WO2006069845A2 - Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer sauerstoffspeicherkapazität des abgaskatalysators einer brennkraftmaschine und verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer dynamik-zeitdauer für abgassonden einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer sauerstoffspeicherkapazität des abgaskatalysators einer brennkraftmaschine und verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer dynamik-zeitdauer für abgassonden einer brennkraftmaschine Download PDF

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    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • Method and device for determining an oxygen storage capacity of the exhaust gas catalytic converter of an internal combustion engine and method and device for determining a dynamic time duration for exhaust gas probes of an internal combustion engine
  • the invention relates to a method and a device for determining an oxygen storage capacity of an exhaust gas catalytic converter of an internal combustion engine. It also relates to a method and a device for determining a dynamic time duration for exhaust probes of an internal combustion engine.
  • the object of the invention is, in one aspect, to provide a method and a device which enables a precise determination of an oxygen storage capacity of an exhaust gas catalytic converter of an internal combustion engine.
  • the object of the invention according to a further aspect is to provide a method and a device which makes it possible to precisely determine a dynamic time duration for exhaust gas probes of an internal combustion engine.
  • an oxygen storage capacity of an exhaust gas catalytic converter of an internal combustion engine having at least one cylinder and an exhaust tract in which the exhaust gas catalyst, a first exhaust gas probe upstream of the catalytic converter and a second exhaust gas probe downstream of the catalytic converter are arranged.
  • the exhaust gas catalyst is charged with oxygen until it is saturated, that is, no further oxygen can be chemically bound in the exhaust gas catalytic converter.
  • a predetermined first rich air / fuel ratio in the combustion chamber of the cylinder is set.
  • a first oxygen storage capacity value is determined depending on the measurement signals of the first and second exhaust gas probes.
  • the catalytic converter is again charged with oxygen until it is saturated.
  • a predetermined second rich air / fuel ratio is set in the combustion chamber of the cylinder.
  • the second air-fuel ratio is different from the first air-fuel ratio.
  • a second oxygen storage capacity value is determined as a function of the measurement signals of the first and second exhaust gas probe.
  • a corrected oxygen storage capacity value is determined as a function of the first and second oxygen
  • the invention makes use of the finding that a changed response of the first and / or second exhaust gas probes by aging or the like leads to an error in determining the first and second oxygen storage capacity values, which, however, are different due to the different air / fuel ratio. This easily makes it possible to determine the corrected oxygen storage capacity value as a function of the first and second oxygen storage capacity values and thus to simply and largely eliminate the error due to the changed response of the first and / or second exhaust gas probe.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for
  • an oxygen storage capacity of an exhaust gas catalytic converter of an internal combustion engine which differs from the first aspect in that stored oxygen in the exhaust gas catalyst is completely discharged and thus no more oxygen is chemically bound in the exhaust gas catalyst.
  • a predetermined first lean air / fuel ratio in the combustion chamber of the cylinder is set and the first oxygen storage capacity value is determined to the measurement signals of the first and second exhaust gas probe.
  • oxygen stored in the exhaust catalyst is again completely discharged.
  • a predetermined second lean air / fuel ratio is set in the combustion chamber of the cylinder.
  • the second oxygen storage capacity value is determined depending on the measurement signals of the first and second exhaust gas probe.
  • a corrected oxygen storage capacity value is determined as a function of the first and second oxygen storage capacity values. Also in this way, according to the procedure of the first aspect of the invention, errors in determining the oxygen storage capacity value can be largely eliminated.
  • a correction value is determined as a function of a difference of the first and second oxygen storage capacity value and the corrected oxygen storage capacity value is determined as a function of the second oxygen storage capacity value and the correction value.
  • the corrected oxygen storage capacity value can be determined very easily.
  • the correction value is determined from a characteristic field as a function of the difference between the first and second oxygen storage capacity values. This is particularly accurate and the map can be easily determined by experiments or simulations.
  • the correction value is determined by means of a section-wise linear function as a function of the difference of the first and second oxygen storage capacity value.
  • the correction value is determined as a function of the first, second or a third rich or lean air / fuel ratio.
  • the third rich air / fuel ratio is less rich or less lean than the first or second. In this way, simply the correction value can be determined precisely.
  • the third is fat or lean
  • Air / fuel ratio suitably set to suitably close to the stoichiometric air / fuel ratio Ratio is.
  • the third rich or lean air / fuel ratio thus preferably corresponds substantially to the stoichiometric air / fuel ratio.
  • the knowledge is used that in the suitably selected third rich or lean air / fuel ratio, a change in the response time of the first and / or second exhaust gas probe only negligibly affects an ascertainable oxygen storage capacity value.
  • the correction value is determined depending on a difference of the third and second air-fuel ratios divided by a difference of the first and second air-fuel ratios. This simply allows a very precise determination of the correction value.
  • a diagnosis of the catalytic converter can be made dependent on the corrected oxygen storage capacity value.
  • the corrected oxygen storage capacity value is a measure of the efficiency of the catalytic converter.
  • the diagnosis may include, for example, checking the corrected oxygen storage capacity value for compliance with a predefinable value range.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for determining a dynamic duration for exhaust probes of an internal combustion engine having at least one cylinder and an exhaust tract, in which the exhaust gas catalyst, the first exhaust gas probe upstream of the catalytic converter and the second exhaust gas probe downstream of the catalytic converter are arranged.
  • the determination of the first and second oxygen storage capacity values takes place in accordance with the procedure according to the first aspect of the invention.
  • the dynamic duration is determined depending on the difference of the first and second oxygen storage capacity values and the first and second Air / fuel ratio.
  • the dynamic duration is the sum of the changes over time of the response of the first and second exhaust probes compared to their new condition. The dynamic duration can be easily and precisely determined.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for determining the dynamic time duration for exhaust gas probes of the internal combustion engine.
  • the fourth aspect differs from the third aspect in that the first and second oxygen storage capacity values are determined according to the procedure of the second aspect of the invention.
  • a diagnosis of the first and / or second exhaust gas probe is dependent on the dynamic time duration.
  • the diagnosis can be, for example, that the dynamic time period is checked for exceeding or falling below a predefinable value range.
  • the change in the response time of either the first or second exhaust gas probe is determined in a different manner and thus additionally depending on the dynamic time period on the change of the response behavior of the other exhaust gas can be closed depending and This is then suitably checked for exceeding or falling below a predefinable value range.
  • FIG. 2 is a flowchart of a program executed in the control device; Figures 3 and 4 different waveforms.
  • An internal combustion engine (FIG. 1) comprises an intake tract 1, an engine block 2, a cylinder head 3 and an exhaust tract 4.
  • the intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5, furthermore a collector 6 and a suction pipe 7 which leads to a cylinder Z1 an inlet channel is guided in the engine block 2.
  • the engine block 2 further includes a crankshaft 8, which is coupled via a connecting rod 10 with the piston 11 of the cylinder Zl.
  • the cylinder head 3 includes a valvetrain having a gas inlet valve 12 and a gas outlet valve 13.
  • the cylinder head 3 further includes an injection valve 18 and a spark plug 19.
  • the injection valve 18 may also be arranged in the intake manifold 7.
  • an exhaust gas catalyst is arranged, which is designed as a three-way catalyst 21. Furthermore, a further exhaust gas catalyst is preferably arranged in the exhaust tract, which is designed as a NO x catalyst 22.
  • a control device 25 is provided which is associated with sensors which detect different measured variables and in each case determine the value of the measured variable. Depending on at least one of the measured variables, the control device 25 determines manipulated variables, which are then converted into one or more actuating signals for controlling the actuators by means of corresponding actuators. be set.
  • the control device 25 may also be referred to as a device for controlling the internal combustion engine.
  • the sensors are a pedal position sensor 26, which detects an accelerator pedal position of an accelerator pedal 27, an air mass sensor 28, which detects an air mass flow upstream of the throttle valve 5, a first temperature sensor 32, which detects an intake air temperature, a Saugrohr horrsen- sensor 34, which an intake manifold pressure in the collector 6 detects a crankshaft angle sensor 36, which detects a crankshaft angle, which is then assigned a speed.
  • a first exhaust gas probe 42 is provided, which is arranged upstream of the three-way catalytic converter 42 and which detects a residual oxygen content of the exhaust gas and whose measurement signal MS1 is characteristic for the air / fuel ratio in the combustion chamber of the cylinder Z1 and upstream of the first exhaust gas probe before the oxidation of fuel, hereinafter referred to as the air / fuel ratio in the cylinders Zl - Z4.
  • a second exhaust gas probe 43 is provided, which is arranged downstream of the three-way catalytic converter 42 and which detects a residual oxygen content of the exhaust gas and whose measurement signal is characteristic for the air / fuel ratio in the combustion chamber of the cylinder Zl and upstream of the second exhaust gas probe 43 before the oxidation of the Fuel, hereinafter referred to as the air / fuel ratio downstream of the catalytic converter.
  • the first exhaust gas probe 42 is preferably a linear lambda probe.
  • the second exhaust gas probe 43 is a binary lambda probe. However, it can also be a linear lambda probe. Depending on the embodiment of the invention, any subset of said sensors may be present, or additional sensors may be present.
  • the actuators are, for example, the throttle valve 5, the gas inlet and gas outlet valves 12, 13, the injection valve 18 or the spark plug 19.
  • cylinders Z2 to Z4 are preferably also provided, to which corresponding actuators and, if appropriate, sensors are then assigned.
  • a program is stored in a program memory of the control device 25 and can be executed during operation of the internal combustion engine.
  • the program can be used to determine a corrected oxygen storage capacity value or also a dynamic time duration DELTA T.
  • the program is started in a step S 1 (FIG. 2) in which variables are initialized if necessary.
  • the start preferably takes place when a new corrected oxygen storage capacity value OSC_COR or a new dynamic time period ⁇ T is to be determined. This can be done, for example, once per engine run or at fixed intervals or even after a predefinable driving distance.
  • a step S2 the three-way catalyst 21 is charged with oxygen until it is saturated.
  • a predetermined first air / fuel ratio LAM1_SP in the combustion chambers of the cylinders Z1 to Z4 is predetermined and preferably adjusted by influencing the quantity of fuel to be metered, in particular by means of a lambda control.
  • a step S7 is executed after the predetermined first air / fuel Ratio LAM1_SP has been specified, ie at a time in which a corresponding air / fuel ratio is not necessarily set actually.
  • the threshold value LAM_THD preferably corresponds to the stoichiometric air / fuel ratio.
  • step S9 the processing is continued in a step S9, in which the program pauses for a predeterminable period of time or a predefinable crankshaft angle, before the processing is continued again in step 7.
  • the time period in which the program persists in step S9 is selected to be suitably short in such a way that changes in the air / fuel ratio LAM_MEAS1 detected by the first exhaust gas probe 42 are detected very quickly and with high precision.
  • step S7 If, on the other hand, the condition of step S7 is satisfied, then in a step Sil a term is added to a first oxygen storage capacity value OSC1 which multiplies the integral of an air mass flow MAF into the cylinders Z1 to Z4 by one minus the reciprocal of the air detected by the first exhaust gas probe 42 / Fuel ratio LAM_MEAS1 is.
  • Term is additionally multiplied by an oxygen factor O2_FAC, which represents the proportion of oxygen in the air mass flow MAF.
  • O2_FAC oxygen factor
  • the oxygen factor 02 FAC has the value 0.23.
  • a step S13 it is checked whether the air-fuel ratio LAM_MEAS2 detected by the second exhaust gas probe 42 is smaller than the threshold value LAM_THD. If this is not the case, the processing in the step Sil is continued again. If, on the other hand, the condition of step S13 is met, then, if appropriate after a certain period of time, in a step S15 the three-way catalytic converter 21 is again charged with oxygen until it is saturated. Subsequently, in a step S18, a predetermined second air / fuel ratio LAM2_SP is set in the combustion chambers of the cylinders Z1 to Z4 and is actually set by means of the lambda controller.
  • the predetermined second air-fuel ratio LAM2 SP differs from the predetermined first air-fuel ratio LAM1_SP.
  • it can have an air ratio value of 0.9 and, for example, the predefined first air / fuel ratio LAM1 SP can have an air ratio value of, for example, 0.8.
  • the values in terms of the air ratio of the predetermined first and second air / fuel ratios are approximately in a range of 0.7 to 0.9.
  • step S20 analogous to the step S7. If the condition of the step S20 is not satisfied, the processing after a pause in a step S22 corresponding to the step S9 is continued again in the step S20. If, on the other hand, the condition of step S20 is met, in a step 24, the corresponding term is added to a second oxygen storage capacity value OSC2 as in step S11.
  • a step S26 it is checked, similarly to the step S13, whether or not detected by the second exhaust gas probe 43
  • Air / fuel ratio LAM_MEAS2 is less than the predetermined threshold LAM THD. If the condition of the step S26 is not satisfied, the processing is continued again in the step S24. On the other hand, if the condition of step S26 is fulfilled, no oxygen is bound in the three-way catalytic converter 21. In a step S28, a correction value COR is subsequently determined as a function of a difference of the first and second oxygen storage capacity values OSC1, 0SC2.
  • a corrected oxygen storage capacity value OSC_COR is determined by multiplying the second oxygen storage capacity value 0SC2 by the correction value COR. Subsequently, the program is ended in a step S32.
  • a diagnosis of the three-way catalytic converter can then be carried out, for example.
  • the steps S9 to S13 and S18 to S28 are preferably carried out during a regeneration phase of the NOX storage catalyst 23
  • the corresponding steps are preferably carried out during a so-called purge phase of the three-way catalyst 21.
  • the evacuation phase is followed, for example, by an overrun operation of the internal combustion engine without the metering of fuel.
  • a diagnosis of the three-way catalytic converter 21 can be carried out. This can be done, for example, by checking whether the corrected oxygen storage capacity value OSC_COR lies within a predefinable value range.
  • the procedure corresponding to steps S9 to S13 and S18 to S28 may also be referred to as a breakthrough method.
  • the correction value COR can be determined in step S28, for example, from a characteristic map, whereby a characteristic curve can also be understood as a so-called characteristic curve, depending on the difference between the first and second oxygen storage capacity values.
  • the map can easily by tests, for example on an engine test bench, or by suitable simulations are determined and is stored in a data memory of the control device 25.
  • the correction value in step S28 can also be determined by means of a section-wise linear function as a function of the difference between the first and second oxygen storage capacity values OSC1, 0SC2.
  • the section-wise linear function preferably has two linear sections whose slopes depend on the sign of the difference of the first and second oxygen storage capacity values OSC1,
  • the respective gradients and straight line sections can also be determined by means of suitable tests, for example on the engine test bench, or by suitable simulations and stored in the data memory of the control device 25.
  • the correction value COR may also, as indicated in a step S38, depending on the difference of the first and second oxygen storage capacity value OSC1, 0SC2, the predetermined first and second air-fuel ratios LAM1 SP, LAM2_SP and a predetermined third air / fuel ratio Ratio LAM3 SP are determined in the combustion chambers of the cylinders Zl to Z4.
  • the predetermined third air-fuel ratio LAM3 SP is less rich in fat than the first and second predetermined air-fuel ratios, and is preferably almost the stoichiometric air-fuel ratio. For example, it may have a value of 0.9999 in terms of air ratio.
  • the computation of the correction value COR preferably takes place in the step S38 by means of the formula given there.
  • the correction value COR can thus be determined very precisely. If the correction value COR is calculated according to the step S38, the corrected oxygen storage capacity value OSC_COR is preferably determined in step S36 by forming a difference of the second ten oxygen storage capacity value OSC2 and the correction value determined.
  • a step S34 may also be provided in which the dynamic time duration ⁇ T depends on the difference of the first and second oxygen storage capacity values OSC1, 0SC2, the mass air flow MAF, the oxygen factor O2_FAC and the predetermined first and second air-fuel ratios LAM1_SP, LAM2_SP are determined, preferably according to the formula given in step S34.
  • the dynamic duration DELTA T represents changes in the response times of the first and second exhaust probes 42, 43 as compared to the new condition of the exhaust probes 42, 43, and may thus be used, for example, to diagnose the exhaust gas probe dynamics.
  • the second exhaust gas probe 43 can thus be subjected to a particularly good diagnosis, in which case the first exhaust gas probe 42 is preferably examined in a suitable different way with respect to its change in its response time duration and then then to the changes in the response time duration of the second exhaust gas probe 43 can be closed by means of the dynamic time duration DELTA T and this can then be examined for exceeding or falling below a predefinable value range.
  • the second rich air / fuel ratio LAM2_SP is less rich than the predetermined first rich air / fuel ratio LAM1_SP.
  • ES can also be reversed, with the consequence that, if necessary, the sign of the correction value COR must be adapted.
  • the program according to FIG. 2 can also be designed so that in each case the oxygen stored in the three-way catalytic converter 21 is completely discharged in steps S3 and S15.
  • the steps S9 and S18 given first and second air / fuel ratios are then selected correspondingly lean, in which case preferably the predetermined first air / fuel ratio is leaner than the predetermined second air / fuel ratio LAM2_SP.
  • the smaller sign is then replaced by a greater sign.
  • FIGS. 3 and 4 each show the measurement signals MS2 of the second exhaust gas probe 43 and an air / fuel ratio derived from the measurement signal MS1 of the first exhaust gas probe 42 expressed by the air ratio L1.
  • the dashed line represents the stoichiometric air ratio.
  • the area of the rectangle labeled 52 is representative of the first oxygen storage capacity value OSC1.
  • the area in FIG. 4, which is designated by reference numeral 54, is representative of the second oxygen storage capacity value OSC2.
  • Sections 56 and 58 have the same area and correspond to the true oxygen storage capacity value.
  • the partial surfaces 58 and 60 extend over the dynamic time duration DELTA_T and their surface area thus depends on the respective predetermined first and second air / fuel ratio LAM1 SP, LAM2 SP. The closer the respective predetermined air / fuel ratio to the stoichiometric
  • Air / fuel ratio is, the lower is the total proportion of the partial areas of the respective total area.

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Abstract

Ein Abgaskatalysator wird mit Sauerstoff beladen bis er gesättigt ist. Ein vorgegebenes erstes fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM1_SP) wird in einem Brennraum eines Zylinders eingestellt. Ein erster Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC1) wird ermittelt abhängig von den Messsignalen (MS1, MS2) einer ersten und zweiten Abgassonde. Der Abgaskatalysator wird mit Sauerstoff beladen bis er gesättigt ist. Ein vorgegebenes zweites fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders wird eingestellt. Ein zweiter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC2) wird ermittelt abhängig von dem Messsignal der ersten und zweiten Abgassonde. Ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC_COR) wird abhängig von dem ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSC1, OSC2) ermittelt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität des Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine und Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Dynamik- Zeitdauer für Abgassonden einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität eines Abgaskata- lysators einer Brennkraftmaschine. Sie betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Dynamik- Zeitdauer für Abgassonden einer Brennkraftmaschine.
Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen beim Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann zum einen erfolgen, indem die Schadstoffemissionen verringert werden, die während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine entstehen. Zum andern sind in Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Zu diesem Zweck werden Katalysatoren eingesetzt, die Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in unschädliche Stoffe umwandeln. Sowohl das gezielte Beeinflussen des Erzeugens der Schadstoffemissionen während der Verbren- nung als auch das Umwandeln der Schadstoffkomponenten mit einem hohen Wirkungsgrad durch einen Abgaskatalysator setzen ein sehr präzise eingestelltes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder voraus. In diesem Zusammenhang muss sichergestellt werden, dass die Komponenten des AbgasnachbehandlungsSystems auch in der gewünschten Art und Weise über eine lange Betriebsdauer funktionieren und Fehler zuverlässig erkannt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es gemäß eines Aspekts ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die ein präzises Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine ermöglicht. Die Aufgabe der Er- findung gemäß eines weiteren Aspekts ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die ein präzises Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Abgassonden einer Brennkraftmaschine ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus gemäß eines ersten Aspekts durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum
Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem Abgastrakt, in dem der Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind. Der Abgaskatalysator wird mit Sauerstoff beladen, bis er gesättigt ist, das heißt kein weiterer Sauerstoff mehr chemisch gebunden werden kann in dem Abgaskatalysator. Ein vorgegebenes erstes fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders wird eingestellt. Ein erster Sauerstoffspeicherkapazitätswert wird ermittelt abhängig von den Messsignalen der ersten und zweiten Abgassonde. Anschließend wird der Abgaskatalysator wieder erneut mit Sauerstoff beladen, bis er gesättigt ist. Ein vorgegebenes zweites fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird in dem Brennraum des Zylinders eingestellt. Das zweite Luft/Kraftstoff-Verhältnis unterscheidet sich von dem ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Ein zweiter Sauerstoffspeicherkapazitätswert wird ermittelt abhängig von den Messsignalen der ersten und zweiten Abgas- sonde. Ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert wird abhängig von dem ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazi- tätswerten ermittelt.
Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass ein geändertes Ansprechverhalten der ersten und/oder zweiten Abgassonden durch Alterung oder dergleichen zu einem Fehler bei dem Ermitteln der ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerte führt, die jedoch aufgrund des unterschiedlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unterschiedlich sind. Dies ermöglicht auf einfache Weise den korrigierten Sauerstoffspeicherkapazitätswert abhängig von dem ersten und zweiten Sauer- Stoffspeicherkapazitätswert zu ermitteln und so den Fehler durch das geänderte Ansprechverhalten der ersten und/oder zweiten Abgassonde einfach und weitgehend zu eliminieren.
Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum
Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine, das sich von dem ersten Aspekt darin unterscheidet, dass in dem Abgaskatalysator gespeicherter Sauerstoff ganz entladen wird und somit dann kein Sauerstoff mehr in dem Abgaskatalysator chemisch gebunden ist. Anschließend wird ein vorgegebenes erstes mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders eingestellt und der erste Sauerstoffspeicherkapazitätswert ermittelt zu den Messsignalen der ersten und zweiten Abgas- sonde. Danach wird in dem Abgaskatalysator gespeicherter Sauerstoff erneut ganz entladen. Anschließend wird ein vorgegebenes zweites mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders eingestellt. Der zweite Sauerstoffspeicherkapazitätswert wird ermittelt abhängig von den Mess- Signalen der ersten und zweiten Abgassonde. Ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert wird abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten ermittelt. Auch auf diese Weise können entsprechend des Vorgehens des ersten Aspekts der Erfindung Fehler beim Ermitteln des Sauerstoffspeicherkapazitätswertes weitgehend eliminiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Korrekturwert abhängig von einer Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes ermittelt und der korrigierte Sauerstoffspeicherkapazitätswert abhängig von dem zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswert und dem Korrekturwert ermit- telt. So kann der korrigierte Sauerstoffspeicherkapazitätswert sehr einfach ermittelt werden.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Korrekturwert aus einem Kennfeld abhängig von der Differenz des ersten und zweiten SauerstoffSpeicherkapazitätswerts ermittelt wird. Dies ist besonders präzise und das Kennfeld kann einfach durch Versuche oder Simulationen ermittelt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Korrekturwert mittels einer abschnittsweisen linearen Funktion abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes ermittelt. Dies hat den Vorteil eines geringen Speicherbedarfs für die abschnittsweise lineare Funktion und ermöglicht ein einfaches und präzises Ermit- teln des Korrekturwertes.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Korrekturwert abhängig von dem ersten, zweiten oder einem dritten fetten beziehungsweise mageren Luft/Kraftstoff- Verhältnis ermittelt. Das dritte fette beziehungsweise magere Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist weniger fett beziehungsweise weniger mager als das erste oder zweite. Auf diese Weise kann einfach der Korrekturwert präzise ermittelt werden.
Bevorzugt ist das dritte fette beziehungsweise magere
Luft/Kraftstoff-Verhältnis geeignet so vorgegeben, dass es geeignet nahe an dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff- Verhältnis liegt. Das dritte fette beziehungsweise magere Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht somit bevorzugt im wesentlichen dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis. In diesem Zusammenhang wird die Erkenntnis genutzt, dass bei dem geeignet gewählten dritten fetten beziehungsweise mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis sich eine Änderung der Ansprechzeit der ersten und/oder zweiten Abgassonde nur vernachlässigbar auf einen derart ermittelbaren Sauerstoffspeicherkapazitätswert auswirkt.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Korrekturwert abhängig von einer Differenz des dritten und des zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses dividiert durch eine Differenz des ersten und des zweiten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses ermittelt wird. Dies ermöglicht einfach ein äußerst präzises Ermitteln des Korrekturwertes.
Besonders vorteilhaft kann eine Diagnose des Abgaskatalysators erfolgen abhängig von dem korrigierten Sauerstoffspei- cherkapazitätswert. Der korrigierte Sauerstoffspeicherkapazitätswert ist ein Maß für den Wirkungsgrad des Abgaskatalysators. Die Diagnose kann beispielsweise das Überprüfen des korrigierten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes auf das Einhalten eines vorgebbaren Wertebereichs beinhalten.
Gemäß eines dritten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Abgassonden einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem Abgastrakt, in dem der Abgaskatalysator, die erste Abgassonde stromaufwärts des Abgaskatalysators und die zweite Abgassonde stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind. Das Ermitteln der ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerte erfolgt entsprechend des Vorgehens gemäß des ersten As- pekts der Erfindung. Die Dynamik-Zeitdauer wird ermittelt abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes und dem ersten und zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Die Dynamik-Zeitdauer ist die Summe der zeitlichen Änderungen des Ansprechverhaltens der ersten und zweiten Abgassonde im Vergleich zu ihrem Neuzustand. Die Dynamik-Zeitdauer kann so einfach und präzise er- mittelt werden.
Gemäß eines vierten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln der Dynamik-Zeitdauer für Abgassonden der Brenn- kraftmaschine. Der vierte Aspekt unterscheidet sich von dem dritten Aspekt dadurch, dass die ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerte gemäß des Vorgehens des zweiten Aspekts der Erfindung ermittelt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des dritten oder vierten Aspekts der Erfindung erfolgt eine Diagnose der ersten und/oder zweiten Abgassonde abhängig von der Dynamik- Zeitdauer. Die Diagnose kann beispielsweise darin bestehen, dass die Dynamik-Zeitdauer auf das Über- oder Unterschreiten eines vorgebbaren Wertebereichs überprüft wird. Sie besteht jedoch bevorzugt darin, dass die Änderung der Ansprechzeit entweder der ersten oder zweiten Abgassonde auf eine andere Art und Weise ermittelt wird und somit abhängig dann zusätzlich von der Dynamik-Zeitdauer auf die Änderung des Ansprech- Verhaltens der jeweils anderen Abgassonde geschlossen werden kann und dieses dann geeignet auf das Überschreiten oder Unterschreiten eines vorgebbaren Wertebereichs überprüft wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms, das in der Steuervorrichtung abgearbeitet wird, Figur 3 und 4 verschiedene Signalverläufe.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugskennzeichen gekennzeich- net.
Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drossel- klappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Zl über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Zl gekoppelt ist.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13.
Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19. Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
In dem Abgastrakt ist ein Abgaskatalysator angeordnet, der als Dreiwegekatalysator 21 ausgebildet ist. Ferner ist in dem Abgastrakt ein weiterer Abgaskatalysator bevorzugt angeordnet, der als NOX-Katalysator 22 ausgebildet ist.
Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umge- setzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksen- sor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet wird.
Ferner ist eine erste Abgassonde 42 vorgesehen, die stromaufwärts des Dreiwegekatalysators 42 angeordnet ist und die ei- nen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal MSl charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff- Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders Zl und stromaufwärts ersten Abgassonde vor der Oxidation des Kraftstoffs, im folgenden bezeichnet als das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern Zl - Z4. Ferner ist eine zweite Abgassonde 43 vorgesehen, die stromabwärts des Dreiwegekatalysators 42 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders Zl und stromaufwärts der zweiten Abgassonde 43 vor der Oxidation des Kraftstoffs, im folgenden bezeichnet als das Luft/Kraftstoff-Verhältnis stromabwärts des Abgaskatalysators .
Die erste Abgassonde 42 ist bevorzugt eine lineare Lambdason- de. Die zweite Abgassonde 43 ist eine binäre Lambdasonde. Sie kann jedoch auch eine lineare Lambdasonde sein. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 18 oder die Zündkerze 19.
Neben dem Zylinder Zl sind bevorzugt auch noch weitere Zylin- der Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und ggf. Sensoren zugeordnet sind.
Ein Programm ist in einem Programmspeicher der Steuervorrichtung 25 gespeichert und kann während des Betriebs der Brenn- kraftmaschine abgearbeitet werden. Mittels des Programms kann ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert ermittelt werden oder auch eine Dynamik-Zeitdauer DELTA T.
Das Programm wird in einem Schritt Sl (Figur 2) gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Der Start erfolgt bevorzugt dann, wenn ein neuer korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSC_COR oder eine neue Dynamik- Zeitdauer DELTA T ermittelt werden soll. Dies kann beispielsweise einmal pro Motorlauf oder auch in fest vorgegebenen Zeitabständen oder auch nach einer vorgebbaren Fahrdistanz erfolgen.
In einem Schritt S2 wird der Dreiwegekatalysator 21 mit Sauerstoff beladen, bis er gesättigt ist.
In einem Schritt S5 wird ein vorgegebenes erstes Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM1_SP in den Brennräumen der Zylinder Zl bis Z4 vorgegeben und bevorzugt mittels Beeinflussen der zuzumessenden Kraftstoffmenge eingestellt, insbeson- dere mittels einer Lambda-Regelung. Ein Schritt S7 wird abgearbeitet, nachdem das vorgegebene erste Luft/Kraftstoff- Verhältnis LAM1_SP vorgegeben worden ist, also zu einem Zeitpunkt, in dem noch nicht notwendigerweise tatsächlich ein entsprechendes Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist. In dem Schritt S7 wird geprüft, ob das durch die erste Abgasson- de 42 erfasste Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM_MEAS1 in den Zylindern Zl bis Z4 kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert LAM_THD. Der Schwellenwert LAM_THD entspricht bevorzugt dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
Ist die Bedingung des Schrittes S7 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt, in dem das Programm für eine vorgebbare Zeitdauer oder einen vorgebbaren Kurbelwellenwinkel verharrt, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt 7 fortgesetzt wird. Die Zeitdauer, in der das Programm in dem Schritt S9 verharrt ist geeignet kurz gewählt und zwar derart, dass Änderungen des durch die erste Abgas- sonde 42 erfassten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses LAM_MEAS1 sehr zeitnah und mit hoher Präzision erfasst werden.
Ist die Bedingung des Schrittes S7 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt Sil einem ersten Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSCl ein Term hinzu addiert, der das Integral eines Luftmassenstroms MAF in die Zylinder Zl bis Z4 multipliziert mit eins minus dem Kehrwert des durch die erste Abgassonde 42 erfassten Luft/Kraftstoffverhältnisses LAM_MEAS1 ist. Der
Term wird zusätzlich multipliziert mit einem Sauerstofffaktor O2_FAC, der den Anteil des Sauerstoffs in dem Luftmassenstrom MAF repräsentiert. Der Sauerstofffaktor 02 FAC hat beispielsweise den Wert 0,23. Das Integrieren erfolgt über die Zeit- dauer seit der letzten Abarbeitung des Schrittes Sil bei dem aktuellen Programmdurchlauf.
In einem Schritt S13 wird geprüft, ob das durch die zweite Abgassonde 42 erfasste Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM_MEAS2 kleiner ist als der Schwellenwert LAM_THD. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung in dem Schritt Sil erneut fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S13 hingegen erfüllt, so wird - gegebenenfalls nach einer gewissen Zeitdauer - in einem Schritt S15 der Dreiwegekatalysator 21 erneut mit Sauerstoff beladen, bis er gesättigt ist. Anschließend wird dann in einem Schritt S18 ein vorgegebenes zweites Luft/Kraftstoff- Verhältnis LAM2_SP in den Brennräumen der Zylinder Zl bis Z4 vorgegeben und bevorzugt mittels des Lambda-Reglers tatsächlich eingestellt. Das vorgegebene zweite Luft/Kraftstoff- Verhältnis LAM2 SP unterscheidet sich von dem vorgegebenen ersten Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM1_SP. Es kann beispielsweise einen Luftverhältniswert von 0,9 aufweisen und beispielsweise das vorgegebene erste Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAMl SP einen Luftverhältniswert von beispielsweise 0,8 auf- weisen. Bevorzugt aber nicht notwendigerweise liegen die Werte in Hinblick auf das Luftverhältnis der vorgegebenen ersten und zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in etwa in einem Bereich von 0,7 bis 0,9.
Anschließend wird die Bearbeitung in einem Schritt S20 analog zu dem Schritt S7 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S20 nicht erfüllt so wird die Bearbeitung nach einem Verharren in einem Schritt S22, der dem Schritt S9 entspricht, erneut in dem Schritt S20 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S20 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt 24 zu einem zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSC2 der entsprechenden Term wie in dem Schritt Sil hinzuaddiert.
In einem Schritt S26 wird analog zu dem Schritt S13 geprüft, ob das durch die zweite Abgassonde 43 erfasste
Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM_MEAS2 kleiner ist als der vorgegebene Schwellenwert LAM THD. Ist die Bedingung des Schrittes S26 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S24 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S26 hingegen erfüllt, so ist in dem Dreiwegekatalysator 21 kein Sauerstoff mehr gebunden. In einem Schritt S28 wird anschließend ein Korrekturwert COR abhängig von einer Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSCl, 0SC2 ermittelt.
Anschließend wird in einem Schritt S30 ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSC_COR ermittelt und zwar durch ein Multiplizieren des zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes 0SC2 mit dem Korrekturwert COR. Anschließend wird das Programm in einem Schritt S32 beendet.
Mittels des korrigierten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSC COR kann dann beispielsweise eine Diagnose des Dreiwegekatalysators durchgeführt werden. Bevorzugt werden die Schritte S9 bis S13 und S18 bis S28 durchgeführt während ei- ner Regenerationsphase des NOX-Speicherkatalysators 23. Im
Falle eines Nicht-Vorhandenseins des NOX-Speicherkatalysators werden die entsprechenden Schritte bevorzugt während einer sogenannten Ausräumphase (Purge-Phase) des Dreiwegekatalysators 21 durchgeführt. Die Ausräumphase schließt sich bei- spielsweise an einen Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ohne Zumessung von Kraftstoff an.
Mittels des korrigierten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSC COR kann eine Diagnose des Dreiwegekatalysators 21 durch- geführt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass überprüft wird, ob der korrigierte Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSC_COR in einem vorgebbaren Wertebereich liegt. Das Vorgehen entsprechend Schritt S9 bis S13 und S18 bis S28 kann auch als Durchbruchmethode bezeichnet werden.
Der Korrekturwert COR kann in dem Schritt S28 beispielsweise aus einem Kennfeld, wobei unter einem Kennfeld auch eine sogenannte Kennlinie verstanden werden kann, abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazi- tätswertes ermittelt werden. Das Kennfeld kann einfach durch Versuche, beispielsweise an einem Motorprüfstand, oder durch geeignete Simulationen ermittelt werden und ist in einem Datenspeicher der Steuervorrichtung 25 gespeichert.
Alternativ kann der Korrekturwert in dem Schritt S28 auch mittels einer abschnittsweisen linearen Funktion abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSCl, 0SC2 ermittelt werden. Die abschnittsweise lineare Funktion hat bevorzugt zwei lineare Abschnitte, deren Steigungen abhängen von dem Vorzeichen der Differenz des ers- ten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSCl,
0SC2. Die jeweiligen Steigungen und Geraden-Abschnitte können ebenso mittels geeigneter Versuche, zum Beispiel an dem Motorprüfstand, oder durch geeignete Simulationen ermittelt sein und in dem Datenspeicher der Steuervorrichtung 25 ge- speichert sein.
Der Korrekturwert COR kann auch, wie in einem Schritt S38 angegeben, abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSCl, 0SC2, den vorgegebe- nen ersten und zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen LAMl SP, LAM2_SP und einem vorgegebenen dritten Luft/Kraftstoff- Verhältnis LAM3 SP in den Brennräumen der Zylinder Zl bis Z4 ermittelt werden. Das vorgegebene dritte Luft/Kraftstoff- Verhältnis LAM3 SP ist weniger fett als das erste und das zweite vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis und ist bevorzugt nahezu das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Es kann beispielsweise in Bezug auf die Luftzahl einen Wert von 0,9999 haben.
Das Berechnen des Korrekturwertes COR erfolgt in dem Schritt S38 bevorzugt mittels der dort angegebenen Formel. Durch die geeignete Wahl des vorgegebenen dritten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses LAM3_SP kann so der Korrekturwert COR sehr präzise ermittelt werden. Falls das Berechnen des Korrekturwer- tes COR entsprechend des Schrittes S38 erfolgt, wird der korrigierte Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSC_COR in dem Schritt S36 bevorzugt durch Bilden einer Differenz des zwei- ten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSC2 und des Korrekturwertes ermittelt.
Alternativ oder auch zusätzlich zu den Schritten S28 und S30 oder S38 und S36 kann auch ein Schritt S34 vorgesehen sein, in dem die Dynamik-Zeitdauer DELTA T abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes OSCl, 0SC2, dem Luftmassenstrom MAF, dem Sauerstofffaktor O2_FAC und den vorgegebenen ersten und zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen LAM1_SP, LAM2_SP ermittelt wird und zwar bevorzugt entsprechend der in dem Schritt S34 angegebenen Formel.
Die Dynamik-Zeitdauer DELTA T repräsentiert Änderungen der Ansprechzeitdauern der ersten und zweiten Abgassonden 42, 43 im Vergleich zu dem Neuzustand der Abgassonden 42, 43 und kann so beispielsweise zur Diagnose der Abgassondendynamik herangezogen werden. Insbesondere kann so die zweite Abgas- sonde 43 besonders gut einer Diagnose unterzogen werden, wo- bei dann bevorzugt die erste Abgassonde 42 auf geeignete andere Art und Weise hinsichtlich ihrer Änderung in ihrer Ansprechzeitdauer untersucht wird und so dann auf die Änderungen der Ansprechzeitdauer der zweiten Abgassonde 43 mittels der Dynamik-Zeitdauer DELTA T geschlossen werden kann und diese dann auf das Über- oder Unterschreiten eines vorgebbaren Wertebereichs untersucht werden kann.
Bevorzugt ist das zweite fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM2_SP weniger fett als das vorgegebene erste fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM1_SP. ES kann jedoch auch umgedreht sein, mit der Folge, dass gegebenenfalls das Vorzeichen des Korrekturwertes COR angepasst sein muss.
Das Programm gemäß der Figur 2 kann in alternativer Ausges- taltung auch so ausgebildet sein, dass in den Schritten S3 und S15 jeweils der in dem Dreiwegekatalysator 21 gespeicherte Sauerstoff ganz entladen wird. Die in den Schritten S9 und S18 vorgegebenen ersten und zweiten Luft/Kraftstoff- Verhältnisse sind dann entsprechend mager gewählt, wobei dann bevorzugt das vorgegebenen erste Luft/Kraftstoff-Verhältnis magerer ist als das vorgegebene zweite Luft/Kraftstoff- Verhältnis LAM2_SP. In den Bedingungen der Schritte S5, S13, S20 und S26 ist dann das Kleiner-Zeichen ersetzt durch ein Größer-Zeichen.
In den Figuren 3 und 4 sind jeweils die Messsignale MS2 der zweiten Abgassonde 43 und ein aus dem Messsignal MSl der ersten Abgassonde 42 abgeleitetes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausgedrückt durch das Luftverhältnis Ll dargestellt. Die gestrichelte Linie stellt das stöchiometrische Luftverhältnis dar. Die Fläche des Rechtecks, das mit 52 bezeichnet ist ist repräsentativ für den ersten Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSCl. Die Fläche in Figur 4, die mit dem Bezugszeichen 54 versehen ist ist repräsentativ für den zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswert OSC2. Die Teilflächen 56 und 58 haben den gleichen Flächeninhalt und entsprechen dem wahren Sauer- stoffspeicherkapazitätswert. Die Teilflächen 58 und 60 erstrecken sich über die Dynamik-Zeitdauer DELTA_T und ihr Flächeninhalt hängt somit von dem jeweiligen vorgegebenen ersten beziehungsweise zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAMl SP, LAM2 SP ab. Je näher das jeweilige vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis an dem stöchiometrischen
Luft/Kraftstoff-Verhältnis liegt, desto geringer ist der Gesamtanteil der Teilflächen an der jeweiligen Gesamtfläche.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine mit mindes- tens einem Zylinder (Z1-Z4) und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, bei dem
- der Abgaskatalysator mit Sauerstoff beladen wird, bis er gesättigt ist,
- ein vorgegebenes erstes fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM1_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) eingestellt wird,
- ein erster Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSCl) ermit- telt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43),
- der Abgaskatalysator mit Sauerstoff beladen wird, bis er gesättigt ist,
- ein vorgegebenes zweites fettes Luft/Kraftstoffverhältnis (LAM2 SP) in dem Brennraum des Zylinders eingestellt wird,
- ein zweiter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC2) ermittelt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und
- ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC_COR) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSCl, OSC2) ermittelt wird.
2. Verfahren zum Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine mit mindes- tens einem Zylinder (Zl bis Z4) und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, bei dem
- in dem Abgaskatalysator gespeicherter Sauerstoff ganz entladen wird, - ein vorgegebenes erstes mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) eingestellt wird,
- ein erster Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSCl) ermittelt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ers- ten und zweiten Abgassonde (42, 43),
- in dem Abgaskatalysator gespeicherter Sauerstoff ganz entladen wird,
- ein vorgegebenes zweites mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM2 SP) in den Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) einge- stellt wird,
- ein zweiter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC2) ermittelt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und
- ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC_COR) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSCl, OSC2) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem
- ein Korrekturwert (COR) abhängig von einer Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes
(OSCl, 0SC2) ermittelt wird und
- der korrigierte Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC_COR) abhängig von dem zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswert (0SC2) und dem Korrekturwert (COR) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Korrekturwert (COR) aus einem Kennfeld abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSCl, 0SC2) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Korrekturwert (COR) mittels einer abschnittsweisen linearen Funktion abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSCl, 0SC2) ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Korrekturwert (COR) abhängig von dem ersten, zweiten und einem dritten fetten beziehungsweise mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM3_SP) ermittelt wird, wobei das dritte fette beziehungsweise magere Luft/Kraftstoff-Verhältnis weniger fett beziehungsweise weniger mager ist als das erste oder zweite.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Korrekturwert (COR) abhängig von einer Differenz des dritten und des zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (LAM3_SP, LAM2_SP) dividiert durch eine Differenz des ersten und des zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (LAM1_SP, LAM2_SP) ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Dynamik-Zeitdauer (DELTA T) ermittelt wird abhängig von der Differenz des ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSCl, 0SC2) und dem ersten und zweiten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM1_SP, LAM2_SP) , und der korrigierte Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC_COR) abhängig von der Dynamik-Zeitdauer (DELTA_T) ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Diagnose des Abgaskatalysators erfolgt abhängig von dem korrigierten Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC_COR) .
10. Verfahren zum Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Ab- gassonden einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder (Zl) und einem Abgastrakt (1) , in dem der Abgaskataly- sator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, bei dem
- der Abgaskatalysator mit Sauerstoff beladen wird, bis er gesättigt ist, - ein vorgegebenes erstes fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis
(LAM1_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) eingestellt wird,
- ein erster Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSCl) ermittelt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ers- ten und zweiten Abgassonde (42, 43),
- der Abgaskatalysator mit Sauerstoff beladen wird, bis er gesättigt ist,
- ein vorgegebenes zweites fettes Luft/Kraftstoffverhältnis (LAM2_SP) in dem Brennraum des Zylinders eingestellt wird, - ein zweiter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC2) ermittelt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und
- die Dynamik-Zeitdauer (T_DELTA) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSCl, OSC2) er- mittelt wird.
11. Verfahren zum Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Ab- gassonden einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder (Zl bis Z4) und einem Abgastrakt (4), in dem der Ab- gaskatalysator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, bei dem - in dem Abgaskatalysator gespeicherter Sauerstoff ganz entladen wird,
- ein vorgegebenes erstes mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) einge- stellt wird,
- ein erster Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSCl) ermittelt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43),
- in dem Abgaskatalysator gespeicherter Sauerstoff ganz ent- laden wird,
- ein vorgegebenes zweites mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM2 SP) in den Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) eingestellt wird,
- ein zweiter Sauerstoffspeicherkapazitätswert (OSC2) ermit- telt wird abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und
- die Dynamik-Zeitdauer (T_DELTA) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSCl, OSC2) ermittelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem abhängig von der Dynamik-Zeitdauer (DELTA T) eine Diagnose der ersten und/oder zweiten Abgassonde (42, 43) erfolgt.
13. Vorrichtung zum Ermitteln einer SauerstoffSpeicherkapazität eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder (Zl bis Z4) und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgasson- de (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, die ausgebildet ist zum
- Beladen des Abgaskatalysators mit Sauerstoff, bis er gesättigt ist, - Einstellen eines vorgegebenen ersten fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM1_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4),
- Ermitteln eines ersten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSCl) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43),
- Beladen des Abgaskatalysators mit Sauerstoff, bis er gesättigt ist,
- Einstellen eines vorgegebenen zweiten fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM2_SP) in dem Brennraum des Zylinders,
- Ermitteln eines zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSC2) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und - Ermitteln eines korrigierten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSC_COR) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSCl, 0SC2) ermittelt wird.
14. Vorrichtung zum Ermitteln einer Sauerstoffspeicherkapazi- tat eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder (Zl bis Z4) und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, die ausgebildet ist zum
- Vollständigen Entladen des in dem Abgaskatalysator gespeicherten Sauerstoffs,
- Einstellen eines vorgegebenen ersten mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (LAM1_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4),
- Ermitteln eines ersten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSCl) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43), - Vollständigen Entladen des in dem Abgaskatalysator gespeicherten Sauerstoffs,
- Einstellen eines vorgegebenen zweiten mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (LAM2_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4),
- Ermitteln eines zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSC2) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und
- Ermitteln eines korrigierten Sauerstoffspeicherkapazitäts- wertes (OSC_COR) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSCl, OSC2) .
15. Vorrichtung zum Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Ab- gassonden einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder (Zl bis Z4) und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, die ausgebildet ist zum
- Beladen des Abgaskatalysators mit Sauerstoff, bis er gesättigt ist,
- Einstellen eines vorgegebenen ersten fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM1_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4),
- Ermitteln eines ersten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSCl) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43),
- Beladen des Abgaskatalysators mit Sauerstoff, bis er gesät- tigt ist,
- Einstellen eines vorgegebenen zweiten fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LAM2_SP) in dem Brennraum des Zylinders, - Ermitteln eines zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSC2) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und
- Ermitteln der Dynamik-Zeitdauer (T_DELTA) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten
(OSCl, 0SC2) .
16. Vorrichtung zum Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Ab- gassonden einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zy- linder (Zl bis Z4) und einem Abgastrakt (4), in dem der Abgaskatalysator, eine erste Abgassonde (42) stromaufwärts des Abgaskatalysators und eine zweite Abgassonde (43) stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet sind, die ausgebildet ist zum - Vollständigen Entladen des in dem Abgaskatalysator gespeicherten Sauerstoffs,
- Einstellen eines vorgegebenen ersten mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (LAMl SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4), - Ermitteln eines ersten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSCl) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43),
- Vollständigen Entladen des in dem Abgaskatalysator gespeicherten Sauerstoffs, - Einstellen eines vorgegebenen zweiten mageren
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (LAM2_SP) in dem Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4),
- Ermitteln eines zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswertes (OSC2) abhängig von den Messsignalen (MSl, MS2) der ersten und zweiten Abgassonde (42, 43) und
- Ermitteln der Dynamik-Zeitdauer (T_DELTA) abhängig von den ersten und zweiten Sauerstoffspeicherkapazitätswerten (OSCl, OSC2) .
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