DE102010033335B4

DE102010033335B4 - Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität eines einem Katalysator zugeordneten Sauerstoffspeichers

Info

Publication number: DE102010033335B4
Application number: DE102010033335.2A
Authority: DE
Inventors: Bodo Odendall
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: US20120031075A1; DE102010033335A1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität eines einem Katalysator (3) zugeordneten Sauerstoffspeichers (4) in einer Anordnung, bei der in Ausströmrichtung des Abgases einer Brennkraftmaschine (1) vor dem Katalysator (3) eine Vorkatlambdasonde (5) und hinter zumindest einem Abschnitt des Katalysators (3) eine Nachkatlambdasonde (6) jeweils das Luft-Kraftstoff-Verhältnis misst, wobei bei dem Verfahren der Sauerstoffspeicher (4) zunächst unter Steuerung anhand der Vorkatlambdasonde (5) mit fettem Abgas beaufschlagt wird, um ihn so weit als möglich von Sauerstoff zu leeren, und wobei sodann ein Wechsel zu einer Beaufschlagung des Sauerstoffspeichers mit magerem Abgas erfolgt, um ihn wieder mit Sauerstoff zu füllen, wobei die pro Zeitintervall eingetragene Sauerstoffmenge über ein Zeitintervall aufintegriert wird, welches mit dem Zeitpunkt (to) des Wechsels beginnt und mit einem Zeitpunkt (t3) endet, an dem sich ein Gefülltsein des Sauerstoffspeichers im Unterschreiten eines Schwellwerts in einem Ausgangssignal der Nachkatlambdasonde (6) auswirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das so gewonnene Integral korrigiert wird, wobei zum Korrigieren ein Zeitversatz (t1- to) zwischen dem Zeitpunkt des Wechsels und einem Wechsel in dem Vorzeichen der Steigung des Ausgangssignals der Nachkatsonde (6) gemessen wird und beim Korrigieren berücksichtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ausgegangen ist somit von der Situation, dass einer Brennkraftmaschine in Ausströmrichtung des Abgases ein Katalysator nachgeordnet ist, wobei dem Katalysator ein Sauerstoffspeicher zugeordnet ist; der Sauerstoffspeicher kann insbesondere in den Katalysator integriert sein, aber genauso auch als gesondertes Bauteil bereitgestellt sein. Vor dem Katalysator ist eine sog. Vorkatlambdasonde angeordnet, hinter dem Katalysator eine Nachkatlambdasonde. Lambdasonden messen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (im Abgas).
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffeinspeicherkapazität beschrieben. Zum Ermitteln der Sauerstoffausspeicherkapazität muss lediglich „fett“ durch „mager“ ausgetauscht werden und umgekehrt, und immer dann, wenn von dem Eintragen des Sauerstoffs die Rede ist, ist beim Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffausspeicherkapazität entsprechend von einem Austragen von Sauerstoff auszugehen.
Zum Ermitteln der Sauerstoff(ein-)speicherkapazität wird der Sauerstoffspeicher zunächst mit fettem Abgas beaufschlagt, um ihn von Sauerstoff zu leeren. Dass das Abgas fett ist, wird anhand von Signalen der Vorkatlambdasonde festgelegt, also unter Steuerung anhand selbiger.
Wenn der Sauerstoffspeicher so gut wie vollständig geleert wird (nach einem vorbestimmten Kriterium), erfolgt unmittelbar ein Wechsel zu einer Beaufschlagung des Sauerstoffspeichers mit magerem Abgas hin, um ihn nach und nach mit Sauerstoff wieder zu füllen. Auch hier erfolgt das Festlegen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses „mager“ unter Steuerung anhand der Vorkatlambdasonde.
Die pro Zeitintervall bei dem Wiederfüllen eingetragene Sauerstoffmenge wird dann aufintegriert. Es soll ja möglichst die gesamte Sauerstoffmenge erfasst werden. Demgemäß beginnt das Zeitintervall für die Integration mit dem Zeitpunkt des Wechsels (der ja durch eine Steuerung festgelegt ist und daher bekannt ist). Das Zeitintervall endet mit einem Zeitpunkt, an dem sich ein Gefülltsein des Sauerstoffspeichers im Unterschreiten eines Schwellwertes in einem (dem) Ausgangssignal der Nachkatsonde auswirkt. Solange der Sauerstoffspeicher noch nicht vollständig gefüllt ist, wird ja der Sauerstoff aus dem mageren Abgas durch den Sauerstoffspeicher dem Abgas entnommen, und das Abgas ist nicht mehr mager, wenn es zur Nachkatsonde gelangt. Ist der Sauerstoffspeicher aber dann irgendwann gefüllt, dann wird kein weiterer Sauerstoff mehr eingespeichert, und es kommt tatsächlich auch mageres Abgas an der Nachkatsonde an. Im Spannungssignal wird hierbei z. B. eine Spannung von typischerweise 0,4 V unterschritten.
Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert hervorragend, solange die verwendeten Messeinrichtungen voll funktionsfähig sind.
Mit der Problematik, dass die Vorkatlambdasonde nicht voll funktionsfähig ist, beschäftigt sich die EP 05 96 635 B1 , deutsch als DE 693 27 148 T2 veröffentlicht. Eine Alterung der Vorkatlambdasonde wird dadurch ausgeglichen, dass mit Absicht eine Verzögerung eines Signals erfolgt.
Die DE 10 2004 009 615 B4 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der aktuellen Sauerstoffbeladung eines 3-Wege-Katalysators. Im Rahmen dieses Verfahrens wird berücksichtigt, dass der Lambda-Wert mit Messfehlern behaftet sein kann. Das Verfahren beinhaltet insbesondere auch eine Integration über die Zeit.
Ist die Nachkatlambdasonde gealtert, kann sie insbesondere verzögert reagieren. Wenn nun der Anfang des Zeitintervalls der Zeitpunkt des Wechsels ist, dann beginnt die Messung zum richtigen Zeitpunkt, endet aber wegen der Alterung der Nachkatlambdasonde verzögert, weil der Zeitpunkt, an dem das Intervall endet, durch Signale eben dieser Nachkatlambdasonde festgelegt wird.
Die DE 10 2004 062 408 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln einer Sauerstoffspeicherkapazität eines Abgaskatalysators, bei dem zunächst ein vorgegebenes erstes fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine eingestellt wird, und ein erster Sauerstoffspeicherkapazitätswert ermittelt wird. Außerdem wird später ein vorgegebenes zweites fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Brennraum des Zylinders eingestellt, und es wird ein zweiter Sauerstoffspeicherkapazitätswert ermittelt. Unter Verwendung der beiden Sauerstoffspeicherkapazitätswerte wird sodann ein korrigierter Sauerstoffspeicherkapazitätswert ermittelt. Die DE 10 2004 062 408 A1 offenbart darüber hinaus, dass anhand der beiden Sauerstoffspeicherkapazitätswerte auch eine Dynamik-Zeitdauer berechnet werden kann, die der Verzögerungszeit in den Ansprechzeitdauern von zwei Abgassonden entspricht. In einer Formel für diese Verzögerungszeit ist die Differenz der beiden ermittelten Sauerstoffspeicherkapazitätswerte enthalten.
Die US Patentanmeldung US 2009/0182490 A1 beschreibt, dass als Maß für das Schlecht-Funktionieren einer Lambdasonde die Zeitdauer verwendet werden kann, die zwischen einem herbeigeführten Wechsel im Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem Zeitpunkt vergeht, in dem das Ausgangssignal der Lambdasonde einen Wendepunkt aufweist.
Die DE 10 2008 023 893 A1 beschreibt ein Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Sprungsonde, die die Erkenntnis beschreibt, dass bei einem Wechsel von magerem zum fetten Abgasgemisch in einem kleinen Zeitintervall in der Nähe des Lambdasprungs einer Vorkat-Lambda-Sonde im Signalverlauf, den eine Nachkat-Lambda-Sonde misst, ein charakteristisches Verhalten sichtbar ist. Aus den Signalen in kleinen Intervallen um den Wechselzeitpunkt kann, ohne dass der eigentliche Sondensprung in den Kurven beachtet werden muss, auf die Funktionsfähigkeit der Lambda-Sonde zurückgeschlossen werden.
Ferner offenbart die US 2009/0235726 A1 ein Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität eines katalytischen Wandlers für ein Kraftfahrzeug sowie eine zugeordnete Messeinrichtung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie bei der Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität eine Alterung der Nachkat-Lamdasonde explizit berücksichtigt werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Dementsprechend wird erfindungsgemäß das gewonnene Integral korrigiert. Zum Korrigieren wird zunächst ein Zeitversatz zwischen dem Zeitpunkt des Wechsels und einem Wechsel in dem Vorzeichen der Steigung des Ausgangssignals der Nachkatsonde gemessen. Dann wird dieser Zeitversatz beim Korrigieren berücksichtigt.
Hier macht man sich die Erkenntnis zu Nutze, dass sich der Wechsel in der Beaufschlagung - deutlich wiedererkennbar am Ende des Zeitintervalls - bereits in ausreichendem Maße am Ausgangssignal der Nachkatlambdasonde relativ unmittelbar feststellen lässt. Idealerweise erfolgt unmittelbar mit dem Wechsel in der Beaufschlagung ein Wechsel im Vorzeichen der Steigung (ersten zeitlichen Ableitung) des Ausgangssignals. Erfolgt ein solcher Wechsel jedoch zeitlich verzögert, so spricht dies für eine Alterung der Sonde.
Die Zeitverzögerung („Sondendelay“) bleibt über die gesamte Zeit konstant. Daher kann man anhand des Zeitversatzes zum Zeitpunkt des Wechsels auch feststellen, wann die Messung an sich hätte enden müssen. Die Messung endet nämlich genau um den Zeitversatz zu spät.
Im Falle, dass man viel Speicherkapazität zur Verfügung stellen kann (z. B. in einem Ringspeicher), können Zwischenwerte des Integrals bei der Integration über die Zeit vorgehalten werden, und dann kann vom Zeitpunkt des Endes des Zeitintervalls der Zeitversatz zur Erzielung eines Endwertes abgezogen werden. Der dem Endwert zugeordnete Zwischenwert kann hierbei als Korrekturwert verwendet werden. Man hebt sich bei dieser Variante gewissermaßen den korrekten Wert für das Integral auf.
Nicht immer steht jedoch eine ausreichende Speicherkapazität zur Verfügung. Will man das Gewicht für einen Ringspeicher oder einen anderen Datenspeicher hoher Kapazität einsparen, kann man nicht alle Zwischenwerte des Integrals vorhalten und muss dann auf den Wert, der zum „richtigen Zeitpunkt“ berechnet war, schließen. Bevorzugt wird daher der Anteil an berechneter Sauerstoffspeicherkapazität rechnerisch abgeschätzt, der in einer Dauer von der Länge des Zeitversatzes vor dem Ende des Zeitintervalles in das Integral eingegangen ist. Genau dieser Anteil wird dann von dem Integral zur Erzielung eines Korrekturwerts abgezogen.
In einem einfachen Fall steigt die Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers kontinuierlich, dann kann man durch einfache Proportionalrechnung anhand der Zeitverhältnisse den Korrekturwert erhalten.
Es kann nun aber sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei einer beliebigen Fahrt durchgeführt werden soll. Dann kann es sein, dass der Fahrzeugführer während der Messung den Abgasmassenstrom ändert oder dass sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufgrund einer Änderung im Last-Drehzahlpunkt ändert. In diesem Fall ist die Annahme einer Konstanz der Steigung in der Sauerstoffbeladung nicht mehr richtig.
Bevorzugt wird ein während des Zeitintervalls erfolgter Wechsel in der Abgasmasse oder des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei der Abschätzung des Anteils berücksichtigt.
Der Effekt einer Zeiterzögerung macht sich in einer Tiefpassfilterung bemerkbar. Insbesondere kann der Zeitversatz eine Filterkonstante für einen solchen (digitalen) Tiefpassfilter vorgeben oder insbesondere sein. Wird nun die Größe „Sauerstoffeintrag pro Zeit“ mit diesem digitalen Tiefpassfilter gefiltert, erhält man zum Ende dieses Zeitintervalls ein Ergebnis der Filterung, das man als Steigung einer Geraden verwenden kann. Multipliziert man diese Steigung mit dem Zeitversatz, erhält man den Anteil an berechneter Sauerstoffspeicherkapazität, der überschüssig ist.
Nachfolgend wird die Erfindung gemäß bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der

1 eine Anordnung zeigt, bei der ein Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens sinnvoll ist,
2A das Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda zeigt, wie es beim erfindungsgemäßen Verfahren festgelegt ist,
2B Antwortsignale einer voll funktionsfähigen und einer mit Zeitverzug behafteten Nachkatlambdasonde auf die Beaufschlagung gemäß 2A,
2C die Sauerstoffbeladung, wie sie bei Gegebensein dieser beiden Antwortsignale jeweils berechnet werden würde,
3A und 3B den 2A und 2B entsprechende Darstellungen sind,
3D ein beispielhafter Abgasmassenstrom ist, wie er durch den Fahrzeugführer eingestellt werden kann, und
3C eine der 2C für den Fall der 3D entsprechende Darstellung ist,
4A und 4B den 2A und 2B entsprechende Darstellungen sind,
4D ein Abgasmassenstrom in einem weiteren Beispiel ist, wie er durch den Fahrzeugführer eingestellt werden kann, und
4C eine der 2C für den Fall der 4D entsprechende Darstellung ist,
5A und 5B den 2A und 2B entsprechende Darstellungen sind,
5D eine der 4D entsprechende Darstellung ist,
5E der einer digitalen Tiefpassfilterung unterzogene Sauerstoffeintrag ist, und
5C für den Fall der 5D und 5E eine den 2C, 3C und 4C entsprechende Darstellung ist.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasstrang 2. Der Abgasstrang 2 umfasst einen Abgaskatalysator 3, der z. B. 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 Vorkatlambdasonde, die als Führungssonde dient, sowie eine dem Abgaskatalysator 3 zugeordnete Nachkatlambdasonde 6, die als Regelsonde dient.
Die Nachkatlambdasonde 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel stromab des Abgaskatalysators 3 angeordnet. Genauso gut könnte diese Nachkatlambdasonde 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 Sauerstoffspeicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers 4 ermittelt werden.
Die Sauerstoffspeicherkapazität kann während des Einspeicherns von Sauerstoff ermittelt werden oder während des Ausspeicherns. Nachfolgend wird ein Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität während des Einspeicherns beschrieben.
Damit die Sauerstoffspeicherkapazität während des Einspeicherns gemessen werden kann, muss der Sauerstoffspeicher 4 zunächst vollständig geleert werden. Zu diesem Zweck wird die Brennkraftmaschine 1 so betrieben, dass das in den Katalysator 3 hineingelangende Abgas fett ist, und eine entsprechende Kurve 10 ist in 2A gezeigt: Es gibt zunächst einen Kraftstoffüberschuss im Abgas. Der überschüssige Kraftstoff verbrennt unter Entnahme von Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher, der somit nach und nach geleert wird.
Irgendwann ist der Sauerstoffspeicher dann so gut wie vollständig leer, und es kann auf die Beaufschlagung mit magerem Abgas gewechselt werden, also mit Abgas, in dem sich zum Verhältnis zum Kraftstoff ein Luftüberschuss und somit auch ein Sauerstoffüberschuss befindet. Der Wechsel von Fett zu Mager erfolgt zum Zeitpunkt t₀. Ein solcher Wechsel wirkt sich im Signal der Nachkatlambdasonde 6 gemäß Kurve 12 dahingehend aus, dass genau zum Zeitpunkt t₀ ein Wechsel im Vorzeichen der zeitlichen Ableitung erfolgt. Ist die Nachkatlambdasonde 6 nicht voll funktionsfähig, sondern reagiert mit Zeitversatz („Sondendelay“), dann gilt z. B. die Kurve 14, dergemäß der Wechsel im Vorzeichen der zeitlichen Ableitung erst zu einem Zeitpunkt t₁ nach dem Zeitpunkt t₀ erfolgt.
Es soll ja die Sauerstoffspeicherkapazität während des Einspeicherns von Sauerstoff ermittelt werden, also ab dem Zeitpunkt t₀. Vorausgesetzt ist vorliegend zunächst, dass der Abgasmassenstrom konstant gehalten wird. Da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda konstant gehalten wird, wird pro Zeitintervall eine konstante Menge an Sauerstoff eingetragen. Somit steigt die Sauerstoffbeladung OSC monoton mit der Zeit, siehe die Kurve 16.
Die Sauerstoffspeicherkapazität OSC berechnet sich allgemein nach folgender Formel: $O S C = \int_{t_{0}}^{t_{E n d}} 0,23 (1 - λ (t)) d t * \dot{m} (t) d t,$
wobei über die gesamte Zeit der Sauerstoffeintrag von t₀ bis t_End integriert wird. Wenn λ = cst. und ṁ = est., steigt OSC linear mit dem Integralende t_End, wie anhand der Kurve 16 auch ersichtlich.
Es ist nun fraglich, wann die Integration beendet werden soll.
Herkömmlicherweise endet die Integration dann, wenn die Nachkatsonde eine Spannung misst, die kleiner als ein bestimmter Schwellwert ist, z. B. als 0,4 V. In diesem Fall gelangt nämlich das magere Abgas, ohne weiter Sauerstoff abzugeben, unmittelbar zur Nachkatsonde, was also heißt, dass der Sauerstoffspeicher vollständig gefüllt ist.
Im Falle einer voll funktionsfähigen Sonde ist der Zeitpunkt t₂ genau der richtige Zeitpunkt. Im Fall einer nicht voll funktionsfähigen Sonde wird die Spannung von 0,4 V zu spät unterschritten, nämlich erst zum Zeitpunkt t₃.
Integriert man ab dem Zeitpunkt des Wechsels in der zeitlichen Ableitung, so ist das Integral im Falle eines konstanten Lambdas und Abgasmassenstroms unabhängig davon, ob die Nachkatlambdasonde 6 voll funktionsfähig ist oder nicht: Das Integral t₀ bis t₂ ist genau gleich dem Integral von t₁ bis t₃.
Anders stellt es sich dar, wenn sich der Lambdawert und der Abgasmassenstrom während des Zeitintervalls ändert: Anhand der 3A bis 3D ist zu erkennen, dass bei einem Wechsel in dem Abgasmasstenstrom ṁ gemäß der Kurve 18 bei der Integration gemäß der vorliegenden Formel keine konstante Steigung mehr vorliegt: Zwischen dem Zeitpunkt t₀ und t₁ ist im vorliegenden Beispiel die Steigung größer als nachfolgend zwischen t₁ und t₂ bzw. t₃. Der „richtige“ Wert für die Sauerstoffspeicherkapazität wäre der am Punkt 20 gemessene. Hat man es mit einer gealterten, nicht voll funktionsfähigen Nachkatlambdasonde 6 zu tun, misst man jedoch eine Sauerstoffspeicherkapazität gemäß dem Punkt 22.
Die Sauerstoffspeicherkapazität wird also zu niedrig gemessen, wenn sich der Abgasmassentrom zwischenzeitlich erniedrigt.
Entsprechend ist 4A bis 4D zu entnehmen, dass bei Beaufschlagung des Katalysators mit einem Abgasmassenstrom gemäß der Kurve 24 die „richtige“ Sauerstoffspeicherkapazität, wie sie am Punkt 26 gemessen werden würde, niedriger ist als die tatsächlich gemessene am Punkt 28.
Als Lösung für diese Problematik wird vorliegend vorgeschlagen, die Messung der Sauerstoffspeicherkapazität der Sauerstoffspeicherkapazität grundsätzlich zum Zeitpunkt t₀ des Wechsels beginnen zu lassen, wofür man dann eben nicht das Signal der Nachkatlambdasonde 6 verwenden kann, sondern das Signal der Vorkatlambdasonde 5 verwenden muss.
In diesem Fall wird an sich bei gealterter Nachkatlambdasonde eine zu hohe Sauerstoffspeicherkapazität gemessen, da man das Integral jedes Mal bis zum Zeitpunkt t₃ berechnet. Es muss daher in irgendeiner Weise berücksichtigt werden, welche Sauerstoffmenge zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ eingetragen wird.
Bei einer einfachen Ausführungsform wird einfach jeder Zwischenwert für das Integral OSC gespeichert. Aufgrund des Wechsels in dem Vorzeichen des Signals der Nachkatlambdasonde gemäß der Kurve 14 lasst sich die Zeit t₁ ermitteln, somit auch der Abstand t₁ - t₀. Bekannt ist ferner der Zeitpunkt t₃, und dann lässt sich somit gemäß t₃ - t₂ = t₁ - t₀ die Zeit t₂ = t₃ - t₁ + t₀ ausrechnen.
Wenn der Zeitpunkt t₂ bekannt ist, lässt sich auf den tatsächlichen Wert für die Sauerstoffspeicherkapazität zurückschließen. Im einfachsten Falle werden einfach bei der Integration der Größe OSC sämtliche Zwischenwerte gespeichert, also ausgehend vom Zeitpunkt t₀ für mehrere Zeiten t_i in diskreten, im Verhältnis zur Gesamtzeit relativ kleinen Intervallen. Speichert man diese Zwischenwerte, lässt sich zum Zeitpunkt t₃ noch aussagen, welchen Wert das Integral zum Zeitpunkt t₂ hatte, und dann hat man den korrekten Wert für die Sauerstoffspeicherkapazität erhalten.
Man kann nicht immer eine so große Menge an Daten vorrätig halten. Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass das Integral bis zum Zeitpunkt t₃ berechnet wird und dann zurückgerechnet wird, wie groß es zum Zeitpunkt t₂ gewesen wäre. Im Falle der Kurve 24 lässt sich eine digitale Tiefpassfilterung vornehmen, bei der die Filterkonstante durch t₁ - t₀ bestimmt wird. Filtert man dann die Menge an jeweils eingetragenem Sauerstoff pro Zeit mit Hilfe des Tiefpassfilters, so erhält man die Kurve 30. Bei Berechnung der Sauerstoffspeicherkapazität OSC gelangt man zu einem Punkt 32, und es kann dann anhand des Wertes 34 aus der Kurve 30, ermittelt zum Zeitpunkt t₃, eine Steigung einer Strecke 36 zwischen dem Punkt 32 und einem zu berechnenden Punkt 38 ermittelt werden.
Wird die Steigung mit t₃ - t₂, also t₁ - t₀, multipliziert, erhält man einen Wert ΔOSC zwischen dem Punkt 32 und dem Punkt 38. Hat man also die Sauerstoffspeicherkapazität OSC von t₀ bis t₃ berechnet und zieht dann anschließend die Größe ΔOSC ab, gelangt man zum Punkt 38 und kennt die tatsächliche Sauerstoffspeicherfähigkeit.

Claims

Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität eines einem Katalysator (3) zugeordneten Sauerstoffspeichers (4) in einer Anordnung, bei der in Ausströmrichtung des Abgases einer Brennkraftmaschine (1) vor dem Katalysator (3) eine Vorkatlambdasonde (5) und hinter zumindest einem Abschnitt des Katalysators (3) eine Nachkatlambdasonde (6) jeweils das Luft-Kraftstoff-Verhältnis misst, wobei bei dem Verfahren der Sauerstoffspeicher (4) zunächst unter Steuerung anhand der Vorkatlambdasonde (5) mit fettem Abgas beaufschlagt wird, um ihn so weit als möglich von Sauerstoff zu leeren, und wobei sodann ein Wechsel zu einer Beaufschlagung des Sauerstoffspeichers mit magerem Abgas erfolgt, um ihn wieder mit Sauerstoff zu füllen, wobei die pro Zeitintervall eingetragene Sauerstoffmenge über ein Zeitintervall aufintegriert wird, welches mit dem Zeitpunkt (to) des Wechsels beginnt und mit einem Zeitpunkt (t₃) endet, an dem sich ein Gefülltsein des Sauerstoffspeichers im Unterschreiten eines Schwellwerts in einem Ausgangssignal der Nachkatlambdasonde (6) auswirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das so gewonnene Integral korrigiert wird, wobei zum Korrigieren ein Zeitversatz (t₁ - to) zwischen dem Zeitpunkt des Wechsels und einem Wechsel in dem Vorzeichen der Steigung des Ausgangssignals der Nachkatsonde (6) gemessen wird und beim Korrigieren berücksichtigt wird.
Verfahren zum Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität eines einem Katalysator (3) zugeordneten Sauerstoffspeichers (4) in einer Anordnung, bei der in Ausströmrichtung des Abgases einer Brennkraftmaschine (1) vor dem Katalysator (3) eine Vorkatlambdasonde (5) und hinter zumindest einem Abschnitt des Katalysators (3) eine Nachkatlambdasonde (6) jeweils das Luft-Kraftstoff-Verhältnis misst, wobei bei dem Verfahren der Sauerstoffspeicher (4) zunächst unter Steuerung anhand der Vorkatlambdasonde (5) mit magerem Abgas beaufschlagt wird, um ihn so weit als möglich mit Sauerstoff zu füllen, und wobei sodann ein Wechsel zu einer Beaufschlagung des Sauerstoffspeichers mit fettem Abgas erfolgt, um ihn wieder von Sauerstoff zu leeren, wobei die pro Zeitintervall ausgetragene Sauerstoffmenge über ein Zeitintervall aufintegriert wird, welches mit dem Zeitpunkt (t₀) des Wechsels beginnt und mit einem Zeitpunkt (t₃) endet, an dem sich ein Geleertsein des Sauerstoffspeichers im Überschreiten eines Schwellwerts in einem Ausgangssignal der Nachkatlambdasonde (6) auswirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das so gewonnene Integral korrigiert wird, wobei zum Korrigieren ein Zeitversatz (t₁ - t₀) zwischen dem Zeitpunkt des Wechsels und einem Wechsel in dem Vorzeichen der Steigung des Ausgangssignals der Nachkatsonde (6) gemessen wird und beim Korrigieren berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischenwerte des Integrals vorgehalten werden und vom Zeitpunkt (t₃) des Intervalls der Zeitversatz zur Erzielung eines Endwerts (t₂) abgezogen wird und der dem Endwert (t₂) zugeordnete Zwischenwert als Korrekturwert verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an berechneter Sauerstoffspeicherkapazität rechnerisch abgeschätzt wird, der in einer Dauer von der Länge des Zeitversatzes vor dem Ende des Zeitintervalls in das Integral eingegangen ist, und dass dieser Anteil von dem Integral zur Erzielung eines Korrekturwerts abgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein während des Zeitintervalls erfolgender Wechsel in der Abgasmasse bei der Abschätzung des Anteils berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein während des Zeitintervalls erfolgender Wechsel in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei der Abschätzung des Anteils berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Zeitversatz eine Filterkonstante für einen digitalen Tiefpassfilter abgeleitet wird und mit dem Tiefpassfilter der Sauerstoffeintrag pro Zeit gefiltert wird, wobei ein Ergebnis der Filterung, insbesondere zum Zeitpunkt des Endes des Zeitintervalls, und der Zeitversatz bei der Berechnung des Korrekturwertes eingesetzt werden.