AT521866B1 - Verfahren und ein System zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) und ein entsprechendes System zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde (1), wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift (2), insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, folgende Arbeitsschritte aufweisend: Prüfen (101), ob eine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt; und Ermitteln (103a, 103b) der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift, falls eine dynamische Änderung festgestellt wird; ansonsten Ermitteln (103c) der Sondenspannung auf der Grundlage der stationären Zuordnungsvorschrift.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Simulation einer LambdaSprungsonde, wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda-Wert eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird.

[0002] Bei der Auslegung einer Brennkraftmaschine bezeichnet der Lambda-Wert das für die Verbrennung ideale stöchiometrische Massenverhältnis von Luft zu Brennstoff. Beim Wert A=1 ist genau der Masseanteil Luft im Gemisch vorhanden, der benötigt wird, um den Kraftstoff vollständig zu verbrennen. Bei handelsüblichem Benzin beträgt dieses Massenverhältnis 14,7:1; es werden also 14,7 kg Luft benötigt, um 1 kg Benzin vollständig zu verbrennen. Durch die Beimengung von Ethanol (E5, E10) ist der stöchiometrische Luftbedarf nicht mehr 14,7 sondern etwas geringer (z.B. 14,1 - 14,3).

[0003] In dem der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Katalysator ist es möglich, gleichzeitig Stickoxide zu Stickstoff zu reduzieren und Kohlenwasserstoff (HC)- und Kohlenmonoxid (CO)Moleküle im Abgas zu CO» und H;O zu oxidieren. Diese Funktionalität wird durch die Fähigkeit des Katalysators Sauerstoff zu speichern unterstützt. Dadurch kann auch bei nicht idealen Betriebsbedingungen für eine gewisse Zeit Sauerstoff gebuffert bzw. Sauerstoff bereitgestellt werden. Der Katalysator kann nur dann effektiv genutzt werden, wenn die diesem vorgeschaltete Brennkraftmaschine stets mit einer geeigneten, d. h. mit einer auf die aktuelle Sauerstoffbeladung des Katalysators abgestimmten Gemisch-Zusammensetzung mit einem geeigneten LambdaWert, beaufschlagt wird.

[0004] Im stationären Betrieb wird dies dadurch bewerkstelligt, dass ein stöchiometrisch weitgehend ideales Gemisch verwendet wird, d.h. bei einem Motorbetrieb um Lambda = 1. Nach bestimmten Betriebssituationen, wie Schubbetrieb oder Volllastanfettung, kann es aber erforderlich sein, der Brennkraftmaschine kurzzeitig ein über- oder unterstöchiometrisches Gemisch zuzuführen, so dass der Sauerstoffspeicher des Katalysators wieder in den Zustand der optimalen Konvertierung geführt wird. Die dazu erforderliche Veränderung der Gemischzusammensetzung erfolgt durch die Abgasregelung der Brennkraftmaschine. Das Ziel der Abgasregelung liegt darin, dem Katalysator durch eine Beeinflussung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses Lambda immer jene Gemischzusammensetzung zuzuführen, durch die eine optimale Sauerstoffbeladung zur Umsetzung aller Schadstoffkomponenten erreicht wird.

[0005] Das Problem der Regelung der Sauerstoffbeladung bzw. der Sauerstoffbilanz liegt darin, dass es anhand der Signale von Lambdasonden, welche, wie in Fig. 1 dargestellt, vor und hinter einem Katalysator angeordnet sind, nicht möglich ist, den Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers des Katalysators direkt zu messen. Dieser kann nur indirekt über eine Bilanzierung des Sauerstoffeintrags erfolgen und/oder abgeschätzt werden.

[0006] Die Genauigkeit dieser Sauerstoffbilanzierung ist durch die Messgenauigkeit des Lambdas vor dem Katalysator und des Abgasmassenstroms eingeschränkt. Des Weiteren ist zum Beginn des jeweiligen Bilanzierungszeitraums eine Information über den Startwert der Sauerstoffspeicherbefüllung erforderlich. Diese Information ist nur vorhanden, wenn die Spannung einer Nachkatalysator-Lambdasonde entweder während der Beaufschlagung des Katalysators mit einer mageren Abgaszusammensetzung ein eindeutig mageres Gemisch, Sondenspannung < 0,15 V, oder während der Beaufschlagung des Katalysators mit einer fetten Abgaszusammensetzung ein eindeutig fettes Gemisch, Sondenspannung > 0,8 V, anzeigt. Dann kann davon ausgegangen werden, dass der Sauerstoffspeicher etwa komplett gefüllt bzw. komplett entleert ist und das entsprechende Gemisch daher durch den Katalysator „durchbricht“.

[0007] Ein Messzyklus, welcher den Sauerstoffspeicher durch Beaufschlagung des Katalysators mit einem fetten Gemisch zunächst entleert und dann durch Beaufschlagung mit einem mageren Gemisch wieder befüllt, wird auch Katalysatordiagnose-Zyklus genannt. Solche Messzyklen sind beispielsweise in dem Diagramm der Figuren 3 und 5 in Bezug auf den Lambdawert LAVS5; gezeigt.

[0008] Die modellbasierte Kalibrierung von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Ottomotoren und Dieselmotoren, nimmt eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung der Brennkraftmaschinen ein, da Testläufe, welche ansonsten mittels eines realen Prüflings durchgeführt werden müssten, in eine frühe Phase des Entwicklungsprozesses verlagert werden können.

[0009] Ein Teil der Kalibrierung der Brennkraftmaschinen ist dabei die Emissionskalibrierung zur Vorab- und Feinabstimmung der Regelung durch die Nachkatalysatorsonde, welche die sogenannte Trimmregelung durchführt, sowie zur Vorbedatung von Diagnosefunktionen für die Lambdasonden und den Katalysator im Hinblick auf Auspuffemissionen (Engl: Tailpipe Emissions).

[0010] Die Aufgabe einer Hinterkat-Regelung, auch Trimmregelung genannt, liegt hierbei, unter Verwendung des Signals der Nachkatalysatorsonde, darin, nach dem Katalysator die Gemischzusammensetzung auf Lambda gleich eins einzuregeln.

[0011] Ein solches Verfahren zur modellbasierten Kalibrierung von Brennkraftmaschinen ist beispielsweise in dem Dokument WO 2016/170063 A beschrieben.

[0012] Um eine Brennkraftmaschine zusammen mit ihrem Abgasstrang simulieren zu können und beispielsweise auf diese Weise eine Kalibrierung am HiL-Prüfstand (Hardware-in-the-Loop) zu testen, müssen neben der Brennkraftmaschine auch ein Verhalten des Katalysators sowie der Lambdasonden simuliert werden.

[0013] Aus dem Dokument DE 10 2008 001 569 A1 ist ein Verfahren zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde bekannt. Hierbei wird 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.

[0014] Das Dokument DE 10 2009 029 168 A1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Erfassung einer physikalischen Größe im Abgas einer Brennkraftmaschine. Hierbei wird ein Sensor durch eine elektronische Schaltung simuliert.

[0015] Das Dokument 10 2009 008 863 A1 betrifft ein Simulationsgerät, welches einzelne Steuerund/oder Überwachungsaggregate eines Motors eines Kraftfahrzeugs simuliert, beispielsweise die Lambdasonde.

[0016] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Simulation der Auspuffemissionen zu verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, diese Simulation noch realitätsnäher zu gestalten. Ausgehend von dieser Simulation ist es auch eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Simulation einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang sowie eine verbesserte simulationsgestützte Kalibrierung einer Brennkraftmaschine bereitzustellen.

[0017] Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.

[0018] Eine Zuordnungsvorschrift im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine mathematische Beziehung, welche einen Wert einem anderen Wert eindeutig zuordnet. Beispiele für eine Zuordnungsvorschrift sind eine Funktion, eine Matrix, etc.

[0019] Eine stationäre Zuordnungsvorschrift im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Zuordnungsvorschrift, welche im stationären Betrieb der Lambda-Sprungsonde gültig ist.

[0020] Eine dynamische Zuordnungsvorschrift im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Zuordnungsvorschrift, welche im dynamischen Betrieb einer Lambda-Sprungsonde gültig ist. In diesem Fall ändert sich der Lambdawert vorzugsweise mehr als ein vordefinierter Schwellwert pro Zeiteinheit.

[0021] Ein stationärer Betrieb der Lambda-Sprungsonde im Sinne der Erfindung liegt insbesondere bei einem stationären oder quasi-stationären Motorbetrieb vor.

[0022] Ein dynamischer Betrieb der Lambda-Sprungsonde im Sinne der Erfindung liegt insbesondere bei einem dynamischen Motorbetrieb vor.

[0023] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein computergestütztes Verfahren zur Simulation

einer Lambda-Sprungsonde, wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, folgende Arbeitsschritte aufweisend:

Prüfen, ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt; und

Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird; ansonsten

Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der stationären Zuordnungsvorschrift.

[0024] Vorzugsweise wird die Sondenspannung, insbesondere über eine Schnittstelle ausgegeben. Insbesondere kann diese zur Kalibrierung, Optimierung und/oder Steuerung einer realen oder simulierten Brennkraftmaschine und oder deren Steuerung eingesetzt werden.

[0025] Die stationäre Zuordnungsvorschrift wird insbesondere unverändert nur dann herangezogen, wenn keine dynamische Anderung festgestellt wurde.

[0026] Die Erfindung beruht insbesondere auf dem Ansatz, bei einer Simulation der LambdaSprungsonde, auch Nernstsonde oder Zweipunkt-Lambdasonde genannt, nicht nur die stationäre Kennlinie, d. h. die Kennlinie aus einem stationären Betrieb der Brennkraftmaschine, zu berücksichtigen, sondern des Weiteren auch dynamische Kennlinien, d. h. Kennlinien, welche ausschließlich im dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine gültig sind, zu berücksichtigen.

[0027] Auf diese Weise ist es möglich, die wesentlichen oder sogar alle emissionsrelevanten Betriebszustände und Ereignisse einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang mit Katalysator am HiL-Prüfstand detailgetreu nachzubilden.

[0028] In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Feststellen einer dynamischen Änderung eine normierte Standardabweichung und/oder eine Abweichung zwischen mittels einer Lambda-Breitbandsonde bestimmten Werten und einem vorgegebenen Wert berechnet.

[0029] Ein Feststellen einer dynamischen Änderung mittels der Abweichung von einem Einstellwert für Messwerte wenigstens einer Lambda-Breitbandsonde hat gegenüber dem Berücksichtigen der normierten Standardabweichung den Vorteil, dass dieses Kriterium gegenüber der normierten Standardabweichung sehr schnell reagiert. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn die Beobachtungsintervalle für die Standardabweichung zu lang sind.

[0030] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die dynamische Zuordnungsvorschrift eine Fallunterscheidung für ansteigendes Lambda und abnehmendes Lambda auf, und das Verfahren weist des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt auf: Prüfen, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambdas vorliegt;

wobei zum Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift eine erste Zuordnung für ein ansteigendes Lambda verwendet wird oder eine zweite Zuordnung für ein abnehmendes Lambda verwendet wird.

[0031] Die Erfinder haben des Weiteren festgestellt, dass, je nachdem aus welcher Richtung der Lambdawert sich dem relevanten Bereich der Sondenkennlinie nähert, d. h. beim Anfetten vom Magerbetrieb zum fettem Betrieb oder in gegenläufiger Richtung vom fetten Betrieb zum Magerbetrieb, vorteilhafterweise jeweils unterschiedliche Sondenkennlinien aufgrund eines Hystereseeffekts der Sprungsonde zu berücksichtigen sind. Hierdurch kann die Simulation noch realitätsgetreuer verwirklicht werden.

[0032] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein ansteigendes Lambda dann als vorliegend angenommen, wenn ein Minimum in einem mit einer Breitbandsonde bestimmten Verlauf des Lambdas festgestellt wurde.

[0033] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen wird ein abnehmendes Lambda dann als vorliegend angenommen, wenn ein Maximum in einem mit einer Breitband-

sonde bestimmten Verlauf des Lambdas festgestellt wurde.

[0034] Diese Art der Detektion von ansteigenden Lambda-Werten oder abfallenden LambdaWerten ist sehr zuverlässig und robust.

[0035] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das ansteigende Lambda solange als vorliegend angenommen, bis ein nächstes Maximum auftritt und/oder das abnehmende Lambda solange als vorliegend angenommen wird, bis ein nächstes Minimum auftritt.

[0036] Sprünge beim Anwenden der verschiedenen Kennlinien werden auf diese Weise verhindert.

[0037] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn ein Wechsel von einer dynamischen Änderung zu einer stationären Änderung oder umgekehrt festgestellt wird, während eines ersten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der dynamischen Zuordnungsvorschrift und der stationären Zuordnungsvorschrift zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt, und/oder, wenn ein sprunghafter Wechsel von einem ansteigenden Lambda zu einem abnehmenden Lambda oder umgekehrt festgestellt wird, während eines zweiten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der Zuordnung für ein ansteigendes Lambda und der Zuordnung für ein abnehmendes Lambda zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt.

[0038] Das Berücksichtigen eines Übergangszeitraums, in welchem jeweils eine Interpolation zwischen den verschiedenen Kennlinien durchgeführt wird, passt die erfindungsgemäße Simulation der Realität noch besser an, da in der Realität eine stetige und keine sprunghafte Anderung von einer Kennlinie zur nächsten relevanten Kennlinie erfolgt.

[0039] Die im Vorhergehenden aufgezeigten Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts der Erfindung gelten auch für den zweiten, dritten und vierten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.

[0040] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang, wobei der Abgasstrang einen Lambda-geregelten Katalysator, insbesondere Dreiwegekatalysator, wenigstens eine Lambda-Breitbandsonde zur Messung des Lambda-Werts vor dem Katalysator und/oder wenigstens eine Lambda-Breitbandsonde hinter dem Katalysator, und eine Lambda-Sprungsonde hinter dem Katalysator zur Messung des Lambda-Werts hinter dem Katalysator aufweist, wobei die Lambda-Sprungsonde mittels eines Verfahrens zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde simuliert wird, wobei das vorgegebene Lambda am Ausgang der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei das Prüfen, ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdawerts vorliegt, auf der Grundlage von Lambda-Werten an der wenigstens einen Lambda-Breitbandsonde zur Messung des Lambdas vor dem Katalysator und/oder hinter dem Katalysator erfolgt, und/oder wobei das Prüfen, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambda-Werts vorliegt, auf der Grundlage von Lambda-Werten an der wenigstens einen Lambda-Breitbandsonde zur Messung des Lambda-Werts hinter dem Katalysator erfolgt.

[0041] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Brennkraftmaschine, wobei eine reale Steuerung der Brennkraftmaschine (ECU) eine mittels eines Verfahrens zur Simulation einer Brennkraftmaschine steuert.

[0042] Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Simulation einer LambdaSprungsonde, wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift, insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, aufweisend:

Speichermittel zum Speichern des Sondenmodells;

Mittel zum Prüfen, ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt; Mittel zum Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, oder auf der Grundlage der stationären Zuord-

nungsvorschrift; und eine Datenschnittstelle zum Ausgeben der Sondenspannung.

[0043] Die erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere durch ein solches System ausgeführt.

[0044] Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien, aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, so dass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere eine Hubkolbenmaschine steuern und/oder überwachen kann.

[0045] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:

[0046] Fig. 1 einen Ausschnitt eines zu simulierenden Abschnitts eines Abgasstrangs; [0047] Fig. 2 eine Kennlinienschar einer Lambda-Sprungsonde; [0048] Fig. 3 Diagramme mit Signalen, welche zur Katalysatordiagnose eingesetzt werden;

[0049] Fig. 4 ein Blockdiagramm eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens und eines Systems zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde; und

[0050] Fig. 5 ein Diagramm einer Lambda-Simulation für einen Sensor, welcher am Abgasstrang hinter dem Katalysator angeordnet ist, mit Berücksichtigung einer Lambdasonden-Dynamik und ohne Berücksichtigung einer Lambdasonden-Dynamik.

[0051] Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Abgasstrangs 7 mit einem Katalysator 6, wobei Messpunkte von Lambdasensoren jeweils am Ausgang einer Brennkraftmaschine bzw. Eingang des Katalysators P1, an welchem die von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Emissionen vorliegen, und an einem Messpunkt P2, welcher hinter dem Katalysator 6 in Strömungsrichtung des Abgases platziert ist, angeordnet sind.

[0052] Eine erste Lambda-Breitbandsonde 4 mit der Signalbezeichnung LAVS41 ist in dem Abgasstrang in Strömungsrichtung der Abgase vor dem Katalysator 6 angeordnet. Des Weiteren ist eine zweite Lambda-Breitbandsonde 8 mit der Signalbezeichnung lamsoniw vor dem Katalysator 6 angeordnet. Ein dritter Lambda-Breitbandsensor 5 mit der Bezeichnung LAVSs; ist in dem Abgasstrang 7 nach dem Katalysator 6 angeordnet. An derselben Stelle nimmt auch eine LambdaSprungsonde 1 mit der Bezeichnung usfkw ein Messsignal auf.

[0053] Die Lambdasonde 8 (lamsoniw), welche üblicherweise ebenfalls eine Breitbandsonde ist, und die Lambda-Sprungsonde 1 (usfkw) sind üblicherweise im Abgasstrang eines Serienfahrzeugs im normalen Betrieb verbaut. Die von diesen Sensoren 1, 8 erzeugten Signale werden von der Motorsteuerung (ECU) für die Regelung der Brennkraftmaschine und die Abgasregelung verwendet.

[0054] Die beiden Lambda-Breitbandsensoren 4, 5 (LAVS41 und LAVSs:) sind Sensoren, welche üblicherweise am Motorenprüfstand oder in Testfahrzeugen mit verbaut sind, um die Funktion der ECU-Sensoren 1, 8 (lamsoniw, usfkw) zu testen.

[0055] Wird die Brennkraftmaschine und/oder der Abgasstrang auf einem Hardware-in-theLoop-Prüfstand betrieben, so werden vorzugsweise alle vorgenannten Sensoren 1, 4, 5, 8 zur Lambda-Messung simuliert. Der Lambda-Wert an dem Messpunkt P1 wird hierbei jeweils mittels

eines Modells der Brennkraftmaschine, welches auch die Emissionen am Ausgang der Brennkraftmaschine liefert, berechnet und ist mithin als vorgegebene Eingangsgröße zu betrachten. Auch der Katalysator 6 wird auf einem solchen Hardware- in-the-Loop-Prüfstand mittels eines Katalysatormodells simuliert. Auf der Grundlage des Lambda-Werts am Messpunkt P1, der vorliegenden Spezien, d.h. der Emissionszusammensetzung vor dem Katalysator, eines Massenstroms des Abgases sowie der Simulation des Katalysators 6 ergibt sich zu jedem Zeitpunkt ein Emissions-Wert am Messpunkt P2 hinter dem Katalysator 6. Insbesondere gibt der EmissionsWert den auf der Grundlage der Simulation bestimmten Lambda-Wert an dieser Stelle an.

[0056] Aufgabe der Lambda-Sprungsonde 1 ist es nunmehr, diesen vorgegebenen Lambda-Wert an dem Messpunkt P2 in ein Spannungssignal usfkw umzusetzen, welches von der Motorsteuerung zur Trimmregelung der Abgas- oder Auspuffemissionen eingesetzt wird. Die Aufgabe der Trimmregelung liegt dabei darin, die Gemisch-Zusammensetzung nach dem Katalysator auf Lambda gleich 1 einzuregeln, um möglichst geringe Auspuffemissionen zu erzeugen. Das Spannungssignal usfkw wird hierzu der Motorsteuerung zur Trimmregelung der Brennkraftmaschine bereitgestellt und entspricht aus der Perspektive der Brennkraftmaschine mithin direkt proportional dem jeweils an dem zweiten Messpunkt P2 vorliegenden Lambda-Wert.

[0057] Um die Funktion der Lambda-Sprungsonde 1 in einem Verfahren 100 zu simulieren, wird erfindungsgemäß ein Sonden-Modell der Lambda-Sprungsonde 1 eingesetzt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Sonden-Modell ist eine Schar von Sondenkennlinien 2, 3a, 3b hinterlegt, welche sowohl eine Zuordnung der Sondenspannung usfkw zu Lambda-Werten nach dem KataIysator in stationären bzw. quasi-stationären Motorbetriebszuständen, in welchen sich der Lambda-Wert am Motorausgang nicht oder nur geringfügig ändert, sowie in dynamischen Motorbetriebszuständen, in welchen sich der Lambda-Wert am Motorausgang und damit auch an dem Messpunkt P1 einer starken Anderung unterliegt, ermöglicht.

[0058] Das Bezugszeichen 3a bezeichnet hierbei eine dynamische Sondenkennlinie, welche gültig ist, wenn das Lambda am Messpunkt P2 zunimmt, das heißt wenn eine Anderung von fetten Abgasgemischen zu mageren Abgasgemischen stattfindet. Die Sondenkennlinie 3b ist ebenfalls eine dynamische Kennlinie, wobei diese für eine Anderung mit abhehmendem Lambda am Messpunkt P2 gültig ist, das heißt eine bei einer Gemischänderung von mager zu fett.

[0059] Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine stationäre Sondenkennlinie für Änderungen des Lambdas in einem stationären bzw. quasi-stationären Motorbetrieb.

[0060] Die Fig. 2 verdeutlicht, dass die Sondenkennlinie im dynamischen Motorbetrieb, bei welchem relativ schnelle Anderungen vom mageren zum fetten Betrieb und umgekehrt auftreten, eine Art von Hysterese aufweist, bei welcher die Sonde früher anspricht und dadurch höhere (von mager nach fett) bzw. niedrigere (von fett nach mager) Spannungswerte liefert als im stationären bzw. quasi-stationären Motorbetrieb.

[0061] Die in Fig. 2 gezeigte Sondenkennlinie mit mehreren Ästen 2, 3a, 3b wird vorzugsweise durch Messungen an einem realen Fahrzeug auf einem Prüfstand, insbesondere Rollenprüfstand, ermittelt, könnten aber in der Weise auch auf dem Motorenprüfstand aufgenommen sein.

[0062] Hierfür weist das vermessene Fahrzeug wenigstens die in Fig. 1 gezeigte zusätzliche Lambda-Breitbandsonde 5 auf, welche das Lambda-Signal LAVSs+ erzeugt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Prüfstand um einen Rollenprüfstand. Um die Sondenkennlinie zu ermitteln, wird das Fahrzeug an einem stationären Betriebspunkt oder mehreren stationären Betriebspunkten der Brennkraftmaschine mehrmals hintereinander bei unterschiedlichen Lambda-Werten alternierend betrieben. Vorzugsweise wird hierbei ein ähnlicher Verlauf des Lambdas gewählt, wie er auch bei der Katalysatordiagnose eingesetzt wird.

[0063] Vorzugsweise kann hierfür der Motor beispielsweise zunächst mit einem Lambda von etwa 0,855 betrieben werden, bis an der Lambda-Sprungsonde ein Durchbruch der Fettphase festgestellt werden kann, und darauf mit einem Lambda-Wert von etwa 1,08 betrieben werden, bis ein Durchbruch der Magerphase festgestellt werden kann.

[0064] Zur Ermittlung der Äste der Kennlinie sollte die Lambda-Variation vorzugsweise bei unterschiedlichen Lambda-Werten erfolgen, insbesondere mittels eines sprunghaften Wechsels des Lambda-Sollwerts am Messpunkt P1 vor dem Katalysator. Danach kann man die mittels der Lambda-Breitbandsonde 5 ermittelten Lambda-Werte den Spannungswerten usfk der LambdaSprungsonde 1 gegenüberstellen und auf diese Weise die Sonden-Charakteristik, das heißt die Kennlinien für das stationäre Verhalten der Lambda-Sprungsonde 1 und das dynamische Verhalten der Lambda-Sprungsonde, ermitteln.

[0065] Fig. 3 zeigt vier verschiedene Diagramme, welche sich auf den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasanlage beziehen, wobei in dem Betrieb Katalysatordiagnoseverfahren durchgeführt wurden.

[0066] In jedem der vier Diagramme sind jeweils eine Kurve für einen Betrieb eines realen Motors mit realer Abgasanlage, bei welchem die Lambdawerte, Spannungswerte und Drehzahlwerte real gemessen wurden, und jeweils eine Kurve für eine simulierte Brennkraftmaschine mit Abgasanlage, bei welcher Lambdawerte, Spannungswerte und Drehzahlwerte jeweils durch Simulation erhalten wurden, dargestellt.

[0067] Alle Diagramme sind auf derselben Zeitachse von 200 bis 270 Sekunden aufgetragen.

[0068] Das oberste Diagramm für den Parameter LAVSs:; gibt den zeitlichen Verlauf der durch die Lambda-Breitbandsonde 5 an der Messstelle P2 hinter dem Katalysator 6 bestimmte Lambdasignal LAVSs+; an. Das zweite Diagramm betrifft das Spannungssignal usfkw an der LambdaSprungsonde 1. Das dritte Diagramm gibt ein Analysebit Ba« an, zu welchem Zeitpunkt die Katalysatordiagnosefunktion der jeweiligen Motorsteuerung aktiviert war. Schließlich gibt das Diagramm mit dem Signal nmotw die jeweils vorliegende Motordrehzahl an.

[0069] Der als simuliert gekennzeichnete Signalverlauf der Lambda-Sprungsondenspannung usfkw wird mittels eines Verfahrens zur Simulation der Lambda-Sprungsonde nach dem Stand der Technik bestimmt. Eine Lambda-Sondendynamik wurde hierbei außer Acht gelassen.

[0070] Zwei vollständige Katalysatoranalyse-Zyklen für die an einer realen Brennkraftmaschine gemessenen Verläufe sind in dem Zeitraum zwischen etwa 212 Sekunden und 222 Sekunden angegeben. Für die simulierte Brennkraftmaschine finden sich zwei entsprechende Katalysatoranalyse-Zyklen in dem Zeitraum von etwa 244 Sekunden bis 258 Sekunden. Dies geht auch jeweils aus dem Analysebit Ba« hervor, welches in diesen Zeiträumen jeweils gesetzt ist.

[0071] Sowohl die reale Lambda-Sprungsonde 1 wie auch die simulierte Lambda-Sprungsonde 1 erreichen dieselben maximalen Spannungsniveaus nach dem Durchbruch der sogenannten Fettphase, bei welcher die Brennkraftmaschine bis zur Sättigung des Katalysators in einem fetten Betrieb betrieben wird, als auch dieselben minimalen Spannungswerte beim Durchbruch der sogenannten Magerphase, bei welcher die Brennkraftmaschine bis zur Sättigung des Katalysators mit Sauerstoff im mageren Betrieb betrieben wird. Die gemessenen maximalen Spannungswerte sind hierbei mit | gekennzeichnet, die minimal gemessenen Spannungswerte mit Il. Die Zeitpunkte der maximalen, mittels Simulation bestimmten Spannungswerte sind entsprechend mit |‘ und die Zeitpunkte mit minimalen, mittels der Simulation bestimmten Spannungswerte mit II‘ gekennzeichnet.

[0072] Die gezeigten Diagrammverläufe lassen jeweils auf ein Lambda vor dem Katalysator schließen, welches innerhalb von einem Zeitraum von etwa 10 Sekunden zweimal von einem fetten Motorenbetrieb auf mageren Motorenbetrieb geändert wurde. Dies stellt vorzugsweise einen dynamischen Motorbetrieb mit dynamischem Lambda-Verlauf in Sinne der Erfindung dar.

[0073] Zur Beurteilung der Funktion der Lambda-Sprungsonde 1 wurde der an dem zweiten Messpunkt P2 hinter dem Katalysator 6 sowohl an der realen Brennkraftmaschine als auch simulierten Brennkraftmaschine jeweils mittels einer zweiten Lambda-Breitbandsonde 5 gemessen bzw. simuliert.

[0074] Aus den Signalverläufen des entsprechenden Signals LAVSz; lässt sich in dem Diagramm der Fig. 3 ablesen, dass unter im Wesentlichen identischen Betriebsbedingungen bei der Simu-

lation jeweils kleinere minimale Lambda-Werte beim Durchbruch der Fettphase |* als auch höhere Lambda-Werte beim Durchbruch der jeweilig nachfolgenden Magerphase II‘ als an den entsprechenden Stellen I, Il der realen Messung zu beobachten sind.

[0075] Dies bedeutet, dass, um jeweils dieselben Spannungsniveaus in der Simulation wie im realen Betrieb einer Brennkraftmaschine zu erreichen, eine simulierte Brennkraftmaschine länger im fetten Betrieb oder in einem Magerbetrieb betrieben werden muss. Alternativ kann die Brennkraftmaschine zum Beladen bzw. Entladen des Sauerstoffspeichers eines Katalysators auch in einem fetteren Betrieb oder einem magereren Betrieb als im realen Betrieb einer Brennkraftmaschine betrieben werden.

[0076] Hieraus ergibt sich, dass der Katalysator sowohl in der Fettphase als auch in der Magerphase länger und/oder intensiver in einem jeweils sogenannten Durchbruchbetrieb des fetten Gemischs bzw. Durchbruchbetrieb des mageren Gemischs betrieben werden muss. Hierdurch ergeben sich gegenüber dem realen Betrieb der Brennkraftmaschine insbesondere höhere simulierte Kohlenstoffmonoxid(CO)-Emissionen.

[0077] Daher ergibt sich mittels einem Verfahren zur Simulation der Lambda-Sprungsonde 1 gemäß dem Stand der Technik ein fehlerhafter simulierter Betrieb der Brennkraftmaschine.

[0078] Fig. 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde 100, welches von einem System 10 ausgeführt werden kann.

[0079] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde wird zunächst auf der Grundlage eines eingelesenen Lambdasignals geprüft, ob eine dynamische Anderung dieses, insbesondere simulierten, Lambdas vorliegt, 101.

[0080] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas hierbei über eine normierte Standardabweichung festgestellt. Zum Berechnen der normierten Standardabweichung werden vorzugsweise das Lambdasignal LAVS.44 des ersten Breitbandsensors 4 und das Lambdasignal LAVSs; des dritten Breitbandsensors 5 über einen gewissen Zeitraum berechnet und danach durch die jeweiligen Durchschnittswerte geteilt. Wenn beide resultierenden Werte der normierten Standardabweichung einen vordefinierten Schwellwert in Bezug auf Lambda überschreiten, wird ein Dynamik-Bit gesetzt. Die Erkennung der LambdaSondendynamik kann auch deaktiviert werden, indem die Schwellwerte vorzugsweise sehr hoch gesetzt werden. Beispiele für die Zeitkonstante, welche den Zeitraum der Berechnung der Standardabweichung bestimmt, sind vorzugsweise jeweils 10 Sekunden. Schwellwerte sind beispielsweise etwa 0,025 für das Signal LAVS41 und etwa 0,0125 für das Signal LAVSs:.

[0081] Weiter vorzugsweise kann ein dynamischer Betrieb der Brennkraftmaschine festgestellt werden, indem eine Abweichung von einem Einstellwert für Messwerte wenigstens einer der Lambda-Breitbandsonden 4, 5 vorgegeben wird. Wenn der tatsächliche, insbesondere simulierte, Wert der Signale LAVS41 und/oder LAVSs+ eine gewisse Abweichung von diesem Einstellwert aufweisen, wird wiederum das Dynamik-Bit gesetzt. Dieses Kriterium zur Feststellung einer dynamischen Anderung reagiert sehr schnell. Dies kann vorteilhaft sein, wenn das Kriterium der normierten Standardabweichung zu langsam reagiert aufgrund zu großer Beobachtungsintervalle. Auch das Kriterium der Abweichung von einem Einstellwert kann vorzugsweise deaktiviert werden, indem die Schwellwerte sehr hoch gesetzt werden.

[0082] Beispielhafte Einstellwerte dieses Kriteriums für das Signal LAVSs+ des zweiten Breitbandsensors sind etwa 0,998. Ein Schwellwert für eine vorzugsweise Abweichung, welche in Bezug auf den Einstellwert überschritten werden muss, um einen dynamischen Betrieb festzustellen, ist beispielsweise ein Delta des Signals LAVSs; von etwa 0,005.

[0083] Falls in dem Arbeitsschritt 101 keine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas festgestellt wird, so wird die Sondenspannung vorzugsweise auf der Grundlage der statischen Zuordnungsvorschrift, wie sie im Normalfall für jede Lambda-Sprungsonde 1 vom Hersteller in den Spezifikationen als statische Sondenkennlinie angegeben wird, bestimmt, 103c. Alternativ kann diese statische Sondenkennlinie in einer Messung auf dem Rollenprüfstand indem Lambda-

Schritte (z.B. von 0,8 bis 1,2) bei konstanten Motorbetriebspunkten stufenweise gefahren werden. Bevor das Lambda vor dem Katalysator (LAVS_41) wieder verändert wird, muss dann so lange gewartet werden, bis sich nach dem Katalysator (LAVS_51) ein stabiler (stationärer) LambdaWert einstellt.

[0084] Wird dagegen eine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas in dem Arbeitsschritt 101 festgestellt, so wird vorzugsweise des Weiteren geprüft, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambdas vorliegt, um zu bestimmen, ob der Ast 3a der dynamischen Sondenkennlinie oder der Ast 3b der dynamischen Sondenkennlinie anzuwenden ist.

[0085] Hierfür wird das Signal LAVSs; der zweiten Lambda-Breitbandsonde 5 vorzugsweise dahingehend untersucht, ob Extremwerte auftreten. Wenn ein maximaler Extremwert gefunden wird, werden die nachfolgenden Teile bis zum Auftreten eines minimalen Extremwerts mit einem Flag „-1“ gekennzeichnet, um die Abwärtsbewegung zu verdeutlichen. Ebenso werden nach dem Feststellen eines minimalen Extremwerts, insbesondere eines absoluten Minimums, jene Signalteile bis zum nächsten maximalen Extremwert, insbesondere absoluten Maximum, mit einem Flag „+1“ gekennzeichnet. Dieses Verfahren ist insbesondere robust in Bezug auf Plateaus, das heißt Signalteile, welche im Wesentlichen konstant verlaufen.

[0086] Die Extremalwerte werden vorzugsweise bestimmt, indem Lambda-Werte zu drei Zeitpunkten A (), A (t -1) und A (t -2) mittels eines gleitenden Zeitfensters jeweils miteinander verglichen werden. Wenn A (t) größer als ) (t -1) und Lambda (t -1) kleiner als A (t -2) ist, liegt ein Minimum vor. Wenn A (t) kleiner als Lambda (t -1) und A (t -1) größer ist als A (t -2), liegt ein Maximum vor.

[0087] Die vorgenannten Logiken zur Richtungsbestimmung der dynamischen Änderung sowie zum Feststellen einer dynamischen Anderung werden vorzugsweise mittels Logikschaltungen, insbesondere in LabVIEW® oder Simulink®, verwirklicht.

[0088] Wird ein dynamischer Anstieg in dem weiteren Arbeitsschritt 102 festgestellt, so wird die Sondenspannung vorzugsweise auf der Grundlage des Asts 3a der dynamischen Sondenkennlinie ermittelt, 103a. Wird dagegen eine dynamische Abnahme des Lambdas festgestellt, so wird die Sondenspannung vorzugsweise mittels des Asts 3b der dynamischen Sondenkennlinie bestimmt, 103b.

[0089] Um Sprünge in der Sondenspannung usfkw zu vermeiden, werden darüber hinaus vorzugsweise die Sondenspannungen bei Lambdasprüngen zwischen den einzelnen Asten der Sondenkennlinie 2, 3a, 3b interpoliert, je nachdem welchem der Aste der neue Lambda-Wert zuzuordnen ist.

[0090] So wird, wenn ein Wechsel von einer dynamischen Änderung zu einer statischen Änderung oder umgekehrt festgestellt wird, während eines ersten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der dynamischen Zuordnungsvorschrift 3a, 3b und der statischen Zuordnungsvorschrift 2 zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt. Weiter vorzugsweise wird, wenn ein sprunghafter Wechsel von ansteigendem Lambda zu einem abnehmenden Lambda und umgekehrt festgestellt wird, während eines zweiten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der Zuordnung für ein ansteigendes Lambda 3a und der Zuordnung für ein abnehmendes Lambda 3b zum Ermitteln der Sondenspannung ustkw der Sprung-Lambdasonde 1 durchgeführt. Der erste Übergangszeitraum und der zweite Übergangszeitraum haben hierbei vorzugsweise eine Zeitdauer von 0,3 Sekunden.

[0091] Vorzugsweise kann das im Vorhergehenden beschriebene Verfahren zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde von einem elektronischen System 1 ausgeführt werden. Entsprechend weist dieses System 10, welches vorzugsweise ein Computer ist, Mittel oder Module auf, welche hardwaretechnisch oder softwaretechnisch implementiert sind und eingerichtet sind, um das Verfahren 100 auszuführen.

[0092] So weist das System 10, wie in Fig. 4 strichliert angedeutet, insbesondere Speichermittel 11 zum Speichern des Sondenmodells auf. Des Weiteren weist das System 10 vorzugsweise

Mittel zum Prüfen 12, ob eine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt, auf. Diese Mittel können auch des Weiteren eingerichtet sein um zu prüfen, ob ein dynamischer Anstieg oder eine dynamische Abnahme des Lambdas vorliegt, falls eine dynamische Änderung festgestellt wurde. Des Weiteren vorzugsweise weist ein solches System 10 Mittel zum Ermitteln 13 der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift 3a, 3b auf, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, oder auf der Grundlage der statischen Zuordnungsvorschrift 3c. Des Weiteren vorzugsweise weist das System 10 eine Datenschnittstelle 14 zum Ausgeben der bestimmten Sondenspannung auf.

[0093] Das Verfahren 100 wird Computer-gestützt durchgeführt.

[0094] Fig. 5 gibt wiederum ein Diagramm eines simulierten Signals LAVSs+, der zweiten LambdaBreitbandsonde 5 wieder, wie es auch in dem obersten Diagramm der Fig. 3 gezeigt ist.

[0095] Wiederum wurden zwei Katalysatordiagnose-Zyklen durchgeführt, jeweils einmal mit einer Simulation der Lambda-Sprungsonde mittels eines Verfahrens des Stands der Technik und einer Simulation mit dem Verfahren 100.

[0096] Es wird deutlich, dass die Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Simulation der Lambda-Sprungsonde 1 ermittelten Spannungssignals usfkw sowohl beim Durchbruch der Magerphase ein geringeres Lambda als auch beim Durchbruch der Fettphase ein höheres Lambda erzeugt, was auch den Werten einer KataIysatordiagnose im realen Betrieb der Lambda-Sprungsonde 1 entspricht, wie er in Fig. 3 in dem Zeitraum von 212 Sekunden bis 222 Sekunden dargestellt ist. Mithin können emissionsrelevante Betriebszustände und Ereignisse der Brennkraftmaschine samt Katalysator mittels des Verfahrens 100 am Hardware-in-the-Loop-Prüfstand realitätsnäher nachgebildet werden.

[0097] Bei den zuvor beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispielen handelt es sich lediglich um Beispiele, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einem exemplarischen Ausführungsbeispiel gegeben, wobei diverse Anderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile und Kombinationen der Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims (13)

Patentansprüche

1. Computergestütztes Verfahren (100) zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde (1), wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der LambdaSprungsonde auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift (2), insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift (3a, 3b), Insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, folgende Arbeitsschritte aufweisend:

- Prüfen (101), ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt; und

- Ermitteln (103a, 103b) der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift (3a, 3b), falls eine dynamische Anderung festgestellt wird; ansonsten

- Ermitteln (103c) der Sondenspannung auf der Grundlage der stationären Zuordnungsvorschrift (2).

2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei zum Feststellen einer dynamischen Änderung eine normierte Standardabweichung und/oder eine Abweichung zwischen mittels einer LambdaBreitbandsonde bestimmten Werten und einem vorgegebenen Wert (4, 5) berechnet wird.

3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die dynamische Zuordnungsvorschrift eine Fallunterscheidung für ansteigendes Lambda und abnehmendes Lambda aufweist, und wobei das Verfahren (100) des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt aufweisend:

Prüfen (102), falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambdas vorliegt; wobei zum Ermitteln der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift (3a, 3b) eine erste Zuordnung (3a) für ein ansteigendes Lambda verwendet wird (103a) oder eine zweite Zuordnung (3b) für ein abnehmendes Lambda verwendet wird (103b).

4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei ein ansteigendes Lambda dann als vorliegend angenommen wird, wenn ein Minimum in einem mit einer Breitbandsonde (4, 5) bestimmten Verlauf des Lambdas festgestellt wurde.

5. Verfahren (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein abnehmendes Lambda dann als vorliegend angenommen wird, wenn ein Maximum in einem mit einer Breitbandsonde (4, 5) bestimmten Verlauf des Lambdas festgestellt wurde.

6. Verfahren (100) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das ansteigende Lambda (6) solange als vorliegend angenommen wird, bis ein nächstes Maximum auftritt und/oder das abnehmende Lambda solange als vorliegend angenommen wird, bis ein nächstes Minimum auftritt.

7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn ein Wechsel von einer dynamischen Anderung zu einer stationären Anderung oder umgekehrt festgestellt wird, während eines ersten Übergangszeitraums eine Interpolation zwischen der dynamischen Zuordnungsvorschrift (3a, 3b) und der stationären Zuordnungsvorschrift (2) zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt wird, und/oder wobei, wenn ein sprunghafter Wechsel von einem ansteigenden Lambda zu einem abnehmenden Lambda oder umgekehrt festgestellt wird, während eines zweiten UÜbergangszeitraums eine Interpolation zwischen der Zuordnung für ein ansteigendes Lambda und der Zuordnung für ein abnehmendes Lambda zum Ermitteln der Sondenspannung durchgeführt wird.

8. Verfahren (200) zur Simulation einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang, der Abgasstrang aufweisend einen Lambda-geregelten Katalysator (6), insbesondere Dreiwegekatalysator wenigstens eine Lambda-Breitbandsonde (4) zur Messung des Lambdas vor dem Katalysator und/oder wenigstens eine Lambda-Breitbandsonde (5) hinter dem Katalysator (6), und eine Lambda-Sprungsonde (1) hinter dem Katalysator (6), wobei die Lambda-Sprungsonde (1) mittels eines Verfahrens (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 simuliert wird, wobei das vorgegebene Lambda am Ausgang der Brennkraftmaschine ermittelt wird,

wobei das Prüfen, ob eine dynamische Änderung des vorgegebenen Lambdawerts vorliegt, auf der Grundlage von Lambda-Werten an der wenigstens einen Lambda-Breitbandsonde (4, 5) zur Messung des Lambdas vor dem Katalysator und/oder hinter dem Katalysator erfolgt, und/oder

wobei das Prüfen, ob ein Anstieg oder eine Abnahme des Lambda-Werts vorliegt, auf der Grundlage von Lambda-Werten an der wenigstens einen LambdaBreitbandsonde (5) zur Messung des Lambdas hinter dem Katalysator erfolgt.

9. Verfahren (300) zum Kalibrieren und/oder Optimieren einer Brennkraftmaschine, wobei eine reale Steuerung der Brennkraftmaschine (ECU) eine mittels eines Verfahrens (200) nach Anspruch 8 simulierte Brennkraftmaschine steuert.

10. Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.

11. Computer-lesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist oder das Anweisungen umfasst, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.

12. System (10) zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde (1), wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der Lambda-Sprungsonde (1) auf der Grundlage eines Sondenmodells ausgegeben wird, wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift (2), insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift (3), insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist, aufweisend:

- Speichermittel (11) zum Speichern des Sondenmodells;

- Mittel zum Prüfen (12), ob eine dynamische Anderung des vorgegebenen Lambdas vorliegt;

- Mittel zum Ermitteln (13) der Sondenspannung auf der Grundlage der dynamischen Zuordnungsvorschrift, falls eine dynamische Anderung festgestellt wird, oder auf der Grundlage der stationären Zuordnungsvorschrift; und

- eine Datenschnittstelle (14) zum Ausgeben der Sondenspannung.

13. Verwendung eines Sondenmodells zur Simulation einer Lambda-Sprungsonde (1), wobei ausgehend von einem vorgegebenen Lambda eine Sondenspannung der LambdaSprungsonde ausgegeben wird und wobei das Sondenmodell eine stationäre Zuordnungsvorschrift (2), insbesondere eine stationäre Sondenkennlinie, und eine dynamische Zuordnungsvorschrift (3a, 3b), insbesondere eine dynamische Sondenkennlinie, aufweist.

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