WO2017144222A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer lambdasonde in einem abgaskanal einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer lambdasonde in einem abgaskanal einer brennkraftmaschine Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a lambda probe in an exhaust passage of an internal combustion engine and to an apparatus for carrying out such a method according to the preambles of the independent claims.
  • a temperature measurement in the exhaust passage can provide important information about the condition of the exhaust system.
  • an intervention in the engine control of the engine take place in order to avoid overheating of components for exhaust aftertreatment of the internal combustion engine.
  • the lambda control can be improved in such a way that the
  • Measurement accuracy of the lambda probes increases and thus the internal combustion engine can be adjusted in a narrower window to a stoichiometric combustion air ratio.
  • Temperature sensors are known from the prior art, which measure an exhaust gas temperature and this information to the engine control unit of the
  • a method for controlling a lambda-controlled exhaust system of an internal combustion engine wherein the exhaust system has at least one catalyst and at least one heating element for heating the lambda probe to an operating temperature. It is envisaged that the performance of the heating element is determined and at least one corrected control parameter is used by the heating element control for controlled heating of the heating element.
  • the invention is based on the object of further improving such a method and, using temperature sensors already present on the motor vehicle
  • the object is achieved by an inventive method for operating a lambda probe in an exhaust passage of an internal combustion engine, wherein the lambda probe in the
  • Exhaust passage is arranged upstream of a catalyst, wherein the lambda probe a
  • Has heating element wherein the operating temperature of the lambda probe by means of a
  • Heating controller of the heating element is set, wherein an exhaust gas temperature of the
  • Internal combustion engine is determined by an internal resistance of the lambda probe, and wherein by means of a temperature sensor, a reference temperature is determined at the determined reference temperature an internal resistance of the heating element is measured, the heating element is acted upon by a defined heating voltage, a step response of
  • a first resistance of the heating element and at a later time a second resistance of the heating element is evaluated.
  • the adaptation of the resistor takes place as a function of three
  • Resistance measurements of the heating element wherein a first resistance measurement takes place at a temperature determined by the temperature sensor and two more
  • Resistance measurements are carried out at unknown temperatures and based on the measured internal resistance R, a lambda probe individual heating resistor R h is calculated for the heating element of the lambda probe. There are thus three temperature measurements, one at the known temperature and two at unknown temperatures. It can be one
  • Relationship between the internal resistance R, and the heating resistor R h are made to the size of the lambda probe-individual heating resistor R h or to conclude a deviation from a heating resistor of a standard lambda probe. As a result, component variations in the heating resistor can be compensated and thus an improved model for calculating the exhaust gas temperature can be provided.
  • Reference temperature is the ambient temperature is provided. In general, it is on
  • the exhaust gas temperature model can be made plausible by a sensor value, which improves the modeling over the entire exhaust system of the internal combustion engine.
  • Heating resistor R h is stored in a control unit of the internal combustion engine.
  • the corrected heating resistor is available for the further operation of the internal combustion engine and does not have to be constantly redetermined.
  • the measurement can be used to correct the
  • Heating resistor R h are repeated at regular intervals to compensate for aging of the lambda probe or a change in the heating resistance over the life of the lambda probe.
  • the method is started or carried out before a starting process of the internal combustion engine.
  • the temperature of the lambda probe substantially corresponds to the ambient temperature.
  • the internal resistance R, of the heating resistance of the lambda probe can be determined at a precisely known temperature, whereby a stable support point for the model for calculating the exhaust gas temperature is formed.
  • a door contact switch, a buckle sensor or a sensor for detecting a seat occupancy of a motor vehicle Before starting a motor vehicle, the driver usually opens the driver's door, sits on the driver's seat, closes the belt and starts the vehicle and thus the internal combustion engine. Consequently are a door contact switch, a buckle sensor or a sensor for detecting a seat occupancy of the driver's seat well suited to start before starting the engine, a corresponding method. In this case, appropriate warning devices are usually present both for a non-closed door contact or for a non-applied seat belt, the signal simply to the control unit of the
  • Internal combustion engine can be forwarded to start the process.
  • a device for correcting a characteristic curve of a lambda probe in an exhaust duct of an internal combustion engine wherein a catalytic converter is arranged in the exhaust duct, wherein in the flow direction of an exhaust gas of the internal combustion engine through the exhaust duct upstream of the catalyst, the lambda sensor is arranged, wherein the operating temperature of the lambda probe means a heating controller of the heating element is adjustable, wherein an exhaust gas temperature of the internal combustion engine by a
  • Internal resistance of the lambda probe can be determined, wherein a temperature sensor is provided for determining a reference temperature, and wherein the device comprises a control unit.
  • a temperature sensor is provided for determining a reference temperature
  • the device comprises a control unit.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle with a device according to the invention for operating a
  • Figure 2 is a flow chart for carrying out a method according to the invention.
  • the internal combustion engine 32 has an exhaust gas channel 12, in which a catalytic converter 14, preferably a three-way Catalyst, is arranged.
  • the internal combustion engine 10 is arranged upstream of the catalytic converter 14 via an exhaust gas flow direction of an exhaust gas of the internal combustion engine 10
  • Lambda probe 20 controlled by a control unit 18, wherein the internal combustion engine 10 is preferably operated alternately with low excess air and low fuel excess by a stoichiometric combustion air ratio.
  • the lambda probe 20 is preferably designed as a broadband probe and has a controllable heating element 22, preferably a heating resistor on. To control the heating element 22 is a
  • Heating controller 24 is provided, which, for example, in the control unit 18 of the
  • Internal combustion engine 10 may be integrated or formed as a separate component.
  • a temperature sensor 16 is arranged, with which a, preferably substantially constant temperature, in particular the
  • sensors 26, 28, 30 are further installed, which are designed as a door contact switch 26, as a buckle sensor 28 or as a sensor 30 for detecting the seat occupancy.
  • the lambda probe 20 is heated both via the hot exhaust gas of the internal combustion engine and via the heating element 22 and regulated to a predefined operating temperature.
  • the heating power requirement to the electric heating element 22 is low because a larger heat flow is supplied to the lambda probe 20 via the exhaust gas.
  • the electric heating element 22 is based on an ohmic resistance.
  • the applied voltage U is quadratically proportional to the heating power of the heating element 22.
  • the heating resistance R h of the heating element 22 determines how much voltage has to be applied to regulate the target temperature.
  • the target value of this regulation is the internal resistance R, of the heating element 22 of the lambda probe 20.
  • Heating resistor are.
  • the heating resistor is subject to manufacturing tolerances, so that during operation of the lambda probe 20 different heating powers are required to achieve the target internal resistance R ,. These tolerances must be adapted. Therefore, a comparison to existing ones Temperature sensors 16 helpful. This is preferably carried out in cold and stationary internal combustion engine 10 via a sensor for detecting the ambient temperature.
  • the control unit 18 can start, for example via a door contact sensor 26, an adaptation routine with which a defined heating voltage U h is brought to the lambda probe 20 and the step response of the internal resistance R, of the heating element 22
  • the gradient of the internal resistance R is higher for lambda probes 20 with a lower heating resistance R h of the heating element 22 than for lambda probes 20 with a maximum permissible heating resistance.
  • the temperature of the lambda probe is proportional to the internal resistance R, of the heating element 22.
  • R the internal resistance of the heating element 22
  • T the temperature of the lambda probe 20.
  • the internal resistance R is also proportional to the introduced heating power P h.
  • R, ⁇ P h the temperature at the lambda probe 20 is inversely proportional to the heating resistance R h .
  • FIG. 2 shows a flow diagram of a method according to the invention for operating a lambda probe 20.
  • the ambient temperature is determined by the
  • Temperature sensor 16 measured. In a second process step ⁇ 1 10> takes place
  • Heating voltage U h given to the heating element 22 at cold lambda probe 20 At a first time t-1, in a method step ⁇ 130>, a second measurement of the
  • the lambda probe 20 is heated both with the electric heating element 22 and by the exhaust gas of the internal combustion engine 10.
  • the known and adapted heating resistor R h of the heating element 22 and the applied heating voltage U h can thus be clearly and reliably closed to the temperature of the exhaust gas at the lambda probe 20.
  • the exhaust gas temperature model may provide an additional sensor value for

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde (20) in einem Abgaskanal (12) einer Brennkraftmaschine (10), wobei die Lambdasonde (20) in dem Abgaskanal (12) stromauf eines Katalysators (14) angeordnet ist, wobei die Lambdasonde (20) ein Heizelement (22) aufweist, wobei die Betriebstemperatur der Lambdasonde (20) mittels eines Heizungsreglers (24) des Heizelements (22) eingestellt wird, und wobei eine Abgastemperatur der Brennkraftmaschine (10) durch einen Innenwiderstand der Lambdasonde (20) ermittelt wird, wobei mittels eines Temperatursensors (16) eine Referenztemperatur ermittelt wird, bei der ermittelten Referenztemperatur ein Innenwiderstand (Ri) des Heizelements (22) gemessen wird, das Heizelement (22) mit einer definierten Heizspannung beaufschlagt wird, eine Sprungantwort des Innenwiderstands der Heizelements (22) ausgewertet wird und anhand der Sprungantwort eine Adaption des Heizwiderstands (Rh) des Heizelements (22) erfolgt. Die Erfindung betrifft ferner einer Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Steuergerät (18) zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Lambdasonde in einem Abgaskanal einer
Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Bei Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere mit einem Otto-Motor, sind heute Drei-Wege-Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung Standard. Dabei werden die Verbrennungsmotoren anhand von Lambdasonden alternierend um ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis geregelt, damit solche Drei-Wege-Katalysatoren ihre maximale Wirksamkeit bezüglich der Konvertierung schädlicher Abgasbestandteile entfalten können. Dabei kann eine Temperaturmessung im Abgaskanal wichtige Informationen zum Zustand des Abgassystems liefern. So kann beispielsweise durch eine Temperaturmessung im Abgaskanal ein Eingriff in die Motorsteuerung des Verbrennungsmotors erfolgen, um eine Überhitzung von Komponenten zur Abgasnachbehandlung des Verbrennungsmotors zu vermeiden. Ferner kann über die Temperaturmessung die Lambdaregelung derart verbessert werden, dass die
Messgenauigkeit der Lambdasonden steigt und somit die Brennkraftmaschine in einem engeren Fenster um ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis eingeregelt werden kann.
Dadurch sinken die Rohemissionen des Verbrennungsmotors und somit die Gesamtemissionen des Kraftfahrzeuges. Aus dem Stand der Technik sind Temperatursensoren bekannt, welche eine Abgastemperatur messen und diese Information an das Motorsteuergerät des
Verbrennungsmotors senden. Diese Sensoren sind jedoch relativ teuer, sodass in der
Vergangenheit bereits Anstrengungen unternommen wurden, um die Abgastemperatur über den Heizwiderstand einer beheizbaren Lambdasonde zu ermitteln.
Aus der DE 10 2008 01 1 833 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer lambdageregelten Abgasanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Abgasanlage wenigstens einen Katalysator und wenigstens ein Heizelement zum Aufheizen der Lambdasonde auf eine Betriebstemperatur aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Leistungsfähigkeit des Heizelementes ermittelt wird und wenigstens ein korrigierter Regelparameter von der Heizelementsteuerung zum geregelten Beheizen des Heizelementes verwendet wird. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren weiter zu verbessern und unter Verwendung bereits am Kraftfahrzeug vorhandener Temperatursensoren eine
verbesserte Aussage über die Temperatur im Abgaskanal zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine gelöst, wobei die Lambdasonde in dem
Abgaskanal stromauf eines Katalysators angeordnet ist, wobei die Lambdasonde ein
Heizelement aufweist, wobei die Betriebstemperatur der Lambdasonde mittels eines
Heizungsreglers des Heizelements eingestellt wird, wobei eine Abgastemperatur der
Brennkraftmaschine durch einen Innenwiderstand der Lambdasonde ermittelt wird, und wobei mittels eines Temperatursensors eine Referenztemperatur ermittelt wird, bei der ermittelten Referenztemperatur ein Innenwiderstand des Heizelements gemessen wird, das Heizelement mit einer definierten Heizspannung beaufschlagt wird, eine Sprungantwort des
Innenwiderstands des Heizelements ausgewertet wird und anhand der Sprungantwort eine Adaption des Heizwiderstands des Heizelements erfolgt. Dadurch ist eine individuelle
Kompensation der Bauteilstreuungen des Heizwiderstandes der Lambdasonden möglich, sodass Lambdasonden-individuell eine Temperatur-Widerstandskurve der Lambdasonde errechnet werden kann und somit eine verbesserte Bestimmung der Temperatur im Abgaskanal anhand des Innenwiderstands der jeweiligen Lambdasonde möglich ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass zu einem ersten Zeitpunkt ein erster Widerstand des Heizelements und zu einem späteren Zeitpunkt ein zweiter Widerstand des Heizelements ausgewertet wird. Durch eine zweifache Auswertung des Innenwiderstands des Heizelements ist eine einfache Erstellung einer Korrekturfunktion der Lambdasonde möglich.
Vorzugsweise erfolgt die Adaption des Widerstands in Abhängigkeit von drei
Widerstandsmessungen des Heizelements, wobei eine erste Widerstandsmessung bei einer durch den Temperatursensor ermittelten Temperatur erfolgt und zwei weitere
Widerstandsmessungen bei unbekannten Temperaturen erfolgen und anhand des gemessenen Innenwiderstand R, ein Lambdasonden-individueller Heizwiderstand Rh für das Heizelement der Lambdasonde errechnet wird. Dadurch existieren drei Temperaturmessungen, eine bei der bekannten Temperatur und zwei weitere bei unbekannten Temperaturen. Es kann ein
Zusammenhang zwischen dem Innenwiderstand R, und dem Heizwiderstand Rh hergestellt werden, um auf die Größe des Lambdasonden-individuellen Heizwiderstands Rh beziehungsweise eine Abweichung von einem Heizwiderstand einer Norm-Lambdasonde zu schließen. Dadurch können Bauteilstreuungen beim Heizwiderstand kompensiert und somit ein verbessertes Modell zur Berechnung der Abgastemperatur bereitgestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass als
Referenztemperatur die Umgebungstemperatur vorgesehen ist. In der Regel ist an
Kraftfahrzeugen ein Sensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur vorhanden,
beispielsweise um den Fahrzeugführer über ein Display mit dieser Information zu versorgen, die Heizung beziehungsweise Klimaanlage des Fahrzeugs zu regeln oder um den Fahrzeugführer vor Glatteis zu warnen. Durch einen solchen Temperatursensor und eine genaue
Temperaturmessung kann das Abgastemperaturmodell durch einen Sensorwert plausibilisiert werden, was die Modellierung über das gesamte Abgassystem der Brennkraftmaschine verbessert.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein adaptierter
Heizwiderstand Rh in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine abgelegt wird. Somit steht der korrigierte Heizwiderstand für den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine zur Verfügung und muss nicht ständig neu ermittelt werden. Zudem kann die Messung zur Korrektur des
Heizwiderstands Rh in regelmäßigen Abständen wiederholt werden, um eine Alterung der Lambdasonde beziehungsweise eine Veränderung des Heizwiderstands über die Laufzeit der Lambdasonde zu kompensieren.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren vor einem Startvorgang der Brennkraftmaschine gestartet beziehungsweise durchgeführt wird. Vor dem Start der Brennkraftmaschine beziehungsweise nach einem längeren Stillstand der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeuges entspricht die Temperatur der Lambdasonde im Wesentlichen der Umgebungstemperatur. Somit kann der Innenwiderstand R, des Heizwiderstands der Lambdasonde bei einer genau bekannten Temperatur ermittelt werden, wodurch eine stabile Stützstelle für das Modell zur Berechnung der Abgastemperatur gebildet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das
Verfahren durch einen Türkontaktschalter, einen Gurtschloss-Sensor oder einen Sensor zur Erkennung einer Sitzbelegung eines Kraftfahrzeuges gestartet wird. Vor dem Startvorgang eines Kraftfahrzeuges öffnet der Fahrzeugführer in der Regel die Fahrertür, setzt sich auf den Fahrersitz, schließt den Gurt und startet das Fahrzeug und somit die Brennkraftmaschine. Somit sind ein Türkontaktschalter, ein Gurtschloss-Sensor oder eine Sensor zur Erkennung einer Sitzbelegung des Fahrersitzes gut geeignet, um vor dem Start des Verbrennungsmotors ein entsprechendes Verfahren zu starten. Dabei sind in der Regel sowohl für einen nicht geschlossenen Türkontakt oder für einen nicht angelegten Sicherheitsgurt entsprechende Warneinrichtungen vorhanden, deren Signal einfach an das Steuergerät der
Brennkraftmaschine weitergeleitet werden kann, um das Verfahren zu starten.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Korrektur einer Kennlinie einer Lambdasonde in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, wobei in dem Abgaskanal ein Katalysator angeordnet ist, wobei in Strömungsrichtung eines Abgases der Brennkraftmaschine durch den Abgaskanal stromauf des Katalysators die Lambdasonde angeordnet ist, wobei die Betriebstemperatur der Lambdasonde mittels eines Heizungsreglers des Heizelements einstellbar ist, wobei eine Abgastemperatur der Brennkraftmaschine durch einen
Innenwiderstand der Lambdasonde ermittelbar ist, wobei ein Temperatursensor zur Ermittlung einer Referenztemperatur vorgesehen ist, und wobei die Vorrichtung ein Steuergerät aufweist. Durch eine solche Vorrichtung lässt sich auf einfache Weise ein in den vorherstehenden Abschnitten beschriebenes Verfahren durchführen. Mit einer solchen Vorrichtung kann eine verbesserte Berechnung der Temperatur im Abgaskanal anhand des Heizwiderstands der Lambdasonde erfolgen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betrieb einer
Lambdasonde
Figur 2 ein Ablaufschema zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 32 mit einer Brennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 32 weist einen Abgaskanal 12 auf, in welchem ein Katalysator 14, vorzugsweise ein Drei-Wege- Katalysator, angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine 10 ist über eine in Abgasstromrichtung eines Abgases der Brennkraftmaschine 10 stromauf des Katalysators 14 angeordnete
Lambdasonde 20 durch ein Steuergerät 18 regelbar, wobei die Brennkraftmaschine 10 vorzugsweise alternierend mit geringem Luftüberschuss und geringem Kraftstoffuberschuss um ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird. Die Lambdasonde 20 ist vorzugsweise als Breitbandsonde ausgebildet und weist ein regelbares Heizelement 22, vorzugsweise einen Heizwiderstand, auf. Zur Regelung des Heizelements 22 ist ein
Heizungsregler 24 vorgesehen, welcher beispielsweise in das Steuergerät 18 des
Verbrennungsmotors 10 integriert sein kann oder als separates Bauteil ausgebildet ist.
An dem Kraftfahrzeug 32 ist ein Temperatursensor 16 angeordnet, mit welchen eine, vorzugsweise im Wesentlichen konstante Temperatur, insbesondere die
Umgebungstemperatur, erfasst werden kann. An dem Kraftfahrzeug 32 sind ferner Sensoren 26, 28, 30 verbaut, welche als Türkontakt-Schalter 26, als Gurtschloss-Sensor 28 oder als Sensor 30 zur Erkennung der Sitzbelegung ausgebildet sind.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird die Lambdasonde 20 sowohl über das heiße Abgas der Brennkraftmaschine als auch über das Heizelement 22 beheizt und auf eine vordefinierte Betriebstemperatur geregelt. Bei heißem Abgas ist grundsätzlich die Heizleistungsanforderung an das elektrische Heizelement 22 gering, weil ein größerer Wärmestrom über das Abgas zur Lambdasonde 20 zugeführt wird. Das elektrische Heizelement 22 basiert auf einem ohmschen Widerstand. Die angelegte Spannung U ist quadratisch proportional zur Heizleistung des Heizelements 22. Der Heizwiderstand Rh des Heizelements 22 bestimmt, wieviel Spannung angelegt werden muss, um die Zieltemperatur einzuregeln. Zielwert dieser Regelung ist der Innenwiderstand R, des Heizelements 22 der Lambdasonde 20.
Der funktionale Zusammenhang lässt sich wie folgt beschreiben:
Ph = U * l = U2 / Rh
Wobei Ph die Heizleistung, U die Heizspannung, I der fließende Strom und Rh der
Heizwiderstand sind.
Der Heizwiderstand unterliegt Fertigungstoleranzen, sodass im Betrieb der Lambdasonde 20 unterschiedliche Heizleistungen angefordert werden, um den zielwertigen Innenwiderstand R, zu erreichen. Diese Toleranzen müssen adaptiert werden. Daher ist ein Abgleich zu bestehenden Temperatursensoren 16 hilfreich. Bevorzugt wird dieser bei kalter und stehender Brennkraftmaschine 10 über einen Sensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur durchgeführt. Das Steuergerät 18 kann beispielsweise über einen Türkontakt-Sensor 26 eine Adaptionsroutine starten, mit der eine definierte Heizspannung Uh an die Lambdasonde 20 gebracht wird und die Sprungantwort des Innenwiderstands R, des Heizelements 22
ausgewertet wird. Der Gradient des Innenwiderstands R, ist bei Lambdasonden 20 mit geringerem Heizwiderstand Rh des Heizelements 22 höher als bei Lambdasonden 20 mit maximal zulässigem Heizwiderstand.
Die Temperatur der Lambdasonde ist proportional zum Innenwiderstand R, des Heizelements 22. Es gilt: T ~ R, , wobei R, der Innenwiderstand des Heizelements 22 und T die Temperatur der Lambdasonde 20 ist.
Der Innenwiderstand R, ist ferner proportional zur eingebrachten Heizleistung Ph. Es gilt: R, ~ Ph. Damit ist die Temperatur an der Lambdasonde 20 invers proportional zum Heizwiderstand Rh. Es gilt:
Figure imgf000008_0001
In Figur 2 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Lambdasonde 20 dargestellt.
In einem ersten Verfahrensschritt <100> wird die Umgebungstemperatur durch den
Temperatursensor 16 gemessen. In einem zweiten Verfahrensschritt <1 10> erfolgt eine
Messung des Innenwiderstands R, zum Zeitpunkt t0, also bei Umgebungstemperatur und bevor die Lambdasonde 20 beziehungsweise das Heizelement mit einer definierten Heizspannung beaufschlagt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt <120> wird eine definierte
Heizspannung Uh auf das Heizelement 22 bei kalter Lambdasonde 20 gegeben. Zu einem ersten Zeitpunkt t-ι erfolgt in einem Verfahrensschritt <130> ein zweite Messung des
Innenwiderstandes R, des Heizelements 22. Nach Ablauf einer weiteren Verzugszeit erfolgt zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt t2 eine erneute Messung des Innenwiderstands R, des Heizelements 22. In einem folgenden Verfahrensschritt <140> wird die Adaptionsroutine beendet und der gelernte, adaptierte Wert der Heizspannung Rh im Steuergerät 18 gespeichert.
Dadurch, dass drei Messungen des Innenwiderstands R,, eine bei bekannter (Umgebungs-) Temperatur und zwei weitere bei unbekannten Temperaturen erfolgen, kann ein Zusammenhang zwischen R, und Rh hergestellt werden, um auf die Größe des adaptierten Heizwiderstands Rh beziehungsweise den Abstand zu einem normierten Heizelement 22 zu schließen.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird die Lambdasonde 20 sowohl mit dem elektrischen Heizelement 22 als auch durch das Abgas der Brennkraftmaschine 10 beheizt. Mit dem bekannten und adaptierten Heizwiderstand Rh des Heizelements 22 und der angelegten Heizspannung Uh kann somit eindeutig und zuverlässig auf die Temperatur des Abgases an der Lambdasonde 20 geschlossen werden. Damit werden die Nachteile eines unadaptierten Heizelements 22 überwunden und somit eine größere Genauigkeit bei der
Temperaturermittlung erreicht. Durch eine genauere Temperaturermittlung über dieses
Verfahren kann das Abgastemperaturmodell einen zusätzlichen Sensorwert zur
Plausibilisierung erlangen, welches die Modellierung über das gesamte Abgassystem verbessert.
Bezugszeichenliste
10 Brennkraftmaschine
12 Abgaskanal
14 Katalysator
16 Temperatursensor
18 Steuergerät
20 Lambdasonde
22 Heizelement
24 Heizungsregler
26 Türkontaktschalter
28 Gurtschloss-Sensor
30 Sensor zur Erkennung der Sitzbelegung
32 Kraftfahrzeug
I Stromstärke
Ph Heizleistung
Rh Heizwiderstand
R, Innenwiderstand
T Temperatur
U Spannung t0 Messzeitpunkt vor Aufbringen der Heizspannung t-ι erster Messzeitpunkt
t2 zweiter Messzeitpunkt

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde (20) in einem Abgaskanal (12) einer Brennkraftmaschine (10), wobei die Lambdasonde (20) in dem Abgaskanal (12) stromauf eines Katalysators (14) angeordnet ist, wobei die Lambdasonde (20) ein Heizelement (22) aufweist, wobei die Betriebstemperatur der Lambdasonde (20) mittels eines Heizungsreglers (24) des Heizelements (22) eingestellt wird, und wobei eine Abgastemperatur der Brennkraftmaschine (10) durch einen Innenwiderstand der Lambdasonde (20) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines
Temperatursensors (16) eine Referenztemperatur ermittelt wird, bei der ermittelten Referenztemperatur ein Innenwiderstand (R,) des Heizelements (22) gemessen wird, das Heizelement (22) mit einer definierten Heizspannung (Uh) beaufschlagt wird, eine Sprungantwort des Innenwiderstands (R,) des Heizelements (22) ausgewertet wird und anhand der Sprungantwort eine Adaption des Heizwiderstands (Rh) des Heizelements (22) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zu einem ersten Zeitpunkt (t-ι ) ein erster Widerstand des Heizelements (22) und zu einem späteren Zeitpunkt (t2) ein zweiter Widerstand des Heizelements (22) ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption des
Widerstands in Abhängigkeit von drei Widerstandsmessungen des Heizelements (22) erfolgt, wobei eine erste Widerstandsmessung bei einer durch den Temperatursensor (16) ermittelten Temperatur erfolgt und zwei weitere Widerstandsmessungen bei unbekannten Temperaturen erfolgen und anhand des gemessenen Innenwiderstands (Ri) ein sondenindividueller Heizwiderstand (Rh) für das Heizelement (22) der
Lambdasonde (20) errechnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als
Referenztemperatur die Umgebungstemperatur gewählt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein
adaptierter Heizwiderstand (Rh) in einem Steuergerät (18) der Brennkraftmaschine (10) abgelegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor einem Startvorgang der Brennkraftmaschine (10) gestartet
beziehungsweise durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durch einen Türkontaktschalter (26), einen Gurtschloss-Sensor (28) oder einen Sensor (30) zur Erkennung einer Sitzbelegung eines Kraftfahrzeuges (32) gestartet wird.
8. Steuergerät (18) mit einem Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programm auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Steuergerät (18) der Brennkraftmaschine (10), ausgeführt wird.
9. Vorrichtung zur Korrektur einer Kennlinie einer Lambdasonde (20) in einem Abgaskanal (12) einer Brennkraftmaschine (10), wobei in dem Abgaskanal (12) ein Katalysator (14) angeordnet ist, wobei in Strömungsrichtung eines Abgases der Brennkraftmaschine (10) durch den Abgaskanal (12) stromauf des Katalysators (14) die Lambdasonde (20) angeordnet ist, wobei die Betriebstemperatur der Lambdasonde (20) mittels eines Heizungsreglers (24) des Heizelements (22) einstellbar ist, wobei eine Abgastemperatur der Brennkraftmaschine (10) durch einen Innenwiderstand der Lambdasonde (20) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (16) zur Ermittlung einer Referenztemperatur vorgesehen ist und dass die Vorrichtung ein Steuergerät (18) aufweist, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lambdasonde (20) als Breitbandsonde ausgebildet ist.
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