DE102009030582A1 - Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde - Google Patents

Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde Download PDF

Info

Publication number
DE102009030582A1
DE102009030582A1 DE102009030582A DE102009030582A DE102009030582A1 DE 102009030582 A1 DE102009030582 A1 DE 102009030582A1 DE 102009030582 A DE102009030582 A DE 102009030582A DE 102009030582 A DE102009030582 A DE 102009030582A DE 102009030582 A1 DE102009030582 A1 DE 102009030582A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
change
lambda probe
time
lean
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.)
Withdrawn
Application number
DE102009030582A
Other languages
English (en)
Inventor
Bodo Odendall
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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 Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102009030582A priority Critical patent/DE102009030582A1/de
Priority to US12/815,990 priority patent/US8457927B2/en
Publication of DE102009030582A1 publication Critical patent/DE102009030582A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493Details
    • F02D41/1495Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101Three-way catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing 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
    • F02D41/1455Introducing 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 with sensor resistivity varying with oxygen concentration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Beim Wechsel von magerem zu fettem Abgas oder umgekehrt werden Signale durch eine Lambdasonde (6) aufgenommen, die zur Diagnose der Funktionsfähigkeit dieser Lambdasonde (6) herangezogen werden. Damit eine besondere Zuverlässigkeit dieser Vorgehensweise gewährt ist, wird der Wechsel durch ein Ereignis ausgelöst. Das Ereignis kann durch Signale der Lambdasonde (6) definiert sein oder durch Bedienhandlungen einer Bedienperson am Kraftfahrzeug bewirkt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solches Verfahren ist in der nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten DE 10 2008 023 893 beschrieben.
  • Es wird hierbei von der Situation ausgegangen, dass ein Katalysator in einem Abgasstrang zu einem Verbrennungsmotor die Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung hat. Dadurch werden die Emissionen der Anlage reduziert: Gibt der Verbrennungsmotor in erhöhtem Maße Kohlenmonoxid ab, so wird dieses mit Sauerstoff aus dem Katalysator zu Kohlendioxid oxidiert. Gibt der Verbrennungsmotor in erhöhtem Maße Stickstoffoxide ab, werden diese reduziert und der verbleibende Sauerstoff im Sauerstoffspeicher gespeichert. Es wird davon ausgegangen, dass die Fähigkeit zur Aufnahme und Abgabe von Sauerstoff nicht ausgereizt wird. Damit dies jederzeit gegeben ist, erfolgt eine Regelung mit Hilfe einer Lambdasonde, die hinter dem Katalysator oder zumindest hinter einem Abschnitt desselben angeordnet ist.
  • Die Regelung steht und fällt mit der Funktionsfähigkeit dieser Lambdasonde. Auch das Ermitteln der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators ist nur dann zuverlässig möglich, wenn die Lambdasonde voll funktionsfähig ist. Zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherfähigkeit wird der Abgasstrang wechselnd mit magerem und fettem Abgas beaufschlagt. Hierbei wird ein fast vollständig sauerstofffreier Katalysator nach und nach mit Sauerstoff geladen, bis er fast vollständig geladen ist, anschließend wieder fast vollständig von Sauerstoff befreit etc. Aufgrund von Signalen der Lambdasonde lässt sich dann auf die Sauerstoffspeicherfähigkeit zurückschließen. Die Sauerstoffspeicherfähigkeit wird hierbei aufgrund der Messung einer Zeitdauer zwischen einem Wechsel von fettem zum magerem Abgas oder umgekehrt einerseits und einem Durchlaufen eines Schwellwerts durch die Signale der Lambdasonde andererseits bestimmt. Ist die Lambdasonde nicht voll funktionsfähig, also gealtert oder vergiftet, wird ein solcher Schwellwert jedoch erst später durchlaufen. Dadurch könnte eine erhöhte Sauerstoffspeicherfähigkeit vorgetäuscht werden. Es ist also zu vermeiden, dass eine nicht voll funktionsfähige Lambdasonde und ein nicht voll funktionsfähiger Sauerstoffspeicher gleichzeitig unerkannt vorliegen, da sonst durch die funktionsbeeinträchtigte Sonde ein voll funktionsfähiger Sauerstoffspeicher vorgetäuscht werden könnte.
  • Der Diagnose der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators hat daher eine Diagnose der Funktionsfähigkeit der Lambdasonde vorauszugehen.
  • In der oben bereits genannten DE 2008 023 893 ist beschrieben, dass zumindest ein zeitlich bei dem Wechsel von magerem zu fettem Abgas oder umgekehrt von der Lambdasonde aufgenommenes Signal zum Diagnostizieren herangezogen werden kann. Es muss nicht eine Zeitspanne nach dem Wechsel abgewartet werden, sondern Signale, die unmittelbar diesem Wechsel zuzuordnen sind, können dann verwendet werden. Der Begriff „zeitlich bei” kann hierbei einschließen, dass zunächst eine Verzögerungszeit abgewartet wird. Die Verzögerungszeit beginnt mit dem Erkennen des Wechsels durch einen dem Katalysator vorgeordnete weitere Lambdasonde und kann sich über 20 ms bis 50 ms erstrecken. Nach Ablauf der Verzögerungszeit werden dann Signale in einem weiteren Zeitintervall zum Diagnostizieren verwendet.
  • Das Verfahren aus der DE 10 2008 023 893 funktioniert bei der Mehrzahl von Einstellungen des Steuergeräts zuverlässig, welches die Beaufschlagung des Verbrennungsmotors mit Kraftstoff und daher den Wechsel vom mageren zum fetten Abgas steuert.
  • Es fehlt bisher an einer Lehre, wie bewirkt werden kann, dass bei sämtlichen möglichen Bedingungen das Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde unter Heranziehung von bei einem Wechsel von fettem zu magerem Abgas oder umgekehrt von dieser Lambdasonde aufgenommenen Signalen auf jeden Fall funktioniert.
  • Somit ist es Aufgabe der Erfindung, das Verfahren aus der DE 10 2008 023 893 zuverlässiger zu gestalten, also unter sämtlichen möglichen Bedingungen, auch ungewöhnlichen Bedingungen, störungsfrei ablaufen zu lassen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird der Wechsel durch ein Ereignis ausgelöst, das nicht oder nicht ausschließlich durch einen Zeitablauf bestimmt ist.
  • Die Erfindung löst sich von der bisherigen Vorgabe, dass der Wechsel von magerem zu fettem Abgas und umgekehrt in einer zeitlichen Abfolge periodisch bewirkt wird, so dass es auf die Vorgabe der perfekten Periodendauer ankommt, damit das Verfahren optimal funktioniert. Durch die Kopplung der Bewirkung des Wechsels an ein Ereignis erhält man einen weiteren Freiheitsgrad bei der Gestaltung des Diagnoseverfahrens und kann nachher dessen Zuverlässigkeit beeinflussen.
  • In einem Aspekt der Erfindung wird das Ereignis durch ein oder mehrere von der zu der diagnostizierenden Lambdasonde aufgenommenen Signale definiert. Dann gibt es eine unmittelbare Rückkopplung, die im Sinne einer Regelung ausgenutzt werden kann, die so gestaltet ist, dass das Ergebnis des Verfahrens die zuverlässige Diagnose ist. Es ist eine Erkenntnis des Erfinders der vorliegenden Anmeldung, dass eine solche Regelung möglich ist.
  • In ganz einfacher Weise kann der Wechsel bei Überschreiten und Unterschreiten eines Schwellwerts für das Lambdasondensignal und/oder dessen zeitliche Ableitung bewirkt, gewissermaßen getriggert, werden. In diesem Aspekt beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass das Durchlaufen unterschiedlicher Beladungen des Katalysators mit Sauerstoff in vorbestimmter Weise erfolgt, wenn dies durch eine Regelung aufgrund von Signalen der Lambdasonde bestimmt wird.
  • Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung, der alternativ zum genannten Triggern ist, wird der Wechsel zu fettem Abgas durch Zufuhr von Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor nach einer Mindestdauer einer Unterbrechung einer solchen Zufuhr bewirkt. Es wird somit abgewartet, bis eine Bedienperson des Kraftfahrzeugs den Fuß vom Gaspedal nimmt, so dass der Verbrennungsmotor in den Betriebszustand Schub gerät und gewissermaßen in extremer Weise mager läuft, nämlich gar keinen Kraftstoff mehr erhält. Dann wird der Sauerstoffspeicher nahezu vollständig gefüllt. Erfolgt die Diagnose nach der erneuten Zufuhr von Kraftstoff, also dem Treten des Gaspedals durch die Bedienperson, dann sind günstige Bedingungen gegeben, um die Diagnose auf die Funktionsfähigkeit der Lambdasonde hinter dem Katalysator durchzuführen, wenn die Signale bei dem Wechsel zu fettem Abgas herangezogen werden sollen.
  • Es ist bei beiden genannten Alternativen, dem Triggern des Wechsels aufgrund von Signalen der Lambdasonde selbst einerseits und dem Abwarten der Situation eines durch eine Bedienperson bewirkten solchen Wechsels andererseits eine der Erfindungsidee zugrundeliegende Erkenntnis, dass sich die bei dem Wechsel in der Abgaszusammensetzung aufgenommenen Signale besonders gut für die Diagnose eignen, wenn die Sauerstoffbeladung des Katalysators entweder einen vorbestimmten unteren Grenzwert unterschritten hat und als Folge des Wechsel überschreitet oder umgekehrt einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschritten hat und als Folge des Wechsels unterschreitet. Der untere Grenzwert kann hierbei bei einer Sauerstoffbeladung von zwischen 5% und 15% liegen, bevorzugt liegt er bei zwischen 9% und 11%, nämlich ca. 10%, und der vorbestimmte obere Grenzwert liegt bei zwischen 85% und 95%, bevorzugt zwischen 89% und 91%, nämlich ungefähr 90% Sauerstoffbeladung.
  • Im Übrigen kann das in der frühen Anmeldung DE 10 2008 023 893 beschriebene Verfahren vollständig durchgeführt werden:
    In Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Wechsels wird ein Zeitintervall definiert und in diesem Zeitintervall von der Lambdasonde aufgenommene Signale werden zum Diagnostizieren herangezogen. Das Zeitintervall kann um eine geschätzte und ermittelte Durchlaufzeit nach dem Zeitpunkt des Wechsels beginnen, die das Abgas zum Durchlaufen des Abgasstrangs benötigt, dies ist z. B. messbar mit Hilfe von einer weiteren Lambdasonde vor dem Katalysator zur zu diagnostizierenden Lambdasonde. Das Zeitintervall kann eine Länge von höchstens 50 ms bevorzugt von weniger als 20 ms haben.
  • Zum Diagnostizieren kann ein Ableitungszahlenwert verwendet werden, in welchen die zeitliche Ableitung eines Spannungssignals der Lambdasonde zu zumindest einem Zeitpunkt aus dem Zeitintervall eingeht. Es kann sich hierbei zum Beispiel um den maximalen Betrag der zeitlichen Ableitung im gesamten Zeitintervall handeln, oder auch um den durchschnittlichen Betrag. Andere Lösungen sind ebenfalls möglich.
  • Der Ableitungszahlenwert kann allein verwendet werden und zum Beispiel mit einem Schwellwert nach einem vorbestimmten Kriterium verglichen werden, durch das festgelegt wird, ob die Lambdasonde als funktionsfähig gilt oder nicht. Genauso kann der Ableitungszahlenwert mit einem weiteren Ableitungszahlenwert gemeinsam zur Ermittlung einer Verhältnisgröße verwendet werden. Dann wird die Verhältnisgröße mit einem Schwellwert nach einem vorbestimmten Kriterium verglichen, durch das festgelegt wird, ob die Lambdasonde als funktionsfähig gilt oder nicht. Der weitere Ableitungszahlenwert wird anhand zumindest eines Signals der zu diagnostizierenden Lambdasonde in einen weiteren Zeitintervall ermittelt, das sich vor dem in Abhängigkeit von dem Zeitpunkt des Wechsels ermittelten Zeitintervall erstreckt. Der weitere Ableitungszahlenwert kann der minimale Betrag der zeitlichen Ableitung im weiteren Zeitintervall sein oder auch der durchschnittliche Betrag dieser zeitlichen Ableitung. Auch hier sind weitere Lösungen möglich.
  • Nachfolgend wird die Erfindung und ihre Motivation unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei
  • 1 eine Anordnung zeigt, bei der ein Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens sinnvoll ist, anhand der
  • 2A und 2B beschrieben wird, wie die Spannungs-Signale (in Volt) einer einem Katalysator nachgeordneten Lambdasonde (Nachkatsonde) von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda (dimensionslos) abhängig sind und gleichzeitig mit der Sauerstoffbeladung des Katalysators in Bezug zu setzen sind,
  • 3 schematisch einen idealen Verlauf des Durchlaufs von Kurven durch die Messwerte der zu diagnostizierenden Lambdasonde in Abhängigkeit vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Katalysator zeigt, wobei diese Kurve die Ableitung von Signalen ermöglicht, die eine optimale Diagnose zur Folge habe, und die
  • 4 bis 8 jeweils von der Kurve aus 3 abweichende und daher nicht ideale Kurven zeigen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasstrang 2. Der Abgasstrang 2 umfasst einen Abgaskatalysator 3, der zum Beispiel als Drei-Wege-Katalysator, als NOx-Speicherkatalysator oder als ein aktiver Partikelfilter ausgebildet ist sowie einen integrierten Sauerstoffspeicher 4 beinhaltet. Der Abgasstrang 2 umfasst ferner eine stromauf des Abgaskatalysators 3 angeordnete Lambdasonde 5, die als Führungssonde dient, sowie eine dem Abgaskatalysator 3 zugeordnete Lambdasonde 6, die als Regelsonde dient.
  • Die Lambdasonde 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel stromab des Abgaskatalysators 3 angeordnet. Genauso gut könnte diese Lambdasonde jedoch auch direkt im Abgaskatalysator 3, d. h. nach einem Teilvolumen des Sauerstoffspeichers 4, angeordnet sein.
  • Es ist im Folgenden davon ausgegangen, dass sich das Abgas der Brennkraftmaschine 1 zumindest mit einer vorgegebenen Genauigkeit auf ein vorgegebenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda einstellen lässt. Es soll die Funktionsfähigkeit der Lambdasonde 6 ermittelt werden.
  • 2A und 2B zeigen die Spannungssignale U (in Volt) der Lambdasonde 6 in Abhängigkeit vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda (dimensionslos), wenn die Lambdasonde 6 voll funktionsfähig ist. Kennzeichen einer solchen Lambdasonde ist, dass die Spannungssignale U über weite Bereiche des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses Lambda einen konstanten Wert haben, bis man in die Nähe von Lambda gleich 1,0 gelangt. In einem Übergangsbereich um Lambda gleich 1,0, der in 2B in Vergrößerung dargestellt ist, und der sich ca. von Lambda gleich 0,998 bis Lambda gleich 1,002 erstreckt, sinkt das Signal U auf einen unteren Schwellwert. Bei höheren Lambda bleibt er auf diesem unteren Schwellwert. Es ist aufgrund der Lambdasonde 6 daher eine empfindliche Regelung auf den Wert Lambda gleich 1,0 möglich: in den Bereichen unterhalb von Lambda gleich 0,998 und oberhalb von Lambda gleich 1,002 ist klar von den bestehenden Lambda wegzuregeln, und in dem Übergangsbereich von zwischen Lambda gleich 0,998 und Lambda gleich 1,002 kann besonders empfindlicherweise das Signal der Lambdasonde 6 zum Einstellen des Wertes Lambda gleich 1,0 eingesetzt werden.
  • In 2B ist unterhalb der Skala für Lambda die Sauerstoffbeladung dargestellt. Es ist hierbei davon ausgegangen, dass abwechselnd ein Wert von Lambda < 1,0 und ein Wert von > 1,0 eingestellt werden derart, dass die Sauerstoffbeladung zwischen 10% und 90% schwankt. Bei geeigneter Wahl des zeitlichen Verhaltens kann man dann aufgrund der Signale der Lambdasonde auf die Sauerstoffbeladung zurückschließen.
  • Bei der Kurve 10 ist davon ausgegangen, dass eine unmittelbare Reaktion der Lambdasonde 6 erfolgt. Die Sauerstoffbeladung wird zunächst vernachlässigt.
  • 3 zeigt eine Kurve mit Ästen 12a und 12b, die der Sauerstoffbeladung Rechnung trägt: Wird die Sauerstoffbeladung erhöht, so durchlaufen die Signale der Lambdasonde 6 den Kurvenzweig 12a von einem Punkt 14 aus über einen Punkt 16 zu einem Punkt 18 hin. Wird anschließend die Sauerstoffbeladung wieder erniedrigt, durchlaufen die Signale der Lambdasonde 6 vom Punkt 18 aus den Kurvenzweig 12b über den Punkt 20 zum Punkt 14.
  • An den Punkten 14 und 18 findet jeweils ein Wechsel statt: Am Punkt 14 wird von der Zufuhr von fettem Abgas gemäß dem Kurvenzweig 12b auf die Zufuhr von magerem Abgas gemäß dem Kurvenzweig 12a gewechselt. Innerhalb einer kurzen Zeitspanne findet ein Lambdahub 22 statt. Am Punkt 18 wird von der Zufuhr von magerem Abgas zur Zufuhr von fettem Abgas gewechselt, es findet ein Lambdahub 24 statt.
  • Bei den Wechseln in den Punkten 14 und 18 ändern sich die (zeitlichen) Ableitungen stark: Im Kurvenzweig 12b ändert sich das Signal unmittelbar vor dem Punkt 14 gemäß dem Pfeil 26, nach dem Punkt 14 im Kurvenzweig 12agemäß dem Pfeil 28. An diesem Unterschied lässt sich erkennen, dass die Lambdasonde 6 voll funktionsfähig ist. Eine nicht voll funktionsfähige Lambdasonde durchläuft eine andere Kurve. Es gibt dann auch keinen Lambdahub 22. Genauso gibt es einen Wechsel in den Ableitungen beim Punkt 18, siehe die Unterschiede zwischen den Pfeilen 30 und 32.
  • Es gibt nun Kurvenverläufe, anhand von denen eine voll funktionsfähige Lambdasonde 6 nicht eindeutig diagnostiziert werden kann. Beispielsweise wird gemäß 4 eine Modulation der Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers hier zwischen den Punkten 114 und 118 durchgeführt, über die Punkte 116 und 120. Es ist zu erkennen, dass die zeitliche Ableitung hinter dem Punkt 114 gemäß dem Fall 128 verschwindend gering ist, genauso die zeitliche Ableitung hinter dem Punkt 118 gemäß dem Pfeil 132. Dies gilt auch bei voll funktionsfähiger Lambdasonde 6. Daher kann diese zeitliche Ableitung nicht zur Diagnose der Lambdasonde herangezogen werden.
  • Gleiches gilt gemäß 5, wenn die Modulation der Sauerstoffbeladung so erfolgt, dass zwischen den Punkten 214 und 218 moduliert wird, wobei der Punkt 218 einer nur bruchteilhaften Sauerstoffbeladung entspricht, also dort nicht eine Sauerstoffbeladung von 90% überschritten wird. Genauso wird bei der Kurve gemäß 6 beim Durchlaufen zwischen den Punkten 314 und 318 niemals eine vorbestimmte Sauerstoffbeladung von ca. 40% unterschritten, es wird also niemals eine Sauerstoffbeladung von nur 10% erreicht oder unterschritten.
  • Bei der Kurve gemäß 7 wird in einem Bereich zwischen den Punkten 414 und 418 moduliert, in dem die Sauerstoffbeladung 10% deutlich unterschreitet, und zwar auch bei dem höheren Wert am Punkt 418. Genauso wird gemäß 8 die Sauerstoffbeladung bereits im Punkt 514 unterschritten und dann zum Punkt 518 noch weiter erhöht.
  • Wie bereits zur 4 erläutert, gibt es auch bei den 5 bis 8 nirgendwo den Kontrast zwischen der Ableitung vor dem Wechsel von fett zu mager bzw. umgekehrt, wie er sich in 3 zeigt.
  • Sobald man die Kurve von 3 hat, lässt sich die zeitliche Ableitung gemäß dem Pfeil 28 nach dem Wechsel im Punkt 14, gegebenenfalls in einem Intervall mit einem Abstand zum Wechsel, ins Verhältnis zur zeitlichen Ableitung in einem Intervall vor diesem Intervall, insbesondere vor dem gesamten Wechsel, setzen, und diese Verhältnisgröße kann dann mit einem Schwellwert verglichen werden; der ist so gewählt, dass bei seinem Überschreiten bzw. umgekehrt Unterschreiten die Lambdasonde 6 als funktionsfähig gilt, sonst als nicht voll funktionsfähig.
  • Um nun zu bewirken, dass tatsächlich die Kurve 3 durchlaufen wird, wird der Wechsel in der Beaufschlagung zwischen fettem und magerem Abgas und umgekehrt getriggert, nämlich durch Signale der Lambdasonde 6 selbst: Unmittelbar vor den Punkten 14 und 18, wie durch die Pfeile 26 und 30 angedeutet, erreicht die zeitliche Ableitung der Signale der Lambdasonde 6 einen Schwellwert bzw. überschreitet diesen vor dem Punkt 14 bzw. unterschreitet diesen vor dem Punkt 30. Das Erreichen bzw. Übertreten des Schwellwerts triggert dann den Wechsel in der Zufuhr von magerem und fettem Abgas bzw. umgekehrt. Genauso gut ließe sich die zeitliche Ableitung heranziehen, oder es können sowohl absolute Werte als auch die zeitliche Ableitung gleichzeitig herangezogen werden.
  • Durch die Maßnahme des Triggerns des Wechsels in der Zufuhr von magerem zu fettem Abgas ist gewährleistet, dass tatsächlich die Kurvenzweige 12a und 12b gemäß 3 durchlaufen werden und nicht die Kurven gemäß einer der 4 bis 8. Dann kann die oben beschriebene Verhältnisgröße klar bestimmt werden und dient zuverlässig dazu, auf die Funktionsfähigkeit der Lambdasonde 6 zurückzuschließen.
  • Alternativ ist es möglich, einen Punkt jenseits des Punktes 18 zu erreichen, indem auf die Zufuhr von Kraftstoff völlig verzichtet wird. Dies ist der Fall, wenn eine Bedienperson das Kraftfahrzeug ausrollen lässt. Dann gibt es eine Motorbremse durch die Brennkraftmaschine 1. Sobald die Bedienperson wieder das Gaspedal betätigt, wird der Punkt 18 erreicht und unmittelbar darauf überschritten. Es kann dann eine zeitliche Ableitung gemäß dem Pfeil 32 (oder auch ein Absolutwert) ermittelt werden. Dies erfolgt unmittelbar beim Betätigen des Gaspedals, denn der Punkt 18 wird in verschwindend kleiner Zeit von einem Punkt jenseits erreicht.
  • Wesentlich ist, dass nach einer Ruhephase der Zufuhr von Kraftstoff das Abgas fett geregelt wird.
  • Es wurde gezeigt, dass es möglich ist, Bedingungen herzustellen, unter denen zuverlässig aufgrund von beim Wechsel von magerem zu fettem Abgas bzw. umgekehrt herangezogenen Signalen auf die Funktionsfähigkeit der Lambdasonde zurückgeschlossen werden kann. Dadurch erreicht das in der DE 10 2008 023 893 beschriebene Verfahren eine Abrundung, indem es unter sämtlichen möglichen und denkbaren Bedingungen zuverlässig gestaltbar ist.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Sauerstoffbeladung unter 10% geführt werden sollte und durch den Wechsel unmittelbar wieder über 10% geführt werden sollte, bzw. umgekehrt über 90% geführt werden sollte und durch den Wechsel unmittelbar wieder unter 90% geführt werden sollte. In diesen empfindlichen Bereichen um 10% bzw. 90% Sauerstoffbeladung sind die Signale der Lambdasonde besonders aussagekräftig für die Frage der Diagnose ihrer Funktionsfähigkeit, weil diese Signale nicht mehr dominant durch die Eigenschaft des Katalysators, Sauerstoff ein- und ausspeichern zu können, beeinflusst 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 102008023893 [0001, 0006, 0008, 0016, 0042]
    • - DE 2008023893 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde (6), die in einem Abgasstrang (2) in Ausströmrichtung eines aus einem Verbrennungsmotor (1) austretenden Abgases hinter zumindest einem Abschnitt eines Katalysators (3) mit Sauerstoffspeicherfähigkeit angeordnet ist, wobei ein Wechsel von magerem zu fettem Abgas und/oder umgekehrt bewirkt wird und zumindest ein zeitlich bei diesem Wechsel von der Lambdasonde aufgenommenes Signal zum Diagnostizieren herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel durch ein von einem Zeitablauf zumindest teilweise unabhängiges Ereignis ausgelöst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel in Abhängigkeit von zumindest einem von der Lambdasonde (6) aufgenommenen Spannungssignal bewirkt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel bei Überschreiten oder Unterschreiten eines Schwellwerts für das Signal der Lambdasonde und/oder dessen zeitliche Ableitung bewirkt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel durch Zufuhr von Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor (1) nach einer Mindestdauer einer Unterbrechung einer solchen Zufuhr bewirkt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel derart bewirkt wird, dass unmittelbar als Folge des Wechsels bei voll funktionsfähiger Lambdasonde die Sauerstoffbeladung des Katalysators (3) einen vorbestimmten unteren Grenzwert überschreitet oder einen vorbestimmten oberen Grenzwert unterschreitet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte untere Grenzwert bei einer Sauerstoffbeladung von zwischen 5% und 15% liegt und der vorbestimmte obere Grenzwert bei einer Sauerstoffbeladung von zwischen 85% und 95% liegt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Wechsels ein Zeitintervall definiert wird und die in diesem Zeitintervall von der Lambdasonde aufgenommenen Signale zum Diagnostizieren herangezogen werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Diagnostizieren ein Ableitungszahlenwert verwendet wird, in welchen die zeitliche Ableitung eines Spannungssignals der Lambdasonde (6) zu zumindest einem Zeitpunkt aus dem Zeitintervall eingeht.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ableitungszahlenwert mit einem Schwellwert nach einem vorbestimmten Kriterium verglichen wird, durch das festgelegt wird, ob die Lambdasonde als funktionsfähig gilt oder nicht.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Ableitungszahlenwert mit einem weiteren Ableitungszahlenwert eine Verhältnisgröße ermittelt wird, die mit einem Schwellwert nach einem vorbestimmten Kriterium verglichen wird, durch das festgelegt wird, ob die Lambdasonde (6) als funktionsfähig gilt oder nicht, wobei der weitere Ableitungszahlenwert anhand zumindest eines Signals der Lambdasonde (6) in einem weiteren Zeitintervall ermittelt wird, das sich vor dem in Abhängigkeit von dem Zeitpunkt des Wechsels ermittelten Zeitintervall erstreckt.
DE102009030582A 2009-06-26 2009-06-26 Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde Withdrawn DE102009030582A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009030582A DE102009030582A1 (de) 2009-06-26 2009-06-26 Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde
US12/815,990 US8457927B2 (en) 2009-06-26 2010-06-15 Method for diagnosing the functional reliability of a lambda probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009030582A DE102009030582A1 (de) 2009-06-26 2009-06-26 Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009030582A1 true DE102009030582A1 (de) 2011-01-05

Family

ID=43298915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009030582A Withdrawn DE102009030582A1 (de) 2009-06-26 2009-06-26 Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8457927B2 (de)
DE (1) DE102009030582A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3015690A4 (de) * 2013-06-26 2016-07-13 Toyota Motor Co Ltd Diagnosevorrichtung für brennkraftmaschine

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039929B4 (de) * 2009-09-04 2013-06-13 Audi Ag Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität
DE102011001045A1 (de) * 2011-03-03 2012-09-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Diagnose von Abgassonden und/oder Katalysatoren
DE102013203495A1 (de) * 2013-03-01 2014-09-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Stickoxid-Speicherkatalysators
RU2634911C2 (ru) 2013-06-26 2017-11-08 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система диагностики двигателя внутреннего сгорания

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19722334A1 (de) * 1997-05-28 1998-12-03 Bosch Gmbh Robert Abgassondendiagnoseverfahren und -vorrichtung
EP1724458A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-22 Delphi Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Messwertes
EP1734241A1 (de) * 2005-06-17 2006-12-20 Ford Global Technologies, LLC Methode zur Diagnose einer sekundären Lambdasonde in einem Katalysator
DE102008023893A1 (de) 2008-05-16 2010-02-25 Audi Ag Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Sprungsonde

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19640161A1 (de) * 1996-09-28 1998-04-02 Volkswagen Ag NOx-Abgasreinigungsverfahren
CN1095028C (zh) * 1997-04-09 2002-11-27 发射技术有限公司 监控NOx存储器的方法和设备
DE10124550B4 (de) * 2001-05-19 2005-01-05 Daimlerchrysler Ag Sensor und Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Katalysatoren, insbesondere von Kraftfahrzeugkatalysatoren
US6463733B1 (en) * 2001-06-19 2002-10-15 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for optimizing open-loop fill and purge times for an emission control device
DE102004027907A1 (de) * 2004-06-09 2005-12-29 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Regelsystem für eine mobile Verbrennungskraftmaschine
DE102005016075B4 (de) * 2005-04-08 2007-04-12 Audi Ag Verfahren zur Diagnose einer dem Abgaskatalysator einer Brennkraftmaschine zugeordneten Lambdasonde

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19722334A1 (de) * 1997-05-28 1998-12-03 Bosch Gmbh Robert Abgassondendiagnoseverfahren und -vorrichtung
EP1724458A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-22 Delphi Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Messwertes
EP1734241A1 (de) * 2005-06-17 2006-12-20 Ford Global Technologies, LLC Methode zur Diagnose einer sekundären Lambdasonde in einem Katalysator
DE102008023893A1 (de) 2008-05-16 2010-02-25 Audi Ag Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Sprungsonde

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3015690A4 (de) * 2013-06-26 2016-07-13 Toyota Motor Co Ltd Diagnosevorrichtung für brennkraftmaschine
RU2624252C1 (ru) * 2013-06-26 2017-07-03 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система диагностики двигателя внутреннего сгорания

Also Published As

Publication number Publication date
US20110077908A1 (en) 2011-03-31
US8457927B2 (en) 2013-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006025050B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungsanlage
EP2783081B1 (de) Verfahren zum prüfen eines partikelfilters, insbesondere für abgase aus einem ottomotor
DE102016213767B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
EP2464849A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dynamik-diagnose einer abgas-sonde
DE102013203495A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Stickoxid-Speicherkatalysators
DE102013203580A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE4140618A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der konvertierungsfaehigkeit eines katalysators
DE102011001045A1 (de) Verfahren zur Diagnose von Abgassonden und/oder Katalysatoren
DE102008038677A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Diagnostizieren eines Abgaskatalysators
DE102009030582A1 (de) Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde
DE102007016763B3 (de) Verfahren zur Diagnose eines Drei-Wege-Katalysators für eine Brennkraftmaschine
DE102005004670A1 (de) Verfahren zur Diagnose des Alterungsgrades eines im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators
DE102016200155A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102016200158A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE10008563A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators
DE102015212700A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einer Brennkraftmaschine und einem Abgasnachbehandlungssystem, Steuereinrichtung für ein solches System, Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine
DE102015200751B4 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102006014249A1 (de) Verfahren zur Vorsteuerung eines Lambda-Wertes
DE102013203578A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102015200762A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102008008985B4 (de) Verfahren zur OSC-basierten Diagnose eines Katalysators
DE102016210143B4 (de) Verfahren zur Ermittlung eines Alterungszustands eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsanlage eines für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung
DE102008023893B4 (de) Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Sprungsonde
DE102013203579A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems
EP2791494B1 (de) Schätzverfahren der totzeit eines lambdasensors einer abgasreinigungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R120 Application withdrawn or ip right abandoned
R120 Application withdrawn or ip right abandoned

Effective date: 20120901