ. A trim scheme known type is able to shift the characteristic to effect, so that the assignment of the lambda = 1 corresponding Signal level of the lambda probe is correct. A changed one This method cannot slope the characteristic balance the assignment for other lambda values outside Lambda = 1 is incorrect, as the dashed curve in Fig. 4b shows. Such a change in slope can change in the course the service life of the internal combustion engine 10 for reasons of aging surrender. It is also possible that the characteristic of a built-in lambda probe 5 due to certain component tolerances or ambient pressure or humidity influences from the characteristic deviates, which the operating control unit 8 is based on, if the signal Ip of the lambda probe 5 into a lambda value is converted. In both cases, the resulting one The greater the error, the further the lambda value of lambda = 1 deviates, which is particularly true when the internal combustion engine is lean 10 negatively noticeable.

Um die Steigung der Kennlinie, wie sie auch in Fig. 4b dargestellt ist, korrigieren zu können, wird deshalb das Signal Ip der Lambda-Sonde 5 in einer Schubabschaltungsphase der Brennkraftmaschine 10 erfaßt und ein Signalpegel bestimmt, der 1/Lambda=0 zugeordnet wird.The slope of the characteristic curve, as also shown in Fig. 4b is to be able to correct, the signal Ip the lambda probe 5 in a fuel cut-off phase of the internal combustion engine 10 detected and a signal level determined, the 1 / Lambda = 0 is assigned.

Fig. 2 zeigt den Verlauf des Lambda-Sondensignals Ip während einer solchen Schubabschaltung. Kurve 2 stellt den Soll-Wert einer Lambda-Sonde bei einer Brennkraftmaschine dar, bei der keine Kohlenwasserstoffemissionen in der Schubabschaltung stattfinden. Wie zu sehen ist, stabilisiert sich nach 1 bis 2 Sekunden der Pumpstrom auf einem Niveau, das zur Zuordnung des Signalpegels zu dem der Umgebungsluft entsprechenden Wert (1/Lambda=0) tauglich ist.Fig. 2 shows the course of the lambda probe signal Ip during such a fuel cut-off. Curve 2 represents the target value represents a lambda probe in an internal combustion engine in which no hydrocarbon emissions in the fuel cut-off occur. As can be seen, stabilizes after 1 to 2 Seconds the pump current at a level that is assigned of the signal level to the value corresponding to the ambient air (1 / Lambda = 0) is suitable.

Zur Bestimmung des Signalpegels kommen verschiedene Methoden in Frage. Möglich sind u.a. Mittelwertbildung ab einer gewissen Zeitdauer nach Beginn der Schubabschaltung oder eine Mittelung des Lambda-Sondensignals Ip, die dann beginnt, wenn die Steigung des Signals der Lambda-Sonde unter einen gewissen Schwellenwert fällt. Dieser Schwellenwert, der ein Gradient ist, ist als Kurve 3 in Fig. 2 eingetragen. In Fig. 2 fällt die Steigung des Signals der Lambda-Sonde 5 zum Zeitpunkt t0 unter den Schwellenwert der Kurve 3. Zu t0 wird damit begonnen, das Signal der Lambda-Sonde zu mitteln. Diese Mittelung dauert beispielsweise 2 Sekunden und ist zum Zeitpunkt t1 beendet. Der so erhaltene Mittelwert Ip_mess_schub ist der Signalpegel, der dem der Umgebungsluft entsprechenden Wert zugeordnet wird (1/Lambda=0). Im Beispiel der Fig. 1 ist das ein Strom von etwa 4,2 mA.Various methods are used to determine the signal level in question. The following are possible Averaging from a certain Time after the start of the fuel cut-off or an averaging of the lambda probe signal Ip, which starts when the slope of the signal from the lambda probe below a certain Threshold falls. This threshold, which is a gradient is entered as curve 3 in FIG. 2. In Fig. 2 the slope of the signal of the lambda probe 5 falls at the time t0 below the threshold value of curve 3. This makes t0 started to average the signal from the lambda probe. This For example, averaging takes 2 seconds and is at the time t1 ended. The average Ip_mess_schub obtained in this way is the signal level corresponding to that of the ambient air Value is assigned (1 / Lambda = 0). In the example of Fig. 1 is that's a current of about 4.2 mA.

Kurve 1 in Fig. 2 stellt dieselbe Lambda-Sonde wie bei Kurve 2, jedoch unter dem Einfluß von Kohlenwasserstoffemissionen dar. Unterschreitet die Steigung des Signals Ip der Lambda-Sonde 5 nach Kurve 1 den Schwellenwert der Kurve 3, was etwa auch zum Zeitpunkt t0 der Fall ist, so hat die Kurve 1 noch kein Plateau erreicht, da störende Restgasquereinflüsse hochsiedender Kohlenwasserstoffe zu einem langsamen Anstieg des Lambda-Sondensignals Ip führen.Curve 1 in Fig. 2 represents the same lambda probe as for curve 2, but under the influence of hydrocarbon emissions falls below the slope of the signal Ip of the lambda probe 5 after curve 1 the threshold value of curve 3, which is about is also the case at time t0, curve 1 still has no plateau reached because disturbing residual gas cross influences are more boiling Hydrocarbons to a slow rise in Lead lambda probe signal Ip.

Unterschreitet die Steigung des Signals Ip den Schwellenwert, der durch Kurve 3 bestimmt ist, wird nun zur Korrektur der Lambda-Sondenkennlinie bzw. zur Bestimmung des Korrekturfaktors wie folgt vorgegangen:

  • 1. Aus einem Speicher wird ein Mittelwert Ip_nom entnommen, der dem Signalpegel einer Lambda-Sonde ohne störende Quereinflüsse bei Umgebungsluft (1/Lambda=0) entspricht.
  • 2. Im Meßfenster, d.h. zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 wird das Lambda-Sondensignal während der Schubabschaltung gemessen und zu Ip_mess_schub gemittelt. Dieser Mittelwert beinhaltet die Quereinflüssse von Restgasen und zusätzlich Änderungen, die durch den aktuellen Zustand der Lambda-Sonde, beispielsweise durch Alterung, Umgebungsdruck und Feuchteinflüsse bedingt sind.
  • 3. Ein erster Korrekturfaktor K1 wird aus dem Quotienten von Ip_nom und Ip_mess_schub berechnet: K1 = Ip_nom/Ip_mess_schub.
  • 4. Aus dem Lambda-Sondensignalpegel zu Beginn des Meßfensters Ip0 = Ip(t0) und dem Lambda-Sondensignalpegel zu Ende des Meßfensters Ip1 = Ip(t1) wird die Pumpstromdifferenz berechnet und normiert: Ip_dif_rel = (Ip1 - Ip0)/Ip_nom.
  • 5. Aus einer Kennlinie wird abhängig von Ip_dif_rel ein zweiter Korrekturfaktor K2 entnommen. Die Einzelheiten dieser Kennlinie werden später erläutert.
  • 6. Der dritte Korrekturfaktor K3 wird durch Multiplikation des ersten Korrekturfaktors K1 mit dem zweiten Korrekturfaktor K2 berechnet: K3 = K1 * K2.
    • If the slope of the signal Ip falls below the threshold value which is determined by curve 3, the procedure for correcting the lambda sensor characteristic curve or for determining the correction factor is as follows:
  • 1. An average value Ip_nom is taken from a memory, which corresponds to the signal level of a lambda probe without interfering cross influences in ambient air (1 / lambda = 0).
  • 2. In the measuring window, ie between times t0 and t1, the lambda probe signal is measured during overrun fuel cut-off and averaged to Ip_mess_schub. This mean value contains the cross-influences of residual gases and additional changes that are caused by the current state of the lambda probe, for example by aging, ambient pressure and moisture influences.
  • 3. A first correction factor K1 is calculated from the quotient of Ip_nom and Ip_mess_schub: K1 = Ip_nom / Ip_mess_schub.
  • 4. The pump current difference is calculated and standardized from the lambda probe signal level at the beginning of the measurement window Ip0 = Ip (t0) and the lambda probe signal level at the end of the measurement window Ip1 = Ip (t1): Ip_dif_rel = (Ip1 - Ip0) / Ip_nom.
  • 5. A second correction factor K2 is taken from a characteristic curve depending on Ip_dif_rel. The details of this characteristic will be explained later.
  • 6. The third correction factor K3 is calculated by multiplying the first correction factor K1 by the second correction factor K2: K3 = K1 * K2.

    • Mit diesem Korrekturfaktor K3 kann nun jeder Meßwert der Lambda-Sonde 5 multipliziert werden. Dabei werden zwei unterschiedliche Fehlerquellen berücksichtigt:

  • a) die Alterung der Lambda-Sonde sowie Einflüsse von Umgebungsdruck und Feuchte und
  • b) Quereinflüsse von Kohlenwasserstoffemissionen.
    • Each measurement value of the lambda probe 5 can now be multiplied by this correction factor K3. Two different sources of error are taken into account:
  • a) the aging of the lambda probe as well as influences of ambient pressure and humidity and
  • b) Cross effects of hydrocarbon emissions.

    • Die zur Bestimmung des Korrekturfaktors K2 verwendete Kennlinie ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Jeder der eingetragenen Meßpunkte wurde bei einem anderen Betriebszustand einer Brennkraftmaschine auf einem Prüfstand gewonnen. Auf der x-Achse ist Ip_dif_rel aufgetragen, wie es oben definiert wurde.The characteristic curve used to determine the correction factor K2 is shown by way of example in FIG. 4. Each of the registered Measurement points were made in another operating state won an internal combustion engine on a test bench. On Ip_dif_rel is plotted on the x-axis as defined above has been.

    Auf der y-Achse ist der Korrekturfaktor K2 aufgetragen, der wie folgt definiert ist: K2 = Ip_mess_schub/Ip_actu. Dabei ist Ip_actu der Mittelwert des Signals einer Lambda-Sonde bei Umgebungsluft mit Einflüssen durch Umgebungsdruck- und Feuchtevariation, jedoch ohne Quereinflüsse durch Kohlenwasserstoffemissionen. Die ebenfalls in Fig. 4 eingetragene Regressionsgrade stellt die in der Kennlinie für den Korrekturfaktor K2 hinterlegten Werte dar und zeigt, daß zwischen dem Quotienten des quereinflußfreien Mittelwerts Ip_actu der Lambda-Sonde und des während der Schubabschaltung im Meßfenster ermittelten Mittelwerts Ip_mess_schub und der relativen Pumpstromdifferenz Ip_dif_rel ein stetiger Zusammenhang besteht.The correction factor K2 is plotted on the y axis is defined as follows: K2 = Ip_mess_schub / Ip_actu. Ip_actu is the mean value of the signal from a lambda probe in ambient air with influences from ambient pressure and Humidity variation, but without cross effects from hydrocarbon emissions. The also entered in Fig. 4 Degrees of regression are those in the characteristic curve for the correction factor K2 represents stored values and shows that between the quotient of the cross-influence-free mean Ip_actu the Lambda probe and during the fuel cut-off in the measuring window determined average Ip_mess_schub and the relative Pump current difference Ip_dif_rel there is a constant relationship.

    Durch Ausnutzung dieses Zusammenhangs kann das Kennfeld für den Korrekturfaktor K2 hinterlegt werden. Damit ist es möglich, im Betrieb der Brennkraftmaschine den durch Kohlenwasserstoff-Quereinflüsse verursachten Fehler zu korrigieren.By using this relationship, the map for the correction factor K2 can be stored. So it is possible during operation of the internal combustion engine due to hydrocarbon cross-influences correct errors caused.

    Die oben aufgeführte Darstellung des Korrekturverfahrens kann zur Veranschaulichung formelmäßig zusammengefaßt werden, indem man die Definitionen für den Korrekturfaktor K1 und den Korrekturfaktor K2 in die Formel für den Korrekturfaktor K3 einsetzt: K3 = K1 * K2 = (Ip_nom/Ip_mess_schub) * (Ip_mess_schub/Ip_actu). The above illustration of the correction method can be summarized for illustration purposes by using the definitions for the correction factor K1 and the correction factor K2 in the formula for the correction factor K3: K3 = K1 * K2 = (Ip_nom / Ip_mess_schub) * (Ip_mess_schub / Ip_actu).

    Durch Kürzen erhält man K3 = Ip_nom/Ip_actu. K3 ist also ein Quotient aus einem Mittelwert eines quereinflußfreien Signals einer neuwertigen Lambda-Sonde und einem Mittelwert eines quereinflußfreien Signals einer gealterten Sonde mit Beeinflußung durch Umgebungsdruck, Feuchte usf., jeweils bei 1/Lambda=0. Dies veranschaulicht, daß K3 der gewünschte Korrekturfaktor ist, der das Signal der Lambda-Sonde hinsichtlich der Alterungs-, Umgebungsdruck- und Feuchteeinflüsse korrigiert, jedoch keinen störenden Quereinflüssen während der zur Bestimmung des Signalpegels nötigen Messung unterworfen ist.By shortening you get K3 = Ip_nom / Ip_actu. So K3 is a Quotient from an average of a signal free of cross influences a new lambda probe and an average of one Cross-interference free signal from an aged probe with interference by ambient pressure, humidity, etc., each at 1 / lambda = 0. This illustrates that K3 is the desired correction factor which is the signal of the lambda probe regarding the effects of aging, ambient pressure and humidity corrected, but no disturbing cross influences during subjected to the measurement required to determine the signal level is.

    Mit diesem Korrekturfaktor K3 kann nun entweder die in einem Speicher im Betriebssteuergerät 8 hinterlegte Kennlinie für die Lambda-Sonde 5 korrigiert werden oder alternativ jeder Meßwert der Lambda-Sonde multipliziert werden, um die Korrektur zu bewirken.With this correction factor K3 can now either in one Memory stored in the operating control device 8 for the lambda probe 5 can be corrected or alternatively each Reading of the lambda probe can be multiplied by the correction to effect.

    Zur besseren Güte des Verfahrens kann man diesen Korrekturfaktor K3 auch adaptiv fortschreiben, wobei bei jeder Fortschreibung geprüft werden kann, ob der neu ermittelte Korrekturfaktur innerhalb eines Zulässigkeitsbereiches liegt.This correction factor can be used to improve the quality of the method Update K3 adaptively, with each update it can be checked whether the newly determined correction factor is within an admissible range.

    Claims (7)

    Verfahren zur Korrektur der Kennlinie einer BreitbandLambda-Sonde, die stromauf eines Katalysators in einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, bei dem in einer Schubabschaltungsphase der Brennkraftmaschine ein für Umgebungsluft charakteristischer Signalpegel des Signals der Lambda-Sonde bestimmt und dem Wert 1/Lambda=0 zugeordnet wird und mittels dieses Signalpegels die Steigung der Kennlinie korrigiert wird,
    wobei
    bei dieser Korrektur die Steigung des Signals der Lambda-Sonde während der Schubabschaltung berücksichtigt wird.    Method for correcting the characteristic curve of a broadband lambda probe, which is arranged upstream of a catalytic converter in an exhaust gas cleaning system of an internal combustion engine, in which, in a fuel cut-off phase of the internal combustion engine, a signal level of the signal of the lambda probe that is characteristic of ambient air is determined and assigned the value 1 / lambda = 0 and the slope of the characteristic is corrected using this signal level,
    in which
    this correction takes into account the slope of the signal from the lambda probe during overrun fuel cutoff.         Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung korrigiert wird, indem aus dem 1/Lambda=0 zugeordneten Signalpegel und einem Sollpegel ein erster Korrekturfaktor errechnet wird, aus der Steigung, die das Signal der Lambda-Sonde in der Schubabschaltung hat, ein zweiter Korrekturfaktor bestimmt wird, und der erste Korrekturfaktor durch den zweiten Korrekturfaktor dividiert wird, um einen dritten Korrekturfaktor zu erhalten, der zur Korrektur der Steigung der Kennlinie verwendet wird. A method according to claim 1, characterized in that the slope is corrected by a first correction factor is calculated from the 1 / lambda = 0 assigned signal level and a target level, a second correction factor is determined from the slope that the signal of the lambda probe has in the overrun fuel cutoff, and the first correction factor is divided by the second correction factor in order to obtain a third correction factor which is used to correct the slope of the characteristic curve. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der erste oder der dritte Korrekturfaktor außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, der dritte Korrekturfaktor auf einen neutralen Wert gesetzt wird und eine fehlerhafte Lambda-Sonde diagnostiziert wird.Method according to Claim 2, characterized in that, if the first or the third correction factor lies outside a predetermined range, the third correction factor is set to a neutral value and a faulty lambda probe is diagnosed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der Lambda-Sonde zur Bestimmung des Signalpegels zu 1/Lambda=0 zeitlich gemittelt wird, und die Steigung des Signals der Lambda-Sonde während der Zeitdauer der Mittelung bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the signal of the lambda probe is averaged over time to determine the signal level at 1 / lambda = 0, and the slope of the signal of the lambda probe is determined during the period of the averaging. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung des Signalpegels der Lambda-Sonde zu 1/Lambda=0 und die Korrektur der Steigung der Kennlinie nur erfolgt, wenn die Variation des Signals der Lambda-Sonde während der Schubabschaltung unter einem Schwellenwert liegt.Method according to claim 4, characterized in that the signal level of the lambda probe is determined to be 1 / lambda = 0 and the slope of the characteristic curve is only corrected if the variation of the signal of the lambda probe during the overrun cut-off is below a threshold value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung des Signalpegels der Lambda-Sonde zu 1/Lambda=0 in der Schubabschaltungsphase erst erfolgt, nachdem die Steigung des Signals der Lambda-Sonde unter einen bestimmten Schwellenwert gefallen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the signal level of the lambda probe to 1 / lambda = 0 takes place in the overrun cutoff phase only after the slope of the signal of the lambda probe has fallen below a certain threshold value. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 mit 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung korrigiert wird, indem jedes Meßsignal der Lambda-Sonde mit dem dritten Korrekturfaktor korrigiert wird.Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that the slope is corrected by correcting each measurement signal of the lambda probe with the third correction factor.
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