DE19810483A1

DE19810483A1 - Verfahren zur Bestimmung des Sensor-Offsets bei HC- und/oder NOx-Sensoren

Info

Publication number: DE19810483A1
Application number: DE19810483A
Authority: DE
Inventors: Erich Schneider; Andreas Blumenstock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-09-23

Abstract

Ein Verfahren zur Bestimmung des Sensor-Offsets bei HC- und/oder NOx-Sensoren, die im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsignal in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und des Katalysators, in denen keine HC- und/oder NOx-Emissionen auftreten, ausgelesen und als Offset-Signal gespeichert wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Sensor-Offsets bei HC- und/oder NOx-Sensoren, die im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysa tor angeordnet sind.

Seit längerem ist es bekannt, HC- und/oder NOx-Sensoren zur Überwachung des Abgases von Brennkraftmaschinen einzusetzen. Derartige Sensoren erfassen Schadstoffkon zentrationen und signalisieren Defekte der Abgasanlage, wenn vorgebbare Schwellwerte der Sensorsignale über schritten werden.

Problematisch hierbei ist, daß diese Sensoren einen Offset aufweisen. Da jedoch immer abhängig von dem von den Sensoren ausgegebenen Sensorsignal entschieden wird, ob ein Katalysator als defekt erkannt wird oder nicht, besteht ein erhebliches Interesse daran, Schadstoffe, welche durch derartige Sensoren erfaßt werden, möglichst genau, d. h. offsetfrei zu bestimmen.

Der Erfindung liegt nun das Problem zugrunde, den Sensor- Offset auf technisch möglichst einfach zu realisierende Weise zu bestimmen.

Vorteile der Erfindung

Dieses Problem wird bei einem Verfahren zur Bestimmung des Sensor-Offsets bei HC- und/oder NOx-Sensoren, die im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordnet sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sensorsignal in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, in denen keine HC- und/oder NOx-Emissionen auftreten, ausgelesen und als Offsetsignal gespeichert wird.

Durch Auslesen des Sensorsignals in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, in denen keine HC- und/oder NOx-Emis sionen auftreten und Abspeichern dieses Signals als Offsetsignal, kann eine Offsetverfälschung sehr wirkungs voll beseitigt werden, da die Sensoren hierdurch auf sehr vorteilhafte Weise auf Null abgleichbar sind.

Rein prinzipiell kommen die unterschiedlichsten Betriebs zustände der Brennkraftmaschine, in denen keine HC- und/oder NOx-Emissionen auftreten, in Betracht.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß man das Sensorsignal von HC-Sensoren bei kalter Brennkraftmaschi ne und vor einem Startvorgang der Brennkraftmaschine ausliest und als Offsetsignal speichert.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist Vorgesehen, daß man das Sensorsignal von HC-Sensoren bei vorzugsweise kalter Brennkraftmaschine im Schubbetrieb eines Fahrzeugs, welches von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, ausliest und als Offsetsignal spei chert.

In beiden Fällen befindet sich sowohl das Motorenöl als auch der Katalysator der Brennkraftmaschine nicht im betriebswarmen Zustand.

Hierdurch ist sichergestellt, daß weder vom Katalysator noch von dem Motorenöl HC-Emissionen abgegeben werden, die praktisch nur im betriebswarmen Zustand des Katalysa tors oder des Motorenöls auftreten. Im Schubbetrieb treten ebenfalls nahezu keine HC-Emissionen auf.

Zur Eliminierung von Offsetsignalen bei NOx-Sensoren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß man das Sensorsignal von NOx-Sensoren bei kaltem Motor und vor einem Startvor gang der Brennkraftmaschine ausliest und als Offsetsignal speichert.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß man das Sensorsignal von NOx-Sensoren nach einer Regenerierphase eines NOx-Speicherkatalysators bei fettem Luft-Kraftstoffgemisch ausliest und als Offsetsignal speichert.

Auch bei diesen beiden Betriebszuständen der Brenn kraftmaschine treten praktisch keine NOx-Emissionen auf, so daß das von dem Sensor in diesen Betriebszuständen ausgelesene Signal als Offsetsignal zu interpretieren ist.

Vorteilhafterweise verwendet man dabei zur Bestimmung der Regenerierphase das von einer hinter dem NOx-Speicherka talysator der Brennkraftmaschine angeordneten λ-Sonde ausgelesene Signal.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch den Abgasstrang einer Brennkraft maschine, bei welcher das von der Erfindung Gebrauch machende Verfahren zum Einsatz kommt;

Fig. 2 schematisch die Konzentration der HC- und NOx-Emissionen aufgetragen über der Luftzahl λ.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine 10 ist ein Katalysator 20 angeordnet. Dieser Katalysator 20 kann beispielsweise ein Drei-Wege-Katalysator oder im Falle einer Benzin direkt einspritzenden Brennkraftmaschine ein sogenannter NOx-Speicherkatalysator sein. Vor und hinter dem Katalysator 20 sind Sensoren 40, 50 angeordnet, deren Ausgangssignal einer elektronischen Steuereinheit 30 zugeführt werden, in der abhängig von den von den Sensoren 40, 50 erfaßten Werten Einspritzzeiten ermittelt und an Einspritzventile 14 ausgegeben werden. Die Sensoren 40 können beispielsweise λ-Sonden sein, die vor und hinter dem Katalysator 20 angeordnet sind. Der Sensor 50 ist ein HC- oder ein NOx-Sensor.

Wie in Fig. 1 weiter schematisch dargestellt ist, weist die Brennkraftmaschine 10 ferner eine Ölwanne 16 auf, die über eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 18 mit dem Saugrohr 12 der Brennkraftmaschine 10 verbunden ist.

Das Verfahren zur Bestimmung des Sensor-Offsets eines HC- und/oder NOx-Sensors 50 wird nachfolgend anhand von Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben.

In Fig. 2 ist die Konzentration der HC- und NOx-Emissio nen über der Luftzahl λ aufgetragen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, treten bei einem fetten Gemisch, d. h. bei einem Wert der Luftzahl λ < 1 vorwiegend HC-Konzentratio nen auf, wohingegen bei einem mageren Gemisch, d. h. bei einer Luftzahl λ < 1 vorwiegend NOx-Emissionen auftreten.

Die Grundidee der Erfindung ist es, derartige Betriebs zustände, in denen nur HC- bzw. NOx-Emissionen auftreten, für die Bestimmung des Sensor-Offsets der HC- bzw. NOx-Sensoren heranzuziehen.

Die Bestimmung des Sensor-Offsets am Beispiel eines HC-Sensors wird nachfolgend näher beschrieben.

Man bestimmt den Sensor-Offset des HC-Sensors bei kaltem Motor im Schubbetrieb des Fahrzeugs, welches von der Brennkraftmaschine 10 angetrieben wird und speichert die so ermittelten Werte als Offset-Signal.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß weder HC-Emis sionen vom betriebswarmen Katalysator 20 noch vom betriebswarmen Motorenöl in den Abgasstrang der Brenn kraftmaschine abgegeben werden, wobei die vom Motorenöl abgegebenen HC-Emissionen über die Ölwanne 16, die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 18 und das Ansaugrohr 12 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt und auf diese Weise in den Abgasstrang gelangen.

Darüber hinaus treten auch keine HC-Emissionen im Schubbetrieb des Fahrzeugs, welches durch die Brenn kraftmaschine 10 angetrieben wird, auf, so daß hierdurch eine Signalverfälschung nicht zu erwarten und ein Abgleich auf den Wert Null möglich ist.

Es versteht sich, daß eine derartige Eliminierung des Sensor-Offsets bei jedem Schubbetrieb des Fahrzeugs von neuem vorgenommen werden kann.

Eine andere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, daß man das Sensorsignal des HC-Sensors 50 bei kalter Brennkraftmaschine und vor einem Startvorgang der Brennkraftmaschine ausliest und als Offset-Signal speichert. In diesem Betriebszustand der Brennkraftma schine 10 ist ebenfalls sichergestellt, daß weder von der Brennkraftmaschine selbst noch von dem Motorenöl oder dem Katalysator 20 HC-Emissionen abgegeben werden.

Bei einer Benzin direkt einspritzenden Brennkraftmaschine wird als Katalysator 20 ein sogenannter NOx-Speicherkata lysator verwendet. Ein derartiger NOx-Speicherkatalysator nimmt solange NOx-Emissionen auf, das heißt speichert NOx-Emissionen, bis eine Konzentration erreicht ist, welche eine Regenerierung des NOx-Speicherkatalysators erforderlich macht. Hierbei wird der NOx-Speicherkataly sator kurzzeitig bei einem fetten Kraftstoff-Luftgemisch, d. h. bei einer Luftzahl λ < 1 betrieben. In diesem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 existieren praktisch keine NOx-Emissionen (siehe Fig. 2). Die Bestimmung des Offset-Signals eines NOx-Sensors 50, der hinter dem Katalysator 20 angeordnet ist, erfolgt bei einer Ausführungsform des Verfahrens daher nach einer derartigen Regenerierphase des NOx-Speicherkatalysators bei fettem Kraftstoff-Luftgemisch.

Bei einer anderen Ausführungsform zur Eliminierung des Sensor-Offset-Signals bei einem NOx-Sensor 50 ist vorgesehen, daß man das Sensorsignal des NOx-Sensors 50 hinter dem Katalysator 50 bei kaltem Motor und vor einem Startvorgang der Brennkraftmaschine ausliest und als Offset-Signal speichert. Auch in diesem Falle ist sichergestellt, daß keine NOx-Emissionen von dem NOx-Spei cherkatalysator, von warmem Motorenöl oder von der Brennkraftmaschine selbst abgegeben werden.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung des Sensor-Offsets bei HC- und/oder NOx-Sensoren, die im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsignal in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (10) und des Katalysators (20), in denen keine HC- und/oder NOx-Emissionen auftreten, ausgelesen und als Offset- Signal gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sensorsignal von HC-Sensoren bei kalter Brennkraftmaschine (10) und vor einem Startvorgang der Brennkraftmaschine (10) ausliest und als Offset- Signal speichert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sensorsignal von HC-Sensoren bei vor zugsweise kalter Brennkraftmaschine im Schubbetrieb des Fahrzeugs, welches von der Brennkraftmaschine (10) angetrieben wird, ausliest und als Offset- Signal speichert.

4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sensorsignal von NOx-Sensoren bei kaltem Motor und vor einem Startvorgang der Brennkraftma schine ausliest und als Offset-Signal speichert.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sensorsignal von NOx-Sensoren nach einer Regenerierphase eines NOx-Speicherkats bei fettem Luft-Kraftstoffgemisch ausliest und als Offset- Signal speichert.