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WO2005024211A1 - Verfahren zur gemischregelung bei einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur gemischregelung bei einer brennkraftmaschine Download PDF

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Publication number
WO2005024211A1
WO2005024211A1 PCT/EP2004/052012 EP2004052012W WO2005024211A1 WO 2005024211 A1 WO2005024211 A1 WO 2005024211A1 EP 2004052012 W EP2004052012 W EP 2004052012W WO 2005024211 A1 WO2005024211 A1 WO 2005024211A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vls
value
lambda
values
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2004/052012
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Ellmer
Thorsten Lauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP04766685A priority Critical patent/EP1704314B1/de
Priority to US10/544,148 priority patent/US7716916B2/en
Priority to DE502004006802T priority patent/DE502004006802D1/de
Publication of WO2005024211A1 publication Critical patent/WO2005024211A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio

Definitions

  • the present invention relates to a method for regulating the mixture in an internal combustion engine with a catalytic converter and a lambda sensor downstream of the catalytic converter.
  • a method for the positive excitation of a lambda control which improves the exhaust gas conversion in a three-way catalytic converter.
  • a mixture control is carried out, fluctuating around a lambda setpoint, which alternately has rich and lean exhaust gas packets.
  • a so-called fine metering of the exhaust gas packets is used.
  • the aim is to reduce the size of the catalyst, since a large catalyst, while warm when operating, enables good buffering of mixture formation errors, but shows a high energy requirement in the heating phase or poor light-off behavior.
  • the invention has for its object to provide a method for mixture control, which reliably ensures a high conversion quality even with reduced catalysts.
  • a control system reads in lambda values e successively measured by the lambda probe and compares the current lambda value with a previously read lambda value. If the comparison indicates a drop in the lambda value, then the controller can make a mixture change 2003 P 10238
  • This mixture change is triggered when the lambda value has fallen by or by more than a predetermined constant.
  • the change in the lambda values is compared with the constant.
  • a lambda value falling by more than a predetermined constant indicates that the catalytic converter is at risk of breakthrough, so the control unit intervenes directly in the mixture formation.
  • the controller triggers a check whether the lambda value continues to fall for a number of subsequent measured values.
  • this checking mode also referred to as dynamic mode, there is no immediate intervention in the mixture formation. This procedure makes it possible to reduce unnecessary interventions in the mixture formation. This creates the possibility of downsizing the catalyst and nevertheless ensuring a safe exhaust gas conversion.
  • a comparison value is calculated from the current lambda value and a mixture change is triggered if, firstly, more than a minimum number of measured values have been checked and, secondly, the comparison value is less than a predetermined constant. There is therefore no intervention in the case in which the comparison value is greater than the predetermined constant or a minimum number of measured values has not yet been checked since the lambda signal first fell.
  • the above conditions ensure that the control mode does not suppress any control intervention in the mixture formation, but rather only under certain conditions.
  • the comparison value defined in this way can also be greater than 1 and less than 0. If the values of the current lambda value are greater than or equal to the maximum value, the comparison value is greater than or equal to 1. If the current lambda value is less than the minimum value, the comparison value is negative.
  • the intervention in the mixture formation preferably takes place by changing the frequency and / or amplitude of a forced excitation.
  • the intervention in the mixture change is carried out by suppressing the lean exhaust gas packets of the forced excitation. So there is a slight lifting of the
  • the check of the subsequent measured values is ended if the lambda values do not fall further within a predetermined number of measured values. Resetting the dynamic mode ensures that signal changes that occur significantly later are no longer interpreted against the background of the previous signal change.
  • the constants are determined, for example the constants for the fall in the lambda values, the number of measured values to be checked and / or the minimum number of measured values that are required to trigger an intervention in the dynamic mode from the operating point. It is conceivable to determine all constants, combinations of the constants or only a single constant depending on the operating point. Is preferred when loading 2003 P 10238
  • the duration of the monitoring and the number of the lambda values to be monitored can be specified as a physical time, depending on the time, or depending on the segment, based on the exhaust gas packets. It is also possible to make the duration dependent on the oxygen mass balance.
  • the post-cat probe is a binary probe whose signals are analyzed in the transition area between rich and lean mixture formation.
  • the measured post-catalyst probe signal VLS_DOWN is related to two operating point-dependent maximum and minimum values.
  • the maximum value VLS_DOWN_MAX and the minimum value VL_DOWN_MIN preferably depend on the current air mass (MAF) and the speed (N).
  • a comparison value FAC_VLS_DOWN is determined using the minimum and maximum values. The comparison value is calculated using the following formula:
  • VLS_DOWN - VLS_DOWN_MIN FAC_VLS_DOWN VLS DOWN MAX - VLS DOWN MIN 2003 P 10238
  • the comparison value takes values less than 0 if VLS_DOWN is less than VLS_DOWN_MIN. If the current lambda value is greater than the maximum value (VLS_DOWN> VLS_DOWN_MAX), values greater than 1 can also occur.
  • VLS_DOWN VLS_DOWN
  • VLS_DOWN_OLD previous VLS_DOWN value
  • VLS_DOWN_GRD VLS_DOWN_OLD - VLS_DOWN
  • VLS_DOWN_GRD> 0 a positive gradient
  • a rising gradient means an increasing falling of the signal.
  • VLS_DOWN_GRD_OLD a previous gradient
  • VLS_DOWN_GRD_OLD the value for the previous gradient
  • VLS_DOWN_GRD_OLD the value for the previous gradient
  • a counter is incremented with each segment (CTR_VLS_DOWN_CONST).
  • the counter is then compared with a predetermined constant C_CTR_VLS_DOWN_CONST. If the counter is greater than the constant, the dynamic state LV_VLS_DOWN_DYN is reset and the counter CTR_VLS_DOWN_CONST is reset to zero.
  • the dynamic state is maintained for a certain time or a certain number of segments (C__CTR_VLS_DOWN__CONST). If there is no further drop in the post-catalyst signal during this time, there is no dynamic state. There is no rule intervention here.
  • a slow falling of the post-cat sensor signal in relation to the constant C_CTR_VLS_DOWN_CONST is not recognized as a critical dynamic and is processed by a function described below.
  • Fig. 1 explains the case described above in more detail.
  • the post-cat probe signal falls and the counter is incremented.
  • CTR_VLS_DOWN_CONST is counted up and if the specified constant (5 segments in the example shown) is exceeded, the dynamic bit 16 is reset again at the transition 22 to 24.
  • the specified constant 5 segments in the example shown
  • LV_VLS_DOWN_DYN_DOWN is set to 1 in 40 or 42.
  • the counter CTR_VLS_DOWN_DYN is incremented with each segment.
  • a control intervention takes place in order to prevent all lean exhaust gas packets of the catalytic converter's forced excitation.
  • a good conversion rate in a three-way catalytic converter requires forced excitation, in which slightly lean and lightly rich exhaust gas packs are used according to a certain pattern. Switching off the lean packs thus ensures a richer overall mixture on average over time.
  • the first part of the condition ensures that the control intervention only takes place when the second falling post-cat probe signal 44 takes place after a minimum number of segments after the first drop 34.
  • the minimum number of segments is called constant C_CTR_VLS_DYN_ HD.
  • there is therefore a control intervention due to the slight drop in the post-catalyst signal 44 which merely suppresses the lean exhaust gas packets of the forced excitation and thus slowly leads to an enrichment in the mean value over time. This makes it possible to react to a slow drop in the post-cat probe signals through a slow intervention.
  • FIG. 3 shows how a first drop in post-cat probe signal 46 activates dynamic mode 48. If the dynamic mode is activated, the example fails 2003 P 10238
  • the post-cat signal 56 increases after the control intervention has taken place, so that regular operation then takes place again through the reset dynamic mode 58.
  • C_CTR_VLS_DOWN_CONST C_CTR_VLS_DYN_THD
  • C_FAC_VLS_DOWN_DYN C_VLS_DOWN_GRD_DYN
  • C_VLS_DOWN_GRD_DYN can depend on further physical and chemical variables. These variables can be determined directly or based on a model, for example, the operating point-dependent exhaust gas composition can be used to calculate these constants.
  • controller speed is therefore dependent on the operating point of the engine, in particular on the air mass flow (MAF) and the speed (N), and the condition or operating point (VLS_D0WN) of the catalytic converter.
  • the counter CTR_VLS_DOWN_DYN was used for a segment-synchronous calculation.
  • a time-synchronous calculation or to refer to the oxygen mass balance.
  • Another possibility is to relate the threshold to an amount of exhaust gas.

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Abstract

Verfahren zur Gemischregelung einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator und einer Lambdasonde stromab von dem Katalysator, bei dem abhängig von der Vorgeschichte der Signalwerte entschieden wird, ob ein Eingriff in die Gemischbildung erforderlich ist, ein lediglich langsam fallendes Signal vorliegt, das einen langsamen Regeleingriff erforderlich macht, oder ob ein schnelles Abfallen des Nachkatsondensignals vorliegt, das einen schnellen Regeleingriff erforderlich macht. Durch die unterschiedlichen Eingriffe wird es möglich, dass Katalysatorvolumen zu verkleinern und somit den hohen Energiebedarf in der Aufheizphase bzw. das schlechte Anspringverhalten grosser Katalysatoren zu vermeiden.

Description

2003 P 10238
Beschreibung
Verfahren zur Gemischregelung bei einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gemischregelung bei einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator und einer Lambdasonde stromab von dem Katalysator.
Aus DE 102 06 399 Cl ist ein Verfahren zur Zwangsanregung ei- ner Lambdaregelung bekannt, das die Abgaskonvertierung bei einem Dreiwegekatalysator verbessert..Hierbei wird um einen Lambda-Sollwert schwankend eine Gemischregelung vorgenommen, die abwechselnd fette und magere Abgaspakete besitzt. Für eine besonders zuverlässige Abgaskonvertierung wird eine soge- nannte Feindosierung der Abgaspakete eingesetzt.
Zur weiteren Verbesserungen der Abgaskonvertierung wird angestrebt, den Katalysator zu verkleinern, da ein großer Katalysator zwar im betriebswarmen Zustand eine gute Pufferung von Gemischbildungsfehlern ermöglicht, jedoch einen hohen Energiebedarf in der Auf eizphase bzw. ein schlechtes Anspringverhalten zeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gemischregelung bereitzustellen, das auch bei verkleinerten Katalysatoren zuverlässig eine hohe Konvertierungsgüte sicherstellt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem er indungsgemäßen Verfahren liest eine Steuerung nacheinander von der Lambda-Sonde gemessene Lambdawer e ein und vergleicht den aktuellen Lambdawert mit einem zuvor eingelesenen Lambdawert. Wenn der Vergleich ein Fallen des Lamb- dawerts anzeigt, dann kann die Steuerung eine Gemischänderung 2003 P 10238
2 auslösen. Diese Gemischänderung wird ausgelöst, wenn der Lambdawert um oder um mehr als eine vorbestimmte Konstante gefallen ist. Hierzu wird die Änderung der Lambdawerte mit der Konstanten verglichen. Ein um mehr als eine vorbestimmte Konstante fallender Lambdawert weist darauf hin, dass ein Durchbruch des Katalysators droht, daher erfolgt über die Steuerung ein direkter Eingriff in die Gemischbildung. Fällt dagegen der Lambdawert um weniger als die vorbestimmte Konstante, dann löst die Steuerung eine Überprüfung aus, ob für eine Anzahl von nachfolgenden Messwerten der Lambdawert weiter fällt. In diesem Überprüfungsmodus, auch als Dynamikmodus bezeichnet, erfolgt also nicht unmittelbar ein Eingriff in die Gemischbildung. Dieses Verfahren erlaubt es, unnötige Eingriffe in die Gemischbildung zu reduzieren. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, eine Katalysatorverkleinerung vorzunehmen und gleichwohl eine sichere Abgaskonvertierung sicherzustellen .
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird bei der Überprüfung der nach olgenden Messwerte aus dem aktuellen Lambdawert ein Vergleichswert berechnet und eine Gemischänderung ausgelöst, wenn erstens mehr als eine Mindestanzahl von Messwerten überprüft wurde und zweitens der Vergleichswert kleiner als eine vorbestimmte Konstante ist. Ein Eingriff unterbleibt also in dem Fall, in dem der Vergleichswert größer als die vorbestimmte Konstante ist oder seit dem ersten Fallen des Lambda- signals noch nicht eine Mindestanzahl von Messwerten überprüft wurde. Mit den vorstehenden Bedingungen wird sichergestellt, dass in dem Überprüfungsmodus nicht jeglicher Re- geleingriff in die Gemischbildung unterdrückt wird, sondern dieser nur unter bestimmten Bedingungen erfolgt.
Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, für die Lambdawerte einen Minimalwert und einen Maximalwert zu definieren . Diese Werte werden vorzugsweise abhängig vom Betriebszustand, insbesondere dem Luftmassenstrom und/oder der Drehzahl bestimmt. Der Vergleichswert ergibt sich dann als Quotient aus 2003 P 10238
3 aktuellem Lambdawert minus Minimalwert dividiert durch die Differenz von Maximalwert minus Minimalwert. Der so definierte Vergleichswert kann bei dieser Definition auch größer als 1 und kleiner als 0 werden. Sind die Werte des aktuellen Lambdawertes größer oder gleich dem Maximalwert, so ist der Vergleichswert größer oder gleich 1. Ist der aktuelle Lambdawert kleiner als der Minimalwert, so ist der Vergleichswert negativ.
Bevorzugt erfolgt in dem Überwachungsmodus der Eingriff in die Gemischbildung durch eine Änderung von Frequenz und/oder Amplitude einer Zwangsanregung. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Eingriff in die Gemischänderung durchgeführt, indem die mageren Abgaspakete der Zwangsanregung un- terdrückt werden. Es erfolgt also ein leichtes Anheben des
Mittelwerts über die Zwangsanregung. Wird also in dem Überwachungsmodus ein langsames Fallen der Lambdawerte festgestellt, so wird, wenn die Vergleichsgröße entsprechende Werte zeigt und das letzte Fallen bereits eine Mindestdauer zurück- liegt, langsam in die Gemischbildung eingegriffen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Überprüfung der nachfolgenden Messwerte beendet, wenn innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Messwerten die Lambdawerte nicht weiter fallen. Das Zurücksetzen des Dynamikmodus stellt sicher, dass deutlich später auftretende Signaländerungen nicht mehr vor dem Hintergrund der früheren Signaländerung interpretiert werden. In einer möglichen Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Festlegung der Konstanten, bei- spielsweise der Konstanten für das Fallen der Lambdawerte, die Anzahl der zu überprüfenden Messwerte und/oder die Mindestanzahl der Messwerte, die zum Auslösen eines Eingriffs in dem Dynamikmodus erforderlich sind, abhängig vom Betriebspunkt. Es ist denkbar, sämtliche Konstanten, Kombinationen der Konstanten oder lediglich eine einzige Konstante betriebspunktabhängig zu bestimmen. Bevorzugt wird bei der Be- 2003 P 10238
4 triebspunktabhängigkeit auf die aktuelle Abgaszusammensetzung abgestellt.
Die Dauer der Überwachung und die Anzahl der zu überwachenden Lambdawerte kann zeitabhängig, als eine physikalische Zeitdauer vorgegeben werden, oder segmentabhängig bezogen auf die Abgaspakete vorgenommen werden. Auch ist es möglich, die Dauer abhängig von der Sauerstoffmassenbilanz vorzunehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein langsam fallendes Lambda-Signal, bei dem kein Regeleingriff erfolgt,
Fig. 2 ein langsam fallendes Lambda-Signal, bei dem ein Regeleingriff über die Zwangsanregung erfolgt, und
Fig. 3 ein stark fallendes Lambda-Signal, das einen soforti- gen Regeleingriff auslöst.
Fig. 1 zeigt die Abfolge der Nachkatsondensignale 10 über der Segmentzahl. Bei der Nachkatsonde handelt es sich um eine binäre Sonde, deren Signale im Übergangsbereich von fetter und magerer Gemischbildung analysiert werden. Das gemessene Nach- katsondensignal VLS_DOWN wird mit zwei betriebspunktabhängigen Maximal- und Minimalwerten in Beziehung gesetzt. Der Maximalwert VLS_DOWN_MAX und der Minimalwert VL_DOWN_MIN hängen bevorzugt von der aktuellen Luftmasse (MAF) und der Drehzahl (N) ab. Mit Hilfe von Minimal- und Maximalwert wird ein Vergleichswert FAC_VLS_DOWN ermittelt. Der Vergleichswert berechnet sich nach der folgenden Formel :
VLS_DOWN - VLS_DOWN_MIN FAC_VLS_DOWN = VLS DOWN MAX - VLS DOWN MIN 2003 P 10238
5 Der Vergleichswert nimmt Werte kleiner als 0 an, wenn VLS_DOWN kleiner VLS_DOWN_MIN ist. Ist der aktuelle Lambdawert größer als der Maximalwert (VLS_DOWN > VLS_DOWN_MAX) so können auch Werte größer 1 auftreten.
Im Verlauf des Verfahrens wird festgestellt, ob ein fallendes VLS_DOWN-Signal der Nachkatsonde vorliegt. Hierzu wird der aktuelle VLS_DOWN-Wert (VLS_DOWN) mit dem vorherigen VLS_DOWN-Wert (VLS_DOWN_OLD) verglichen. Hat der aktuelle Wert gegenüber dem vorherigen Lambdawert abgenommen, so wird der Gradient hierzu berechnet :
VLS_DOWN_GRD = VLS_DOWN_OLD - VLS_DOWN
Bei der obigen Vorzeichenkonvention bedeutet ein positiver Gradient (VLS_DOWN_GRD > 0) , dass die Nachkatsondensignale fallen. Ein steigender Gradient bedeutet also ein zunehmendes Fallen des Signals. Um festzustellen, ob ein zunehmendes Fallen des Signals vorliegt, wird der Gradient mit einem vorhe- rigen Gradienten (VLS_DOWN_GRD_OLD) verglichen. Stellt sich heraus, dass der Gradient zugenommen hat, so wird ein den dynamischen Modus anzeigendes Flag gesetzt:
LV VLS DOWN DYN == TRUE ,
Solange der Dynamikzustand gesetzt ist, wird der Wert für den zurückliegenden Gradienten (VLS_DOWN_GRD_OLD) nur dann überschrieben, wenn ein aktueller Gradient echt größer 0 auftritt. Kommen nach dem Setzen des Dynamikzustandes mehrere Messwerte mit konstanten Nachkatsondensignalen (VLS_DOWN_GRD = 0) , so wird der zurückliegende Gradient der Nachkatsignale nicht überschrieben. Erst bei Auftreten eines steigenden Gradienten (VLS_DOWN_GRD > 0) wird der zurückliegende Gradient (VLS_DOWN_GRD_OLD) mit einem neuen Wert für den Gradienten überschrieben. 2003 P 10238
6
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert:
Nach einem erstmaligen Erkennen eines fallenden Nachkatson- densignals VLS_DOWN wird ein Zähler mit jedem Segment inkre- mentiert (CTR_VLS_DOWN_CONST) . Nachfolgend wird der Zähler mit einer vorgegebenen Konstanten C_CTR_VLS_DOWN_CONST verglichen. Ist der Zähler größer als die Konstante, so wird der Dynamikzustand LV_VLS_DOWN_DYN zurückgesetzt und der Zähler CTR_VLS_DOWN_CONST wieder auf Null gesetzt. Hierdurch wird der Dynamikzustand für eine gewisse Zeit bzw. eine gewisse Anzahl von Segmenten (C__CTR_VLS_DOWN__CONST) aufrecht erhalten. Kommt es in dieser Zeit zu keinem weiteren Fallen des Nachkatsondensignals so liegt kein Dynamikzustand vor. Hier- bei erfolgt kein Regeleingri f. Ein langsames Fallen des Nachkatsondensignals bezogen auf die Konstante C_CTR_VLS_DOWN_CONST wird nicht als eine kritische Dynamik erkannt und durch eine weiter unten beschriebene Funktion bearbeitet.
Fig. 1 erläutert den vorstehend beschriebenen Fall näher. Bei Übergang von Messwert 12 zu Messwert 14 fällt das Nachkatson- densignal und der Zähler wird inkrementier . Gleichzeitig wird das Dynamikbit 16 mit dem Übergang von 18 nach 20 auf 1 (= TRUE) gesetzt. In den nachfolgenden Segmenten wird der
Zähler (CTR_VLS_DOWN_CONST) hoch gezählt und bei Überschreiten der vorgegebenen Konstante (in dem dargestellten Beispiel 5 Segmente) wird das Dynamikbit 16 bei dem Übergang 22 nach 24 wieder zurückgesetzt. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird bei einem späteren Abfallen der gemessenen Nachkatsondensignale 26, 28, 30 kein Regeleingriff ausgelöst, da der Abstand zwischen den abfallenden Signalen stets größer als die vorgegebene Dauer von fünf Segmenten ist.
Nachfolgend mit Bezug auf die Fign. 2 und 3: Durch die fallenden Nachkatsondensignale 32, 34 in Fig. 2 bzw. 36, 38 in Fig. 3 wird der Dynamikzustand aktiviert. Das die Dynamik an- 2003 P 10238
7 zeigende Bit LV_VLS_DOWN_DYN_DOWN wird in 40 bzw. 42 auf 1 gesetzt. Im Dynamikmodus wird der Zähler CTR_VLS_DOWN_DYN mit jedem Segment inkrementier . In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel erfolgt ein weiteres Abfallen des Nachkatsonden- Signals 44. In diesem Fall erfolgt ein Regeleingriff, dahingehend, sämtliche magere Abgaspakete der Zwangsanregung des Katalysators zu verhindern. Wie bereits oben erläutert, erfordert eine gute Konvertierungsrate bei einem Dreiwegekatalysator eine Zwangsanregung, bei der nach einem bestimmten Muster abwechselnd leicht magere und leicht fette Abgaspakete eingesetzt werden. Ein Abschalten der Magerpakete sorgt somit im zeitlichen Mittelwert für ein fetteres Gesamtgemisch. Der Regeleingriff erfolgt dann, wenn beide folgenden Bedingungen erfüllt sind:
CTR VLS DOWN DYN > C CTR VLS DYN THD und
FAC VLS DOWN < C FAC VLS DOWN DYN.
Der erste Teil der Bedingung stellt sicher, dass der Regeleingriff erst erfolgt, wenn das zweite abfallende Nachkat- sondensignal 44 nach einer Mindestanzahl von Segmenten nach dem ersten Abfall 34 erfolgt. Die Mindestanzahl an Segmenten ist als Konstante C_CTR_VLS_DYN_ HD bezeichnet. Ferner er- folgt der Regeleingrif lediglich dann, wenn die Vergleichsgröße FAC_VLS_DOWN kleiner als eine vorgegebene Konstante C_FAC_VLS_DOWN_DYN ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel erfolgt also durch den geringen Abfall des Nachkatsondensignals 44 ein Regeleingriff, der lediglich die mageren Abgaspakete der Zwangsanregung unterdrückt und somit langsam zu einem Anfetten im zeitlichen Mittelwert führt. Hierdurch ist es möglich, auf ein langsames Abfallen der Nachkatsondensignale durch einen langsamen Eingriff zu reagieren.
Das in Fig. 3 dargestellte Beispiel zeigt, wie ein erster Abfall des Nachkatsondensignals 46 den Dynamikmodus 48 aktiviert. Bei aktiviertem Dynamikmodus fällt in dem Beispiel aus 2003 P 10238
8 Fig. 3 das Nachkatsondensignal 50 weiter ab. Wenn dieser Abfall die Bedingung erfüllt:
VLS__DOWN_GRD > C_VLS_DOWN_GRD_DYN,
wird ein schneller Eingriff durch die Steuerung ausgelöst. Dieser Eingriff wird auch ausgelöst, wenn der Abfall des Nachkatsondensignals direkt von 46 auf 50 erfolgt wäre. In Fig. 3 ist die Konstante C_VLS_DOWN_GRD_DYN als Abstand 52 bezogen auf den Signalwert 46 eingezeichnet. Der sich durch die Werte 46 und 50 ergebende Gradient ist als Abstand 54 dargestellt. Der in Fig. 3 dargestellte schnelle Abfall der Nachkatsondensignale macht einen schnellen Eingriff in die Gemischbildung erforderlich. Dieser Eingriff wird auf her- kömmliche Weise ausgelöst. Fig. 3 zeigt ebenfalls, dass das ansteigende Nachkatsignal 56 direkt ein Zurücksetzen des Dynamikzustands 58 zur Folge hat.
In dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel steigt nach dem er- folgten Regeleingriff das Nachkatsignal 56, so dass anschließend durch den zurückgesetzten Dynamikmodus 58 wieder ein regulärer Betrieb erfolgt.
Nicht dargestellt in den Figuren ist, dass die Konstanten C_CTR_VLS_DOWN_CONST, C_CTR_VLS_DYN_THD, C_FAC_VLS_DOWN_DYN und C_VLS_DOWN_GRD_DYN von weiteren physikalischen und chemischen Größen abhängen können. Diese Größen können direkt oder modellgestützt ermittelt werden, beispielsweise kann auf die betriebspunktabhängige Abgaszusammensetzung zur Berechnung dieser Konstanten abgestellt werden.
Das beschriebene Verfahren führt dazu, dass einzelne Bitwechsel im Nachkatsondensignal bei einer binären Nachkatsonde unterschiedlich bewertet werden. Ein langsam fallendes oder zwischenzeitlich wieder ansteigendes VLS_DOWN_SIGNAL wird nicht als dynamisch" bewertet. Es macht keinen Regeleingriff erforderlich. Fällt das Signal etwas schneller, so wird ein- 2003 P 10238
9 gegriffen, vorzugsweise abhängig von den betriebspunktabhängigen Positionen des Absolutwerts des Nachkatsondensignals . Fällt das Signal sehr schnell, wird sofort eingegriffen. Die Reglergeschwindigkeit ist somit abhängig vom Betriebspunkt des Motors, insbesondere von dem Luftmassestrom (MAF) und der Drehzahl (N) , und dem Zustand bzw. Betriebspunkt (VLS_D0WN) des Katalysators.
Bei den vorstehenden Beispielen wurde mit dem Zähler CTR_VLS_DOWN_DYN auf eine segmentsynchrone Berechnung abgestellt. Es ist jedoch auch denkbar, auf eine zeitsynchrone Rechnung abzustellen oder auf die Sauerstoffmassenbilanzierung sich zu beziehen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Schwelle zu einer Abgasmenge in bezug zu setzen. Al- ternativ ist es möglich, den Ist-Lambdawert aus dem Vorkat- signal eine Sauerstoffmenge oder andere Abgasbestandteile zuzuordnen und diese als Bezug für die Konstanten zu verwenden.

Claims

2003 P 10238
10 A n s p r ü c h e :
1. Verfahren zur Gemischregelung bei einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator und einer Lambdasonde stromab von dem Katalysator, mit folgenden Verfahrensschritten: - eine Steuerung liest nacheinander von der Lambdasonde gemessene Lambdawerte (VLS_DOWN) ein und vergleicht den aktuellen Lambdawert mit einem zuvor eingelesenen Lambdawert (VLS_DOWN_OLD) , - wenn der Vergleich ein Fallen des Lambdawerts ergibt, dann löst die Steuerung eine Gemischänderung aus, wenn eine Änderung des Lambdawerts (VLS_DOWN_GRD) größer als eine vorbestimmte Konstante (C_VLS_DOWN_GRD_DYN) ist, wenn der Lambdawert sich um weniger als die vorbestimmte Konstante geändert hat, dann löst die Steuerung eine Ü- berprüfung aus, ob für eine Anzahl von nachfolgenden Messwerten der Lambdawert weiter fällt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Überprüfung der nachfolgenden Messwerte ein Vergleichswert aus dem Lambdawert berechnet wird und eine Gemischänderung ausgelöst wird, wenn mehr als eine Mindestanzahl von Messwerten (C_CTR_VLS_DYN_THD) überprüft wurde und der Vergleichswert (FAC_VLS_DOWN) kleiner als eine vorbestimmte Konstante (C_FAC_VLS_DOWN) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Lambdawert ein Minimalwert (VLS_DOWN_MIN) und ein Maximalwert (VLS_DOWN_MAX) definiert sind und der Ver- gleichswert (FAC_VLS_DOWN) sich bestimmt als Quotient aus gemessenem Lambdawert (VLS_DOWN) minus Minimalwert dividiert durch Differenz von Maximalwert und Minimalwert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Steuerung ausgelöste Gemischänderung in einer Änderung von Frequenz und/oder Amplitude einer Zwangsanregung besteht. 2003 P 10238
11
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischänderung in einer Unterdrückung der mageren Abgaspakete besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalwert (VLS_DOWN_MIN) und der Maximalwert (VLS_DOWN_MAX) abhängig von einem aktuellen Luftmassenstrom (MAF) und/oder der Drehzahl (N) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überprüfung der nachfolgenden Messwerte endet, wenn innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Messwerten (C_CTR_VLS_DOWN_CONST) die Lambdawerte nicht allen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Konstante für das Fallen des Lambdawertes, die die Anzahl der zu überprüfenden Messwerte und/oder die Mindestanzahl der Messwerte abhängig von einem oder mehreren Betriebspunkten erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit vom Betriebspunkt die aktuelle Abgaszu- sammensetzung berücksichtigt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Überwachung und die Anzahl der zu überwachenden Lambdawerte zeitabhängig oder segmentabhängig erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Überwachung abhängig von der Sauermassenbilanz erfolgt.
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