DE102021126386B3 - Method for operating a drive device for a motor vehicle and corresponding drive device - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat (2), eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) zur Nachbehandlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) angeordnete Lambdasonde (13) zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass eine zum Ansteuern des Antriebsaggregats (2) verwendete Konzentration wenigstens einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) vorliegenden Abgaskomponente ermittelt wird, indem ein für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von einem mittels der Lambdasonde (13) gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses korrigiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebsrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug.

The invention relates to a method for operating a drive device (1) for a motor vehicle, which has a drive assembly (2) that generates exhaust gas, an exhaust gas aftertreatment device (12) for aftertreatment of the exhaust gas and a lambda probe (13) arranged upstream of the exhaust gas aftertreatment device (12) for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas. It is provided that a concentration used to control the drive unit (2) of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device (12) is determined by reading out a concentration value of the concentration stored for a fixed combustion air ratio independently of a combustion air ratio measured by means of the lambda probe (13). and is corrected by means of the measured combustion air ratio. The invention also relates to a drive device (1) for a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung zur Nachbehandlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnete Lambdasonde zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt, wobei eine zum Ansteuern des Antriebsaggregats verwendete Konzentration wenigstens einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegenden Abgaskomponente ermittelt wird, indem ein für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von einem mittels der Lambdasonde gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses der Lambdasonde korrigiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a drive device for a motor vehicle, which has a drive assembly that generates exhaust gas, an exhaust gas aftertreatment device for aftertreatment of the exhaust gas, and a lambda probe arranged upstream of the exhaust gas aftertreatment device for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas, with a concentration used to control the drive assembly at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device is determined by reading out a concentration value of the concentration stored for a fixed combustion air ratio independently of a combustion air ratio measured using the lambda probe and correcting it using the measured combustion air ratio of the lambda probe. The invention also relates to a drive device for a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift US 5 916 294 A bekannt. Diese beschreibt ein System und ein Verfahren zum Schätzen von Auspuffemissionen durch Erfassen eines katalysierten Gasstroms und Bereitstellen eines davon abhängigen Signals für insgesamt brennbares Gas. Das Signal setzt sich zusammen aus einem ersten Teil, abhängig von einer Konzentration von Kohlenwasserstoff in dem Gasstrom, und einem zweiten Teil, abhängig von einer Konzentration von anderen brennbaren Gasen in dem Gasstrom. Eine Grö-ßenbeziehung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil ist variabel, wenn der Gasstrom in eine fetten Zusammensetzung übergeht. Die Variabilität der Größenbeziehung des ersten und zweiten Teils wird herausgefiltert, sodass die Größenbeziehung im Wesentlichen konstant ist, wenn der Gasstrom in eine magere Zusammensetzung übergeht. Das gefilterte Signal wird dann integriert und mit einem Schwellenwert verglichen, und ein Abweichungssignal wird bereitgestellt, wenn das gefilterte integrierte Signal den Schwellenwert überschreitet.From the state of the art is the document U.S. Patent No. 5,916,294 known. This describes a system and method for estimating tailpipe emissions by sensing a catalyzed gas flow and providing a total combustible gas signal dependent thereon. The signal is composed of a first part dependent on a concentration of hydrocarbon in the gas stream and a second part dependent on a concentration of other combustible gases in the gas stream. A size relationship between the first part and the second part is variable when the gas flow changes to a rich composition. The variability in the size relationship of the first and second portions is filtered out such that the size relationship is substantially constant when the gas flow transitions to a lean composition. The filtered signal is then integrated and compared to a threshold and an error signal is provided if the filtered integrated signal exceeds the threshold.

Die Druckschrift DE 101 48 663 A1 beschreibt eine Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine. Die Höhe der NOx-Emissionen einer Brennkraftmaschine hängt primär von der lokalen Temperatur, der Sauerstoffkonzentration und der Verweilzeit der Zylinderladung im Brennraum ab. Diese beiden letztgenannten Größen lassen sich verhältnismäßig einfach durch Messung der Motordrehzahl der eingesetzten Luft und der Kraftstoffmenge erfassen. Es ist von besonderer Bedeutung bei der Bestimmung der NOx-Rohemissionen, insbesondere bei den mit Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschinen und bei der Verwendung von NOx-Speicherkatalysatoren, dass bei der Überwachung der NOx-Beladungsmasse eine unterschiedliche Modellierung in Abhängigkeit vom Betriebsmodus vorzunehmen ist. Daher werden einige motorische Parameter, abhängig von der jeweiligen Betriebsart, erfasst und zur Berechnung der Stickoxidemission verwendet.The pamphlet DE 101 48 663 A1 describes an exhaust gas cleaning system of an internal combustion engine. The level of NOx emissions from an internal combustion engine depends primarily on the local temperature, the oxygen concentration and the dwell time of the cylinder charge in the combustion chamber. These last two variables can be recorded relatively easily by measuring the engine speed, the air used and the amount of fuel. It is of particular importance when determining the raw NOx emissions, especially in the case of internal combustion engines operated with excess air and when using NOx storage catalysts, that when monitoring the NOx loading mass, different modeling must be carried out depending on the operating mode. Therefore, some engine parameters, depending on the respective operating mode, are recorded and used to calculate the nitrogen oxide emissions.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Druckschrift DE 10 2017 107 271 A1 bekannt.The publication is also from the state of the art DE 10 2017 107 271 A1 known.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere geringe Schadstoffemissionen der Antriebseinrichtung sicherstellt.It is the object of the invention to propose a method for operating a drive device for a motor vehicle which has advantages over known methods, in particular ensuring low pollutant emissions from the drive device.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts für eine als Sauerstoffeintragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Multiplizieren mit einem aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechneten Korrekturwert und/oder für eine als Sauerstoffaustragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Dividieren durch den Korrekturwert erfolgt.According to the invention, this is achieved with a method for operating a drive device for a motor vehicle with the features of claim 1 . It is provided that the concentration value read is corrected for an exhaust gas component present as an oxygen input component by multiplying it by a correction value calculated from the measured combustion air ratio and/or for an exhaust gas component present as an oxygen discharge component by dividing by the correction value.

Grundsätzlich ist vorgesehen, dass eine zum Ansteuern des Antriebsaggregats verwendete Konzentration wenigstens einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegenden Abgaskomponente ermittelt wird, indem ein für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von einem mittels der Lambdasonde gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses der Lambdasonde korrigiert wird.In principle, it is provided that a concentration used to control the drive unit of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device is determined by reading out a concentration value of the concentration stored for a fixed combustion air ratio independently of a combustion air ratio measured using the lambda probe and correcting it using the measured combustion air ratio of the lambda probe .

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments weist die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat auf. Dem Antriebsaggregat wird während eines Betriebs der Antriebseinrichtung zumindest zeitweise Kraftstoff und Frischgas zugeführt, wobei das Frischgas zumindest zeitweise Frischluft enthält. Zusätzlich kann das Frischgas Abgas aufweisen, sofern eine Abgasrückführung realisiert ist, bei welcher das von dem Antriebsaggregat erzeugte Abgas zumindest teilweise wieder in das Antriebsaggregat zurückgeführt wird, nämlich als Bestandteil des Frischgases. Der Kraftstoff und das Frischgas, die dem Antriebsaggregat zugeführt werden, bilden ein Kraftstoff-Frischgas-Gemisch mit einer bestimmten Zusammensetzung, das in dem Antriebsaggregat zur Reaktion gebracht wird.The drive device is used to drive the motor vehicle, ie to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle. In order to provide the drive torque, the drive device has the drive unit. During operation of the drive device, fuel and fresh gas are supplied to the drive assembly at least at times, with the fresh gas containing fresh air at least at times. In addition, the fresh gas can have exhaust gas if an exhaust gas recirculation is implemented, in which the exhaust gas generated by the drive unit is at least partially returned to the drive unit, namely as part of the fresh gas. The fuel and the fresh gas, which are supplied to the drive unit, form a fuel-fresh gas mixture with a specific composition, which is reacted in the drive unit.

Während des Betriebs des Antriebsaggregats fällt aufgrund der chemischen Reaktion von Kraftstoff und Frischgas miteinander Abgas an, welches in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs abgeführt wird. Da in dem von dem Antriebsaggregat erzeugten Abgas Schadstoffe enthalten sind, wird das Abgas vor dem Entlassen in die Außenumgebung zunächst der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt. In der Abgasnachbehandlungseinrichtung werden die Schadstoffe zumindest teilweise in ungefährlichere Produkte umgesetzt. Erst nach dem Durchlaufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird das Abgas in die Au-ßenumgebung abgeführt.During the operation of the drive unit, exhaust gas is produced due to the chemical reaction between fuel and fresh gas, which is discharged in the direction of an external environment of the drive device or the motor vehicle. Since the exhaust gas generated by the drive unit contains pollutants, the exhaust gas is first fed to the exhaust gas aftertreatment device before it is released into the outside environment. In the exhaust aftertreatment device, the pollutants are at least partially converted into less hazardous products. The exhaust gas is only discharged to the outside environment after it has passed through the exhaust aftertreatment device.

Die Abgasnachbehandlungseinrichtung liegt beispielsweise als Fahrzeugkatalysator vor, insbesondere als Drei-Wege-Katalysator, Oxidationskatalysator, NO_x-Speicherkatalysator oder als SCR-Katalysator. Sie kann jedoch auch als Partikelfilter, insbesondere als Otto-Partikelfilter oder als Diesel-Partikelfilter ausgestaltet sein. Eine Umwandlungsrate und damit die Konvertierungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung, mit welcher die Schadstoffe in die ungefährlicheren Produkte umgesetzt werden, hängen insbesondere von der Zusammensetzung des der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführten Abgases und/oder von einer Sauerstoffbeladung der Abgasnachbehandlungseinrichtung ab, welche wiederum in Zusammenhang mit der Zusammensetzung des Abgases steht.The exhaust gas aftertreatment device is present, for example, as a vehicle catalytic converter, in particular as a three-way catalytic converter, oxidation catalytic converter, NO _x storage catalytic converter or as an SCR catalytic converter. However, it can also be designed as a particle filter, in particular as a petrol particle filter or as a diesel particle filter. A conversion rate and thus the conversion capacity of the exhaust gas aftertreatment device, with which the pollutants are converted into less hazardous products, depend in particular on the composition of the exhaust gas fed to the exhaust gas aftertreatment device and/or on an oxygen loading of the exhaust gas aftertreatment device, which in turn is related to the composition of the exhaust gas .

Es ist insoweit von Bedeutung, die Zusammensetzung des von dem Antriebsaggregat erzeugten Abgases zu ermitteln, insbesondere um auf die Konvertierungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu schließen. Hierzu wird vorzugsweise ein Rechenmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung verwendet, welchem die Konzentration der wenigstens einen stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegenden Abgaskomponente zugeführt wird. Das Rechenmodell berechnet aus der Konzentration die Konzentration wenigstens eines Schadstoffs in dem Abgas stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung.In this respect, it is important to determine the composition of the exhaust gas generated by the drive unit, in particular in order to draw conclusions about the conversion capacity of the exhaust gas aftertreatment device. For this purpose, a computational model of the exhaust gas aftertreatment device is preferably used, to which the concentration of the at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device is supplied. From the concentration, the calculation model calculates the concentration of at least one pollutant in the exhaust gas downstream of the exhaust gas aftertreatment device.

Überschreitet diese Konzentration einen Schwellenwert, so wird beispielsweise ein Fehlersignal erzeugt oder das Antriebsaggregat gestoppt, insbesondere durch ein Unterbrechen einer Kraftstoffzufuhr in das Antriebsaggregat. Somit dient die Konzentration der Abgaskomponente, zumindest indirekt, zum Ansteuern des Antriebsaggregats. Auch ist es von Bedeutung, die Konzentration mit hoher Genauigkeit zu ermitteln, um ein Austreten des Schadstoffs in die Außenumgebung zuverlässig erkennen und gegebenenfalls unterbinden zu können. Im Rahmen dieser Beschreibung wird die Konzentration beziehungsweise werden Konzentrationen im Übrigen als Molmassenverhältnis oder als parts per million (ppm) angegeben.If this concentration exceeds a threshold value, an error signal is generated, for example, or the drive unit is stopped, in particular by interrupting the supply of fuel to the drive unit. The concentration of the exhaust gas components thus serves, at least indirectly, to control the drive unit. It is also important to determine the concentration with a high degree of accuracy in order to be able to reliably detect and, if necessary, prevent the pollutant from escaping into the external environment. In the context of this description, the concentration or concentrations are otherwise specified as a molar mass ratio or as parts per million (ppm).

Die zu ermittelnde Konzentration der Abgaskomponente liegt stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vor, also strömungstechnisch zwischen dem Antriebsaggregat und der Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung des Abgases. Die Konzentration der Abgaskomponente entspricht insoweit ihrer Konzentration in Rohemissionen des Antriebsaggregats, also in dem Abgas unmittelbar nach seinem Ausstoßen aus dem Antriebsaggregat und vor dem Durchlaufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Besonders bevorzugt ist die Abgaskomponente eine von mehreren Abgaskomponenten, für welche die jeweilige Konzentration ermittelt werden soll. Insbesondere werden also die Konzentrationen von mehreren Abgaskomponenten ermittelt, nämlich jeweils auf die beschriebene Art und Weise.The concentration of the exhaust gas component to be determined is upstream of the exhaust gas aftertreatment device, that is to say in terms of flow between the drive unit and the exhaust gas aftertreatment device, in particular in relation to a main flow direction of the exhaust gas. To this extent, the concentration of the exhaust gas component corresponds to its concentration in the untreated emissions of the drive unit, ie in the exhaust gas immediately after it is discharged from the drive unit and before it passes through the exhaust gas aftertreatment device. The exhaust gas component is particularly preferably one of several exhaust gas components for which the respective concentration is to be determined. In particular, the concentrations of a number of exhaust gas components are thus determined, specifically in the manner described in each case.

Grundsätzlich könnte die Konzentration der Abgaskomponente selbstverständlich mittels eines entsprechenden Sensors gemessen werden. Dies ist jedoch nicht praktikabel, insbesondere falls die Konzentrationen mehrerer Abgaskomponenten ermittelt werden sollen und nicht für jede Abgaskomponente ein separater Sensor vorgesehen werden kann. Aus diesem Grund soll die Konzentration der Abgaskomponente anhand des Verbrennungsluftverhältnisses stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung bestimmt werden. Das Verbrennungsluftverhältnis wird mithilfe der Lambdasonde gemessen. Diese dient insoweit dazu, das stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung in dem Abgas vorliegende Verbrennungsluftverhältnis zu messen, insbesondere durch Messen des Restsauerstoffgehalts des Abgases, aus welchem dann das Verbrennungsluftverhältnis bestimmt wird. Vorzugsweise dient das gemessene Verbrennungsluftverhältnis nicht nur dem Ermitteln der Konzentration der Abgaskomponente, sondern auch dem Durchführen einer Lambdaregelung, mittels welcher eine Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs, das dem Antriebsaggregat zugeführt wird, eingestellt wird.In principle, the concentration of the exhaust gas component could of course be measured by means of a corresponding sensor. However, this is not practicable, particularly if the concentrations of several exhaust gas components are to be determined and a separate sensor cannot be provided for each exhaust gas component. For this reason, the concentration of the exhaust gas components should be determined based on the combustion air ratio upstream of the exhaust gas aftertreatment device. The combustion air ratio is measured using the lambda probe. This serves to measure the combustion air ratio present in the exhaust gas upstream of the exhaust gas aftertreatment device, in particular by measuring the residual oxygen content of the exhaust gas, from which the combustion air ratio is then determined. The measured combustion air ratio is preferably used not only to determine the concentration of the exhaust gas component, but also to carry out lambda control, by means of which a composition of the fuel-air mixture that is supplied to the drive assembly is adjusted.

Um die Konzentration der Abgaskomponente zu bestimmen, wird zunächst der hinterlegte Wert der Konzentration, auch bezeichnet als Konzentrationswert, ausgelesen. Vorzugsweise ist der Konzentrationswert in einem Steuergerät der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats hinterlegt, insbesondere fest beziehungsweise unveränderlich. Der Konzentrationswert ist für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegt, insbesondere nur für ein einziges Verbrennungsluftverhältnis. Beispielsweise liegt der ausgelesene Konzentrationswert als Ausgangsgröße einer mathematischen Beziehung, einer Tabelle oder eines Kennfelds vor, in welcher beziehungsweise in welchem der Konzentrationswert hinterlegt ist.In order to determine the concentration of the exhaust gas component, the stored value of the concentration, also referred to as the concentration value, is first read out. The concentration value is preferably in a control unit of the drive device or of the Stored drive unit, in particular fixed or unchangeable. The concentration value is stored for a fixed combustion air ratio, in particular only for a single combustion air ratio. For example, the concentration value that has been read out is available as the output variable of a mathematical relationship, a table or a characteristic diagram in which the concentration value is stored.

Als Eingangsgröße für die mathematische Beziehung, die Tabelle oder das Kennfeld wird insbesondere wenigstens eine Betriebsgröße der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats herangezogen. Eine solche Betriebsgröße ist zum Beispiel der Betriebspunkt des Antriebsaggregats, welcher insbesondere durch das momentan von dem Antriebsaggregat bereitgestellte Drehmoment und/oder eine momentane Drehzahl des Antriebsaggregats gekennzeichnet ist. Besonders bevorzugt werden mehrere Eingangsgrö-ßen herangezogen. Die Eingangsgröße oder die Eingangsgrößen beziehungsweise ihre Anzahl ist insbesondere derart gewählt, dass der hinterlegte Konzentrationswert und damit auch der ausgelesene Konzentrationswert dem tatsächlich in dem Abgas vorliegenden Konzentrationswert für das feste Verbrennungsluftverhältnis mit hoher Genauigkeit entspricht.In particular, at least one operating variable of the drive device or of the drive assembly is used as the input variable for the mathematical relationship, the table or the characteristics map. Such an operating variable is, for example, the operating point of the drive unit, which is characterized in particular by the torque currently provided by the drive unit and/or a current speed of the drive unit. Multiple input variables are particularly preferably used. The input variable or the input variables or their number is selected in particular such that the stored concentration value and thus also the concentration value read out corresponds with a high degree of accuracy to the concentration value actually present in the exhaust gas for the fixed combustion air ratio.

Ist also das tatsächlich in dem Abgas gemessene Verbrennungsluftverhältnis gleich dem festen Verbrennungsluftverhältnis, für welches der Konzentrationswert hinterlegt ist, so entspricht der hinterlegte Konzentrationswert dem tatsächlich in dem Abgas vorliegenden Konzentrationswert mit hoher Genauigkeit, insbesondere mit einer Abweichung von höchstens 1 %, höchstens 0,5 % oder höchstens 0,1 %. Besonders bevorzugt wird als Eingangsgröße zumindest der Betriebspunkt, also zumindest das momentan von dem Antriebsaggregat bereitgestellte Drehmoment und/oder die momentane Drehzahl des Antriebsaggregats, verwendet, sodass der ausgelesene Konzentrationswert als Funktion von diesem vorliegt.If the combustion air ratio actually measured in the exhaust gas is equal to the fixed combustion air ratio for which the concentration value is stored, the stored concentration value corresponds to the concentration value actually present in the exhaust gas with a high level of accuracy, in particular with a deviation of at most 1%, at most 0.5 % or at most 0.1%. At least the operating point, ie at least the torque currently provided by the drive unit and/or the current speed of the drive unit, is particularly preferably used as the input variable, so that the concentration value read out is available as a function of this.

Da der Konzentrationswert lediglich für das feste Verbrennungsluftverhältnis, beispielsweise für ein Verbrennungsluftverhältnis von λ = 1, hinterlegt ist, und während des Betriebs der Antriebseinrichtung auch ein von dem festen Verbrennungsluftverhältnis abweichendes Verbrennungsluftverhältnis auftreten kann, ist es notwendig, den ausgelesenen Konzentrationswert in Abhängigkeit von dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis zu korrigieren. Hierbei erfolgt eine Anpassung des ausgelesenen Konzentrationswerts derart, dass der ausgelesene Konzentrationswert in Richtung des tatsächlich in dem Abgas vorliegenden Konzentrationswerts angepasst wird. Idealerweise entspricht der somit korrigierte Konzentrationswert dem tatsächlich in dem Abgas vorliegenden Konzentrationswert mit hoher Genauigkeit, also wiederum mit einem Fehler von höchstens 1 %, höchstens 0,5 % oder höchstens 0,1 %. Vorzugsweise erfolgt das Korrigieren derart, dass aus dem Verbrennungsluftverhältnis ein Korrekurwert ermittelt wird, der zum Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswert verwendet wird.Since the concentration value is only stored for the fixed combustion air ratio, for example for a combustion air ratio of λ = 1, and a combustion air ratio that deviates from the fixed combustion air ratio can also occur during operation of the drive device, it is necessary to determine the concentration value read out as a function of the measured to correct the combustion air ratio. In this case, the concentration value read out is adjusted in such a way that the concentration value read out is adjusted in the direction of the concentration value actually present in the exhaust gas. Ideally, the concentration value corrected in this way corresponds to the concentration value actually present in the exhaust gas with a high level of accuracy, ie again with an error of at most 1%, at most 0.5% or at most 0.1%. The correction preferably takes place in such a way that a correction value is determined from the combustion air ratio and is used to correct the concentration value read out.

Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht ein zuverlässiges Ansteuern des Antriebsaggregats in Abhängigkeit von der Konzentration der Abgaskomponente beziehungsweise dem (korrigierten) Konzentrationswert der Konzentration. Insbesondere kann mithilfe des korrigierten Konzentrationswerts das erwähnte Rechenmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung mit hoher Genauigkeit betrieben werden, sodass die Konzentration des mindestens einen Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung ebenfalls mit hoher Genauigkeit bekannt ist. Das Betreiben der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats erfolgt in Abhängigkeit von der Konzentration des Schadstoffs, also zumindest mittelbar in Abhängigkeit von der Konzentration der stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegenden Abgaskomponente beziehungsweise des korrigierten Konzentrationswerts. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs stets einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet, sodass eine hinreichende Nachbehandlung des Abgases mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung sichergestellt ist.The procedure described enables the drive unit to be controlled reliably as a function of the concentration of the exhaust gas component or the (corrected) concentration value of the concentration. In particular, the above-mentioned calculation model of the exhaust aftertreatment device can be operated with high accuracy using the corrected concentration value, so that the concentration of the at least one pollutant downstream of the exhaust aftertreatment device is also known with high accuracy. The drive device or the drive unit is operated as a function of the concentration of the pollutant, ie at least indirectly as a function of the concentration of the exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device or the corrected concentration value. In this way it can be ensured that the concentration of the at least one pollutant always falls below a specific threshold value, so that adequate after-treatment of the exhaust gas is ensured by means of the exhaust-gas after-treatment device.

Alternativ ausgedrückt wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, dass sich dadurch auszeichnet, dass aus den Rohemissionen bei λ = 1 für den gewünschten Lambdawert ungleich eins ein Faktor x berechnet wird, der sich dadurch auszeichnet, dass die Rohemissionen für den gewünschten Lambdawert ungleich eins dadurch ermittelt werden können, indem die zu oxidierenden Rohemissionen bei λ = 1 mit dem Faktor multipliziert werden und sich dadurch die gewünschten Rohemissionen für Lambda ungleich eins ergeben und die zu reduzierenden Rohemissionen bei λ = 1 durch den Faktor dividiert werden und sich dadurch die gewünschten Rohemissionen für Lambda ungleich eins ergeben.Expressed alternatively, the object on which the invention is based is achieved with a method that is characterized in that a factor x is calculated from the raw emissions at λ=1 for the desired lambda value not equal to one, which is characterized in that the raw emissions for the desired Lambda value not equal to one can be determined by multiplying the raw emissions to be oxidized at λ=1 by the factor, resulting in the desired raw emissions for lambda not equal to one and dividing the raw emissions to be reduced at λ=1 by the factor and thereby the desired raw emissions for lambda not equal to one result.

Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Rohemissionen des Antriebsaggregats für λ = 1 ermittelt werden, indem sie anhand wenigstens einer Betriebsgröße aus einem Kennfeld ausgelesen werden. Aus den ausgelesenen Rohemissionen wird ein Korrekturwert berechnet, nämlich unter zusätzlicher Verwendung des momentanen Lambdawerts, der mittels der Lambdasonde gemessen wird. Die ausgelesenen Rohemissionen werden mit dem Korrekturwert korrigiert, nämlich indem zu oxidierende Komponenten der (ausgelesenen) Rohemissionen mit dem Korrekturwert multipliziert werden und zu reduzierende Komponenten der (ausgelesenen) Rohemissionen durch den Korrekturwert dividiert werden. So werden ausgehend von den für λ = 1 ausgelesenen Rohemissionen die für λ ≠ 1 tatsächlich vorliegenden Rohemissionen ermittelt.In other words, this means that the raw emissions of the drive unit for λ=1 are determined by reading them out from a characteristic map using at least one operating variable. A correction value is calculated from the raw emissions read out, specifically using the current lambda value, which is measured using the lambda probe. The read raw emissions are with the Kor correction value corrected, namely by multiplying components of the (read out) raw emissions to be oxidized by the correction value and dividing components of the (read out) raw emissions to be reduced by the correction value. Based on the raw emissions read out for λ=1, the raw emissions actually present for λ≠1 are determined.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als festes Verbrennungsluftverhältnis ein Verbrennungsluftverhältnis von eins verwendet wird. Das bedeutet, dass der Konzentrationswert lediglich für dieses Verbrennungsluftverhältnis hinterlegt ist, nämlich in Abhängigkeit von der wenigstens eine Betriebsgröße. Für das Verbrennungsluftverhältnis von eins ist gerade kein Restsauerstoff mehr in dem Abgas enthaltenen, da die in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch vorliegende Luft beziehungsweise der in der Luft enthaltene Sauerstoff vollständig mit dem Kraftstoff reagiert. Entsprechend wird von einer oder mehreren Sauerstoffeintragskomponenten ebenso viel Sauerstoff beigetragen wie von einer oder mehreren Sauerstoffaustragskomponenten entnommen wird. A development of the invention provides that a combustion air ratio of one is used as the fixed combustion air ratio. This means that the concentration value is only stored for this combustion air ratio, specifically as a function of the at least one operating variable. For the combustion air ratio of one, there is just no residual oxygen in the exhaust gas, since the air present in the fuel-air mixture or the oxygen contained in the air reacts completely with the fuel. Correspondingly, just as much oxygen is contributed by one or more oxygen supply components as is removed from one or more oxygen output components.

Insoweit ist es besonders einfach, ausgehend von dem festen Verbrennungsluftverhältnis von eins das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts vorzunehmen und so die Konzentrationen der Abgaskomponente mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.In this respect, it is particularly easy to correct the concentration value that has been read out, starting from the fixed combustion air ratio of one, and thus to determine the concentrations of the exhaust gas components with high accuracy.

Die Erfindung sieht vor, dass das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts für eine als Sauerstoffeintragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Multiplizieren mit einem aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechneten Korrekturwert und/oder für eine als Sauerstoffaustragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Dividieren durch den Korrekturwert erfolgt. Der Korrekturwert wird derart ermittelt, dass er bei einem Verbrennungsluftverhältnis von größer als eins ebenfalls größer als eins und bei einem Verbrennungsluftverhältnis von kleiner als eins ebenfalls kleiner als eins ist.The invention provides that the concentration value read out for an exhaust gas component present as an oxygen input component is corrected by multiplying it by a correction value calculated from the measured combustion air ratio and/or for an exhaust gas component present as an oxygen discharge component by dividing by the correction value. The correction value is determined in such a way that it is also greater than one when the combustion air ratio is greater than one and is also less than one when the combustion air ratio is less than one.

Dem Korrigieren des Konzentrationswerts liegt die Annahme zugrunde, dass sich für mageres Abgas, also für ein Verbrennungsluftverhältnis von größer als eins, die Konzentration einer zu reduzierenden Abgaskomponente proportional zu einem bestimmten Koeffizient über das Verbrennungsluftverhältnis verändert. Umgekehrt wird angenommen, dass sich die Konzentration einer zu oxidierenden Abgaskomponente reziprok proportional zu demselben Koeffizient über das Verbrennungsluftverhältnis verändert. Entsprechend gilt im fetten Bereich, also für ein Verbrennungsluftverhältnis von kleiner als eins, dass sich die Konzentration einer zu reduzierende Abgaskomponente reziprok proportional zu dem bestimmten Koeffizient über das Verbrennungsluftverhältnis verändert und die Konzentration einer zu oxidierenden Komponente proportional zu dem gleichen Koeffizient.Correcting the concentration value is based on the assumption that for lean exhaust gas, ie for a combustion air ratio greater than one, the concentration of an exhaust gas component to be reduced changes proportionally to a specific coefficient via the combustion air ratio. Conversely, it is assumed that the concentration of an exhaust gas component to be oxidized changes in reciprocal proportion to the same coefficient over the combustion air ratio. Accordingly, in the rich range, i.e. for a combustion air ratio of less than one, the concentration of an exhaust gas component to be reduced changes in reciprocal proportion to the specific coefficient via the combustion air ratio and the concentration of a component to be oxidized proportionally to the same coefficient.

Werden die Konzentrationen mehrerer Abgaskomponente ermittelt, so wird für jede der mehreren Abgaskomponenten der für das feste Verbrennungsluftverhältnis jeweils hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration ausgelesen und mittels beziehungsweise unter Verwendung des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses korrigiert, nämlich durch Multiplizieren mit dem Korrekturwert oder durch Dividieren durch den Korrekturwert, der aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ermittelt wird. Das bedeutet, dass für die Konzentrationen der mehreren Abgaskomponenten beziehungsweise die Konzentrationswerte derselbe Korrekturwert zum Korrigieren verwendet wird. Für jedes Ermitteln der Konzentrationen der mehreren Abgaskomponente wird insoweit bevorzugt der Korrekturwert lediglich einmal aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet und nachfolgend für alle für dieses gemessene Verbrennungsluftverhältnis zu ermittelnden Konzentrationen zum Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts herangezogen. Hierdurch ist das Ermitteln der Konzentration und der Abgaskomponente beziehungsweise der Konzentrationen der mehreren Abgaskomponenten mit geringem Rechenaufwand und dennoch hoher Genauigkeit möglich.If the concentrations of several exhaust gas components are determined, the concentration value stored for the fixed combustion air ratio is read out for each of the several exhaust gas components and corrected by means of or using the measured combustion air ratio, namely by multiplying by the correction value or by dividing by the correction value that the measured combustion air ratio is determined. This means that the same correction value is used for correcting the concentrations of the multiple exhaust gas components or the concentration values. For each determination of the concentrations of the several exhaust gas components, the correction value is preferably calculated only once from the measured combustion air ratio and then used for all concentrations to be determined for this measured combustion air ratio to correct the concentration value read out. This makes it possible to determine the concentration and the exhaust gas component or the concentrations of the multiple exhaust gas components with little computational effort and yet high accuracy.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert anhand einer polynomischen Beziehung aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet wird. Zwischen dem Korrekturwert und dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis liegt insoweit eine mathematische Beziehung vor und der Korrekturwert wird mittels dieser mathematischen Beziehung aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet. Die mathematische Beziehung liegt als Polynom vor, insbesondere als Polynom mit einer Ordnung von mindestens zwei. Hierdurch wird eine hohe Genauigkeit des Korrekturwerts und entsprechend des korrigierten Konzentrationswerts erzielt.A development of the invention provides that the correction value is calculated using a polynomial relationship from the measured combustion air ratio. In this respect, there is a mathematical relationship between the correction value and the measured combustion air ratio, and the correction value is calculated from the measured combustion air ratio using this mathematical relationship. The mathematical relationship is in the form of a polynomial, particularly a polynomial of order at least two. This achieves high accuracy of the correction value and, accordingly, of the corrected concentration value.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert anhand der Beziehung $$x^2+\left(\frac{\mathrm{0,42}}{\lambda k}-\frac{\mathrm{0,42}}{k}\right)x-1=0$$

oder anhand der Beziehung $$x^2+\frac{\mathrm{0,42}-\mathrm{0,42}\lambda }{k}x-\lambda =0$$

berechnet wird, wobei x der Korrekturwert, λ das Verbrennungsluftverhältnis und k ein Koeffizient ist.A development of the invention provides that the correction value based on the relationship $$x^2+\left(\frac{0.42}{\lambda k}-\frac{0.42}{k}\right)x-1=0$$

or by relationship $$x^2+\frac{0.42-0.42\lambda }{k}x-\lambda =0$$

is calculated, where x is the correction value, λ is the air-fuel ratio and k is a coefficient.

Das Verbrennungsluftverhältnis kann grundsätzlich mit der Beziehung $$\lambda =\frac{2C_{O2}+2C_{CO2}+C_{H2O}+C_{CO}+C_{NO}+2C_{NO2}}{2C_{CO}+C_{H2}+9C_{C3H6}+10C_{C3H8}+2C_{CO2}+C_{H2O}}$$

berechnet werden, wobei C_x die Konzentration der jeweiligen Abgaskomponente beschreibt, insbesondere als Molmassenverhältnis oder als parts per million (ppm). In dem Index x steht O2 für molekularen Sauerstoff, CO2 für Kohlenstoffdioxid, H2O für Wasser, CO für Kohlenstoffmonoxid, NO für Stickstoffmonoxid, NO2 für Stickstoffdioxid, H2 für molekularen Wasserstoff, C3H6 für Propen und C3H8 für Propan. Im Zähler stehen hierbei alle Sauerstoffeintragskomponenten, im Nenner alle Sauerstoffaustragskomponenten.In principle, the combustion air ratio can be related to $$\lambda =\frac{2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_O+2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; C\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_{CO}+C_{H2O}+C_{CO}+C_{NO}+2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; N\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_{NO}}{2C_{CO}+{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; H"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_H+9C_{C3\mathrm{<figure-callout\; id="6"\; label="H"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png"\; state="\{\{state\}\}">H</figure-callout>}6}+10C_{C3H\mathrm{8th}}+2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; C\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_{CO}+C_{H2O}}$$

are calculated, where C _x describes the concentration of the respective exhaust gas component, in particular as a molar mass ratio or as parts per million (ppm). In the index x, O2 stands for molecular oxygen, CO2 for carbon dioxide, H2O for water, CO for carbon monoxide, NO for nitrogen monoxide, NO2 for nitrogen dioxide, H2 for molecular hydrogen, C3H6 for propene and C3H8 for propane. All the oxygen input components are in the numerator, and all the oxygen discharge components are in the denominator.

Für ein Verbrennungsluftverhältnis um eins beziehungsweise gleich eins beträgt die Summe der Molanteile von Kohlenstoffdioxid und Wasser beziehungsweise die Summe ihrer Konzentrationen 0,42 (angegeben als Molmassenverhältnis). Die Beziehung kann daher zu $$\lambda =\frac{2C_{O2}+C_{CO}+C_{NO}+2C_{NO2}+\mathrm{0,42}}{2C_{CO}+C_{H2}+9C_{C3H6}+10C_{C3H8}+\mathrm{0,42}}$$

vereinfacht werden. Alternativ kann die Summe der Molanteile von Kohlenstoffdioxid und Wasser als ppm angegeben werden. Dann ändert sich der Wert in der jeweiligen Beziehung von 0,42 auf 420.000.For a combustion air ratio of around one or equal to one, the sum of the molar fractions of carbon dioxide and water or the sum of their concentrations is 0.42 (specified as the molar mass ratio). The relationship can therefore $$\lambda =\frac{2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_O+C_{CO}+C_{NO}+2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; N\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_{NO}+0.42}{2C_{CO}+{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; H"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_H+9C_{C3\mathrm{<figure-callout\; id="6"\; label="H"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png"\; state="\{\{state\}\}">H</figure-callout>}6}+10C_{C3H\mathrm{8th}}+0.42}$$

be simplified. Alternatively, the sum of the mole fractions of carbon dioxide and water can be reported as ppm. Then the value in the respective relationship changes from 0.42 to 420,000.

Die Konzentrationen der Sauerstoffeintragskomponenten und die Konzentrationen der Sauerstoffaustragskomponenten jeweils zusammenfassend kann diese Beziehung somit als $$\lambda =\frac{C_{O,ein}+\mathrm{0,42}}{C_{O,aus}+\mathrm{0,42}}$$

ausgedrückt werden, wobei C_O,ein für die Summe der Konzentrationen der Sauerstoffeintragskomponenten und Co_,aus für die Summe der Konzentrationen der Sauerstoffaustragskomponenten steht. Es sind hierbei also die Beziehungen $$C_{O,ein}=2C_{O2}+C_{CO}+C_{NO}+2C_{NO2}$$

und $$C_{O,aus}=2C_{CO}+C_{H2}+9C_{C3H6}+{10}_{C3H8}$$

zu berücksichtigen.Summarizing the concentrations of the oxygen input components and the concentrations of the oxygen output components, this relationship can thus be $$\lambda =\frac{C_{O,ein}+0.42}{C_{O,a\mathrm{and}s}+0.42}$$

where CO _,in is the sum of the concentrations of the oxygen input components and Co _,out is the sum of the concentrations of the oxygen output components. So it's the relationships here $$C_{O,ein}=2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_O+C_{CO}+C_{NO}+2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; N\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_{NO}$$

and $$C_{O,a\mathrm{and}s}=2C_{CO}+{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; H"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_H+9C_{C3\mathrm{<figure-callout\; id="6"\; label="H"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png"\; state="\{\{state\}\}">H</figure-callout>}6}+{10}_{C3H\mathrm{8th}}$$

to consider.

Da weiterhin für das Verbrennungsluftverhältnis um beziehungsweise gleich eins die Summe der Molanteile beziehungsweise der Konzentrationen der Sauerstoffeintragskomponenten bis auf wenige Prozent mit der Summe der Molanteile beziehungsweise der Konzentrationen der Sauerstoffaustragskomponenten übereinstimmen, können die Konzentrationen der Sauerstoffeintragskomponenten aus dem Zähler in den Nenner überführt werden, so dass sich die Beziehung $$\lambda =\frac{\mathrm{0,42}}{\mathrm{0,42}-C_{O,ein}+C_{O,aus}}$$

ergibt. Unter Verwendung des erwähnten Korrekturwerts kann die Beziehung $$\lambda =\frac{\mathrm{0,42}}{\mathrm{0,42}-kx+k/x}$$

aufgestellt werden, wobei $$k=C_{O,ein}$$

entspricht und x der Korrekturfaktor ist. Die Beziehung kann in die quadratische Gleichung $$x^2+\left(\frac{\mathrm{0,42}}{\lambda k}-\frac{\mathrm{0,42}}{k}\right)x-1=0$$

umgestellt werden. Diese wiederum kann mit der p-q-Formel gelöst werden, wobei sich für eine beliebige quadratische Gleichung $$x^2+px+q=0$$

die Lösung $$x_{1/2}=-\frac{p}{2}+\sqrt{{\left(\frac{p}{2}\right)}^2-q}$$

ergibt.Since, for the combustion air ratio, the sum of the mole fractions or the concentrations of the oxygen input components is about or equal to one, up to a few percent the sum of the mole fractions or the concentrations of the oxygen discharge components, the concentrations of the oxygen input components can be transferred from the numerator to the denominator, so that the relationship $$\lambda =\frac{0.42}{0.42-C_{O,ein}+C_{O,a\mathrm{and}s}}$$

results. Using the mentioned correction value, the relation $$\lambda =\frac{0.42}{0.42-kx+k/x}$$

be set up, where $$k=C_{O,ein}$$

and x is the correction factor. The relationship can be expressed in the quadratic equation $$x^2+\left(\frac{0.42}{\lambda k}-\frac{0.42}{k}\right)x-1=0$$

be switched. This in turn can be solved using the pq formula, which works for any quadratic equation $$x^2+px+q=0$$

the solution $$x_{1/2}=-\frac{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="p"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">p</figure-callout>}}{2}+\sqrt{{\left(\frac{p}{2}\right)}^2-q}$$

results.

In dem vorliegenden Fall kann die Lösung somit als $$x=-\frac{1}{2}\left(\frac{\mathrm{0,42}}{\lambda k}-\frac{\mathrm{0,42}}{k}\right)+\sqrt{{\left(\frac{1}{2}\left(\frac{\mathrm{0,42}}{\lambda k}-\frac{\mathrm{0,42}}{k}\right)\right)}^2+1}$$

ausgedrückt werden, da die negative Lösung physikalisch nicht sinnvoll ist.In the present case, the solution can thus be $$x=-\frac{1}{2}\left(\frac{0.42}{\lambda k}-\frac{0.42}{k}\right)+\sqrt{{\left(\frac{1}{2}\left(\frac{0.42}{\lambda k}-\frac{0.42}{k}\right)\right)}^2+1}$$

be expressed, since the negative solution is not physically meaningful.

Alternativ kann aus der bereits bekannten Beziehung $$\lambda =\frac{C_{O,ein}+\mathrm{0,42}}{C_{O,aus}+\mathrm{0,42}}$$

die Beziehung $$\lambda =\frac{C_{O,ein}x+\mathrm{0,42}}{C_{O,aus}/x+\mathrm{0,42}}$$

abgeleitet werden. Hieraus ergibt sich durch Umformen $$\lambda =\frac{C_{O,ein}{x}^2+\mathrm{0,42}x}{C_{O,aus}+\mathrm{0,42}x}$$

und nachfolgend kann dies durch weiteres Umstellen als $$\lambda C_{O,aus}+\mathrm{0,42}\lambda x=C_{O,ein}{x}^2+\mathrm{0,42}x$$

geschrieben werden. Da für ein Verbrennungsluftverhältnis von eins $$k=C_{O,ein}=C_{O,aus}$$

gilt, kann die Beziehung als $$x^2+\frac{\mathrm{0,42}-\mathrm{0,42}\lambda }{k}x-\lambda =0$$

geschrieben werden. Diese kann wiederum mittels der p-q Formel gelöst werden. Die beschriebenen Beziehungen ermöglicht das Bestimmen des Korrekturwerts und folglich des korrigierten Konzentrationswerts mit hoher Genauigkeit.Alternatively, from the already known relationship $$\lambda =\frac{C_{O,ein}+0.42}{C_{O,a\mathrm{and}s}+0.42}$$

the relationship $$\lambda =\frac{C_{O,ein}x+0.42}{C_{O,a\mathrm{and}s}/x+0.42}$$

be derived. This results in transformation $$\lambda =\frac{C_{O,ein}{x}^2+0.42x}{C_{O,a\mathrm{and}s}+0.42x}$$

and subsequently this can be further changed as $$\lambda C_{O,a\mathrm{and}s}+0.42\lambda x=C_{O,ein}{x}^2+0.42x$$

to be written. As for a combustion air ratio of one $$k=C_{O,ein}=C_{O,a\mathrm{and}s}$$

applies, the relationship can be considered $$x^2+\frac{0.42-0.42\lambda }{k}x-\lambda =0$$

to be written. This can in turn be solved using the pq formula. The relationships described enable the correction value and consequently the corrected concentration value to be determined with high accuracy.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Koeffizient aus einer Konzentration wenigstens einer Sauerstoffeintragskomponente für das feste Verbrennungsluftverhältnis ermittelt wird. Der Koeffizient ist insoweit nicht konstant, sondern verändert sich insbesondere in Abhängigkeit von der Betriebsgröße der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats, vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt. Die Konzentration der wenigstens einen Sauerstoffeintragskomponente ist somit ebenso wie die Konzentration der wenigstens einen Abgaskomponente hinterlegt und wird unabhängig von dem mittels der Lambdasonde gemessenen Verbrennungsluftverhältnis für das feste Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen. Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass die Sauerstoffeintragskomponente der wenigstens einen Abgaskomponente entspricht.A development of the invention provides that the coefficient is determined from a concentration of at least one oxygen input component for the fixed combustion air ratio. In this respect, the coefficient is not constant, but changes in particular as a function of the operating variable of the drive device or of the drive unit, preferably as a function of the operating point. The concentration of the at least one oxygen transfer component is thus stored in the same way as the concentration of the at least one exhaust gas component and is read out independently of the combustion air ratio measured using the lambda probe for the fixed combustion air ratio. It can of course be provided that the oxygen input component corresponds to the at least one exhaust gas component.

Bevorzugt wird der Koeffizient anhand der Beziehung $$k=C_{O,ein}=2C_{O2}+C_{CO}+C_{NO}+2C_{NO2}$$

ermittelt und somit als Funktion aus den Konzentrationen der Abgaskomponenten molekularer Sauerstoff, Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine besonders genaue Ermittlung des Koeffizienten und folglich des korrigierten Konzentrationswerts. Die genannten Konzentrationen oder alternativ der Koeffizient sind für das feste Verbrennungsluftverhältnis hinterlegt und werden ausgelesen, insbesondere in Abhängigkeit von der gleichen Größe beziehungsweise den gleichen Größen wie der Konzentrationswert, beispielsweise dem Betriebspunkt.The coefficient based on the relationship is preferred $$k=C_{O,ein}=2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_O+C_{CO}+C_{NO}+2{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="C\; N\; O"\; filenames="DE102021126386B3\_0024.png,DE102021126386B3\_0025.png"\; state="\{\{state\}\}">C</figure-callout>}}_{NO}$$

determined and thus as a function of the concentrations of the exhaust gas components molecular oxygen, carbon monoxide, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide. The procedure described enables the coefficient and consequently the corrected concentration value to be determined particularly precisely. The concentrations mentioned or alternatively the coefficient are stored for the fixed combustion air ratio and are read out, in particular as a function of the same variable or the same variables as the concentration value, for example the operating point.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Sauerstoffeintragskomponente eine der folgenden Komponenten verwendet wird: Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Wasser und Stickstoffoxid. Unter der Sauerstoffeintragskomponente ist eine Komponente zu verstehen, welche Sauerstoff enthält und in der Abgasnachbehandlungseinrichtung Sauerstoff abgeben kann. Der Sauerstoff liegt vorzugsweise in molekularer Form vor. Das Kohlenstoffoxid ist insbesondere Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid. Unter dem Stickstoffoxid ist hingegen Stickstoffmonoxid oder Stickstoffdioxid zu verstehen. Vorzugsweise werden sowohl Kohlenstoffmonoxid als auch Kohlenstoffdioxid und/oder sowohl Stickstoffmonoxid als auch Stickstoffdioxid als Sauerstoffeintragskomponenten herangezogen.A development of the invention provides that one of the following components is used as the oxygen input component: oxygen, carbon dioxide, water and nitrogen oxide. The oxygen intake component is to be understood as meaning a component which contains oxygen and can release oxygen in the exhaust gas aftertreatment device. The oxygen is preferably in molecular form. The carbon oxide is in particular carbon monoxide or carbon dioxide. Nitrogen oxide, on the other hand, is to be understood as meaning nitrogen monoxide or nitrogen dioxide. Preferably both carbon monoxide and carbon dioxide and/or both nitric oxide and nitrogen dioxide are used as oxygen feed components.

Besonders bevorzugt werden mehrere der genannten Komponenten, insbesondere alle der genannten Komponenten als Sauerstoffeintragskomponenten verwendet, sodass insgesamt Sauerstoff, Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasser, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid die Sauerstoffeintragskomponenten bilden. Die Verwendung der genannten Komponenten möglichst auf einfache Art und Weise das Ermitteln der Konzentration der wenigstens einen Abgaskomponente mit hoher Genauigkeit. Die Konzentrationen von Kohlenstoffdioxid und Wasser können hierbei wie erläutert vereinfacht zusammengefasst werden.A plurality of the components mentioned, in particular all of the components mentioned, are particularly preferably used as oxygen input components, so that the oxygen input components form the oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, water, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide components. The use of the components mentioned enables the concentration of the at least one exhaust gas component to be determined with high accuracy in the simplest possible manner. The concentrations of carbon dioxide and water can be summarized in a simplified way as explained.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Sauerstoffaustragskomponente eine der folgenden Komponenten verwendet wird: Kohlenstoffoxid, Wasserstoff, Kohlenwasserstoff und Wasser. Die Sauerstoffaustragskomponente ist eine Komponente, welche Sauerstoff aus der Abgasnachbehandlungseinrichtung austragen kann, also beispielsweise beim Durchlaufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung oxidieren und/oder den von ihnen selbst in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eingebrachten Sauerstoff selbst wieder aus dieser ausgetragen.A development of the invention provides that one of the following components is used as the oxygen discharge component: carbon oxide, hydrogen, hydrocarbon and water. The oxygen discharge component is a component which can discharge oxygen from the exhaust gas aftertreatment device, ie oxidize for example when passing through the exhaust gas aftertreatment device and/or discharge the oxygen introduced into the exhaust gas aftertreatment device itself.

Unter dem Kohlenstoffoxid ist wie bereits erläutert Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid zu verstehen. Der Kohlenwasserstoff entspricht beispielsweise einem konkreten Kohlenwasserstoff oder unterschiedlichen Kohlenwasserstoffen. Beispielsweise kann Propen (C₃H₆) oder Propan (C₃H₈) als Kohlenwasserstoff verwendet werden. Beispielsweise wird lediglich eine der genannten Komponenten als Sauerstoffaustragskomponente herangezogen. Bevorzugt werden jedoch mehrere oder sogar alle der genannten Komponenten verwendet, also insgesamt Kohlenstoffoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, einer oder mehrere Kohlenwasserstoffe und Wasser. Als Kohlenwasserstoffe werden insbesondere Propen sowie Propan verwendet. Erneut ergibt sich aus dieser Vorgehensweise eine hohe Genauigkeit der Konzentration der Abgaskomponente.As already explained, carbon oxide is to be understood as meaning carbon monoxide or carbon dioxide. The hydrocarbon corresponds, for example, to a specific hydrocarbon or different hydrocarbons. For example, propene (C ₃ H ₆ ) or propane (C ₃ H ₈ ) can be used as the hydrocarbon. For example, only one of the components mentioned is used as an oxygen discharge component. However, preference is given to using a plurality or even all of the components mentioned, ie a total of carbon oxide, carbon dioxide, hydrogen, one or more hydrocarbons and water. In particular, propene and propane are used as hydrocarbons. This procedure again results in a high degree of accuracy in the concentration of the exhaust gas component.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Lambdasonde eine Breitbandlambdasonde verwendet wird. Die Breitbandlambdasonde ermöglicht das Erfassen des Restsauerstoffgehalts beziehungsweise des entsprechenden Lambdawerts über einen weiteren Messbereich hinweg. Die Lambdasonde beziehungsweise die Breitbandlambdasonde wird zum Durchführen der Lambdaregelung und entsprechend zum Einstellen der Zusammensetzung des dem Antriebsaggregat zugeführten Kraftstoff-Frischgas-Gemischs verwendet.A development of the invention provides that a broadband lambda probe is used as the lambda probe. The broadband lambda probe enables the residual oxygen content or the corresponding lambda value to be recorded over a further measuring range. The lambda probe or the broadband lambda probe is used to carry out the lambda control and accordingly to adjust the composition of the fuel/fresh gas mixture supplied to the drive unit.

Besonders bevorzugt liegt zusätzlich zu der Lambdasonde eine weitere Lambdasonde vor, nämlich stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Die weitere Lambdasonde kann als Sprunglambdasonde vorliegen. Die Sprunglambdasonde weist einen schmaleren Messbereich auf als die Breitbandlambdasonde, insbesondere wird sie (nur) für eine Erkennung von einem Lambdawert von eins herangezogen. Allerdings ist die Messgenauigkeit der Sprunglambdasonde höher als die der Breitbandlambdasonde. Abweichungen und Fehler der Breitbandlambdasonde werden mithilfe einer Trimmregelung beziehungsweise unter Verwendung der Sprunglambdasonde zumindest teilweise ausgeglichen. Hierdurch wird das Einstellen der Zusammensetzung des Kraftstoff-Frischgas-Gemischs mit hoher Genauigkeit realisiert.In addition to the lambda probe, there is particularly preferably a further lambda probe, namely downstream of the exhaust gas aftertreatment device. The additional lambda probe can be in the form of a jump lambda probe. The jump lambda probe has a narrower measuring range than the broadband lambda probe, in particular it is (only) used to detect a lambda value of one. However, the measurement accuracy of the jump lambda probe is higher than that of the broadband lambda probe. Deviations and errors in the broadband lambda probe are at least partially compensated for with the aid of a trim control or using the jump lambda probe. As a result, the composition of the fuel/fresh gas mixture is set with high accuracy.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der korrigierte Konzentrationswert als Eingangsgröße für ein Rechenmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung verwendet wird, welches als Ausgangsgröße eine Konzentration wenigstens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung liefert, wobei bei einem Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs ein Fehlersignal erzeugt wird. Auf das Rechenmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung wurde bereits hingewiesen. Dieses dient zum Ermitteln der Konzentration des mindestens einen Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung, also in dem Abgas, welches nachfolgend in die Außenumgebung abgeführt wird.A development of the invention provides that the corrected concentration value is used as an input variable for a calculation model of the exhaust gas aftertreatment device, which supplies a concentration of at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device as an output variable, with an error signal being generated if the concentration of the at least one pollutant exceeds a threshold value becomes. Reference has already been made to the computational model of the exhaust aftertreatment device. This serves to determine the concentration of the at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device, ie in the exhaust gas which is subsequently discharged into the outside environment.

Dem Rechenmodell wird als Eingangsgröße der korrigierte Konzentrationswert zugeführt. Als Ausgangsgröße liefert das Rechenmodell die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs. Derartige Rechenmodell werden als grundsätzlich bekannt vorausgesetzt. Überschreitet die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs den Schwellenwert, so wird das Fehlersignal erzeugt. Das Fehlersignal umfasst beispielsweise eine optische Anzeige in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise an einem Instrumentenbrett des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, eine Leistung des Antriebsaggregats zu drosseln, also eine Maximalleistung zu begrenzen, oder das Antriebsaggregat vollständig zu deaktivieren. The corrected concentration value is fed to the calculation model as an input variable. The calculation model supplies the concentration of the at least one pollutant as an output variable. Such calculation models are assumed to be known in principle. If the concentration of the at least one pollutant exceeds the threshold value, the error signal is generated. The error signal includes, for example, an optical display in an interior of the motor vehicle, preferably on an instrument panel of the motor vehicle. In addition or as an alternative, it can be provided that the power of the drive assembly is throttled, that is to say to limit a maximum power, or to completely deactivate the drive assembly.

Beispielsweise ist es vorgesehen, die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs über eine Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs oder über der Zeit zu kumulieren und bei Überschreiten des Schwellenwerts durch die kumulierte Konzentration innerhalb einer bestimmten Fahrstrecke oder innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls die genannten Maßnahmen durchzuführen. Hierdurch wird effektiv verhindert, dass der Schadstoffs in zu großer Menge in die Außenumgebung entlassen wird. Bevorzugt dient das Rechenmodell dem Bestimmen der Konzentrationen mehrerer Schadstoffe, wobei der Vergleich mit einem jeweiligen Schwellenwert für mehrere dieser Schadstoffe oder alle Schadstoffe vorgenommen wird.For example, provision is made for the concentration of at least one pollutant to be accumulated over a route covered by the motor vehicle or over time, and the measures mentioned to be carried out if the threshold value is exceeded by the cumulative concentration within a specific route or within a specific time interval. This effectively prevents the pollutant from being released into the outside environment in too large a quantity. The calculation model is preferably used to determine the concentrations of a number of pollutants, with the comparison being made with a respective threshold value for a number of these pollutants or for all pollutants.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit einem Abgas erzeugenden Antriebsaggregat, einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zur Nachbehandlung des Abgases sowie einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordneten Lambdasonde zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas, wobei die Antriebseinrichtung dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, eine zum Ansteuern des Antriebsaggregats verwendete Konzentration wenigstens einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegenden Abgaskomponente zu ermitteln, indem ein für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von einem mittels der Lambdasonde gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses korrigiert wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts für eine als Sauerstoffeintragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Multiplizieren mit einem aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechneten Korrekturwert und/oder für eine als Sauerstoffaustragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Dividieren durch den Korrekturwert erfolgt.The invention also relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the statements in this description, with a drive assembly that generates exhaust gas, an exhaust gas aftertreatment device for aftertreatment of the exhaust gas and a lambda probe arranged upstream of the exhaust gas aftertreatment device for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas. wherein the drive device is provided and configured to determine a concentration used to control the drive unit of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device by reading out a concentration value of the concentration stored for a fixed combustion air ratio independently of a combustion air ratio measured by means of the lambda probe and using the measured combustion air ratio is corrected. It is provided that the correction of the concentration value read out for an exhaust gas component present as an oxygen input component by multiplying it by a correction value calculated from the measured combustion air ratio and/or for an exhaust gas component present as an oxygen discharge component Exhaust component takes place by dividing by the correction value.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Antriebsrichtung wurde bereits hingewiesen. The advantages of such a procedure or such a configuration of the drive direction have already been pointed out.

Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.Both the drive device and the method for operating it can be further developed according to the statements made within the scope of this description, so that reference is made to them in this respect.

Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and feature combinations described in the description, in particular the features and feature combinations described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention. The invention is therefore also to be regarded as encompassing embodiments which are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but emerge from the explained embodiments or can be derived from them.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

• 1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie
• 2 mehrere Diagramme, in welchen ein Verbrennungsluftverhältnis, ein aus dem Verbrennungsluftverhältnis ermittelter Korrekturwert sowie die Konzentrationen mehrerer Abgaskomponenten in dem von einem Antriebsaggregat der Antriebsrichtung erzeugten Abgas zeigen.

The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing, without the invention being restricted. It shows:

• 1 a schematic representation of a drive device for a motor vehicle, and
• 2 several diagrams showing a combustion air ratio, a correction value determined from the combustion air ratio and the concentrations of several exhaust gas components in the exhaust gas generated by a drive assembly of the drive direction.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsrichtung 1, die über ein Antriebsaggregat 2, welches hier in Form einer Brennkraftmaschine vorliegt, sowie einen Abgastrakt 3 verfügt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Antriebsaggregat 2 mehrere Zylinder mit jeweils einem Brennraum 4 auf. Jeder der Zylinder verfügt über wenigstens ein Einlassventil 5 und wenigstens ein Auslassventil 6. Über jedes der Einlassventile 5 kann dem jeweiligen Zylinder Frischgas aus einem Frischgastrakt 7 zugeführt werden, wohingegen durch jedes der Auslassventile 6 Abgas aus dem entsprechenden Zylinder entweichen kann, nämlich in Richtung des Abgastrakts 3.The 1 shows a schematic representation of a drive device 1, which has a drive unit 2, which is present here in the form of an internal combustion engine, and an exhaust system 3. In the exemplary embodiment shown, the drive assembly 2 has a plurality of cylinders, each with a combustion chamber 4 . Each of the cylinders has at least one intake valve 5 and at least one exhaust valve 6. Fresh gas can be supplied to the respective cylinder from a fresh-gas tract 7 via each of the intake valves 5, whereas exhaust gas can escape from the corresponding cylinder through each of the exhaust valves 6, namely in the direction of the exhaust tract 3.

Das Frischgas wird an den Einlassventilen 5 mittels eines Verdichters 8 bereitgestellt, welcher Teil eines Abgasturboladers 9 ist. Zusätzlich zu dem Verdichter 8 weist der Abgasturbolader 9 eine Turbine 10 auf, welche über eine Abgasleitung 11, die Bestandteil des Abgastrakts 3 ist, an die Auslassventile 6 strömungstechnisch angeschlossen ist. Stromabwärts der Turbine 10 liegt eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 vor. Stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 mündet der Abgastrakt 3, beispielsweise über ein Endrohr, in eine Außenumgebung der Antriebseinrichtung 1 ein. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abgasturbolader 9 rein optional ist. Er kann entsprechend auch entfallen. Stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 liegt eine Lambdasonde 13 vor, um an dieser Stelle den Restsauerstoffgehalt und entsprechend das Verbrennungsluftverhältnis des Abgases zu bestimmen.The fresh gas is made available at the intake valves 5 by means of a compressor 8 which is part of an exhaust gas turbocharger 9 . In addition to the compressor 8, the exhaust-gas turbocharger 9 has a turbine 10, which is fluidically connected to the outlet valves 6 via an exhaust-gas line 11, which is part of the exhaust-gas tract 3. An exhaust gas aftertreatment device 12 is located downstream of the turbine 10 . Downstream of the exhaust gas after-treatment device 12, the exhaust tract 3 opens, for example via a tailpipe, into an external environment of the drive device 1. It should be noted that the exhaust gas turbocharger 9 is purely optional. Accordingly, it can also be omitted. A lambda probe 13 is present upstream of the exhaust gas after-treatment device 12 in order to determine the residual oxygen content and, correspondingly, the combustion air ratio of the exhaust gas at this point.

Die 2 zeigt mehrere Diagramme, in welchen die Verläufe 14 bis 25 aufgetragen sind, rein beispielhaft über der Zeit. Der Verlauf 14 zeigt das mittels der Lambdasonde 13 gemessene Verbrennungsluftverhältnis. Der Verlauf 15 zeigt einen Korrekturwert x, der aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet wird. Es zeigt sich, dass für ein Verbrennungsverhältnis von λ = 1 der Korrekturwert ebenfalls den Wert x = 1 aufweist. Die Verläufe 16 bis 25 zeigen die Konzentrationen von einzelnen Abgaskomponenten, nämlich die Verläufe 16 und 17 von Kohlenwasserstoff, die Verläufe 18 und 19 von Kohlenstoffoxid, die Verläufe 20 und 21 von molekularem Wasserstoff, die Verläufe 22 und 23 von molekularem Sauerstoff und die Verläufe 24 und 25 von Stickstoffmonoxid.The 2 shows several diagrams in which the curves 14 to 25 are plotted, purely as an example over time. Curve 14 shows the combustion air ratio measured using lambda probe 13 . Curve 15 shows a correction value x, which is calculated from the measured combustion air ratio. It turns out that for a combustion ratio of λ=1, the correction value also has the value x=1. Curves 16 to 25 show the concentrations of individual exhaust gas components, namely hydrocarbon curves 16 and 17, carbon oxide curves 18 and 19, molecular hydrogen curves 20 and 21, molecular oxygen curves 22 and 23 and curves 24 and 25 from nitric oxide.

Hierbei zeigen die Verläufe 16, 18, 20, 22 und 24 jeweils einen für ein festes Verbrennungsluftverhältnis von λ = 1 hinterlegten Konzentrationswert der Konzentration. Die Verläufe 17, 19, 21, 23 und 25 zeigen hingegen die Verläufe von mittels des Korrekturwerts korrigierten Konzentrationswerten. Die Verläufe 16, 18, 20, 22 und 24 sind insoweit unter Verwendung des Korrekturwerts für jeden Zeitpunkt unmittelbar in die Verläufe 17, 19, 21, 23 und 25 überführbar.Here, curves 16, 18, 20, 22 and 24 each show a stored concentration value for a fixed combustion air ratio of λ=1. In contrast, curves 17, 19, 21, 23 and 25 show the curves of concentration values corrected by means of the correction value. To this extent, curves 16, 18, 20, 22 and 24 can be directly converted into curves 17, 19, 21, 23 and 25 for each point in time using the correction value.

Mithilfe des aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechneten Korrekturwerts lassen sich insoweit auf einfache und äußerst genaue Art und Weise die Konzentrationen der genannten Abgaskomponenten aus hinterlegten Konzentrationswert bestimmen, nämlich indem die hinterlegten Konzentrationswerte jeweils mittels des Korrekturwerts korrigiert werden. Die als Sauerstoffaustragskomponenten vorliegenden Abgaskomponenten Kohlenwasserstoff, Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff werden hierbei durch den Korrekturwert dividiert. Die hinterlegten Konzentrationswerte der als Sauerstoffeintragskomponenten vorliegende Abgaskomponenten Sauerstoff und Stickstoffmonoxid werden hingegen mit dem Korrekturwert multipliziert. Hierdurch kann die Konzentration der beschriebenen Abgaskomponente auch mit nur geringer Rechenleistung genau ermittelt werden.With the help of the correction value calculated from the measured combustion air ratio, the concentrations of said exhaust gas components can be determined from stored concentration values in a simple and extremely precise manner, namely by correcting the stored concentration values using the correction value. The exhaust gas components hydrocarbon, carbon monoxide and hydrogen present as oxygen discharge components are divided by the correction value. The stored concentration values of the als On the other hand, exhaust gas components oxygen and nitrogen monoxide present are multiplied by the correction value. As a result, the concentration of the exhaust gas component described can also be determined precisely with only a small amount of computing power.

Beispielsweise werden die Konzentrationen beziehungsweise Konzentrationswerte als Eingangsgrößen für ein Rechenmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 verwendet, welche aus ihnen eine Konzentration wenigstens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 berechnet. Anhand dieser Konzentration des Schadstoffs wird beispielsweise ein Fehlersignal erzeugt, nämlich sobald die Konzentration einen Schwellenwert überschreitet. Ansonsten unterbleibt das Erzeugen des Fehlersignals.For example, the concentrations or concentration values are used as input variables for a computational model of exhaust gas aftertreatment device 12 , which uses them to calculate a concentration of at least one pollutant downstream of exhaust gas aftertreatment device 12 . Based on this concentration of the pollutant, an error signal is generated, for example, as soon as the concentration exceeds a threshold value. Otherwise the error signal is not generated.

BezugszeichenlisteReference List

11

Antriebseinrichtungdrive device

22

Antriebsaggregatdrive unit

33

Abgastraktexhaust tract

44

Brennraumcombustion chamber

55

Einlassventilintake valve

66

Auslassventiloutlet valve

77

Frischgastraktfresh gas tract

88th

Verdichtercompressor

99

Abgasturboladerexhaust gas turbocharger

1010

Turbineturbine

1111

Abgasleitungexhaust pipe

1212

Abgasnachbehandlungseinrichtungexhaust aftertreatment device

1313

Lambdasondelambda probe

1414

VerlaufCourse

1515

VerlaufCourse

1616

VerlaufCourse

1717

VerlaufCourse

1818

VerlaufCourse

1919

VerlaufCourse

2020

VerlaufCourse

2121

VerlaufCourse

2222

VerlaufCourse

2323

VerlaufCourse

2424

VerlaufCourse

2525

VerlaufCourse

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat (2), eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) zur Nachbehandlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) angeordnete Lambdasonde (13) zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt, wobei eine zum Ansteuern des Antriebsaggregats (2) verwendete Konzentration wenigstens einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) vorliegenden Abgaskomponente ermittelt wird, indem ein für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von einem mittels der Lambdasonde (13) gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts für eine als Sauerstoffeintragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Multiplizieren mit einem aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechneten Korrekturwert und/oder für eine als Sauerstoffaustragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Dividieren durch den Korrekturwert erfolgt.Method for operating a drive device (1) for a motor vehicle, which has a drive unit (2) that generates exhaust gas, an exhaust gas aftertreatment device (12) for aftertreatment of the exhaust gas and a lambda probe (13) arranged upstream of the exhaust gas aftertreatment device (12) for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas, wherein a concentration used to control the drive unit (2) of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device (12) is determined by reading out a concentration value of the concentration stored for a fixed combustion air ratio independently of a combustion air ratio measured by means of the lambda probe (13) and is corrected by means of the measured combustion air ratio, characterized in that the correction of the concentration value read out for an exhaust gas component present as an oxygen input component is multiplied by multip license with a correction value calculated from the measured combustion air ratio and/or for an exhaust gas component present as an oxygen discharge component by dividing by the correction value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als festes Verbrennungsluftverhältnis ein Verbrennungsluftverhältnis von 1 verwendet wird.procedure after claim 1 , characterized in that a combustion air ratio of 1 is used as a fixed combustion air ratio. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert anhand einer polynomischen Beziehung aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the correction value is calculated using a polynomial relationship from the measured combustion air ratio. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert anhand der Beziehung $$x^2+\left(\frac{\mathrm{0,42}}{\lambda k}-\frac{\mathrm{0,42}}{k}\right)x-1=0$$

oder anhand der Beziehung $$x^2+\frac{\mathrm{0,42}-\mathrm{0,42}\lambda }{k}x-\lambda =0$$

berechnet wird, wobei x der Korrekturwert, λ das Verbrennungsluftverhältnis und k ein Koeffizient ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the correction value based on the relationship $$x^2+\left(\frac{0.42}{\lambda k}-\frac{0.42}{k}\right)x-1=0$$

or by relationship $$x^2+\frac{0.42-0.42\lambda }{k}x-\lambda =0$$

is calculated, where x is the correction value, λ is the air-fuel ratio and k is a coefficient. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizient aus einer Konzentration wenigstens einer Sauerstoffeintragskomponente für das feste Verbrennungsluftverhältnis ermittelt wird.procedure after claim 4 characterized in that the coefficient is determined from a concentration of at least one oxygen input component for the fixed combustion air ratio. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sauerstoffeintragskomponente eine der folgenden Komponenten verwendet wird: Sauerstoff, Kohlenstoffoxid, Wasser und Stickstoffoxid.Process according to one of the preceding claims, characterized in that one of the following components is used as the oxygen input component: oxygen, carbon oxide, water and nitrogen oxide. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sauerstoffaustragskomponente eine der folgenden Komponenten verwendet wird: Kohlenstoffoxid, Wasserstoff, Kohlenwasserstoff und Wasser.Process according to one of the preceding claims, characterized in that one of the following components is used as the oxygen discharge component: carbon oxide, hydrogen, hydrocarbon and water. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der korrigierte Konzentrationswert als Eingangsgröße für ein Rechenmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) verwendet wird, welches als Ausgangsgröße eine Konzentration wenigstens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) liefert, wobei bei einem Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs ein Fehlersignal erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the corrected concentration value is used as an input variable for a calculation model of the exhaust gas aftertreatment device (12), which supplies a concentration of at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device (12) as an output variable, with a threshold value being exceeded by the concentration of the at least one pollutant generates an error signal. Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem abgaserzeugenden Antriebsaggregat (2), einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) zur Nachbehandlung des Abgases sowie einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) angeordneten Lambdasonde (13) zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas, wobei die Antriebseinrichtung dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, eine zum Ansteuern des Antriebsaggregats (2) verwendete Konzentration wenigstens einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) vorliegenden Abgaskomponente zu ermitteln, indem ein für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von einem mittels der Lambdasonde (13) gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts für eine als Sauerstoffeintragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Multiplizieren mit einem aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechneten Korrekturwert und/oder für eine als Sauerstoffaustragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Dividieren durch den Korrekturwert erfolgt.Drive device (1) for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, having an exhaust-gas-generating drive unit (2), an exhaust-gas after-treatment device (12) for after-treatment of the exhaust gas and a lambda probe (13) arranged upstream of the exhaust-gas after-treatment device (12). ) for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas, the drive device being provided and designed to determine a concentration used to control the drive unit (2) of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device (12) by using a concentration value stored for a fixed combustion air ratio of the Concentration is read out independently of a combustion air ratio measured by means of the lambda probe (13) and corrected by means of the measured combustion air ratio, characterized in that the correct n of the concentration value read for an exhaust gas component present as an oxygen input component by multiplying it by a correction value calculated from the measured combustion air ratio and/or for an exhaust gas component present as an oxygen discharge component by dividing by the correction value.

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