WO2013171015A1 - Verfahren und steuereinheit zur kompensation eines spannungsoffsets einer zweipunkt-lambdasonde - Google Patents

Verfahren und steuereinheit zur kompensation eines spannungsoffsets einer zweipunkt-lambdasonde Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for compensating for a voltage offset in a voltage lambda characteristic curve with respect to a reference voltage lambda characteristic curve of the two-point lambda probe, wherein the two-point lambda probe is arranged in the exhaust gas of an internal combustion engine.
  • the invention further relates to a control unit for carrying out the method.
  • lambda probes are used in modern internal combustion engines for determining the composition of the exhaust gas and for controlling the internal combustion engine.
  • Lambda sensors determine the oxygen content of the exhaust gas, which is used to control the internal combustion engine supplied air-fuel mixture and thus the exhaust lambda before a catalyst.
  • the air and fuel supply of the internal combustion engine is controlled via a lambda control circuit in such a way that optimum catalytic converter composition of the exhaust gas is achieved for exhaust gas aftertreatment by catalysts provided in the exhaust duct of the internal combustion engine.
  • gasoline engines is usually on a lambda of 1, ie a stoichiometric ratio of air to fuel regulated. The pollutant emission of the internal combustion engine can be minimized.
  • lambda probes there are various forms of lambda probes in use.
  • a two-point lambda probe also referred to as a jump probe or Nernst probe
  • the chip lambda characteristic curve at Lambda 1 to a sudden drop. It therefore essentially allows the distinction between rich exhaust gas ( ⁇ ⁇ 1) when operating the internal combustion engine with excess fuel and lean exhaust gas ( ⁇ > 1) when operating with excess air and allows control of the exhaust gas to a lambda of 1.
  • an internal combustion engine can also be regulated to a lean operation with excess air.
  • Two-point lambda probe are present, otherwise the accuracy of the control is not sufficient and impermissibly high emissions may occur. Due to manufacturing tolerances and aging effects of the two-point lambda probe this condition is not met.
  • the document DE 10 2010 027 984 A1 describes a method for operating an exhaust system of an internal combustion engine, in which at least one parameter of the exhaust gas flowing in an exhaust gas channel is detected by an exhaust gas probe. It is envisaged that during an operating condition of the internal combustion engine, in which an injection and combustion of fuel does not take place, the exhaust duct upstream of the exhaust gas probe by means of a fresh air supply associated with the fresh air supply fresh air is supplied, and during and / or after the exhaust gas probe is adjusted.
  • a sufficiently good compensation of the voltage offset is only possible if it is equally pronounced not only at overrun fuel cut with corresponding oxygen-containing exhaust gas, but in the entire lambda.
  • two-point lambda probes before catalyst are usually used with a two-point control.
  • This has the disadvantage that in operating modes for which a lean or rich air-fuel mixture is necessary, for example, for catalyst diagnosis or component protection, the target lambda set only pilot-operated, but can not be controlled.
  • the object of the invention relating to the method is achieved by determining the slope or a measure of the slope of the voltage-lambda characteristic curve for an output voltage of the two-point lambda probe and determining it with the slope or Measure for the slope of the reference voltage-lambda characteristic at the same output voltage and that from a deviation of the determined slope or the measure of the slope of the voltage-lambda curve from the slope or the measure for the slope of the reference Voltage lambda characteristic of the voltage offset is determined.
  • the reference voltage lambda characteristic corresponds to the voltage lambda characteristic of an unaged two-point lambda probe.
  • the determination of the voltage offset is thus not bound to operating parameters of the internal combustion engine, which result in a particular exhaust gas composition, such as the rarely occurring in modern engine concepts overrun phases.
  • a simple determination of the slope of the voltage-lambda characteristic and thus of a voltage offset can be achieved by starting from an output voltage of the two-point lambda probe a measured voltage change AUmess the two-point lambda probe after a predetermined lambda change ⁇ with a reference voltage change AU Ref the Reference voltage lambda characteristic is compared at an equal lambda change ⁇ and that from a Deviation of the measured voltage change AU meS s from the reference voltage change AU Ref the voltage offset is determined.
  • AU meS s AA represents the slope of the voltage lambda curve
  • AU Ref / AA the slope of the reference voltage lambda curve.
  • the voltage change AU is a measure of the slope and can therefore be used directly for the determination of the voltage offset.
  • the output voltage of the two-point lambda probe in which the slope of the voltage-lambda characteristic curve is determined, it can be determined in which lambda range the voltage offset is to be determined.
  • the lambda change ⁇ can be achieved by a targeted change of the internal combustion engine supplied air-fuel mixture. Since the output voltage of the two-point lambda probe before the catalyst reacts very quickly to lambda changes, the lambda changes must be impressed only briefly. The method therefore allows a very fast determination of the voltage offset.
  • the voltage offset is determined for the entire lambda range of the two-point lambda probe or that values of the voltage offset for different lambda ranges, in particular for a rich and a lean lambda range, are determined.
  • the voltage offset for different lambda ranges may vary. Due to the possibility of separately determining the voltage offset for different lambda ranges, the voltage offset can be compensated for as a function of the lambda range. Many causes of a voltage offset have different effects in the lean and in the rich lambda range. This can be compensated for by a separate measurement and compensation of the voltage offset in the case of lean and rich exhaust gas mixtures.
  • the predefinable lambda change ⁇ is set in a targeted manner and / or that the determination of the voltage offset takes place with a system-dependent lambda change ⁇ .
  • an active, specifically predetermined lambda change ⁇ the voltage change AU at a predetermined output voltage of the two-point lambda probe can be determined.
  • System-related active lambda changes such as those for catalytic converter diagnostics, probe dynamic diagnostics or phases with two-point lambda can be used to obtain additional measurements for voltage changes, if necessary, without making an active lambda change for this purpose.
  • the compensation of a voltage offset can be improved by repeatedly determining the measured voltage change AU meS s starting from an output voltage of the two-point lambda probe and / or by determining the measured voltage change AU meS s with positive and negative predefinable lambda changes ⁇ and the determination of the voltage offset from the averaged or filtered measured voltage changes AU meS s takes place.
  • a further improvement in the determination of a voltage offset can be achieved by determining measured voltage changes AU meS s on the basis of different output voltages of the two-point lambda probe and checking the voltage offsets determined therefrom by comparison for plausibility.
  • the amount and / or the type and / or duration of the predefinable lambda change ⁇ can be selected as a function of exhaust gas conditions or operating conditions of the internal combustion engine.
  • the lambda change ⁇ can be effected, for example, by a jump, a ramp, by wobble, by positive or negative lambda changes ⁇ or by any desired combinations thereof.
  • the amount and / or the type and / or the duration of the predefinable lambda change ⁇ can be predefined as a function of the exhaust gas conditions or the operating conditions of the internal combustion engine such that a clear and reliable evaluation of the specific slope or the specific voltage change AUmeas is performed can.
  • the determined voltage offset is made plausible by a comparison of the measured output voltage of the two-point lambda probe with the reference voltage lambda characteristic at a fuel cut of the internal combustion engine. This is advantageous, in particular, if the active lambda change ⁇ itself is subject to tolerances.
  • the specific voltage offset of the voltage-lambda characteristic curve is completely or partially compensated and / or that the voltage offset is compensated as a function of the lambda region of the voltage-lambda characteristic curve.
  • causes of the voltage offset are determined from the course of the voltage offset as a function of lambda and / or that measures are taken to avoid or reduce the causes of the voltage offset.
  • the voltage lambda characteristic of the two-point lambda probe is increasingly shifted in the rich lambda range by a fixed amount to lower output voltages, since the
  • Probe is operated too hot.
  • the heating power of the probe heater can be reduced, thereby at least reducing the voltage offset.
  • the determination of the voltage offset at a predetermined output voltage and thus in a predetermined lambda range can be achieved by actively setting a predetermined output voltage of the two-point lambda probe to determine the voltage offset, or by determining the voltage offset when the predetermined output voltage due to desired operating conditions of the internal combustion engine is set.
  • To actively approach the desired output voltage is particularly useful, if there is no offset compensation from previous operating cycles of the internal combustion engine. If, on the other hand, a compensation of the voltage offset has already been carried out in a preceding operating cycle and the data is present in a corresponding manner, a renewed adjustment can be carried out passively if the desired output voltage is more straightforward in the regular operation of the internal combustion engine.
  • the object of the invention relating to the control unit is achieved in that the control unit is designed to set a predefinable lambda change ⁇ of the exhaust gas so that the control unit has measuring means for determining a voltage change AUmess of the two-point lambda probe in response to the defined lambda change ⁇ , in that a reference voltage-lambda characteristic curve of the two-point lambda probe is stored in the control unit, that the control unit executes a program sequence for comparing the measured voltage change AU meS s of the two-point lambda probe after the predefinable lambda change ⁇ with a reference voltage change AU Ref of the reference Voltage lambda characteristic with an identical lambda change ⁇ and that the control unit has a program sequence for determining a voltage offset of the present voltage lambda curve of the two-point lambda probe with respect to the reference voltage lambda curve from a deviation the measured voltage change AU meS s from the reference voltage change AU Ref has.
  • the control unit makes it possible to determine a voltage offset of a two-point lambda probe as a function of the prevailing lambda range.
  • the voltage offset can be compensated, whereby a use of the two-point lambda probe is enabled for a continuous Lambdarege- ment.
  • FIG. 1 shows voltage-lambda characteristic curves of a two-point lambda probe with constant voltage offsets in relation to a reference voltage-lambda characteristic
  • FIG. 2 shows a third voltage-lambda characteristic curve of a two-point lambda probe with a lambda-dependent voltage offset with respect to a reference voltage-lambda characteristic curve.
  • FIG. 1 shows voltage lambda characteristic curves 10.1, 10.3 of a two-point lambda probe with constant voltage offsets 16, 17 with respect to a reference voltage lambda characteristic curve 10.2.
  • the characteristic curves 10.1, 10.2, 10.3 are plotted against an axis probe voltage 20 and with respect to an axis lambda 21.
  • a first voltage lambda characteristic 10. 1 is shifted by a negative voltage offset 17 and a second voltage lambda characteristic 10. 3 by a positive voltage offset 17 with respect to the reference voltage lambda characteristic 10.
  • a first voltage value 22 of the two-point lambda probe are in the rich lambda range 1 1 at the first voltage lambda characteristic
  • the first voltage lambda characteristic curve 10.1 results in the case of a negative voltage offset 17
  • the second voltage lambda characteristic curve 10.3 results in a positive voltage offset 16.
  • the gradient triangles 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6 each show a voltage change AU, which at a given, for all gradient triangles 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6 equal lambda change ⁇ , starting from the respective voltage value 22, 23 of the probe voltage yields. They thus represent the slopes of the respective voltage-lambda characteristic 10.1, 10.3 or of the reference voltage-lambda characteristic 10.2 at the respective voltage values 22, 23.
  • the method according to the invention makes use of the fact that in the case of the reference
  • Voltage lambda characteristic curve 10.2 not only between the output voltage U of the two-point lambda probe and lambda ⁇ a clear relationship exists, but also between the output voltage U and the slope of the characteristic curve AU / ⁇ . If there is a voltage offset 16, 17, the assignment between the output voltage and the slope of the characteristic is no longer correct.
  • FIG. 2 shows a third voltage-lambda characteristic curve 10.4 of a two-point lambda probe with a voltage offset dependent on lambda in relation to the reference voltage-lambda characteristic curve 10.3 shown in FIG.
  • the same identifiers are used as introduced for Figure 1.
  • the reference voltage-lambda characteristic curve 10.2 is assigned a seventh gradient triangle 15.1 and the third voltage-lambda characteristic curve 10.4 is assigned an eighth gradient triangle 15.2.
  • the reference voltage / lambda characteristic curve 10.2 is assigned a ninth gradient triangle 15.3 and the third voltage lambda characteristic curve 10.4 is assigned a tenth gradient triangle 15.4.
  • the gradient triangles 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 describe a voltage change in the third voltage-lambda characteristic 10.4 or the reference voltage-lambda characteristic 10.2 for a given lambda change ⁇ and thus the slope of the respective characteristic curves 10.2. 10.4.
  • the third voltage-lambda characteristic 10.4 is shifted in the entire lambda range by a fixed amount towards higher voltages.
  • this first effect may occur with pumped oxygen reference two-point lambda probes due to manufacturing tolerances.
  • the third voltage lambda characteristic 10.4 is additionally shifted in the rich lambda range 1 1 by a fixed amount to lower voltages. This second effect can occur if the two-point lambda probe is operated too hot.
  • the first effect is more pronounced than the second effect, so that in total the third voltage-lambda characteristic 10.4 is shifted toward higher voltages even in the rich lambda range 1 1, but less than in the lean lambda range 13.
  • the output voltage of the two-point lambda probe is adjusted to the fourth voltage value 25.
  • a voltage change AU.sub.mS.sup.S.sub.S of the output voltage is determined corresponding to the tenth gradient triangle 15.4, which is smaller than the expected chip change on the basis of the reference voltage lambda characteristic curve 10. change of order AU Re f. From this deviation, a compensation of the voltage offset necessary for the entire lambda range is performed and the fourth voltage lambda characteristic 10.4 is corrected accordingly.
  • the output voltage of the two-point lambda probe is adjusted to the third voltage value 24.
  • a now taking place predetermined lambda change ⁇ results in accordance with the eighth slope triangle 15.2 a voltage change AU meS s the output voltage, which is greater than the expected based on the reference voltage lambda curve 10.2 voltage change AU Re f. From this deviation, the remaining, for the rich lambda 1 1 1 necessary compensation of the voltage offset is performed for the rich lambda range.
  • the voltage lambda characteristic curve thus obtained is now adapted to the reference voltage lambda characteristic curves 10. 2 in the entire lambda range.
  • the cause of a voltage offset can also be detected from the course of the voltage offset as a function of lambda and then terminated or at least reduced. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, for example, the power of an electric heater of the two-point lambda probe can be reduced in order to reduce the second effect.
  • the voltage offset can be determined separately for different lambda ranges and corrected accordingly.
  • the determined offset compensation can be made plausible by repeating the measurement at the same point or at other points of the voltage-lambda characteristic 10.1, 10.3, 10.4. By averaging or filtering the measurement results, the compensation can be improved.
  • the determined compensation of the voltage offset can also be plausibilized by a thrust balance.
  • the offset compensation determined in the preceding drive cycle can be used to check the plausibility of offset measurements in the current drive cycle.
  • the voltage values 22, 23, 24, 25 can be set active. This is advantageous if there is no offset compensation from an earlier driving cycle. If an offset compensation is already present, the adjustment can take place passively if a required voltage value 22, 23, 24, 25 is present in the regular operation of the internal combustion engine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation eines Spannungsoffsets in einer Spannungs-Lambda-Kennlinie einer Zweipunkt-Lambdasonde gegenüber einer Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie der Zweipunkt-Lambdasonde, wobei die Zweipunkt-Lambdasonde in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Dabei ist es vorgesehen, dass für eine Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde die Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie bestimmt und mit der Steigung einer Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie bei der gleichen Ausgangsspannung verglichen wird und dass aus einer Abweichung der bestimmten Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie von der Steigung der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie der Spannungsoffset bestimmt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinheit zur Durchführung der Verfahren. Das Verfahren und die Steuereinheit ermöglichen die Bestimmung und Kompensation eines durch Alterung oder Fertigungsstreuungen bedingten Spannungsoffsets einer Zweipunkt-Lambdasonde.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Steuereinheit zur Kompensation eines Spannungsoffsets einer Zwei- punkt-Lambdasonde
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation eines Spannungsoffsets in einer Spannungs-Lambda-Kennlinie gegenüber einer Referenz-Spannungs-Lambda-Kenn- linie der Zweipunkt-Lambdasonde, wobei die Zweipunkt-Lambda-Sonde im Abgas einer Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Optimierung des Schadstoffausstoßes und der Abgasnachbehandlung werden bei modernen Brennkraftmaschinen Lambdasonden zur Bestimmung der Zusammensetzung des Abgases und zur Steuerung der Brennkraftmaschine eingesetzt. Lambdasonden bestimmen den Sauerstoffgehalt des Abgases, was zur Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs und somit des Abgas- lambdas vor einem Katalysator verwendet wird. Dabei wird über einen Lambda-Regel- kreis die Luft- und Kraftstoffzuführung der Brennkraftmaschine derart geregelt, dass eine für die Abgasnachbehandlung durch in dem Abgaskanal der Brennkraftmaschine vorgesehene Katalysatoren optimale Zusammensetzung des Abgases erreicht wird. Bei Ottomotoren wird in der Regel auf ein Lambda von 1 , also ein stöchiometrisches Verhältnis von Luft zu Kraftstoff, geregelt. Die Schadstoffemission der Brennkraftmaschine kann so minimiert werden.
Es sind verschiedene Formen von Lambdasonden im Einsatz. Bei einer Zweipunkt- Lambdasonde, auch als Sprungsonde oder Nernst-Sonde bezeichnet, weist die Span- nungs-Lambda-Kennlinie bei Lambda=1 einen sprungartigen Abfall auf. Sie erlaubt daher im Wesentlichen die Unterscheidung zwischen fettem Abgas (λ<1 ) bei Betrieb der Brennkraftmaschine mit Kraftstoffüberschuss und magerem Abgas (λ>1 ) bei Betrieb mit Luftüberschuss und ermöglicht eine Regelung des Abgases auf ein Lambda von 1 .
Eine Breitband-Lambdasonde, auch als stetige oder lineare Lambdasonde bezeichnet, ermöglicht die Messung des Lambdawertes in dem Abgas in einem weiten Bereich um Lambda = 1 herum. Damit kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine auch auf einen mageren Betrieb mit Luftüberschuss geregelt werden.
Durch eine Linearisierung der Sondenkennlinie ist auch mit einer kostengünstigeren Zweipunkt-Lambdasonde in einem eingeschränkten Lambdabereich eine stetige Lambdaregelung vor Katalysator möglich. Voraussetzung hierfür ist, dass zwischen der Sondenspannung der Zweipunkt-Lambdasonde und Lambda ein eindeutiger Zusam- menhang besteht. Dieser Zusammenhang muss über die gesamte Lebensdauer der
Zweipunkt-Lambdasonde vorliegen, da andernfalls die Genauigkeit der Regelung nicht ausreichend ist und unzulässig hohe Emissionen auftreten können. Auf Grund von Fertigungstoleranzen und von Alterungseffekten der Zweipunkt-Lambdasonde ist diese Voraussetzung nicht erfüllt.
Zur Durchführung einer stetigen Lambdaregelung mit einer Zweipunkt-Lambdasonde ist es bekannt, einen Spannungsoffset der vorliegenden Spannungs-Lambda-Kennlinie gegenüber einer Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie der Zweipunkt-Lambdasonde, der über den gesamten Lambdabereich konstant ist, durch einen Abgleich der Sondenspannung bei Schubabschaltung der Brennkraftmaschine, in welcher der
Brennkraftmaschine kein Kraftstoff zugeführt wird, zu bestimmen und zu kompensieren. Darauf aufbauend beschreibt die Schrift DE 10 2010 027 984 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, bei dem mindestens ein Parameter des in einem Abgaskanal strömenden Abgases von einer Abgassonde er- fasst wird. Dabei ist es vorgesehen, dass während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, in dem eine Einspritzung und Verbrennung von Kraftstoff nicht stattfindet, dem Abgaskanal stromaufwärts von der Abgassonde mittels einer der Abgasanlage zugeordneten Frischluftversorgung Frischluft zugeführt wird, und währenddessen und/oder danach die Abgassonde abgeglichen wird. Eine ausreichend gute Kompensation des Spannungsoffsets ist jedoch nur dann möglich, wenn dieser nicht nur bei Schubabschaltung bei entsprechend sauerstoffhaltigem Abgas, sondern im gesamten Lambdabereich gleich stark ausgeprägt ist. Dies kann dann der Fall sein, wenn der Spannungsoffset in einer einzigen Ursache begründet ist. Zumeist liegen jedoch mehrere überlagerte Ursachen für eine Abweichung der Span- nungs-Lambda-Kennlinie gegenüber der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie vor. Diese können in verschiedenen Lambdabereichen unterschiedlich stark ausgeprägt sein, wodurch sich der Spannungsoffset in Abhängigkeit vom Abgaslambda ändert. Insbesondere können die Ursachen im mageren und im fetten Lambdabereich unter- schiedlich stark ausgeprägt sein. Ein solcher, von Lambda abhängiger Spannungsoffset kann durch einen Abgleich bei Schubabschaltung nicht ausreichend kompensiert werden. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens liegt darin, dass moderne Motorkonzepte immer weniger Schubphasen aufweisen, was die Möglichkeit eines solchen Schubab- gleichs einschränkt.
Daher werden Zweipunkt-Lambdasonden vor Katalysator zumeist mit einer Zweipunkt- Regelung verwendet. Diese hat den Nachteil, dass in Betriebsmodi, für die ein mageres oder fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch notwendig ist, beispielsweise zur Katalysatordiagnose oder zum Bauteilschutz, das Ziel-Lambda nur vorgesteuert eingestellt, aber nicht geregelt werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Kompensation eines Spannungsoffsets einer Zweipunkt-Lambdasonde im Betrieb der Zweipunkt-Lambdasonde bereitzustellen, um eine stetige Lambdaregelung mit der Zwei- punkt-Lambdasonde zu ermöglichen.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass für eine Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde die Steigung oder ein Maß für die Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie bestimmt und mit der Steigung oder dem Maß für die Steigung der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie bei der gleichen Ausgangsspannung verglichen wird und dass aus einer Abweichung der bestimmten Steigung oder dem Maß für die Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie von der Steigung oder dem Maß für die Steigung der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie der Spannungsoffset bestimmt wird. Die Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie entspricht der Spannungs-Lambda-Kennlinie einer ungealterten Zweipunkt-Lambdasonde. Sie definiert die Sollkurve der Zweipunkt-Lambdasonde im Rahmen der Fertigungstoleranzen, auf weiche die Lambdaregelung der Brennkraftmaschine ausgelegt ist. Für die Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwi- sehen der Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde und der Steigung
(AU/AA)Ref der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie. Liegt bei der verwendeten Zweipunkt-Lambdasonde ein Spannungsoffset der Spannungs-Lambda-Kennlinie gegenüber der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie vor, so stimmt diese Zuordnung zwischen der gemessenen Steigung (AU/ AA)meSs und der Ausgangsspannung nicht mehr. Einer Abweichung der Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie der vorliegenden Zweipunkt-Lambdasonde von der Steigung der Referenz-Spannungs-Lambda- Kennlinie bei einer vorgegebenen Ausgangsspannung kann ein Spannungsoffset eindeutig zugeordnet werden. Das Verfahren ermöglicht die Bestimmung des Spannungsoffsets innerhalb des Regelbereichs der Zweipunkt-Lambdasonde in einem Lambdabereich um 1 , wie er im regulären Betrieb der Brennkraftmaschine überwiegend vorliegt. Die Bestimmung des Spannungsoffsets ist somit nicht an Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gebunden, die eine besondere Abgaszusammensetzung ergeben, wie beispielsweise der bei modernen Motorkonzepten selten auftretenden Schubphasen. Durch die Bestimmung und Kompensation eines durch Fertigungstoleranzen und Alterung hervorgerufenen Spannungsoffsets können kostengünstige Zweipunkt-Lambdasonden für stetige Lambdaregelungen verwendet werden. Eine einfache Bestimmung der Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie und somit eines Spannungsoffsets kann dadurch erreicht werden, dass ausgehend von einer Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde eine gemessene Spannungsänderung AUmess der Zweipunkt-Lambdasonde nach einer vorgebbaren Lambdaänderung Δλ mit einer Referenz-Spannungsänderung AURef der Referenz-Spannungs-Lambda- Kennlinie bei einer gleichen Lambdaänderung Δλ verglichen wird und dass aus einer Abweichung der gemessenen Spannungsänderung AUmeSs von der Referenz-Spannungsänderung AURef der Spannungsoffset bestimmt wird. AUmeSs AA stellt die Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie dar, AURef/ AA die Steigung der Referenz- Spannungs-Lambda-Kennlinie. Bei gleicher vorgegebenen Lambdaänderung Δλ ist die Spannungsänderung AU ein Maß für die Steigung und kann daher direkt für die Bestimmung des Spannungsoffsets verwendet werden. Durch die Wahl der Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde, bei der die Steigung der Spannungs-Lambda- Kennlinie bestimmt wird, kann festgelegt werden, in welchem Lambdabereich der Spannungsoffset bestimmt werden soll. Die Lambdaänderung Δλ kann durch eine gezielte Änderung des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs erreicht werden. Da die Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde vor Katalysator sehr schnell auf Lambdaänderungen reagiert müssen die Lambdaänderungen nur kurz aufgeprägt werden. Das Verfahren ermöglicht daher eine sehr schnelle Bestimmung des Spannungsoffsets.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Spannungsoffset für den gesamten Lambdabereich der Zweipunkt-Lambdasonde bestimmt wird oder dass Werte des Spannungsoffset für verschiedene Lambdabereiche, insbesondere für einen fetten und einen mageren Lambdabereich, bestimmt werden. Abhängig von seiner Ursache kann der Spannungsoffset für verschiedene Lambdabereiche unterschiedlich groß sein. Durch die Möglichkeit, den Spannungsoffset für verschiedene Lambdabereiche gesondert zu bestimmen, kann der Spannungsoffset in Abhängigkeit vom Lambdabereich angepasst kompensiert werden. Viele Ursachen für einen Spannungsoffset wirken sich unterschiedlich stark im mageren und im fetten Lambdabereich aus. Dies kann durch eine gesonderte Messung und Kompensation des Spannungsoffsets bei magerem und bei fettem Ab- gasgemisch ausgeglichen werden.
Entsprechend einer weiteren Verfahrensvariante kann es vorgesehen sein, dass die vorgebbare Lambdaänderung Δλ gezielt eingestellt wird und/oder dass die Bestimmung des Spannungsoffsets bei einer systembedingten Lambdaänderung Δλ erfolgt. Durch eine aktive, gezielt vorgegebene Lambdaänderung Δλ kann die Spannungsänderung AU bei einer vorgegebenen Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde bestimmt werden. Systembedingte aktive Lambdaänderungen, wie sie zum Beispiel für Katalysatordiagnosen, Sondendynamikdiagnosen oder Phasen mit Zweipunkt-Lambda- regelung auftreten, können genützt werden, um gegebenenfalls zusätzliche Messungen für Spannungsänderungen zu erhalten, ohne extra dafür eine aktive Lambdaände- rung vorzunehmen. Die Kompensation eines Spannungsoffsets kann dadurch verbessert werden, dass die gemessene Spannungsänderung AUmeSs ausgehend von einer Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde wiederholt bestimmt wird und/oder dass die gemessene Spannungsänderung AUmeSs bei positiven und negativen vorgebbaren Lambdaände- rungen Δλ bestimmt wird und dass die Bestimmung des Spannungsoffsets aus den gemittelten oder gefilterten gemessenen Spannungsänderungen AUmeSs erfolgt. Die
Wiederholung der Bestimmung der Spannungsänderung AUmeSs ermöglicht eine Plausibilisierung der Offsetkompensation. Durch die Messung der Spannungsänderung AUmess durch mehrere unmittelbar aufeinander folgende Lambdaänderungen Δλ mit entgegengesetzter Richtung und anschließender Mittelung beziehungsweise Filterung der Messwerte kann zum einen die Erkennungsgenauigkeit eines Spannungsoffsets erhöht werden, zum anderen wird das Soll-Lambda im zeitlichen Mittel beibehalten.
Eine weitere Verbesserung bei der Bestimmung eines Spannungsoffsets kann dadurch erreicht werden, dass gemessene Spannungsänderungen AUmeSs ausgehend von ver- schiedenen Ausgangsspannungen der Zweipunkt-Lambdasonde bestimmt werden und die daraus bestimmten Spannungsoffsets durch Vergleich auf Plausibilität geprüft werden.
Der Betrag und/oder die Art und/oder die Dauer der vorgebbaren Lambdaänderung Δλ können in Abhängigkeit von Abgasbedingungen oder Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine gewählt werden. Die Lambdaänderung Δλ kann beispielsweise durch einen Sprung, eine Rampe, durch Wobbein, durch positive oder negative Lambdaänderungen Δλ beziehungsweise durch beliebige Kombinationen daraus erfolgen. Dabei können der Betrag und/oder die Art und/oder die Dauer der vorgebbaren Lambdaände- rung Δλ in Abhängigkeit von den Abgasbedingungen oder den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine so vorgegeben sein, dass eine eindeutige und sichere Auswertung der bestimmten Steigung beziehungsweise der bestimmten Spannungsänderung AUmess durchgeführt werden kann. In Systemen, die einen Schubabgleich zulassen, kann es vorgesehen sein, dass der bestimmte Spannungsoffset durch einen Abgleich der gemessenen Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde mit der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie bei einer Schubabschaltung der Brennkraftmaschine plausibilisiert wird. Dies ist insbeson- dere dann vorteilhaft, wenn die aktive Lambdaänderung Δλ selbst toleranzbehaftet ist.
Bei einem erkannten Spannungsoffset der Zweipunkt-Lambdasonde kann es vorgesehen sein, dass der bestimmte Spannungsoffset der Spannungs-Lambda-Kennlinie vollständig oder teilweise kompensiert wird und/oder dass der Spannungsoffset in Abhän- gigkeit von dem Lambdabereich der Spannungs-Lambda-Kennlinie kompensiert wird.
Häufig ist es nicht notwendig, einen Spannungsoffset der Spannungs-Lambda-Kennlinie vollständig zu kompensieren. Es kann genügen, wenn der Spannungsoffset nur so weit kompensiert wird, dass die korrigierte Spannungs-Lambda-Kennlinie ausreichend gut mit der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie übereinstimmt. In solchen Fällen kann es ausreichend sein, den Spannungsoffset nur an einigen wenigen Punkten der
Spannungs-Lambda-Kennlinie zu bestimmen, auch wenn die tatsächliche Kennlinienverschiebung durch mehrere überlagerte Effekte verursacht wird.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass aus dem Verlauf des Spannungsoffsets in Abhängigkeit von Lambda Ursachen des Spannungsoffsets bestimmt werden und/oder dass Maßnahmen zur Vermeidung oder zur Verminderung der Ursachen des Spannungsoffsets getroffen werden. So kann es beispielsweise vorkommen, dass die Spannungs- Lambda-Kennlinie der Zweipunkt-Lambdasonde verstärkt im fetten Lambdabereich um einen festen Betrag zu niedrigeren Ausgangsspannungen hin verschoben ist, da die
Sonde zu heiß betrieben wird. In diesem Fall kann die Heizleistung der Sondenheizung reduziert werden und dadurch der Spannungsoffset zumindest reduziert werden.
Die Bestimmung des Spannungsoffsets bei einer vorgegebenen Ausgangsspannung und damit in einem vorgegebenen Lambdabereich kann dadurch erreicht werden, dass zur Bestimmung des Spannungsoffsets eine vorgegebene Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde aktiv eingestellt wird oder dass die Bestimmung des Spannungsoffsets durchgeführt wird, wenn die vorgegebene Ausgangsspannung auf Grund der gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Die gewünschte Ausgangsspannung aktiv anzufahren ist insbesondere dann sinnvoll, wenn noch keine Offsetkompensation aus früheren Betriebszyklen der Brennkraftmaschine vorliegt. Wenn hingegen schon eine Kompensation des Spannungsoffsets in einem vorangegangenen Betriebszyklus durchgeführt wurde und die Daten entsprechend vorliegen, kann ein erneuter Abgleich passiv durchgeführt werden, wenn in dem regulären betrieb der Brennkraftmaschine die gewünschte Ausgangsspannung gerader vorliegt.
Die die Steuereinheit betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, eine vorgebbare Lambdaanderung Δλ des Abgases einzustellen, dass die Steuereinheit Messmittel zur Bestimmung einer Spannungsänderung AUmess der Zweipunkt-Lambdasonde als Reaktion auf die definierte Lambdaän- derung Δλ aufweist, dass in der Steuereinheit eine Referenz-Spannungs-Lambda- Kennlinie der Zweipunkt-Lambdasonde hinterlegt ist, dass die Steuereinheit einen Programmablauf zum Vergleich der gemessene Spannungsänderung AUmeSs der Zweipunkt-Lambdasonde nach der vorgebbaren Lambdaänderung Δλ mit einer Referenz- Spannungsänderung AURef der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie bei einer gleichen Lambdaänderung Δλ aufweist und dass die Steuereinheit einen Programmablauf zur Bestimmung eines Spannungsoffsets der vorliegenden Spannungs-Lambda-Kenn- linie der Zweipunkt-Lambdasonde gegenüber der Referenz-Spannungs-Lambda-Kenn- linie aus einer Abweichung der gemessene Spannungsänderung AUmeSs von der Referenz-Spannungsänderung AURef aufweist. Die Steuereinheit ermöglicht die Bestimmung eines Spannungsoffsets einer Zweipunkt-Lambdasonde in Abhängigkeit vom vorliegenden Lambdabereich. Damit kann der Spannungsoffset kompensiert werden, wodurch eine Verwendung der Zweipunkt-Lambdasonde für eine stetige Lambdarege- lung ermöglicht wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Spannungs-Lambda-Kennlinien einer Zweipunkt-Lambdasonde mit konstanten Spannungsoffsets gegenüber einer Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie,
Figur 2 eine dritte Spannungs-Lambda-Kennlinien einer Zweipunkt-Lambdasonde mit einem von Lambda abhängigen Spannungsoffset gegenüber einer Referenz-Span- nungs-Lambda-Kennlinie. Figur 1 zeigt Spannungs-Lambda-Kennlinien 10.1 , 10.3 einer Zweipunkt-Lambdasonde mit konstanten Spannungsoffsets 16, 17 gegenüber einer Referenz-Spannungs- Lambda-Kennlinie 10.2. Die Kennlinien 10.1 , 10.2, 10.3 sind gegenüber einer Achse Sondenspannung 20 und gegenüber einer Achse Lambda 21 aufgetragen. Eine erste Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 ist um einen negativen Spannungsoffset 17 und eine zweite Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.3 um einen positiven Spannungsoffset 17 gegenüber der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 verschoben. Der dargestellte Lambdabereich ist durch einer Markierung 12 bei Lambda =1 in einen fetten Lambdabereich 1 1 mit Lambda < 1 und einen mageren Lambdabereich 13 mit Lambda > 1 aufgeteilt. Ausgehend von einem ersten Spannungswert 22 der Zweipunkt-Lambdasonde sind im fetten Lambdabereich 1 1 an der ersten Spannungs-Lambda-Kennlinie
10.1 ein erstes Steigungsdreieck 14.1 , an der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie
10.2 ein zweites Steigungsdreieck 14.2 und an der zweiten Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.3 ein drittes Steigungsdreieck 14.3 angelegt. Ausgehend von einem zweiten Spannungswert 23 der Zweipunkt-Lambdasonde sind im mageren Lambdabereich 13 an der ersten Spannungs-Lambda-Kennlinie10.1 ein viertes Steigungsdreieck 14.4, an der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 ein fünftes Steigungsdreieck 14.5 und an der zweiten Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.3 ein sechstes Steigungsdreieck 14.6 angelegt.
Die Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 entspricht dem Verlauf des Ausgangssignals einer intakten, ungealterten Zweipunkt-Lambdasonde im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine bei einer Änderung der Abgaszusammensetzung. Sie weist bei Lambda = 1 ihre maximale Steigung auf. Der Sprung von einer hohen Ausgangs- Spannung zu einer niedrigen Ausgangsspannung findet in einem vergleichsweise kleinen Lambdafenster statt. Durch beispielsweise eine Alterung der Zweipunkt-Lambdasonde kann sich deren Ausgangsspannung um einen Spannungsoffset 16, 17 verschieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Spannungsoffset 16, 17 über den gesamten Lambdabereich, also sowohl im fetten Lambdabereich 1 1 wie im mageren Lambdabereich 13, gleich. Die erste Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 ergibt sich bei einem negativen Spannungsoffset 17, die zweite Spannungs-Lambda- Kennlinie 10.3 bei einem positiven Spannungsoffset 16.
Die Steigungsdreiecke 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6 zeigen jeweils eine Spannungsänderung AU, die sich bei einer vorgegebenen, für alle Steigungsdreiecke 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6 gleich großen Lambdaänderung Δλ, ausgehend von dem jeweiligen Spannungswert 22, 23 der Sondenspannung, ergibt. Sie stellen somit die Steigungen der jeweiligen Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3 beziehungsweise der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 bei den jeweiligen Spannungswerten 22, 23 dar. Das erfindungsgemäße Verfahren nützt aus, dass im Fall der Referenz-
Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 nicht nur zwischen der Ausgangsspannung U der Zweipunkt-Lambdasonde und Lambda λ ein eindeutiger Zusammenhang besteht, sondern auch zwischen der Ausgangsspannung U und der Steigung der Kennlinie AU/ Δλ. Liegt ein Spannungsoffset 16, 17 vor, stimmt die Zuordnung zwischen der Ausgangs- Spannung und der Steigung der Kennlinie nicht mehr.
Im Falle eines positiven Spannungsoffsets 16 resultiert bei einer vorgegebenen Lambdaänderung Δλ und einem bestimmten Spannungswert 22, 23 der Sondenspannung im mageren Lambdabereich 13 einer geringere und im fetten Lambdabereich 1 1 eine hö- here Spannungsänderung AU als im Fall der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie
10.2.
Im Falle eines negativen Spannungsoffsets 17 resultiert bei einer vorgegebenen Lambdaänderung Δλ und einem bestimmten Spannungswert 22, 23 der Sondenspan- nung im mageren Lambdabereich 13 einer höhere und im fetten Lambdabereich 1 1 eine niedrigere Spannungsänderung AU als im Fall der Referenz-Spannungs-Lambda- Kennlinie 10.2.
Aus der Abweichung der gemessenen Spannungsänderung AUmeSs von der für die Re- ferenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 erwartete Spannungsänderung AURef wird ein Maß für die notwendige Kompensation des Spannungsoffsets 16, 17 ermittelt und eine korrigierte Spannungs-Lambda-Kennlinie berechnet, die bei vollständiger Kompensation mit der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 deckungsgleich ist. Damit ist es möglich, auch bei einer gealterten Zweipunkt-Lambdasonde einen eindeu- tigen Zusammenhang zwischen der Sondenspannung und Lambda zu erhalten. Damit kann auch mit einer im Vergleich zu einer Breitband-Lambdasonde kostengünstigen Zweipunkt-Lambdasonde in einem eingeschränkten Lambdabereich eine stetige Lambdaregelung vor Katalysator durchgeführt werden. Figur 2 zeigt eine dritte Spannungs-Lambda-Kennlinien 10.4 einer Zweipunkt-Lambda- sonde mit einem von Lambda abhängigen Spannungsoffset gegenüber der in Figur 1 gezeigten Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.3. In der Darstellung sind die gleichen Bezeichner wie zu Figur 1 eingeführt verwendet. Bei einem dritten Spannungswerte 24 der Zweipunkt-Lambdasonde ist der Referenz-Spannungs-Lambda- Kennlinien 10.2 ein siebtes Steigungsdreieck 15.1 und der dritten Spannungs-Lambda- Kennlinien 10.4 ein achtes Steigungsdreieck 15.2 zugeordnet. Bei einem vierten Spannungswerte 25 der Zweipunkt-Lambdasonde ist der Referenz-Spannungs-Lambda- Kennlinien 10.2 ein neuntes Steigungsdreieck 15.3 und der dritten Spannungs- Lambda-Kennlinien 10.4 ein zehntes Steigungsdreieck 15.4 zugeordnet.
Wie zu Figur 1 dargelegt beschreiben die Steigungsdreiecke 15.1 , 15.2, 15.3, 15.4 eine Spannungsänderung in der dritte Spannungs-Lambda-Kennlinien 10.4 beziehungsweise der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 bei einer vorgegebenen Lambdaänderung Δλ und somit die Steigung der jeweiligen Kennlinien 10.2, 10.4.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die dritte Spannungs-Lambda-Kennlinien 10.4 im gesamten Lambdabereich um einen festen Betrag zu höheren Spannungen hin verschoben. Dieser erste Effekt kann zum Beispiel bei Zweipunkt-Lambdasonden mit gepumpter Sauerstoffreferenz auf Grund von Fertigungstoleranzen auftreten.
Die dritte Spannungs-Lambda-Kennlinien 10.4 ist zusätzlich im fetten Lambdabereich 1 1 um einen festen Betrag zu niedrigeren Spannungen hin verschoben. Dieser zweite Effekt kann auftreten, wenn die Zweipunkt-Lambdasonde zu heiß betrieben wird.
Im fetten Lambdabereich 1 1 ist der erste Effekt stärker ausgeprägt als der zweite Effekt, so dass in Summe die dritte Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.4 auch im fetten Lambdabereich 1 1 zu höheren Spannungen hin verschoben ist, allerdings weniger als im mageren Lambdabereich 13.
In einem ersten Verfahrensschritt wird die Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde auf den vierten Spannungswert 25 eingeregelt. Bei einer jetzt erfolgenden vorgegebenen Lambdaänderung Δλ wird entsprechend dem zehnten Steigungsdreieck 15.4 eine Spannungsänderung AUmeSs der Ausgangsspannung bestimmt, die kleiner ist als die auf Basis der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 erwarteten Span- nungsänderung AURef. Aus dieser Abweichung wird eine für den gesamten Lambdabe- reich notwendige Kompensation des Spannungsoffsets vorgenommen und die vierte Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.4 entsprechend korrigiert. In einem zweiten Verfahrensschritt wird die Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lamb- dasonde auf den dritten Spannungswert 24 eingeregelt. Eine jetzt erfolgende vorgegebene Lambdaänderung Δλ ergibt entsprechend dem achten Steigungsdreieck 15.2 eine Spannungsänderung AUmeSs der Ausgangsspannung, die größer ist als die auf Basis der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 erwartete Spannungsänderung AURef. Aus dieser Abweichung wird für den fetten Lambdabereich 1 1 die verbleibende, für den fetten Lambdabereich 1 1 notwendige Kompensation des Spannungsoffsets durchgeführt. Die so erhaltene Spannungs-Lambda-Kennlinie ist nun im gesamten Lambdabereich an die Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinien 10.2 angepasst. Alternativ zur Kompensation des Spannungsoffsets kann aus dem Verlauf des Spannungsoffsets in Abhängigkeit von Lambda auch die Ursache für einen Spannungsoffset erkannt und daraufhin beendet oder zumindest reduziert werden. In dem zu Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel die Leistung einer elektrischen Heizung der Zweipunkt-Lambdasonde reduziert werden, um den zweiten Effekt zu verrin- gern.
Aus dem Vergleich der Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 mit der Steigung einer Referenz- Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 bei jeweils vorzugebenden Spannungswerten 22, 23, 24, 25 der Ausgangsspannung der Zweipunkt- Lambdasonde und somit bei vorgegebenen Lambdabereichen kann eine eindeutige
Bestimmung eines vorliegenden Spannungsoffsets erfolgen. Der Spannungsoffset kann dabei für verschiedene Lambdabereiche getrennt ermittelt und entsprechend korrigiert werden. Die ermittelte Offsetkompensation kann durch Wiederholung der Messung am selben Punkt oder an anderen Punkten der Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 plausibilisiert werden. Durch Mittelung oder Filterung der Messergebnisse kann die Kompensation verbessert werden.
In Systemen, die einen Schubabgleich zulassen, kann die ermittelte Kompensation des Spannungsoffsets auch durch einen Schubabgleich plausibilisiert werden. Bei einem Einsatz in einem Kraftfahrzeug ist es vorteilhaft, die Offsetkompensation, die in einem vorhergehenden Fahrzyklus ermittelt wurde, zu speichern und in den nächsten Fahrzyklus zu übernehmen. Damit steht im nächsten Fahrzyklus sofort eine korrigierte Kennlinie zur Verfügung. Die im vorhergehenden Fahrzyklus ermittelte Offset- kompensation kann zur Plausibilisierung von Offsetmessungen im laufenden Fahrzyklus herangezogen werden.
Die Spannungswerte 22, 23, 24, 25 können aktiv eingestellt werden. Dies ist vorteilhaft, wenn noch keine Offsetkompensation aus einem früheren Fahrzyklus vorliegt. Wenn bereits eine Offsetkompensation vorliegt kann der Abgleich passiv stattfinden, wenn in dem regulären Betrieb der Brennkraftmaschine ein benötigter Spannungswert 22, 23, 24, 25 vorliegt.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Kompensation eines Spannungsoffsets 16, 17 in einer Spannungs- Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 einer Zweipunkt-Lambdasonde gegenüber einer Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 der Zweipunkt-Lambdasonde, wobei die Zweipunkt-Lambda-Sonde in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde die Steigung oder ein Maß für die Steigung der Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 bestimmt und mit der Steigung oder dem Maß für die Steigung der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 bei der gleichen Ausgangsspannung verglichen wird und dass aus einer Abweichung der bestimmten Steigung oder dem Maß für die Steigung der Spannungs- Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 von der Steigung oder dem Maß für die Steigung der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 der Spannungsoffset 16, 17 bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde eine gemessene Spannungsänderung AUmess der Zweipunkt-Lambdasonde nach einer vorgebbaren Lambda- änderung Δλ mit einer Referenz-Spannungsänderung AURef der Referenz-Span- nungs-Lambda-Kennlinie bei einer gleichen Lambdaänderung Δλ verglichen wird und dass aus einer Abweichung der gemessenen Spannungsänderung AUmeSs von der Referenz-Spannungsänderung AURef der Spannungsoffset 16, 17 bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsoffset 16, 17 für den gesamten Lambdabereich der Zweipunkt-Lambdasonde bestimmt wird oder dass Werte des Spannungsoffsets 16, 17 für verschiedene Lambdabereiche, insbesondere für einen fetten und einen mageren Lambdabereich 1 1 , 13, bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare-Lambdaänderung Δλ gezielt eingestellt wird und/oder dass die Bestimmung des Spannungsoffsets 16, 17 bei einer systembedingten Lambdaanderung Δλ erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Spannungsänderung AUmeSs ausgehend von einer Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde wiederholt bestimmt wird und/oder dass die gemessene Spannungsänderung AUmeSs bei positiven und negativen vorgebbaren Lambdaänderungen Δλ bestimmt wird und dass die Bestimmung des Spannungsoffsets 16, 17 aus den gemittelten oder gefilterten gemessenen Spannungsänderungen AUmess erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass gemessene Spannungsänderungen AUmeSs ausgehend von verschiedenen Ausgangsspannungen der Zweipunkt-Lambdasonde bestimmt werden und die daraus bestimmten Spannungsoffsets 16, 17 durch Vergleich auf Plausibilität geprüft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag und/oder die Art und/oder die Dauer der vorgebbaren Lambdaänderung Δλ in Abhängigkeit von Abgasbedingungen oder Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine gewählt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Spannungsoffset 16, 17 durch einen Abgleich der gemessenen Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde mit der Referenz-Spannungs- Lambda-Kennlinie 10.2 bei einer Schubabschaltung der Brennkraftmaschine plausibilisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Spannungsoffset 16, 17 der Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 vollständig oder teilweise kompensiert wird und/oder dass der Spannungsoffset 16, 17 in Abhängigkeit von dem Lambdabereich der Spannungs-Lambda- Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 kompensiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Verlauf des Spannungsoffsets 16, 17 in Abhängigkeit von Lambda Ursachen des Spannungsoffsets 16, 17 bestimmt werden und/oder dass Maßnahmen zur Vermeidung oder zur Verminderung der Ursachen des Spannungsoffsets 16, 17 getroffen werden.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Spannungsoffsets 16, 17 eine vorgegebene Ausgangsspannung der Zweipunkt-Lambdasonde aktiv eingestellt wird oder dass die Bestimmung des Spannungsoffsets 16, 17 durchgeführt wird, wenn die vorgegebene Ausgangsspannung auf Grund der gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eingestellt wird.
12. Steuereinheit zur Steuerung einer Brennkraftmaschine und zur Bestimmung der Ausgangsspannung einer Zweipunkt-Lambdasonde im Abgaskanal der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, eine vorgebbare Lambdaänderung Δλ des Abgases einzustellen, dass die Steuereinheit Messmittel zur Bestimmung einer Spannungsänderung AUmeSs der Zweipunkt-Lambdasonde als Reaktion auf die definierte Lambdaänderung Δλ aufweist, dass in der Steuereinheit eine Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 der Zweipunkt-Lambdasonde hinterlegt ist, dass die Steuereinheit einen Programmablauf zum Vergleich der gemessene Spannungsänderung AUmeSs der Zweipunkt-Lambdasonde nach der vorgebbaren Lambdaänderung Δλ mit einer Referenz-Spannungsänderung AURef der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 bei einer gleichen Lambdaänderung Δλ aufweist und dass die Steuereinheit einen Programmablauf zur Bestimmung eines Spannungsoffsets 16, 17 der vorliegenden Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.1 , 10.3, 10.4 der Zweipunkt-Lambdasonde gegenüber der Referenz-Spannungs-Lambda-Kennlinie 10.2 aus einer Abweichung der gemessene Spannungsänderung AUmeSs von der Referenz- Spannungsänderung AURef aufweist.
PCT/EP2013/057954 2012-05-15 2013-04-17 Verfahren und steuereinheit zur kompensation eines spannungsoffsets einer zweipunkt-lambdasonde WO2013171015A1 (de)

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