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DE102008001569A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde Download PDF

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DE102008001569A1
DE102008001569A1 DE102008001569A DE102008001569A DE102008001569A1 DE 102008001569 A1 DE102008001569 A1 DE 102008001569A1 DE 102008001569 A DE102008001569 A DE 102008001569A DE 102008001569 A DE102008001569 A DE 102008001569A DE 102008001569 A1 DE102008001569 A1 DE 102008001569A1
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probe
lambda
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde, die Bestandteil eines Abgaskanals einer Brennkraftmaschine ist und mit der ein Lambdawert zur Regelung einer Luft-Kraftstoff-Zusammensetzung bestimmt wird, wobei in einer Steuereinrichtung bzw. in einer Diagnoseeinrichtung der Brennkraftmaschine parallel dazu ein simulierter Lambdawert berechnet wird und von einer Anwenderfunktion sowohl der simulierte als auch der gemessene Lambdawert verwendet wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass im laufenden Fahrzeugbetrieb durch Auswerten einer Signaländerung bei Anregung des Systems ein Sprungverhalten der Abgassonde bestimmt und anhand dieser Ergebnisse das Dynamikmodell der Abgassonde adaptiert wird. Die Erfindung dient der Ermittlung des tatsächlichen Ansprechverhaltens der Abgassonde und der Korrektur der Modellparameter des berechneten Lambdawertes und somit zur Verbesserung der Übereinstimmung von gemessenem und modelliertem Lambdawert, solange dies aus der Sicht der Anwenderfunktion noch sinnvoll erscheint.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde, die Bestandteil eines Abgaskanals einer Brennkraftmaschine ist und mit der ein Lambdawert zur Regelung einer Luft-Kraftstoff-Zusammensetzung bestimmt wird, wobei in einer Steuereinrichtung bzw. in einer Diagnoseeinrichtung der Brennkraftmaschine parallel dazu ein simulierter Lambdawert berechnet wird und von einer Anwenderfunktion sowohl der simulierte als auch der gemessene Lambdawert verwendet wird.
  • Eine Lambdaregelung, in Verbindung mit einem Katalysator, ist heute das wirksamste Abgasreinigungsverfahren für den Ottomotor. Erst im Zusammenspiel mit derzeit verfügbaren Zünd- und Einspritzsystemen können sehr niedrige Abgaswerte erzielt werden.
  • Besonders wirkungsvoll ist der Einsatz eines Dreiwege- oder Selektiv-Katalysators. Dieser Katalysator hat die Eigenschaft, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide bis zu mehr als 98% abzubauen, falls der Motor in einem Bereich von etwa 1% um das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit λ = 1 betrieben wird. Dabei gibt der Lambdawert an, wieweit das tatsächlich vorhandene Luft-Kraftstoff-Gemisch von dem Wert λ = 1 abweicht, der einem zur vollständigen Verbrennung theoretisch notwendigen Massenverhältnis von 14,7 kg Luft zu 1 kg Benzin entspricht, d. h. der Lambdawert ist der Quotient aus zugeführter Luftmasse und theoretischem Luftbedarf. Bei Luftüberschuss ist λ > 1 (mageres Gemisch). Bei Kraftstoffüberschuss ist λ < 1 (fettes Gemisch).
  • Bei einer Lambdaregelung wird grundsätzlich das jeweilige Abgas gemessen und die zugeführte Kraftstoffmenge und/oder die Luftmenge entsprechend dem Messergebnis korrigiert.
  • Bei Dieselmotoren, auf die sich das vorgeschlagene Verfahren hauptsächlich bezieht, gibt es signifikante Sprünge im Lambdasignal beim Übergang vom Schub- in den Lastbetrieb.
  • Als Messfühler werden Lambdasonden verwendet, die einerseits als so genannte Zweipunkt-Lambdasonde oder Sprungsonde und andererseits als stetige Lambdasonde oder Breitband-Lambdasonde ausgeführt sein können. Die Wirkung dieser Lambdasonden beruht in an sich bekannter Weise auf dem Prinzip einer galvanischen Sauerstoff-Konzentrationszelle mit einem Festkörperelektrolyt. Die Kennlinie einer Zweipunkt-Lambdasonde weist bei λ = 1 einen sprungartigen Abfall der Sondenspannung auf. Daher erlaubt eine Zweipunkt-Lambdasonde, die üblicherweise direkt hinter dem Abgaskrümmer angebracht ist, im Wesentlichen nur die Unterscheidung zwischen fettem und magerem Abgas. Eine Breitband-Lambdasonde erlaubt dagegen die exakte Messung des Lambdawertes im Abgas in einem weiten Bereich um λ = 1 herum. Beide Lambdasonden-Typen bestehen aus einem keramischen Sensorelement, einem Schutzrohr, sowie aus Kabeln, einem Stecker und den Verbindungen zwischen diesen Elementen. Das Schutzrohr besteht aus einem oder mehreren Metallzylindern mit Öffnungen. Durch diese tritt Abgas durch Diffusion oder Konvektion ein und gelangt an das Sensorelement. Die Sensorelemente der beiden Lambdasonden-Typen sind dabei unterschiedlich aufgebaut.
  • Wesentlich für den schadstoffarmen Betrieb der Brennkraftmaschine ist eine schnelle Regelung der Abgaszusammensetzung auf den vorgegebenen Lambda-Wert. Dies gilt insbesondere auch für Brennkraftmaschinen mit Einzelzylinder-Regelung, bei denen das Luft-Kraftstoff-Gemisch auf Basis des Signals der gemeinsamen Lambdasonde für jeden einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine individuell eingestellt wird. Dazu muss die Lambda-Messung mit einer hohen zeitlichen Auflösung erfolgen, um die bei der Lambdasonde ankommenden, aufeinander folgenden Abgasvolumen der verschiedenen Zylinder in ihrer Zusammensetzung bestimmen und einem jeweiligen Zylinder zuordnen zu können.
  • Neben den gewählten Regelparametern des Lambda-Regelkreises und den Streckenparametern bestimmt die Dynamik der Lambdasonde die Geschwindigkeit des Regelkreises. Dabei ist im Neuzustand die Dynamik der Lambdasonden auch für eine Einzelzylinder-Regelung mit einer für alle Zylinder gemeinsamen Lambdasonde in einem gemeinsamen Abgaskanal ausreichend. Aufgrund von Alterungseffekten können sich die dynamischen Eigenschaften der Lambdasonden jedoch dahingehend verändern, dass die zeitliche Auflösung der Bestimmung der Abgaszusammensetzung nicht mehr ausreichend ist, was zu einer erhöhten Schadstoffemission führt. Liegt diese außerhalb der gesetzlichen Vorgaben, ist im Rahmen der On-Board-Diagnose der Brennkraftmaschine die mangelnde Dynamik der Lambdasonde festzustellen und eine entsprechende Fehlermeldung vorzusehen. In vielen Ländern verlangen die gesetzlichen Vorschriften für Kraftfahrzeuge, dass im Motorsteuergerät eine solche Diagnose implementiert sein muss, die bei einer Verlangsamung der Lambdasonde, die zum Überschreiten eines festgelegten Schadstoffgrenzwertes führt, eine Fehlerlampe anschaltet. In den USA ist die zu überwachende dynamische Kenngröße präzisiert als die so genannte Response-Time, d. h. die Zeit zwischen einer Änderung der Sauerstoff- bzw. Fettgaskonzentration im Abgas an der Sonde und der entsprechenden Änderung des Sondensignals.
  • Der Stand der Technik kennt eine Vielzahl von Diagnoseverfahren, beispielsweise den Vergleich des gemessenen mit einem erwarteten Lambdasignal bei einer bekannten Anregung.
  • In der Schrift DE 102 60 721 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Diagnose der dynamischen Eigenschaften einer Lambdasonde, die wenigstens zeitweilig zu einer zylinderindividuellen Lambdaregelung verwendet wird, sowie eine zugehörige Diagnosevorrichtung beschrieben. Dabei ist es vorgesehen, dass wenigstens eine Stellgröße der Lambdaregelung erfasst und mit einer vorgebbaren maximalen Schwelle verglichen wird und im Falle des Überschreitens der maximalen Schwelle das dynamische Verhalten der Lambdasonde im Hinblick auf die Einsatzfähigkeit für die zylinderindividuelle Lambdaregelung als nicht ausreichend bewertet wird. Die dynamischen Eigenschaften der Lambdasonde können aus der Einzelzylinderregelung selbst erfasst werden, da die zylinderindividuellen Regler bei nicht ausreichender Dynamik der Lambdasonde divergieren. Weiterhin kann eine Testfunktion mit einer gezielten Störung oder Verstimmung des aktuellen Lambdawertes vorgesehen sein. Das Verfahren eignet sich demnach nur für Brennkraftmaschinen mit Einzelzylinder-Lambdaregelung oder es erfordert eine gezielte Beeinflussung des Lambda-Wertes.
  • Bei derzeitigen Dynamikdiagnosen werden üblicherweise einzelne definierte Signalsprünge ausgewertet. Ein alternatives Verfahren zur Diagnose der Dynamik einer Abgassonde sieht vor, dass parallel zu einem mit der Abgassonde gemessenen Lambdawert ein simulierter Lambdawert berechnet wird.
  • Um den berechneten Lambdawert mit dem gemessenen Wert auch im dynamischen Fahrbetrieb vergleichen zu können, ist es erforderlich, die Gaslaufzeit sowie das Ansprechverhalten der Abgassonde zu berücksichtigen. Dafür existiert ein Modell, das in Abhängigkeit vom Abgasmassenstrom eine Phasenrückdrehung des Lambdawertes durch ein Verzögerungsglied 1. Ordnung (PT1) und einer Totzeit vornimmt. Die Modellparameter dieser Funktion werden während der Applikation ermittelt und im Steuergerät hinterlegt. Damit kann sichergestellt werden, dass die berechneten und gemessenen Signale phasengleich und somit vergleichbar sind.
  • Dieses Verfahren setzt eine gewisse Stabilität des Sensorverhaltens über die Lebenszeit voraus. Ändert sich das Ansprechverhalten des Sensors, zum Beispiel durch Ablagerung von Ruß auf dem Sensorelement, passen die Signalverläufe dynamisch nicht mehr zueinander. Die Folge ist, dass die Anwenderfunktionen, die sowohl das simulierte als auch das gemessene Lambdasignal verwenden, mit dynamisch nicht zueinander passenden Eingangssignalen arbeiten.
  • Eine Anwenderfunktion stellt der so genannte Fuel Mass Observer (FMO) dar, der in einer parallelen Anmeldung der Anmelderin näher beschrieben ist. Bei dem Fuel Mass Observer handelt es sich um einen regelungstechnischen Störbeobachter, d. h. um einen Beobachter, der zur Störgrößenaufschaltung verwendet wird. Ein Beobachter ist ein Modell des zu regelnden/steuernden Systems. Dieses Modell zeichnet sich dadurch aus, dass eine Ausgangsgröße mit einer Messgröße des realen Systems verglichen wird. Die Differenz zwischen simuliertem Signal und gemessenem Signal, der Schätzfehler, wird über einen Regler auf den Modelleingang zurückgeführt. Dadurch wird das Modell derart geregelt, dass sich der Ausgang so verhält wie der des realen Systems.
  • Infolge der o. g. Veränderung des Ansprechverhaltens kann es beim FMO-Ausgangssignal zu großen Stellgrößenausschlägen kommen. Dann wird zum Beispiel das Gemisch zum falschen Zeitpunkt angefettet oder abgemagert. Daraus ergeben sich verschiedene Auswirkungen, von erhöhten Emissionen bis hin zu Bauteilschäden, z. B. in Folge erhöhter Abgastemperaturen am Turbolader. Erst bei extremer Veränderung des Ansprechverhaltens des Sensors wird dies durch eine Dynamiküberwachung, wie sie bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, erkannt. Erst dann können die Anwenderfunktionen darauf reagieren.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine Abweichung des Ansprechverhaltens der Abgassonde im Vergleich zum applizierten Normalzustand im Modellverhalten erkennen kann und zu korrigieren vermag.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass im laufenden Fahrzeugbetrieb durch Auswerten einer Signaländerung bei Anregung des Systems ein Sprungverhalten der Abgassonde bestimmt und anhand dieser Ergebnisse das Dynamikmodell der Abgassonde adaptiert wird. Derartige Systemanregungen können bei Diesel-Brennkraftmaschinen, auf die sich das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich bezieht, idealerweise Last-Schub-Übergänge sein. Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Ermittlung des tatsächlichen Ansprechverhaltens der Abgassonde und der Korrektur der Modellparameter des berechneten Lambdawertes, und somit zur Verbesserung der Übereinstimmung von gemessenem und modelliertem Lambdawert, solange dies aus Sicht der Anwenderfunktion noch sinnvoll erscheint. Sobald eine sinnvolle Nachführung der Modellparameter nicht mehr möglich ist, muss die On-Board-Diagnose der Dynamik der Abgassonde einen Fehler melden. Damit kann gegenüber dem Stand der Technik zwischen einem Nominalzustand mit für die Anwenderfunktion noch tolerierbaren Dynamikabweichungen und einem echten Fehlerzustand hinsichtlich der Dynamik der Abgassonde eine Lücke geschlossen werden, die zwischen dem Nominalzustand und dem erkennbaren Fehlerzustand existiert. Damit kann das Nutzsignal im Bereich zwischen Neuteil und diagnostizierbarem Schlecht-Teil hinsichtlich der Toleranz verbessert werden. Die Berechnung von Korrektursignalen für das Luft- und Einspritzsystem bei Diesel-Brennkraftmaschinen kann damit verbessert werden.
  • Da eine Verschlechterung der Dynamik der Abgassonde, z. B. durch Verrußung, ein typischer Langzeiteffekt ist, ist in einer bevorzugten Verfahrensvariante vorgesehen, dass zur Adaption des Dynamikmodells mehrere Systemanregungen unter ähnlichen Bedingungen ausgewertet werden. Fehlmessungen, z. B. infolge kurzzeitiger Störeffekte z. B. bei Tunneldurchfahrten oder infolge hoher Luftfeuchtigkeit, können aufgrund der Statistik vermieden werden, wenn die Datenbasis auf vorzugsweise mindestens 10 bis 100 Systemanregungen beruht.
  • Vorteilhaft ist dabei, wenn nur definierte Systemanregungen ausgewertet werden, bei denen das Messsignal vor und nach einer Systemanregung (z. B. nach einem Last-Schub-Übergang) im Wesentlichen stationär war. Dynamische Effekte, die die Auswertung ansonsten stören würden, werden dabei bewusst ausgeblendet.
  • Eine bevorzugte Verfahrensvariante sieht vor, dass die Auswerteergebnisse der Systemanregungen katalogisiert und/oder gefiltert werden. Dabei kann dies nach bestimmten Kriterien, wie beispielsweise nach einem Abgasmassenstrom erfolgen, so dass schließlich aus den katalogisierten und/oder gefilterten Auswertergebnissen Korrekturwerte für Modellparameter des Dynamikmodells unter Berücksichtigung aller erfassten Werte in einem Massenstromintervall berechnet werden können.
  • Eine Nachführung der Modellparameter kann dabei bevorzugt stetig oder in diskreten Schritten durchgeführt werden, wobei bei der Nachführung die Ausgangswerte begrenzt sein können.
  • Eine bevorzugte Anwendung des erfinderischen Verfahrens mit seinen zuvor beschriebenen Varianten sieht die Adaption der Modellparameter zur Optimierung eines regelungstechnischen Störbeobachter vor. Ein derartiger Störbeobachter stellt beispielsweise der oben beschriebene Fuel Mass Observer (FMO) dar. Dabei kann vor allem der berechnete und der gemessene Lambdawert solange wie möglich phasengleich gehalten werden, so dass somit dem FMO und auch anderen Anwenderfunktionen das bestmögliche Eingangssignal geboten werden kann. Vorteilhaft ist dabei, dass die Anwenderfunktionen ein genaueres Ausgangssignal ermitteln können, auch dann, wenn die Sonde ein dynamisch abweichendes Verhalten von dem berechneten Lambdamodellwert zeigt, z. B. durch Verschmutzung des Sensorelements. Durch die Anwendung der Erfindung ergeben sich Vorteile für die Verringerung der Emissionsstreuungen und den Bauteilschutz insbesondere bei Volllast.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die von der Anwenderfunktion ermittelten Lernwerte bei Anwendung der Adaption der Modellparameter beibehalten werden, solange noch kein Dynamikfehler für die Abgassonde erkannt und/oder angezeigt wird. In den bisherigen Lösungen mit einem fest applizierten Dynamikmodell müssen nach Erkennen eines Dynamikfehlers und Tausch der Sonde die Lernwerte des FMO zurückgesetzt werden, da diese über einen längeren Zeitraum falsch adaptiert wurden. Mit dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies nicht mehr unbedingt erforderlich.
  • Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des Verfahrens, wenn als Abgassonde eine Breitband-Lambdasonde verwendet wird. Insbesondere bei diesem Sondentyp bietet das Verfahren Vorteile hinsichtlich der Dynamikdiagnose bzw. bei der Adaption des Dynamikmodells für die Abgassonde.
  • Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mittels eines in der Steuereinrichtung und/oder in der Diagnoseeinrichtung hinterlegten Programms im laufenden Fahrzeugbetrieb durch Auswerten einer Signaländerung bei Anregung des Systems ein Sprungverhalten der Abgassonde bestimmbar und anhand dieser Ergebnisse das Dynamikmodell der Abgassonde adaptierbar ist. Die Steuereinrichtung bzw. die Diagnoseeinrichtung kann dabei Bestandteil einer übergeordneten Motorsteuerung, beispielsweise bei einer Diesel-Brennkraftmaschine Bestandteil einer elektronischen Diesel-Kontroll-Einheit (EDC) sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einem Regelkreis für eine Lambda-Regelung,
  • 2 ein Adaptionsverfahren in einer schematischen Darstellung,
  • 3 eine Nachführungsmöglichkeit für Modellparameter und
  • 4 eine alternative Nachführungsmöglichkeit für die Modellparameter.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt beispielhaft ein technisches Umfeld, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann. Dabei beschränkt sich die Darstellung auf die für die Erklärung der Erfindung notwendigen Komponenten.
  • In der Figur ist eine Brennkraftmaschine 1, insbesondere eine Diesel-Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Motorblock 40 und einem Zuluftkanal 10, der den Motorblock 40 mit Verbrennungsluft versorgt, dargestellt, wobei die Luftmenge im Zuluftkanal 10 mit einer Zuluftmesseinrichtung 20 bestimmbar ist. Das Abgas der Brennkraftmaschine 1 wird dabei über eine Abgasreinigungsanlage geführt, welche als Hauptkomponente einen Abgaskanal 50 aufweist, in dem in Strömungsrichtung des Abgases ggf. eine erste Abgassonde 60 vor einem Katalysator 70 und ggf. eine zweite Abgassonde 80 hinter dem Katalysator 70 angeordnet ist.
  • Die Abgassonden 60, 80 sind mit einer Steuereinrichtung 90 verbunden, die aus den Daten der Abgassonden 60, 80 und den Daten der Zuluftmesseinrichtung 20 das Gemisch berechnet und eine Kraftstoffzumesseinrichtung 30 zur Zudosierung von Kraftstoff ansteuert. Gekoppelt mit der Steuereinrichtung 90 oder in diese integriert ist eine Diagnoseeinrichtung 100 vorgesehen, mit der die Signale der Abgassonden 60, 80 ausgewertet werden können. Die Diagnoseeinrichtung 100 kann zudem mit einer Anzeige-/Speichereinheit verbunden sein, welche hier nicht dargestellt ist.
  • Mit der im Abgaskanal 50 hinter dem Motorblock 40 angeordneten Abgassonde 60 kann mit Hilfe der Steuereinrichtung 90 ein Lambdawert eingestellt werden, der für die Abgasreinigungsanlage zur Erzielung einer optimalen Reinigungswirkung geeignet ist. Die im Abgaskanal 50 hinter dem Katalysator 70 angeordnete zweite Abgassonde 80 kann, bei Otto-Brennkraftmaschinen typisch, ebenfalls in der Steuereinrichtung 90 ausgewertet werden und dient dazu, in einem Verfahren nach dem Stand der Technik die Sauerstoffspeicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage zu bestimmen. Für Diesel- Brennkraftmaschinen wird die erste Abgassonde 60 zur Adaption einer Abgasrückführung (AGR) und der Einspritzungen verwendet.
  • Exemplarisch ist hier eine Brennkraftmaschine 1 gezeigt, die lediglich einen Abgaskanal 50 aufweist. Das erfinderische Verfahren erstreckt sich aber auch auf Brennkraftmaschinen 1 mit Mehrbank-Abgassystemen, in denen die Zylinder in mehreren Gruppen zusammengefasst sind und das Abgas der verschiedenen Zylindergruppen in getrennte Abgaskanäle 50 geleitet wird, in denen jeweils mindestens eine Abgassonde 60 verbaut ist.
  • Das Verfahren erstreckt sich ebenfalls auf den Fall, dass hinsichtlich des Abgasstroms stromaufwärts oder stromabwärts der betrachteten Abgassonde 60 weitere Abgassonden, z. B. wie in 1 gezeigt, die Abgassonde 80, verbaut sind. In erster Linie zielt das Verfahren aber auf die für die Lambdaregelung verwendete erste Lambdasonde in Strömungsrichtung hinter den Auslassventilen in der Brennkraftmaschine 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Abgassonde 60 als Breitband-Lambdasonde (bzw. LSU-Sonde) ausgeführt.
  • 2 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung ein Adaptionsverfahren 200 gemäß der Erfindung, wie es beispielsweise in der Steuereinrichtung 90 bzw. der Diagnoseeinrichtung 100 der Brennkraftmaschine 1 integriert sein kann, wobei die Funktionalität vorzugsweise in Form einer Software implementiert ist.
  • Die Funktion basiert auf der Online-Ermittlung eines Signalansprechverhaltens der Abgassonde 60 im Fahrbetrieb. Dazu werden dynamische Übergänge, beispielsweise Lastwechsel, Last-Schub-Übergänge, insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen, oder sonstige dynamische Anregungen des Sondensignals ausgewertet. Dies geschieht im Block Erfassung der Sprungantwort 210 und im Block Auswertung der Sprungantwort 220, wobei für die Weiterverarbeitung nur Werte herangezogen werden, die bestimmten Bedingungen 215 genügen. So gehen beispielsweise nur Messwerte von so genannten „gültigen” Last-Schub-Übergängen ein, bei denen bewertet wurde, ob das Messsignal vor und nach dem Last-Schub-Übergang hinreichend stationär war.
  • Im Gegensatz zur Dynamiküberwachung der Abgassonde 60, wie sie in bisherigen Steuer- bzw. Diagnoseeinrichtungen 90 bzw. 100 von Brennkraftmaschinen 1 implemen tiert ist, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr viele, typischerweise mindestens 10 bis 100 Last-Schub-Übergänge unter ähnlichen Bedingungen berücksichtigt. Dazu werden die Ergebnisse der Sprungantworten gesammelt und im Block Katalogisierung/Signalfilterung 230 nach bestimmten Kriterien 235 in Kategorien sortiert. Hauptkriterium kann dabei der Abgasmassenstrom sein, da das Ansprechverhalten der Abgassonde 60 und die Gaslaufzeit im Wesentlichen von dieser Größe abhängt.
  • Ist eine ausreichend große Datenbasis ermittelt, erfolgt im Block Berechnung Lernergebnis 240 und Bewertung Lernergebnis 250 die Berechnung und im Block Korrektur der Modellparameter 260 die Adaption des Dynamikmodells unter Berücksichtigung aller erfassten Werte in einem Massenstromintervall.
  • Wie dies 3 zeigt, kann eine Nachführungsmöglichkeit für die Modellparameter 270 in Abhängigkeit von Systemvorgaben 280 in diskreten Schritten oder, wie dies 4 zeigt, stetig, d. h. kontinuierlich erfolgen. Ebenso können diverse Arten von Begrenzungen der Ausgangswerte der Funktion zum Einsatz kommen.
  • Die Erfindung dient der Ermittlung des tatsächlichen Ansprechverhaltens der Abgassonde und der Korrektur der Modellparameter des berechneten Lambdawertes, und somit zur Verbesserung der Übereinstimmung von gemessenem und modelliertem Lambdawert, solange dies aus Sicht der Anwenderfunktion noch sinnvoll erscheint. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung können, wie beschrieben, bei Dieselmotoren, aber auch bei Ottomotoren, Mischformen zwischen Otto- und Dieselmotoren, Kombinationen verschiedener Antriebe, so genannte „Hybride”, oder bei Gasmotoren eingesetzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10260721 A1 [0010]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde (60), die Bestandteil eines Abgaskanals (50) einer Brennkraftmaschine (1) ist und mit der ein Lambdawert zur Regelung einer Luft-Kraftstoff-Zusammensetzung bestimmt wird, wobei in einer Steuereinrichtung (90) bzw. in einer Diagnoseeinrichtung (100) der Brennkraftmaschine (1) parallel dazu ein simulierter Lambdawert berechnet wird und von einer Anwenderfunktion sowohl der simulierte als auch der gemessene Lambdawert verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass im laufenden Fahrzeugbetrieb durch Auswerten einer Signaländerung bei Anregung des Systems ein Sprungverhalten der Abgassonde (60) bestimmt und anhand dieser Ergebnisse das Dynamikmodell der Abgassonde (60) adaptiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Adaption des Dynamikmodells mehrere Systemanregungen unter ähnlichen Bedingungen ausgewertet werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur definierte Systemanregungen ausgewertet werden, bei denen das Messsignal vor und nach der Systemanregung im Wesentlichen stationär war.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteergebnisse der Systemanregungen katalogisiert und/oder gefiltert werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den katalogisierten und/oder gefilterten Auswertergebnissen Korrekturwerte für Modellparameter des Dynamikmodells unter Berücksichtigung aller erfassten Werte in einem Massenstromintervall berechnet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachführung der Modellparameter stetig durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachführung der Modellparameter in diskreten Schritten durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellparameter bei der Nachführung hinsichtlich ihrer Ausgangswerte begrenzt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Modellparameter zur Optimierung eines regelungstechnischen Störbeobachter verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Anwenderfunktion ermittelten Lernwerte bei Anwendung der Adaption der Modellparameter beibehalten werden, solange noch kein Dynamikfehler für die Abgassonde (60) erkannt und/oder angezeigt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Abgassonde (60) eine Breitband-Lambdasonde verwendet wird.
  12. Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde (60), die Bestandteil eines Abgaskanals (50) einer Brennkraftmaschine (1) ist und mit der ein Lambdawert zur Regelung einer Luft-Kraftstoff-Zusammensetzung bestimmbar ist, wobei in einer Steuereinrichtung (90) und/oder in einer Diagnoseeinrichtung (100) der Brennkraftmaschine (1) parallel dazu ein simulierter Lambdawert berechenbar ist und von einer Anwenderfunktion sowohl der simulierte als auch der gemessene Lambdawert verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines in der Steuereinrichtung (90) und/oder in der Diagnoseeinrichtung (100) hinterlegten Programms im laufenden Fahrzeugbetrieb durch Auswerten einer Signaländerung bei Anregung des Systems ein Sprungverhalten der Abgassonde (60) bestimmbar und anhand dieser Ergebnisse das Dynamikmodell der Abgassonde (60) adaptierbar ist.
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