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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,
insbesondere Dieselmotor oder Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
mit einer Abgasnachbehandlungsanlage mit wenigstens einem Vorkatalysator
und wenigstens einem dem Vorkatalysator nachgeordneten Hauptkatalysator,
wobei mittels einer Lambdaregelung aus einer Differenz zwischen
einem Lambda-Sollwert
und einem nach dem Vorkatalysator gemessenen Lambda-Istwert ein
Regeleingriff für
die Gemischsteuerung errechnet wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Verbrennungsmotoren mit Abgassystemen,
welche zumindest einen motornahen Vorkatalysator und zumindest einen
stromab des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator aufweisen,
bekannt. Zur Kontrolle der Abgaszusammensetzung ist üblicherweise stromauf
des Vorkatalysators eine Lambdasonde und stromab des Hauptkatalysators
eine weitere Lambdasonde oder ein NOx-Sensor
mit Sauerstoffmeßvorrichtung
angeordnet.
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Üblicherweise
ist vor dem Vorkatalysator eine Breitband-Lambdasonde und hinter
dem Hauptkatalysator eine Sprungantwort-Lambdasonde angeordnet.
Mit einer derartigen Sondenkonfiguration ist eine Gemischkontrolle
und -regelung derart möglich, daß über die
vordere Sonde eine Abweichung der Ist-Gemischzusammensetzung von
einer Soll-Gemischzusammensetzung detektiert wird und die erkannte
Abweichung in einen Regeleingriff einer Gemischvorsteuerung umgerechnet
wird. Die vordere Sonde ist dabei vergleichsweise nahe an dem Verbrennungsmotor
angeordnet, so daß Abweichungen von
der Soll-Gemischzusammensetzung schnell erkannt und ausgeregelt
werden können.
Für eine Feinregelung
wird das Signal der stromab des Hauptkatalysators ange ordneten weiteren
Lambdasonde bzw. NOx-Sensors mit Sauerstoffmeßvorrichtung herangezogen.
Insbesondere erfolgt eine genaue Kalibrierung des Lambda = 1 Punktes
der vorderen Sonde durch das Signal der hinteren Sonde im Betrieb mit
Lambda = 1. Die Regelabweichung zum Erzielen eines Soll-Lambdawertes
wird in die Regelung der Gemischabweichung über die vordere Sonde mit eingerechnet.
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Zusätzlich sind
Kraftstoffgemischadaptionsverfahren bekannt, welche einen geeigneten,
meist stationären
Betriebszustand detektieren, um in diesem eine Adaptionsroutine
zu starten. Adaptionsroutinen bestehen meist aus langsamen Reglern
(I-Regler), welche der normalen inneren Lambdaregelung auf LSU-Basis
(schneller Kreis) überlagert
sind. Der Wert des I-Anteils des überlagerten Adaptionsreglers entspricht
dabei dem gelernten systematischen Gemischvorsteuerfehler. Dieser
wird arbeitspunktabhängig
dauerhaft gespeichert und ermöglicht
der Motorsteuerung in zukünftigen
Fahrzyklen eine genauere, arbeitspunktabhängige Gemischvorsteuerung. Die
Regelung wird dadurch bei Durchfahren verschiedener Arbeitspunkte
entlastet und die Emissionen dementsprechend verringert. Der systematische Fehler
der Gemischvorsteuerung wird dabei über eine Integration von Lambdaabweichungen
bei ausgewählten
Betriebszuständen
erfaßt
und die Kennfelder der Gemischvorsteuerung für die Kraftstoffmenge werden
durch Korrekturfaktoren oder geänderte Kennfeldwerte
adaptiert. Diese Adaption kann jedoch nur langsam vorgenommen werden,
da sonst im Augenblick der Adaption plötzlich zwei Mechanismen, nämlich die
Kennfeldkorrektur der Gemischvorsteuerung und die Lambdaregelung,
den gleichen Fehler ausgleichen wollen, was zu einer Überkorrektur
und instabilen Zuständen
führt.
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Diese
herkömmlichen
Kraftstoffgemischadaptionsverfahren haben jedoch den Nachteil, daß das Prinzip
der überlagerten
Regelung aus Stabilitätsgründen einen
relativ langsamen Adaptionsregler erzwingt. Damit ergeben sich lange
Adaptionseinschwingzeiten. Da eine Adaption nur in quasistationären Arbeitspunkten
präzise
und ausreichend lange durchgeführt
werden kann, ergibt sich bei der oben beschriebenen Adaptionstechnik
entweder eine geringe Adaptionsgüte
oder in typischen Abgastestzyklen (MVEG- oder FTP-Zyklus) ein seltenes
Ausadaptieren der Gemischvorsteuerung. Die beschriebenen Restriktionen
bzw. Nachteile verschärfen
sich noch zusätzlich
bei Fahrzeugkonzepten mit prinzipbedingt langsamer in nerer Lambdaregelung,
wie beispielsweise bei Verlegung der Vorkatsonde an eine Position
hinter dem Vorkatalysator. Da die Korrektur nur allmählich über die
Integration der Abweichungen erfolgt, werden für die Adaption relativ lange
stationäre Betriebsphasen
des Verbrennungsmotors benötigt. Entsprechend
selten kann die Adaption durchgeführt werden.
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Aus
der
DE 198 56 367
C1 ist ein Verfahren zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine
mit einem lambdageregelten Drei-Wege-Katalysator und einer Trimmregelung
bekannt. Es wird der bei der Rohsignalaufbereitung der Lambdasonde
mit stetiger Kennliniencharakteristik entstehende Meßsignalfehler
bestimmt und zur gegensinnigen Veränderung des Stellwertes der
Trimmregelung verwendet, da die Trimmregelung auch einen bei der
Rohsignalaufbereitung entstehenden, lambdasondenunabhängigen Fehler
adaptiv ausgleicht.
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Aus
der
DE 100 29 633
A1 ist eine mehrflutige Abgasanlage eines Mehrzylindermotors
und ein Verfahren zur Regelung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
bekannt. Die mehrflutige Abgasanlage umfaßt wenigstens zwei Abgasstränge, in
die jeweils ein oder mehrere Zylinder münden. Jeder Abgasstrang weist
einen separaten Vorkatalysator und je eine Lambdasonde stromabwärts des
Vorkatalysators auf. Nur ein Abgasstrang weist auch stromauf der Vorkatalysators
eine Lambdasonde auf. Mittels dieses vollbestückten Abgasstranges wird ein
Kennfeld ermittelt, welches mit Hilfe der Unterschiede zwischen
den Nachkat-Lambdawerten bei definierten Betriebszuständen für die einzelnen
Abgasstränge modifiziert
wird.
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Die
Adaption der Gemischvorsteuerung wird auch zur Diagnose des Kraftstoffversorgungssystems
verwendet, um beispielsweise Leckluftquellen oder fehlerhafte Kraftstoffeinspritzventile
zu erkennen. Im Prinzip können
hier alle Fehler im Kraftstoff- und im Luftpfad erkannt werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o.g. Art
bzgl. einer Genauigkeit bei der Adaption von systematischen Fehlern
der Gemischvorsteuerung zu verbessern sowie eine Adaptionsgeschwindigkeit
zu beschleunigen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dazu
ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß am Ende
eines über
eine gewisse Zeitspanne stationären
Betriebszustandes der Brennkraftmaschine ein I-Anteil der Lambdaregelung
als Adaptionswert einer Gemischvorsteuerung für diesen Betriebszustand abgespeichert,
sofort für
diesen Betriebszustand als Adaptionswert für die Gemischvorsteuerung verwendet
und der I-Anteil der Lambdaregelung auf null gesetzt wird.
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Dies
hat den Vorteil, daß eine
schnelle und genaue Adaption von beispielsweise durch Bauteilstreuung
verursachte, systematische Gemischvorsteuerfehler erzielt wird,
welche ebenso schnell arbeitet wie die Lambdaregelung selbst, ohne
daß sich dabei
eine Stabilität
der Lambdaregelung verschlechtert. Es wird für die Adaption der Gemischvorsteuerung
ein Momentanwert ermittelt und übertragen,
wodurch die Anforderungen an den Motorbetriebszustand während der
Adaption erheblich geringer sind und die Adaption entsprechend häufiger durchgeführt werden
kann.
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Beispielsweise
ist der Adaptionswert ein additiver und/oder multiplikativer Adaptionswert
für die Gemischvorsteuerung.
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Zur
weiteren Beschleunigung der Adaptionsgeschwindigkeit wird ein Lambdawert
nach dem Vorkatalysator mittels eines Katalysatormodells aus einer
Motordrehzahl, einem Wert für
die relative Luftfüllung
eines Brennraumes der Brennkraftmaschine und einem Wert für den Abgasmassenstrom
berechnet und daraus ein Lambdaoffset bestimmt.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung für mehrflutige Abgasnachbehandlungsanlagen wird
bei einem Abgassystem mit zwei oder mehr Abgasbänken mit jeweiligem Vorkatalysator
sowie jeweiliger Lambdasonde nach dem Vorkatalysator, wobei lediglich
eine Abgasbank eine Lambdasonde vor dem Vorkatalysator aufweist,
der Adaptionswert der Gemischvorsteuerung für jede Abgasbank separat bestimmt
und abgespeichert. Dies hat den Vorteil, daß für die Ausregelung von motorbankspezifischen Abweichungen,
wie beispielsweise Teiletoleranzen, Verschleiß und Unterschiede in der Motorgeometrie, ein
Verfahren zur Verfügung
steht, welches keine motorbankindividuelle Lambdasonde vor dem Vorkatalysator
benötigt.
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Zweckmäßigerweise
werden für
die Abgasbank mit Lambdasonde vor dem Vorkatalysator betriebszustandabhängige Adaptionswerte
für die
Gemischvorsteuerung aufgrund von einer Differenz zwischen einem
Lambda-Sollwert und einem vor dem Vorkatalysator gemessenen Lambda-Istwert
zum Ausgleich von alle Abgasbänke
gemeinsam beeinflussenden, dynamischen Variablen, insbesondere Saugrohrdruck,
Motordrehzahl und/oder Kraftstoffart, durchgeführt und auf die anderen Abgasbänke übertragen.
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Zur
noch weiteren Annäherung
der Signalqualität
an einen vor dem Vorkatalysator von Abgasbänken ohne Lambdasonde vor dem
Vorkatalysator real gemessene Lambdawerte wird aus einem Lambda-Istwert
vor dem Vorkatalysator der Abgasbank mit Lambdasonde vor dem Vorkatalysator,
einer Differenz zwischen einem Lambda-Sollwert und einem vor dem
Vorkatalysator gemessenen Lambda-Istwert der Abgasbank mit Lambdasonde
vor dem Vorkatalysator sowie einer Sondenspannung der Lambdasonde
nach dem Vorkatalysator einer Abgasbank ohne Lambdasonde vor dem
Vorkatalysator für
diese Abgasbank ohne Lambdasonde vor dem Vorkatalysator ein Ersatzwert
für den
Lambdawert vor dem Vorkatalysator erzeugt.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird bei einem Abgassystem
mit zwei oder mehr Abgasbänken
mit jeweiligem Vorkatalysator sowie jeweiliger Lambdasonde nach
dem Vorkatalysator, wobei lediglich eine Abgasbank eine Lambdasonde
vor dem Vorkatalysator aufweist, ein additiver Adaptionswert für die Gemischvorsteuerung
für eine Abgasbank
bestimmt und abgespeichert sowie auf die anderen Abgasbänke übertragen.
Zweckmäßigerweise
wird der additive Adaptionswert auf der Abgasbank mit der Lambdasonde
vor dem Vorkatalysator bestimmt.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird bei einem Abgassystem
mit zwei oder mehr Abgasbänken
mit jeweiligem Vorkatalysator sowie jeweiliger Lambdasonde nach
dem Vorkatalysator, wobei lediglich eine Abgasbank eine Lambdasonde
vor dem Vorkatalysator aufweist, ein multiplikativer Adaptionswert
für die
Gemischvorsteuerung für jede
Abgasbank individuell bestimmt und abgespeichert.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen,
sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der
beigefügten
Zeichnungen. Diese zeigen in
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1 ein schematisches Blockschaltbild
einer innere Struktur einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, modellgestützten Gemischadaption,
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2 eine schematische Darstellung
einer zweiflutigen Abgasnachbehandlungsanlage und
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3 ein schematisches Blockschaltbild
einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Struktur
eines Gemischaufbereitungskonzeptes für die zweiflutige Abgasnachbehandlungsanlage
gemäß 2.
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1 veranschaulicht eine innere
Struktur einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Adaption
einer Gemischvorsteuerung für
eine Brennkraftmaschine mit einem Vorkatalysator und einem stromab
des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator. In einem Block 10 wird eine
Einschaltbedingung für
die Adaption geprüft. Hierzu
erhält
der Block 10 als Eingangswerte eine Sondenspannung hinter
dem Vorkatalysator u_Sondehk 12 und einen Wert für die Luftmasse m_Luft 14.
Die Sondenspannung hinter dem Vorkatalysator u_Sondehk 12 wird
einem Block 16 "Filter" zugeführt. Ein
Ausgang des Blockes 16 "Filter" wird einem Block 18 "Gradient" zugeführt. Ein
Ausgang des Blockes 18 "Gradient" wird einem Block 20 "Settle-Check" zugeführt. Der
Wert für
die Luftmasse m_Luft 14 wird einem Block 22 "Integrator" zugeführt und
ein Ausgang des Blockes 22 "Integrator" wird ebenfalls dem Block 20 "Settle-Check" zugeführt. Im Block 20 "Settle- Check" wird aus den Eingangswerten
aus dem Block 18 "Gradient" und dem Block 22 "Integrator" geprüft, ob ein
momentaner Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorbestimmte Kriterien
beispielsweise bzgl. eines stationären/statischen Betriebes erfüllt, so
daß dieser
Betriebszustand als quasistatisch betrachtet werden kann und für eine Adaption
geeignet ist. Ist dies der Fall, dann gibt der Block 20 "Settle-Check" ein Freigabebit
B_adapstart 24 an einen Block 26 "Flash-Adaption" aus. Das Freigabebit
B_adapstart 24 startet die Adaption in Block 26 "Flash-Adaption", wobei ein I-Anteil
eines Lambdareglers in einem einzigen Rechenschritt in eine arbeitspunktabhängige Adaptionsmatrix übertragen und
dann zu Null gesetzt wird. Mit anderen Worten wird der momentane
Wert des I-Anteils des Lambdareglers als dem momentanen Betriebszustand
zugeordneter Adaptionswert für
eine Gemischvorsteuerung gespeichert. Dieser Wert wird dann für diesen Betriebszustand
als Adaptionswert für
die Gemischvorsteuerung verwendet. Das Freigabebit B_adapstart 24 triggert
ferner den Reset des I-Anteils in dem Lambdaregler, d.h. der I-Anteil
wird auf Null gesetzt. Der Block 26 "Flash-Adaption" erhält
ferner als Eingangswerte eine relative Luftfüllung des Brennraumes rel_Füllung 28,
eine Motordrehzahl n_Motor 30, einen Eingriff des Lambdareglers
(Faktor) f_Regler 32 sowie einen multiplikativen Eingriff der
Adaption der Gemischvorsteuerung f_Adapt 34. Der Block 26 "Flash-Adaption" berechnet in einem Block 36 einen
Adaptionsfaktor und speichert diesen in Block 38 ab. Als
Ausgangswert gibt der Block 26 "Flash-Adaption" einen Wert für den multiplikativen Eingriff
der Adaption der Gemischvorsteuerung f_Adapt 34 ab.
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Optional
ist zusätzlich
ein Block 40 "Katalysatormodell" vorgesehen. Dieser
Block 40 "Katalysatormodell" erhält als Eingangswerte
die Motordrehzahl n_Motor 30, die relative Luftfüllung des
Brennraumes rel_Füllung 28 sowie
einen Abgasmassenstrom ms-Abgas 42. Hieraus wird in Block 40 "Katalysatormodell" mittels eines expliziten
Katalysatormodells zur beobachtergestützten Lambdaoffsetbestimmung
ein Lambdawert nach dem Vorkatalysator berechnet. Der Ausgang 44 von
Block 40 "Katalysatormodell" wird zusätzlich als
Eingangswert dem Block 20 "Settle-Check" sowie dem Block 26 "Flash-Adaption" zugeführt.
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Im
Ergebnis wird eine schnelle Lambdaadaption durch einen krafststoffmengenneutralen
Umkopiervorgang in quasistationären
Zuständen
erzielt, wobei der I-Anteil des Lambdareglers in einem geeigneten
Betriebszustand in einem einzigen Rechenschritt in eine arbeitspunktabhängige Adaptionsmatrix übertragen
und dann zu Null gesetzt wird. Dies wird hierin als "Flash-Adaption" bezeichnet. Für die eigentliche
Adaption wird nur das zeitliche Ende des quasistationären Zustandes
genutzt. Durch ein modelliertes Nachkatlambda mittels explizitem
Katalysatormodell zur beobachtergestützten Lambdaoffsetbestimmung
wird die Adaptionsgeschwindigkeit beschleunigt. Das Katmodell ermöglicht auch
die Nutzung von lediglich kurzzeitig stationären Betriebszuständen der
Brennkraftmaschine zur Lambdaadaption. Durch die Kombination von
einem neuronalem Identifikator mit einer Datenbasis typischer Ausgangslambdawerte
in speziellen Fahrsituationen ist ein Lambdaoffset schon bei für die Adaption
wenig restriktiv ausgewählten
Betriebszuständen
mit guter Genauigkeit bestimmbar.
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Die
erfindungsgemäße, modellgestützte Adaptionsstrategie
ist häufiger
aktiv, reagiert schneller auf wechselnde Betriebsbedingungen und
entlastet aufgrund genauerer Vorsteuerwerte für die Gemischvorsteuerung die
Lambdaregelung.
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Die
erfindungsgemäße "Flash-Adaption" ermittelt einen
Fehler in der Kraftstoffzumessung, beispielsweise aufgrund von Bauteiltoleranzen
oder Alterungsprozessen, in extrem kurzer Zeit und erkennt diesen
als systematischen Fehler (Momentaufnahme der Lambda-Abweichung).
Der Adaptionswert wird in den Adaptionsspeicher kopiert und mittels
des Resets des I-Anteils der Lambdaregelung (auf Null setzen) wird
der Lambdaregelung mitgeteilt, daß dieser Fehler bei der Zumessung
des Kraftstoffes bereits über
die Adaption bei der Gemischvorsteuerung berücksichtigt ist und die Lambdaregelung
dementsprechend diesen Fehler nicht selbst ausgleichen muß und soll.
Dies verhindert ein Überschwingen
der Regelung bei einer Aufnahme der Korrektur (Adaption) durch den
Adaptionsspeicher während
gleichzeitig auch die Lambdaregelung noch versucht, den selben Fehler
auszugleichen, da die Lambdaregelung noch Abgaswerte von vor der
Adaption mißt.
Besonders vorteilhaft ist, daß ein
Momentwert (I-Anteil der Lambdaregelung) ermittelt und übertragen
wird, wodurch die Anforderungen an den Motorbetriebszustand, während dem
eine Adaption möglich
ist, erheblich geringer sind, als bei herkömmlicher Adaption mit der Lambdaregelung überlagertem
Regler mit langsamen Integrator. Dadurch kann die Adaption entsprechend
häufiger
durchgeführt werden.
Selbst wenn die erste Flash-Adaption nur ungenau sein sollte, wird
die Genauigkeit innerhalb kurzer Zeit durch häufige Messungen verbessert.
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2 veranschaulicht schematisch
ein zweiflutiges Abgasanlagensystem für eine Brennkraftmaschine 50 mit
mehreren Zylinder, wobei entsprechende Abgasauslässe von einigen Zylindern in eine
erste Abgasbank 52 und entsprechende Abgasauslässe der übrigen Zylinder
in eine zweite Abgasbank 54 münden. Jede Abgasbank 52, 54 weist
jeweils einen Vorkatalysator 56 und 58 sowie jeweils eine
dem Vorkatalysator 56 und 58 nachgeordnete Lambdasonde
LSF 60 und 62 auf. Die erste Abgasbank 52 weist
zusätzlich
eine Lambdasonde LSU 64 vor dem Vorkatalysator 56 auf,
wohingegen eine derartige Lambdasonde LSU vor dem Vorkatalysator 58 bei
der zweiten Abgasbank 54 nicht vorgesehen ist. Die beiden
Abgasbänke 52 und 54 münden zu
einem gemeinsamen Abgasstrang 66 zusammen. Im gemeinsamen
Abgasstrang 66 ist in Strömungsrichtung gesehen ein Temperatursensor 68,
ein Hauptkatalysator 70 und ein NOx-Sensor 72 angeordnet.
Die Brennkraftmaschine 50 weist ferner einen Frischluftpfad 74 mit
Drosselklappe 76 und Saugrohrdrucksensor 78 auf.
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Die
Lambdasonde LSU 64 vor dem Vorkatalysator 56 der
ersten Abgasbank 52 dient in erster Linie zum Ausregeln
von sich dynamisch ändernden Größen mit
entsprechendem Einfluß auf
die Gemischvorsteuerung, wie beispielsweise Saugrohrdruck, Motordrehzahl,
Kraftstoffart usw., welche sich auf alle Abgasbänke 52, 54 gleichermaßen auswirken.
Daher ist es ausreichend, diese Einflüsse und Korrekturen der dynamischen
Größen nur
für die
erste Abgasbank 52 zu bestimmen und auf die zweite Abgasbank 54 zu übertragen.
Aus diesem Grund entfällt
die Lambdasonde LSU vor dem Vorkatalysator 58 der zweiten
Abgasbank 54. Für
den Ausgleich bzw. die Korrektur von motorbankspezifischen Größen, welche
entsprechenden Einfluß auf
die Gemischvorsteuerung haben, wird die erfindungsgemäße Adaptionsregelung
gemäß Flash-Adaption
ausgeführt,
die auch ohne Lambdasonde LSU vor dem Vorkatalysator auskommt. Dadurch
kann diese Adaption für
beide Abgasbänke 52, 54 individuell
durchgeführt werden.
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Für das zweiflutige
Abgasanlagensystem gemäß 2 wird eine kontinuierliche
Lambdaregelung auf das Lambda nach den Vorkatalysatoren 56, 58 durchgeführt, d.h.
es erfolgt eine Lambdamessung nach den Vorkatalysatoren 56, 58 mittels
der Lambdasonden LSF 60 und 62. Dadurch wird ein
Beginn der Lambdaregelung bereits bei betriebsbereiter LSF-Sonde 60, 62 ermöglicht und
es muß nicht
auf eine später
erreichte, vorbestimmte Hinterkattemperatur bei Sensor 68 gewartet
werden. Die schnelle Lambdaadaption erfolgt durch die oben beschriebene
Flash-Adaption separat für
jede Abgasbank. Ausgewählte
Einflußgrößen zur
dynamisch verbesserten Kraftstoffmengen-Vorsteuerung werden lediglich
für die
erste Abgasbank 52 bestimmt und auf die zweite Abgasbank 54 gespiegelt.
Um ein Lambdaersatzsignal für
die zweite Abgasbank 54 zu erzeugen, werden symmetrisch
verwendbare Signalkomponenten der ersten Abgasbank 52 verwendet.
Die Signalqualität nähert sich
dadurch einem real gemessenen Lambdawert an.
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Eine
Strukturübersicht
der Gemischaufbereitung für
das zweiflutige Abgasanlagensystem gemäß 2 ist schematisch in 3 dargestellt. Zur übersichtlichen Darstellung
ist lediglich für
den Zweig der zweiten Abgasbank 54 eine Gemischkoordination dargestellt.
Ein Block 80 repräsentiert
eine Lambdareglerfunktion mit einer Reglervariante LR_Bank_1 82 für die erste
Abgasbank 52 und einer Reglervariante LR_Bank_2 84 für die zweite
Abgasbank 54. Die Lambdareglerfunktion 80 erhält als Eingangswerte einen
Lambda-Sollwert Lambda_soll 86 und einen auf der ersten
Abgasbank 52 vor dem Vorkatalysator 56 gemessenen
Lambda-Istwert Lambda_ist_b1 88. Ausgewählte Kraftstoffbeiträge aus der
Reglervariante LR_Bank_1 82 für die erste Abgasbank 52 werden einem
Funktionszusatz MIRR_B1_B2 in einem Block 90 zugeführt. Dieser
Block 90 spiegelt diese Kraftstoffbeiträge von der Regelung der ersten
Abgasbank 52 LR_Bank_1 82 auf die Regelung der
zweiten Abgasbank 54 LR_Bank_2 84, wie mit Pfeil 92 angedeutet.
Die Lambdareglerfunktion 80 gibt dann einen Regelfaktor
Regelfaktor_b2 94 für
die zweite Abgasbank 54 an eine Gemischkoordination %GKO_B2 96 für die zweite
Abgasbank 54 aus. Diese wirkt auf den der zweiten Abgasbank 54 zugeordneten
Motorteil Motor_B2 98 und dementsprechend auf den Vorkatalysator 58 der
zweiten Abgasbank 54. Eine Sondenspannung 112 der
Lambdasonde LSF 62 nach dem Vorkatalysator 58 der
zweiten Abgasbank 54 (LSF_2) wird einer Adaptionsfunktion
in einem Block 100 zugeführt. Diese Adaptionsfunktion 100 beinhaltet
eine Adaptionsvariante für
die erste Abgasbank 52 ADAP_Bank_1 102 sowie eine
Adaptionsvariante für
die zweite Abgasbank 54 ADAP_Bank_2 104. Ausge wählte Kraftstoffbeiträge aus der
Adaptionsvariante für
die erste Abgasbank 52 ADAP_Bank_1 102 werden
dem Funktionszusatz MIRR_B1_B2 im Block 90 zugeführt. Dieser
Block 90 spiegelt diese Kraftstoffbeiträge von der Adaptionsvariante
für die
erste Abgasbank 52 ADAP_Bank_1 102 auf die Adaptionsvariante
für die
zweite Abgasbank 54 ADAP_Bank_2 104, wie mit Pfeil 106 angedeutet.
Die Adaptionsfunktion 100 gibt dann einen Adaptionseingriff Adaptionseingriff_b2 108 für die zweite
Abgasbank 54 an die Gemischkoordination %GKO_B2 96 für die zweite
Abgasbank 54 aus, mit entsprechenden Auswirkungen auf Motor_B2 98 und
den Vorkatalysator 58 der zweiten Abgasbank 54.
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Zusätzlich ist
in einem Block 110 eine Funktion zum Generieren eines Lambdaersatzwertes
vor dem Vorkatalysator 58 der zweiten Abgasbank 54 für die zweite
Abgasbank 54 und zur Sondenspannungskorrektur vorgesehen.
Dieser Block 110 erhält als
Eingangswerte die Sondenspannung 112 der Lambdasonde LSF 62 der
zweiten Abgasbank 54, eine Lambdadifferenz Lambda_differenz_b1 114 der ersten
Abgasbank 52 und den Lambda-Istwert Lambda_ist_b1 88 vor
dem Vorkatalysator 56 der ersten Abgasbank 52.
Der Block 110 gibt dann einen berechneten Lambda-Istwert
Lambda-ist-b2 116 vor dem Vorkatalysator 58 der
zweiten Abgasbank 54 aus.
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Mit
dem anhand von 3 erläuterten
Konzept werden Symmetrieeigenschaften der beiden Abgasbänke 52, 54 zur
Gemischvorsteuerung ausgenutzt und wird die neuartige Flash-Adaption
in Block 100 eingesetzt.
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Die
Gemischadaption ist in mehrere Teile unterteilt. So gibt es je einen
Adaptionswert für
einen additiven Fehler, einen multiplikativen Fehler und evtl. noch
für einen
temperaturabhängigen
Fehler. Bei einer einflutigen Abgasanlage wird mit einer Lambdasonde
u.a. die Gemischabweichung für
alle Zylinder bestimmt. Im Falle einer zwei- oder mehrflutigen Abgasanlage
wird häufig
auch die Sensorik mehrfach ausgeführt, d.h. jede Abgasbank weist
in Strömungsrichtung
gesehen einen Vorkatalysator, eine Lambdasonde vor dem Vorkatalysator
und eine Lambdasonde nach dem Vorkatalysator auf. Bei einem solchen
Konzept gibt es für
jeden Adaptionswert der Gemischadaption eine der Anzahl der Abgasbänke entsprechende
Anzahl von Faktoren. Es hat sich als Erfahrungswert herausge stellt,
daß additive
Fehler der Gemischvorsteuerung, beispielsweise verursacht durch
Leckluft im Saugrohr, auf alle Abgasbänke gleichermaßen wirken
und daß multiplikative
Fehler der Gemischvorsteuerung hauptsächlich auf Toleranzen bzw.
Ungenauigkeiten im Kraftstoffpfad beruhen, d.h. auf jede Abgasbank
separat wirken. Außerdem
wird angenommen, daß sich
die Luftströmung des
einen gemeinsamen Luftpfades auf alle Zylinder gleichmäßig verteilt.
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Unter
diesen Voraussetzungen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den additiven
Adaptionswert für
die Gemischvorsteuerung, welche den additiven Fehler der Gemischvorsteuerung
korrigiert, nur auf einer Abgasbank zu messen bzw. zu berechnen
und auf die anderen Abgasbänke
zu spiegeln. Vorzugsweise wird auf derjenigen Abgasbank der additive
Adaptionswert für
die Gemischvorsteuerung gebildet, welche unmittelbar nach Motoraustritt
eine Lambdasonde vor dem Vorkatalysator aufweist. Dies vereinfacht
die Adaption der Gemischvorsteuerung für mehrflutige Abgasnachbehandlungsanlagen,
da nur noch der multiplikative Adaptionswert für die Gemischvorsteuerung,
welche den multiplikativen Fehler der Gemischvorsteuerung korrigiert,
für jede
Abgasbank separat bestimmt werden muß. Abgasbankspezifische Abweichungen
auf der/den Abgasbank/Abgasbänken,
insbesondere für
den multiplikativen Adaptionsbereich, werden über eine stetige Lambdaregelung
nach Vorkatalysator auf Basis eines binären oder stetigen Lambdasignals
ausgeglichen. Hierdurch kann bei dem Konzept mit mehrflutiger Abgasnachbehandlungsanlage
auf die Lambdasonden vor dem Vorkatalysatoren bei allen ABgasbänken bis
auf eine Abgasbank verzichtet werden.