DE102006041479A1

DE102006041479A1 - Oxygen storage capacity determination method of exhaust gas purification system for combustion engine and for evaluation of quality of purification system, involves designing of oxygen level of purification system from difference quantity

Info

Publication number: DE102006041479A1
Application number: DE102006041479A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Schnaibel; Kersten Wehmeier; Christoph Woll; Klaus Hirschmann; Joerg Frauhammer; Carina Dittmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: CN101169064A; CN101169064B; DE102006041479B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Sauerstoff-Speicherfähigkeit einer Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine.
Wird eine Differenzmenge zwischen einer in die Abgasreinigungsanlage eingetragenen Sauerstoffmenge und einer aus der Abgasreinigungsanlage ausgetragenen Sauerstoffmenge bestimmt und wird aus der Differenzmenge ein Sauerstoff-Füllstand der Abgasreinigungsanlage gebildet, wird ermöglicht, auch bei nicht vollständig von Sauerstoff geleertem oder mit Sauerstoff gefülltem Katalysator einen Messzyklus zu beginnen und anzugeben, ob der Katalysator eine ausreichende Konvertierungsfähigkeit aufweist. Weiterhin kann ein Durchtritt von Sauerstoff bei nicht vollständig gefüllter Abgasreinigungsanlage, der so genannte Schlupf, berücksichtigt werden.The invention relates to a method for determining an oxygen storage capacity of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.
If a difference between an amount of oxygen introduced into the exhaust-gas purification system and an amount of oxygen discharged from the exhaust-gas purification system is determined and if an oxygen level of the exhaust-gas purification system is formed from the difference, it is possible to start a measurement cycle even if the catalyst is not completely emptied of oxygen or filled with oxygen and indicate whether the catalyst has sufficient conversion ability. Furthermore, a passage of oxygen in not completely filled emission control system, the so-called slip, are taken into account.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Sauerstoff-Speicherfähigkeit einer Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method for determining an oxygen storage capacity an emission control system for an internal combustion engine.

Das Speichervermögen einer Abgasreinigungsanlage für Sauerstoff wird dazu ausgenutzt, in Magerphasen Sauerstoff aufzunehmen und in Fettphasen wieder abzugeben. Hierdurch wird erreicht, dass oxydierbare Schadgaskomponenten des Abgases konvertiert werden können. Mit zunehmender Alterung der Abgasreinigungsanlage nimmt deren Speichervermögen für Sauerstoff OSC (Oxygen Storage Capacity) ab. Hierdurch kann in den Fettphasen nicht mehr genügend Sauerstoff zur Verfügung gestellt werden um das Abgas von den Schadgaskomponenten zu reinigen und die Lambdasonde hinter der Abgasreinigungsanlage detektiert diese zu oxydierenden Komponenten. Weiterhin detektiert diese Lambdasonde in längeren Magerphasen den Sauerstoff, der nicht mehr von der Abgasreinigungsanlage gespeichert werden kann. In vielen Ländern ist eine Überprüfung der Abgasreinigungsanlage während des Fahrbetriebs durch die Motorsteuerung gesetzlich vorgeschrieben (On-Board-Diagnose). Eine aktive Katalysator-Diagnose hat dabei die Aufgabe, ein unzulässiges Absinken der Konvertierungsfähigkeit, die zu unzulässiger Erhöhung der Abgaswerte führt, zu erkennen und beispielsweise über eine Kontroll-Lampe anzuzeigen.The storage capacity an emission control system for Oxygen is used to absorb oxygen in lean phases and again in fat phases. This ensures that oxidizable noxious gas components of the exhaust gas can be converted. With Increasing aging of the emission control system decreases its storage capacity for oxygen OSC (Oxygen Storage Capacity). This can not in the fat phases more enough Oxygen available be made to clean the exhaust gas from the noxious gas components and the lambda probe is detected behind the emission control system these components to be oxidized. Furthermore, this lambda probe detects in longer Mealy phases the oxygen, which is no longer stored by the emission control system can be. In many countries is a review of Emission control system during the Driving by the engine control required by law (On-board diagnostics). An active catalyst diagnosis is included the task, an inadmissible Decreasing the conversion ability, the too inadmissible increase the exhaust gas values leads to recognize and, for example, over to display a control lamp.

Ein bekanntes Diagnoseverfahren für die Konvertierungsfähigkeit besteht darin, die Sauerstoffspeicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage zu bestimmen, da erfahrungsgemäß mit der Speicherfähigkeit auch das Konvertierungsvermögen abnimmt.One known diagnostic method for the conversion ability is the oxygen storage capacity of the emission control system to determine, since experience with the storage capacity also the conversion ability decreases.

In der DE 41 12 478 C2 ist ein Verfahren zur Beurteilung des Alterungszustandes eines Katalysators beschrieben, bei dem die Lambdawerte vor und hinter dem Katalysator gemessen werden. Untersucht wird, ob bei einer Regelschwingung vor dem Katalysator von Fett nach Mager oder umgekehrt der Lambdawert hinter dem Katalysator einen entsprechenden Übergang zeigt, und dann, wenn dies der Fall ist, der den Katalysator durchströmende Gasmassenstrom bestimmt wird, das zeitliche Integral des Produktes aus Gasmassenstrom und Lambdawert vor dem Katalysator berechnet wird, das zeitliche Integral des Produktes aus Gasmassenstrom und Lambdawert hinter dem Katalysator berechnet wird und als Maß für den Alterungszustand des Katalysators entweder die Differenz zwischen den beiden Integralen oder der Quotient aus den beiden Integralen oder der Quotient aus der Differenz und einem der beiden Integrale verwendet wird. Nachteilig bei dem beschriebenen Verfahren ist, dass der Lambdawert vor der Abgasreinigungsanlage mit einer aufwändigen Breitband-Lambdasonde gemessen werden muss, um über die Integration des Produktes aus aktuellem Lambdawerte und Gasmassenstrom die eingebrachte oder entnommene Sauerstoffmenge zu bestimmen.In the DE 41 12 478 C2 describes a method for assessing the aging state of a catalyst, in which the lambda values are measured in front of and behind the catalyst. It is examined whether the lambda value behind the catalyst shows a corresponding transition at a control oscillation before the catalyst from rich to lean or vice versa, and then, if this is the case, the gas mass flow flowing through the catalyst is determined as the time integral of the product from gas mass flow and lambda value before the catalyst is calculated, the temporal integral of the product of gas mass flow and lambda value is calculated behind the catalyst and as a measure of the aging state of the catalyst either the difference between the two integrals or the quotient of the two integrals or the quotient of the difference and one of the two integrals is used. A disadvantage of the method described is that the lambda value must be measured before the emission control system with a complex broadband lambda probe in order to determine the introduced or extracted amount of oxygen on the integration of the product of current lambda values and gas mass flow.

Die DE 19803828 A1 beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Überprüfung eines Abgaskatalysators bei Verbrennungsmotoren, bei dem der Sauerstoffgehalt des Abgases hinter dem Katalysator bestimmt und bei dem der mittlere Sauerstoffgehalt des Abgases vor dem Katalysator in eine Richtung verändert wird, die von dem zuvor bestimmten Sauerstoffgehalt hinter dem Katalysator wegführt und bei dem die aus der Änderung des mittleren Sauerstoffgehaltes resultierende Änderung des Sauerstofffüllstandes des Katalysators bestimmt wird und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird und bei der eine Fehlermeldung unterbleibt, wenn der vorbestimmte Grenzwert überschritten wird bevor sich der Sauerstoffgehalt des Abgases hinter dem Katalysator ändert.The DE 19803828 A1 describes a method and apparatus for checking an exhaust gas catalyst in internal combustion engines, wherein the oxygen content of the exhaust gas behind the catalyst determines and in which the average oxygen content of the exhaust gas before the catalyst is changed in a direction that leads away from the previously determined oxygen content behind the catalyst and in which the change in the oxygen level of the catalyst resulting from the change in the average oxygen content is determined and compared with a predetermined limit value and an error message is omitted if the predetermined limit value is exceeded before the oxygen content of the exhaust gas changes behind the catalytic converter.

Bei einer Zweipunktsonde vor dem Katalysator kann der Sauerstoffgehalt des eingetragenen Abgases nicht quantitativ bestimmt werden. Dies gilt sowohl für das fette Gemisch als auch für das magere Gemisch. Ein Ansatz für die Realisierung ist, von einer korrekten Vorsteuerung auszugehen und den Sauerstoffgehalt des eingetragenen Abgases zu modellieren. Nachteilig ist dabei, dass Fehler bei der Vorsteuerung nicht erkannt werden. Zudem kann sich im weiteren Verlauf eine zusätzliche Abweichung der Vorsteuerung einstellen, die das Ergebnis zusätzlich verfälscht.at a two-point probe in front of the catalyst can the oxygen content of the input exhaust gas can not be determined quantitatively. This applies to both the fat mixture as well the lean mixture. An approach for the realization is to start from a correct precontrol and to model the oxygen content of the input exhaust gas. The disadvantage here is that errors in the feedforward control not recognized become. In addition, in the course of an additional Set deviation of feedforward, which additionally falsifies the result.

In einer parallel laufenden Anmeldung DE 10 2005 058 524 der Anmelderin werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems beschrieben, bei denen zur Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit eines Katalysators mittels einer modellierten Lambda-Vorsteuerung zwischen einem fetten und einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch gewechselt wird, wobei ein Lambda-Wert in seinem zeitlichen Verlauf nach einem minimalen Lambda-Wert einen Bereich stetiger Zunahme oder nach einem maximalen Lambda-Wert einen Bereich stetiger Abnahme durchläuft. Hierdurch kann eine punktuelle Fehlertoleranz verschliffen werden und die Genauigkeit der Katalysator-Diagnose, insbesondere bei Verwendung einer Zweipunkt- oder Sprungsonde, verbessert werden.In a parallel application DE 10 2005 058 524 The applicant describes a method and a device for monitoring an exhaust gas aftertreatment system, in which a lambda value is changed in its temporal flow to determine the oxygen storage capacity of a catalytic converter by means of a modeled lambda pilot control between a rich and a lean fuel-air mixture Course after a minimum lambda value, a region of continuous increase or after a maximum lambda value passes through an area of steady decrease. As a result, a punctual fault tolerance can be smoothed and the accuracy of the catalyst diagnosis, in particular when using a two-point or jump probe, improved.

In einem Zyklus zur Bestimmung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit wird gemäß dem Stand der Technik entweder von einem vollständig mit Sauerstoff gefüllten oder vollständig entleerten Katalysator ausgegangen. Beginnt der Zyklus mit einem vollständig entleerten Katalysator, wird dieser so lange mit magerem Abgas bekannten Lambdawerts beaufschlagt, bis eine Abgassonde am Ausgang des Katalysators durchtretenden Sauerstoff feststellt. Die eingetragene Sauerstoffmenge entspricht dann der Sauerstoff-Speicherfähigkeit. Beginnt der Zyklus mit einem vollständig gefüllten Katalysator, wird dieser so lange mit fettem Abgas bekannten Lambdawerts beaufschlagt, bis die Abgassonde am Ausgang des Katalysators durchtretendes fettes Abgas feststellt. Die ausgetragene Sauerstoffmenge entspricht dann der Sauerstoff-Speicherfähigkeit. In beiden Fällen wird davon ausgegangen, dass am Ausgang des Katalysators das Abgas einen Lambdawert von 1 aufweist, solange der Katalysator Sauerstoff einspeichert beziehungsweise abgibt. Danach springt der Lambdawert und zeigt ein Ende des Messzyklus an. In der Realität treten schnelle und langsame Einspeicher- und Abgabe-Vorgänge auf, so dass die Abgassonde springen kann, obwohl die Speicherfähigkeit noch nicht ausgeschöpft ist. Weiterhin ist der Signalsprung der Abgassonde sehr stark von den Konzentrationen der übrigen Spezies im Abgas abhängig; beispielsweise beeinflusst die Wasserstoffkonzentration erheblich die Lage des Sondensprungs. Durch diese Verschiebungen des Sondensprungs wird der Zeitpunkt beeinflusst, zu dem der Zyklus zur Bestimmung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit beendet wird. Hierdurch wird die eingespeicherte oder entnommene Sauerstoffmenge, dadurch die Sauerstoff-Speicherfähigkeit und letztlich die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators nicht korrekt bestimmt.In one cycle for determining oxygen storage capacity, according to the prior art, either a completely oxygen-filled or fully-depleted catalyst is used went out. If the cycle begins with a completely emptied catalyst, it is subjected to lambda value known for a long time until lean exhaust gas is detected until an exhaust gas probe detects oxygen passing through at the outlet of the catalytic converter. The registered amount of oxygen then corresponds to the oxygen storage capacity. If the cycle starts with a completely filled catalyst, it is exposed to lambda value of known exhaust gas until the exhaust gas probe detects rich exhaust gas passing through the outlet of the catalytic converter. The discharged amount of oxygen then corresponds to the oxygen storage capacity. In both cases, it is assumed that the exhaust gas has a lambda value of 1 at the outlet of the catalytic converter as long as the catalytic converter stores or releases oxygen. Thereafter, the lambda value jumps and indicates an end of the measurement cycle. In reality, fast and slow injection and discharge processes occur, so that the exhaust gas probe can jump even though its storage capacity has not yet been exhausted. Furthermore, the signal jump of the exhaust gas probe is very much dependent on the concentrations of the other species in the exhaust gas; For example, the hydrogen concentration significantly affects the location of the probe jump. These shifts in the probe jump affect the timing at which the oxygen storage capacity determination cycle is terminated. As a result, the stored or withdrawn amount of oxygen, thereby the oxygen storage capacity and ultimately the conversion ability of the catalyst is not determined correctly.

Die vorgenannten Überlegungen gehen davon aus, dass bei Einspeichern von Sauerstoff dieser im Katalysator adsorbiert wird, bis dessen Speichervermögen erreicht ist und die Sauerstoff- Konzentration am Ausgang sprunghaft ansteigt. In der Realität tritt jedoch stets bereits während der Einspeicherung ein Schlupf auf, der die Diagnose verfälscht.The aforementioned considerations assume that when storing oxygen in this Catalyst is adsorbed until its storage capacity is reached is and the oxygen concentration rises suddenly at the exit. In reality, however, always already occurs while the storage a slip on, which distorts the diagnosis.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit einer Abgasreinigungsanlage anzugeben, dass eine genauere Diagnose der Sauerstoff-Speicherfähigkeit und damit der Konvertierungsfähigkeit der Abgasreinigungsanlage ermöglicht.It The object of the invention is a method for determining the oxygen storage capacity specify an emission control system that a more accurate diagnosis the oxygen storage capacity and thus the conversion ability allows the emission control system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Differenzmenge zwischen einer in die Abgasreinigungsanlage eingetragenen Sauerstoffmenge und einer aus der Abgasreinigungsanlage ausgetragenen Sauerstoffmenge bestimmt wird und dass aus der Differenzmenge ein Sauerstoff-Füllstand der Abgasreinigungsanlage gebildet wird. Durch dieses Verfahren wird ermöglicht, auch bei nicht vollständig von Sauerstoff geleertem oder mit Sauerstoff gefülltem Katalysator einen Messzyklus zu beginnen und anzugeben, ob der Katalysator eine ausreichende Konvertierungsfähigkeit aufweist. Weiterhin kann ein Durchtritt von Sauerstoff bei nicht vollständig gefüllter Abgasreinigungsanlage, der so genannte Schlupf, berücksichtigt werden.The Task is solved by that a difference between one in the emission control system registered amount of oxygen and one from the emission control system discharged amount of oxygen is determined and that from the difference an oxygen level the emission control system is formed. By this procedure is enabled even if not complete oxygen-depleted or oxygen-filled catalyst one measurement cycle to begin and indicate whether the catalyst sufficient conversion capability having. Furthermore, a passage of oxygen at not Completely filled emission control system, the so-called slip, considered become.

In einer Ausführungsform wird als Sauerstoffmenge die Menge der ein- und ausgetragenen Sauerstoffmoleküle verwendet.In an embodiment is used as the amount of oxygen, the amount of introduced and discharged oxygen molecules.

Wird bei der Bestimmung der Sauerstoffmenge die Menge des in Form von Sauerstoff, Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder Stickoxiden gebundenem ein- oder ausgetragenem Sauerstoff berücksichtigt, ist die Bilanz der ein- und ausgetragenen Sauerstoffmenge besonders genau. Durch dieses Verfahren wird in der Bilanz Sauerstoff erfasst, der die Abgasanlage als molekularer Sauerstoff, in Wasserdampf, in Kohlenmonoxid, in Kohlendioxid oder in Stickoxiden verlässt oder in diese eintritt. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass in der Abgasreinigungsanlage chemische Umsetzungen wie die Wassergas-Shift-Reaktion ablaufen, bei der Wasser ein Sauerstoff-Atom abgibt, dass von Kohlenmonoxid aufgenommen wird und wobei Kohlendioxid von der Abgasreinigungsanlage abgegeben wird.Becomes in the determination of the amount of oxygen, the amount of in the form of Oxygen, water, carbon monoxide, carbon dioxide or nitrogen oxides bound taken into account with oxygen discharged or discharged, is the balance the amount of oxygen introduced and discharged is particularly accurate. By this method is recorded in the balance oxygen, which is the Exhaust system as molecular oxygen, in water vapor, in carbon monoxide, leaves in carbon dioxide or in nitrogen oxides or enters into this. in this connection can be considered be that in the emission control system chemical reactions as the water-gas shift reaction proceed, in the case of water an oxygen atom that is absorbed by carbon monoxide and being carbon dioxide by the emission control system is discharged.

Eine Ausführungsform zur besonders genauen Bestimmung der eingetragenen Sauerstoffmenge sieht vor, dass die in die Abgasreinigungsanlage eingetragene Sauerstoffmenge aus einem Lambdawert des Abgases der Brennkraftmaschine und der Luftfeuchte bestimmt wird. Zusätzlich zu der als molekularer Sauerstoff eingebrachten Sauerstoffmenge wird damit der in Form von Wasserdampf eingebrachte Sauerstoff berücksichtigt.A embodiment for particularly accurate determination of the amount of oxygen registered before, that entered in the emission control system amount of oxygen from a lambda value of the exhaust gas of the internal combustion engine and the Humidity is determined. additionally to the amount of oxygen introduced as molecular oxygen thus taking into account the introduced in the form of water vapor oxygen.

Wird die aus der Abgasreinigungsanlage ausgetragene Sauerstoffmenge durch Messung einer Sauerstoff-Konzentration oder aus einem Modell für die Abgasreinigungsanlage bestimmt, kann eine eigene der Abgasreinigungsanlage nachgeschaltete Breitband-Abgassonde entfallen und es können somit Kosten gespart werden.Becomes the discharged from the emission control system amount of oxygen Measurement of an oxygen concentration or a model for the emission control system determines, can its own the emission control system downstream broadband exhaust probe eliminated and it can thus costs are saved.

Wird die Differenzmenge für einen vorbestimmten Zeitraum bestimmt und werden die Differenzmengen zweier oder mehrerer Zeiträume summiert oder integriert und hieraus ein Sauerstoff-Füllstand bestimmt, kann erreicht werden, dass zu jedem Zeitpunkt ein Sauerstoff-Füllstand der Abgasreinigungsanlage angegeben werden kann. Dieser Sauerstoff-Füllstand kann zur Bewertung der Konvertierungsfähigkeit und/oder zur Berechnung von Regelparametern benutzt werden.Becomes the difference amount for determines a predetermined period and become the difference amounts two or more periods summed or integrated and from this an oxygen level determined, it can be achieved that at any time an oxygen level of the emission control system can be specified. This oxygen level can be used for evaluation the conversion ability and / or used to calculate control parameters.

Wird eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des Sauerstoff-Füllstands bestimmt und wird hieraus die Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage bestimmt, kann ein Sauerstoff-Eintrag oder -Austrag während eines Messintervalls bestimmt werden.If a difference between a maxi mum value and a minimum value of the oxygen level determined and from this the oxygen storage capacity of the emission control system is determined, an oxygen input or discharge during a measurement interval can be determined.

Eine besonders einfache Ausführungsform sieht vor, dass die Sauerstoff-Speicherfähigkeit dem Sauerstoff-Füllstand der Abgasreinigungsanlage gleichgesetzt wird, wenn die ausgetragene Sauerstoff-Menge gleich der eingetragenen Sauerstoff-Menge ist. In diesem Zustand verlässt die gleiche Sauerstoffmenge die Abgasreinigungsanlage wie ihr zugeführt wird, so dass von einer vollständig mit Sauerstoff gefüllten Abgasreinigungsanlage ausgegangen werden kann.A sees a particularly simple embodiment ago that the oxygen storage capacity is the oxygen level the emission control system is equated, if the discharged Oxygen amount is equal to the amount of oxygen entered. In this state leaves the same amount of oxygen is supplied to the exhaust gas purification plant as its leaving one completely with Oxygen filled Emission control system can be assumed.

Existiert ein Sondenmodell, welches die Sondenspannung abhängig von der Zusammensetzung des Abgases bestimmt, kann dieses Modell zur Parametrierung eines Katalysatormodells verwendet werden.there a probe model showing the probe voltage depending on the composition of the exhaust gas, this model can be used to parameterize a Catalyst model can be used.

Eine Verbesserung der Diagnose wird ermöglicht, indem das Modell für die Abgasreinigungsanlage die ausgetragene Sauerstoffmenge in Abhängigkeit von dem Sauerstoff-Füllstand beschreibt, da die Adsorptionsfähigkeit von dem bereits belegten Anteil des Sauerstoff-Speichers abhängig ist.A Improving the diagnosis is made possible by the model for the emission control system the amount of oxygen discharged as a function of the oxygen level describes because the adsorption capacity depends on the already occupied proportion of the oxygen storage.

Die Sauerstoff-Speicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage ist abhängig von bereits durch andere Spezies belegte Adsorptions-Flächen. Eine Verbesserung des Modells ist daher erreichbar, indem das Modell für die Abgasreinigungsanlage die ausgetragene Sauerstoffmenge in Abhängigkeit von einem Speichermaterial der Abgasreinigungsanlage, von einer Menge an adsorbiertem Kohlenstoff und/oder adsorbierten kohlenstoffhaltigen Spezies und/oder adsorbierten Schwefelverbindungen und/oder einer Oxydation einer Edelmetall-Beschichtung der Abgasreinigungsanlage beschreibt.The Oxygen storage capacity The emission control system is dependent on already by others Species occupied adsorption surfaces. An improvement of the model is therefore achievable by the model for the Emission control system the discharged amount of oxygen in dependence from a storage material of the emission control system, from a Amount of adsorbed carbon and / or adsorbed carbonaceous Species and / or adsorbed sulfur compounds and / or oxidation describes a precious metal coating the emission control system.

Ein verbessertes Modell der Abgasreinigungsanlage sieht vor, dass das Modell für die Abgasreinigungsanlage die ausgetragene Sauerstoffmenge in Abhängigkeit eines thermodynamischen Gleichgewichts unter Berücksichtigung von eingetragenen Sauerstoffkomponenten beschreibt.One improved model of the emission control system provides that the Model for the emission control system the discharged amount of oxygen in dependence of a thermodynamic equilibrium with respect to registered Describes oxygen components.

Wird der Sauerstoff-Füllstand der Abgasreinigungsanlage nach den vorgenannten Merkmalen bestimmt, kann er besonders vorteilhaft für eine Bewertung der Güte der Abgasreinigungsanlage und/oder eine Bestimmung eines Regelparameters und/oder einer Temperatur und/oder eines Lambdawerts in einer Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet werden.Becomes the oxygen level the emission control system determined according to the aforementioned characteristics, he can be especially beneficial for a rating of goodness the emission control system and / or a determination of a control parameter and / or a temperature and / or lambda value in a controller of Internal combustion engine can be used.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to one shown in the figures embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann, 1 a schematic representation of the technical environment in which the method according to the invention can be used,

2 eine Darstellung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit einer Abgasreinigungsanlage. 2 a representation of the oxygen storage capacity of an emission control system.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt schematisch das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Beurteilung der Güte einer Abgasreinigungsanlage 16 eingesetzt werden kann. Einer Brennkraftmaschine 10 wird Luft über eine Luftzuführung 11 zugeführt und deren Masse mit einem Luftmassenmesser 12 bestimmt. Der Luftmassenmesser 12 kann als Heißfilm-Luftmassenmesser ausgeführt sein. Das Abgas der Brennkraftmaschine 10 wird über einen Abgaskanal 15 abgeführt, wobei in Strömungsrichtung des Abgases hinter der Brennkraftmaschine 10 die Abgasreinigungsanlage 16 vorgesehen ist, an deren Ausgang die Abgase über eine Abgasableitung 18 abgeführt werden. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine 10 ist eine Motorsteuerung 19 vorgesehen, die zum einen der Brennkraftmaschine 10 über eine Kraftstoffdosierung 13 Kraftstoff zuführt und der zum anderen die Signale des Luftmassenmessers 12 und einer in dem Abgaskanal 15 angeordneten ersten Lambdasonde 14 sowie einer in der Abgasableitung 18 angeordneten zweiten Lambdasonde 17 zugeführt werden. Die erste Lambdasonde 14 bestimmt einen Lambda-Istwert, mit dem eine der Abgasreinigungsanlage 16 zugeführte Sauerstoff-Menge bestimmt werden kann; sie kann als Breitband-Lambdasonde ausgeführt sein. Die zweite Lambdasonde 17 bestimmt die Sauerstoff-Konzentration nach der Abgasreinigungsanlage 16 und kann der Bestimmung eines Endes eines Zyklus dienen, bei dem die Abgasreinigungsanlage mit Sauerstoff gefüllt wird oder des Endes eines Zyklus bei dem die Abgasreinigungsanlage von Sauerstoff entleert wird. Die zweite Lambdasonde 17 kann als Sprungsonde ausgebildet sein. Die Kraftstoff-Zudosierung 13 kann auch in der Luftzuführung 11 der Brennkraftmaschine 10 angeordnet sein. 1 schematically shows the technical environment in which the inventive method for assessing the quality of an emission control system 16 can be used. An internal combustion engine 10 is air via an air supply 11 supplied and their mass with an air mass meter 12 certainly. The air mass meter 12 can be designed as a hot-film air mass meter. The exhaust gas of the internal combustion engine 10 is via an exhaust duct 15 discharged, wherein in the flow direction of the exhaust gas behind the internal combustion engine 10 the emission control system 16 is provided, at the output of the exhaust gases via an exhaust gas outlet 18 be dissipated. For controlling the internal combustion engine 10 is a motor control 19 provided, on the one hand, the internal combustion engine 10 via a fuel metering 13 Fuel feeds and the other the signals of the air mass meter 12 and one in the exhaust passage 15 arranged first lambda probe 14 and one in the exhaust gas discharge 18 arranged second lambda probe 17 be supplied. The first lambda probe 14 determines a lambda actual value, with which one of the exhaust gas purification system 16 supplied amount of oxygen can be determined; it can be designed as a broadband lambda probe. The second lambda probe 17 determines the oxygen concentration after the emission control system 16 and may be for the determination of an end of a cycle in which the exhaust gas purification system is filled with oxygen or the end of a cycle in which the exhaust gas purification system is depleted of oxygen. The second lambda probe 17 can be designed as a jump probe. The fuel metering 13 can also be in the air supply 11 the internal combustion engine 10 be arranged.

2 zeigt ein Diagramm 20 mit einer Betriebspunktabhängigkeit einer Sauerstoff-Speicherfähigkeit 23 der Abgasreinigungsanlage 16. Die Betriebspunkte sind durch Werte auf einer Massenstrom-Achse 22 und einer Temperatur-Achse 24 gekennzeichnet. Die Sauerstoff-Speicherfähigkeit 23 ist entlang einer Sauerstoffmengen-Achse 21 abgetragen. Aus dem Diagramm 20 ist beispielhaft zu entnehmen, dass bei einem geringen Massenstrom unterhalb einer Temperatur von 600 °C die Sauerstoff-Speicherfähigkeit 23 einer intakten Abgasreinigungsanlage 16 stark abnimmt. Wird die Brennkraftmaschine 10 in einem solchen Bereich von Betriebspunkten betrieben, muss daher das Diagnosekriterium für eine korrekte Funktion angepasst werden. Weiterhin ist dem Diagramm 20 zu entnehmen, dass bei hohen Massenströmen die speicherbare Sauerstoff-Menge abnimmt. 2 shows a diagram 20 with an operating point dependency of an oxygen storage capability 23 the emission control system 16 , The operating points are by values on a mass flow axis 22 and a temperature axis 24 characterized. The oxygen storage capacity 23 is along an oxygen quantity axis 21 ablated. From the diagram 20 is exemplary ent take that at a low mass flow below a temperature of 600 ° C, the oxygen storage capacity 23 an intact emission control system 16 decreases sharply. Will the internal combustion engine 10 operated in such a range of operating points, therefore, the diagnostic criterion for a correct function must be adjusted. Furthermore, the diagram 20 can be seen that at high mass flows, the storable amount of oxygen decreases.

Claims

Method for determining an oxygen storage capacity ( 23 ) an emission control system ( 16 ) for an internal combustion engine ( 10 ), characterized in that a difference between a in the emission control system ( 16 ) registered amount of oxygen and one from the emission control system ( 16 ) discharged amount of oxygen is determined and that from the difference amount, an oxygen level of the exhaust gas purification system ( 16 ) is formed.

Method according to claim 1, characterized in that in that the amount of oxygen used is the amount of oxygen molecules introduced and removed becomes.

Method according to claim 1 or 2, characterized that in the determination of the amount of oxygen, the amount of in the form of oxygen, water, carbon monoxide, carbon dioxide or nitrogen oxides considered bound in or discharged oxygen becomes.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the emission control system ( 16 ) registered amount of oxygen from a lambda value of the exhaust gas of the internal combustion engine ( 10 ) and the humidity is determined.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the from the exhaust gas purification plant ( 16 ) discharged amount of oxygen from a model for the emission control system ( 16 ) and / or determined by measuring an oxygen concentration.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the difference amount for a predetermined period of time is determined and that the difference amounts two or more periods summed or integrated and from this an oxygen level is determined.

A method according to claim 6, characterized in that a difference between a maximum value and a minimum value of the oxygen level is determined and from this the oxygen storage capacity ( 23 ) of the emission control system ( 16 ) is determined.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the oxygen storage capacity ( 23 ) the oxygen level of the emission control system ( 16 ) is equated when the discharged oxygen amount is equal to the amount of oxygen introduced.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the oxygen storage capacity ( 23 ) is determined from a comparison of an output voltage of an exhaust gas probe with a model of a probe voltage model containing the oxygen storage capability.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the model for the emission control system the discharged amount of oxygen in dependence describes the oxygen level.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the model for the exhaust gas purification system ( 16 ) the amount of oxygen discharged as a function of a storage material of the emission control system, of an amount of adsorbed carbon and / or adsorbed carbonaceous species and / or adsorbed sulfur compounds and / or an oxidation of a noble metal coating of the emission control system ( 16 ) describes.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the model for the exhaust gas purification system ( 16 ) describes the amount of oxygen discharged as a function of a thermodynamic equilibrium, taking account of registered oxygen components.

Application of a method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the oxygen level of the exhaust gas purification plant ( 16 ) for an assessment of the quality of the emission control system ( 16 ) and / or a determination of at least one control parameter and / or a temperature and / or a lambda value in an engine controller ( 19 ) of the internal combustion engine ( 10 ) is used.