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WO2010057738A1 - Vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2010057738A1
WO2010057738A1 PCT/EP2009/063920 EP2009063920W WO2010057738A1 WO 2010057738 A1 WO2010057738 A1 WO 2010057738A1 EP 2009063920 W EP2009063920 W EP 2009063920W WO 2010057738 A1 WO2010057738 A1 WO 2010057738A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lambda
lam
cylinder
designed
obs
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/063920
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reza Aliakbarzadeh
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to KR1020107029286A priority Critical patent/KR101255128B1/ko
Priority to US12/999,712 priority patent/US8347700B2/en
Priority to CN2009801242556A priority patent/CN102076945B/zh
Publication of WO2010057738A1 publication Critical patent/WO2010057738A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
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    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1415—Controller structures or design using a state feedback or a state space representation
    • F02D2041/1416—Observer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices

Definitions

  • the invention relates to a device for operating an internal combustion engine.
  • catalysts which convert carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides into harmless substances.
  • Targeting the generation of pollutant emissions during combustion as well as converting the pollutant components to high efficiency by a catalyst requires a very precisely adjusted air / fuel ratio in the respective cylinder.
  • a binary lambda control is known with a binary Lambda probe, which is arranged upstream of the catalytic converter.
  • the binary lambda control comprises a PI controller, the P and I components being stored in maps via engine speed and load.
  • the excitation of the catalytic converter also known as lambda, results.
  • the amplitude of the lambda fluctuation is set to about 3%.
  • the associated lambda actual value is determined on the basis of a characteristic curve. From these values, a lambda mean value is formed for each oxygen sensor and the difference between a lambda desired value dependent on the load of the internal combustion engine and the average lambda value is used as the input variable of a global regulator and supplied to a lambda control device for correction of the green injection signal, so that a theoretical air / fuel ratio can be adjusted. Furthermore, a single-cylinder lambda controller is provided for regulating the individual air / fuel ratio of the individual cylinders. The cylinder-selective output variable of this single-cylinder lambda controller is superimposed on the output variable of the global lambda controller and, with the value obtained therefrom, a basic injection signal is corrected for each individual cylinder.
  • DE 100 11 690 A1 discloses a cylinder-selective lambda control using a broadband lambda probe. From DE 103 58 988 B3 a cylinder-specific lambda control in connection with a linear lambda probe is known.
  • Pistons of the respective cylinder for detecting the measurement signal of the exhaust gas probe to determine, depending on a the air / fuel ratio in the respective cylinder characterizing size. At the sampling crankshaft angle, the measurement signal is detected and assigned to the respective cylinder.
  • the object underlying the invention is to provide an apparatus for operating an internal combustion engine having a plurality of cylinders, which makes a contribution to a low-pollutant operation in a simple manner.
  • the invention is characterized by a device for operating an internal combustion engine having a plurality of cylinders, to each of which an injection valve is assigned, an exhaust tract comprising an exhaust gas catalyst and an upstream or in the exhaust gas catalytic converter arranged lambda probe.
  • the lambda probe can be designed, for example, as a broadband probe, which is also referred to as a linear lambda probe, or else designed as a jump probe, which is also referred to as a binary lambda probe.
  • An allocation unit is provided, which is designed to determine cylinder-specific lambda signals as a function of the measurement signal of the lambda probe. It is further configured to determine Lambda deviation signals for the respective cylinders as a function of the cylinder-specific lambda signals, based on a lambda signal averaged over the cylinder-specific lambda signals.
  • An observer which includes a sensor model of the lambda probe, which is arranged in a feedback branch of the observer.
  • the observer is designed such that the cylinder-specific lambda deviation signals are fed to the input side.
  • the cylinder-individual lambda deviation signals thus become in particular together with the output signal of the sensor model into a forward branch of the observer, for example by forming a difference.
  • the observer is also designed so that its observer output variables related to the respective cylinder are representative of deviations of the injection characteristic of the injection valve of the respective cylinder from a predetermined injection characteristic.
  • a parameter detection unit is provided, which is designed to impose a predetermined disturbance pattern from cylinder-specific mixture deviations. It is further configured to change at least one parameter of the sensor model as a detection parameter in response to the respective predetermined interference pattern until at least one of the parameters
  • Observer output variables representing the proportion of the interference pattern assigned to its cylinder in a predefined manner. If this is the case, the at least one detection parameter is output.
  • the at least one parameter of the sensor model may be, for example, a gain factor or, for example, a rise time.
  • the sensor model can be PTL-based, for example, and the at least one detection parameter can thus be, for example, one or more of the parameters of a PTI element.
  • the observer can be used extremely effectively to determine the actual value of the one or more detection parameters.
  • a changed dynamic behavior of the lambda probe due to, for example, aging effects can be reliably detected.
  • an optional cylinder insert may be present. Disabled individual lambda control, ie it is actively no actual values of the respective observer output variables supplied, so open loop operation with respect to the cylinder-specific lambda control. In this way, a current dynamic behavior of the lambda probe can be determined particularly precisely.
  • the optionally present cylinder-specific lambda control is preferably activated at least temporarily.
  • the device comprises a diagnostic unit, which is designed to determine, depending on the at least one detection parameter, whether the lambda probe is faultless or faulty. This allows a particularly effective diagnosis of the lambda probe without an additional hardware effort.
  • the device for operating the internal combustion engine comprises an adaptation unit which is designed to adapt at least one parameter of the sensor model as a function of the at least one detection parameter for operation with respective cylinder-specific lambda regulators, which are designed such that they respectively the respective observer output is supplied as an input variable, which is assigned to the respective cylinder, and the respective regulator control signal influences the fuel mass to be metered in the respective cylinder.
  • the sensor model can be adapted particularly effectively to the current dynamic properties of the lambda probe and thus a contribution can be made for a particularly precise cylinder-specific lambda control.
  • the parameter detection unit is designed so that the respective predetermined interference pattern is emission-neutral. In this way, the precise determination of the at least one detection parameter can take place largely without a negative influence on the pollutant emissions of the internal combustion engine.
  • the lambda probe is designed as a binary lambda probe.
  • a binary lambda controller is provided, which is designed such that its control input quantity depends on a signal of the binary lambda probe and that its regulator control signal influences a fuel mass to be metered.
  • the allocation unit is preferably designed so that, when the measurement signal of the binary lambda probe is outside a transition phase between a lean phase and a rich phase, the cylinder-specific lambda signals are determined as a function of the measurement signals of the binary lambda probe.
  • the knowledge is used that although in the transition phase between the lean phase and the rich phase, a relatively large change in the measurement signal occurs, but the change in the lambda signal to be assigned is relatively low.
  • the lambda signal should be understood as meaning, in particular, a signal normalized with regard to the so-called air number, the value of which assumes the value 1 at a stoichiometric air / fuel ratio.
  • the finding is based on the fact that, especially in the rich phase and also in the lean phase, due to the cylinder-specific different actual air / fuel ratios, an oscillation modulated onto the measurement signal of the binary lambda probe has a lower amplitude than in the transition phase, however the The differences in the assigned lambda signal become more characteristic. It has thus been shown that a very precise determination of the respective cylinder-specific lambda signals is also possible by means of a binary lambda probe and thus a very precise compensation of tolerances or deviations of the injection characteristic of the injection valve of the respective cylinder from one cylinder by the respective cylinder-individual lambda controllers predetermined injection characteristic can be compensated.
  • the predefined injection characteristic can be related, for example, to a predetermined reference injection valve which has been measured precisely, for example, on an engine test bench.
  • the predetermined injection characteristic for example, be a mean injection characteristic of all injectors of the respective cylinder.
  • the device also makes it possible for other deviations from predetermined reference characteristics, which for example are based on components of the intake tract, to be compensated favorably.
  • the knowledge is also used that typically by corresponding deviations, for example, in particular the injection characteristic of the respective injection valve of the predetermined injection characteristic, can be significantly greater than the fluctuations caused in the context of the control with the lambda controller.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a lambda controller
  • FIG. 3 shows a block diagram in the context of a cylinder-specific lambda control
  • FIG. 4 shows a first flowchart of a program which is executed in the control device
  • FIG. 5 shows a second flowchart that is executed in the control device
  • FIG. 6 shows plots over time
  • FIG. 7 shows a flow diagram of a program for determining at least one detection parameter
  • Figure 8 is a flow chart of a program for performing a diagnosis
  • Figure 9 is a flow chart of a program for performing an adjustment.
  • An internal combustion engine (FIG. 1) comprises an intake tract 1, an engine block 2, a cylinder head 3 and an exhaust tract 4.
  • the intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5, furthermore a collector 6 and an intake manifold 7, which leads to a cylinder Z1 via an intake passage is guided in the engine block 2.
  • the engine block 2 further includes a
  • the cylinder head 3 includes a valvetrain having a gas inlet valve 12 and a gas outlet valve 13.
  • the cylinder head 3 further includes an injection valve 18 and a spark plug 19.
  • the injection valve 18 may also be arranged in the intake manifold 7.
  • an exhaust gas catalyst 21 is arranged, which is preferably designed as a three-way catalyst and, for example, very close to the outlet, which is associated with the outlet valve 13 is arranged.
  • a further catalytic converter may be arranged, which is designed for example as a NOX catalyst 23.
  • a control device 25 is provided which is associated with sensors which detect different measured variables and in each case determine the value of the measured variable. Operating variables also include variables derived from these variables as well as the measured quantities.
  • the control device 25 is designed to determine, depending on at least one of the operating variables manipulated variables, which are then converted into one or more actuating signals for controlling the actuators by means of corresponding actuators.
  • the control device 25 may also be referred to as a device for controlling the internal combustion engine or as an apparatus for operating the internal combustion engine.
  • the sensors are a pedal position sensor 26, which detects an accelerator pedal position of an accelerator pedal 27, an air mass sensor 28, which detects an air mass flow upstream of the throttle valve 5, a first temperature sensor 32, which detects an intake air temperature, a Saugrohr horrsen- sor 34, which detects an intake manifold pressure in the accumulator 6, a crankshaft angle sensor 36, which detects a crankshaft angle, which is then assigned a speed N.
  • a lambda probe 42 is provided, which is arranged upstream of the catalytic converter 21 or in the catalytic converter 21 and which detects a residual oxygen content of the exhaust gas and whose measurement signal MSI is characteristic of the air / fuel ratio in the combustion chamber of the cylinder Zl and upstream of the lambda probe 42nd before the oxidation of the
  • the lambda probe 42 may be disposed in the catalytic converter so that a portion of the catalyst volume upstream of the lambda probe 42 is located.
  • the lambda probe 42 may be formed, for example, as a jump probe, and so also be referred to as a binary lambda probe.
  • the lambda probe may for example also be designed as a broadband probe, which is also referred to as a linear lambda probe.
  • the dynamic behavior of the binary lambda probe is highly nonlinear, especially in one of the transition phases between a lean phase and rich phase.
  • the evaluation of the measurement signal in the non-linear range and thus an evaluation of the cylinder-selective lambda deviation is a challenge, since the falling or rising of the measurement signal can possibly take place faster than a period of a working cycle depending on the probe dynamics.
  • a conversion of the measurement signal into a lambda signal is clearly imprecise, since the sensitivity with respect to lambda in this range is very low.
  • an exhaust gas probe can also be arranged downstream of the catalytic converter 21.
  • any subset of said sensors may be present, or additional sensors may also be present.
  • the actuators are, for example, the throttle valve 5, the gas inlet and gas outlet valves 12, 13, the injection valve 18 or the spark plug 19.
  • cylinder Zl In addition to the cylinder Zl also further cylinders Z2 to Z3 are provided, which then also corresponding actuators and optionally sensors are assigned.
  • the cylinders Z1 to Z3 may be associated, for example, with an exhaust gas bank and have a common lambda probe assigned to them.
  • other cylinders may be provided, such as those associated with a second exhaust bank.
  • the internal combustion engine can comprise any number of cylinders.
  • the control device 25 includes in one embodiment, a binary lambda control, which is explained in more detail by way of example with reference to FIG 2.
  • a block 1 comprises a binary lambda controller which is designed so that the measurement signal MS1 of the lambda probe 42 designed as a binary lambda probe is supplied as a controlled variable, which can also be referred to as a control input variable. Due to the binary nature of the measurement signal MSl of the binary lambda probe, the binary lambda controller is designed as a two-point controller. In this case, the binary lambda controller is designed to detect a lean phase LEAN because the measurement signal MS1 is smaller than a predetermined rich-lean threshold value THD_1, which may have a value of approximately 0.2 V, for example.
  • THD_1 rich-lean threshold value
  • the binary lambda controller is designed to detect a rich phase RICH because the measured signal MS1 of the lambda probe 42 designed as a binary lambda probe has a value that is greater than a predefined lean-rich threshold value THD 2.
  • the predetermined lean-rich threshold value For example, THD 2 may have a value of about 0.6V.
  • the binary lambda controller is preferably designed such that a predetermined blocking time has to elapse before a transient operation TRANS is recognized again after a detection of a lean or rich phase LEAN, RICH. In this way, instability of the lambda controller can be very effectively avoided even with superposed oscillations of the measurement signal MS1.
  • the binary lambda controller is preferably designed as a PI controller.
  • a P component is preferably supplied as a proportional jump P_J to the block B1.
  • a block B2 is provided in which, depending on the rotational speed N and a load LOAD, the proportional jump P J is determined.
  • a map is preferably provided, which can be permanently stored.
  • An I component of the binary lambda controller is preferably determined as a function of an integral increment I_INC.
  • the integer increment I INC is preferably also determined in a block B14 as a function of the rotational speed N and the load LOAD.
  • a map can also be provided.
  • the load LOAD can be, for example, the air mass flow or, for example, the intake manifold pressure.
  • a delay time T_D is supplied in the block Bl as an input parameter, which is determined in a block B6, preferably depending on a trim controller intervention. As part of the trim control, a measurement signal of the other exhaust gas probe is used.
  • the block Bl may be led an extension period T EXT the block Bl.
  • the extension period T_EXT is determined, for example, depending on the respective current operating state BZ of the internal combustion engine in a block B3. In this regard, it is preferably provided that in a first operating state BZ1 the value of the extension period is significantly greater in comparison to a second operating state BZ2.
  • the extension period T_EXT is equal to zero, while in the first operating state BZ1 it is, for example, of the order of one or more working cycles.
  • the first operating state BZ1 can be assumed, for example, as a function of a time condition, that is to say, for example, within predetermined time intervals relative to an engine run or other reference point, or, for example, also with reference to a predefined driving performance.
  • the regulator control signal LAM_FAC_FB of the binary lambda controller is supplied to a multiplier Ml, in which a corrected fuel mass MFF_COR to be metered is determined by multiplication with a fuel mass MFF to be metered.
  • a block BIO is provided in which, depending on, for example, the rotational speed N and the load LOAD, the fuel mass MFF to be metered is determined.
  • one or more maps may be provided, which are determined in advance, such as on an engine test bench.
  • a block B12 is designed to determine an actuating signal SG, in particular for the injection valve 18, depending on the corrected fuel mass MFF_COR to be metered.
  • the block Bl is designed to be the controller manipulated variable
  • LAM_FAC_FB the binary lambda controller for a plurality of cylinders Zl to Z3 to determine, ie in particular those cylinders Zl to Z3, which is associated with a single binary lambda probe 42. The same applies in particular to the block BIO.
  • a cylinder-individual lambda control is explained in more detail with reference to FIG. It can be seen from a typical signal curve of the measuring signal MS1 that the typical rectangular or trapezoidal basic shape of the measuring signal is modulated with superimposed vibrations, which are in particular caused by deviations of the injection characteristics of the respective injection valves 18, of the respective cylinders Z1 to Z3 from a predetermined injection characteristic ,
  • the measuring signal MSl of the example formed as a binary lambda probe lambda probe 42 is also plotted, wherein schematically the respective transition phases TRANS, fat phases RICH and lean phases LEAN are shown.
  • a block B16 comprises an allocation unit which is designed such that when the measurement signal MSl of the lambda probe 42 formed as a binary lambda probe is outside a transition phase TRANS between a lean phase LEAN and a rich phase RICH, cylinder-specific lambda signals depend on the measurement signal MSl of the lambda probe 42 LAM Zl, LAM Z2, LAM_Z3 are determined and, depending on the cylinder-specific lambda signals LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3, cylinder-specific lambda deviation signals D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 for the respective cylinders are determined based on on lambda signal LAM_ZI_MW averaged over the cylinder-specific lambda signals LAM Z1, LAM Z2, LAM_Z3.
  • programs are preferably provided which are executed during the operation of the internal combustion engine in the control device and which are explained in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the program according to FIG. 4 is started in a step S1 in which variables can be initialized if necessary.
  • a step S2 it is checked whether the measurement signal MSl of the binary lambda probe is smaller than the rich-lean threshold THD 1. If this is not the case, the processing is continued in a step S4, in which the program for a predetermined first waiting period T Wl remains or is interrupted, wherein the first waiting time T_W1 is suitably set short enough so that the conditions of step S2 can be tested often suitable.
  • the predetermined waiting time duration T W1 can also be dependent on the respective current rotational speed and thus given crankshaft angle-related.
  • step S2 is not met, in particular directly after the first processing of step S2 after the start of the program in
  • Step S1 the processing is also continued in a step S16, which is explained in more detail below, and then in this case, if the condition of step S16 is not met, the processing in step S4 is continued, then this modified processing is performed so long until either the condition of step S2 or that of step S16 is met for the first time. If, on the other hand, the condition of step S2 is satisfied, in a step S6 a current phase ACT_PH is assigned to the lean phase LEAN and an assignment flag ZUORD is set to a truth value TRUE. Thereafter, the program remains in a step S8 for a predetermined second waiting time T_W2 or is interrupted during this, wherein the second waiting time T W2 is provided in particular correlating to the blocking period.
  • step S10 it is checked in a step S10 whether the measurement signal MS1 of the binary lambda probe is smaller than the rich-lean threshold value THD1. If this is the case, the lean phase LEAN is still valid as the current phase ACT PH, and the program pauses or is interrupted in step S12 corresponding to step S4 for the predefined first waiting time T_W1 before the step S10 is executed again.
  • step S10 If, on the other hand, the condition of step S10 is not fulfilled, the transition phase TRANS is assigned to the current phase ACT_PH in a step S14 and the assignment flag ZU-ORD is set to a false value FALSE.
  • step S16 it is checked in a step S16 whether the measurement signal MS1 of the binary lambda probe 42 is greater than the lean-rich threshold value THD2. If the condition of step S16 is not met, the program remains in a step S18 for the predetermined first one Waiting time T Wl according to the procedure according to the step S4, before the step S16 is executed again.
  • step S16 of the current phase ACT PH the rich phase becomes Assigned to the assignment flag ZUORD the truth value TRUE.
  • the program remains in a step S22 for the predetermined second waiting period T W2 corresponding to the step S8, and thus it can also be interrupted during the step S22.
  • step S24 it is then checked whether the measurement signal MS1 of the lambda probe 42 is still greater than the lean-rich threshold value THD_2. If this is the case, the processing is continued in a step S26 corresponding to the step S4. Subsequent to step S26, the processing is continued again in step S24.
  • step S24 If, on the other hand, the condition of step S24 is not satisfied, the transition phase TRANS is assigned to the current phase ACT_PH in a step S28, and the false value FALSE is assigned to the assignment flag ZU-ORD before the processing in step S4 is continued.
  • a further program is processed, which will be explained below with reference to FIG 5.
  • the program is started in a step S30 in which variables can be initialized if necessary.
  • a step S32 it is checked whether the allocation flag ZUORD is at its truth value TRUE. If this is not the case, the processing is continued in a step S34, in which the program for the predetermined first waiting time T Wl pauses or is also interrupted according to the procedure according to step S4, before the processing is continued again to step S32.
  • step S32 If, on the other hand, the condition of step S32 is met, the cylinder-specific lambda signals LAM_Z1, LAM_Z2 and LAM_Z3 with respect to the cylinders Z1, Z2, Z3 are determined in a step S36 as a function of the measurement signal MS1 of the lambda probe 42.
  • a step S36 there is a correspondingly segment-synchronous sampling, in such a way that the respective exhaust gas packets are then each representative of the respective cylinder Zl to Z3.
  • the cylinder-specific lambda signals LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 are preferably dependent on a characteristic and more preferably on a separately predetermined characteristic curve for the rich phase RICH and indeed a lambda-fat characteristic KL, depending on the measurement signal MSl of the binary lambda probe 42 R and determined for the lean phase LEAN lambda-lean characteristic KL L determined.
  • these characteristics are preferable following the step S36, the processing in the step S34 is continued.
  • the allocation unit in the block B16 further comprises a block B18 which comprises a changeover switch.
  • the switch is designed to perform a switching, which is correlated to the respective times at which the respective exhaust gas package is representative of the respective cylinder Zl to Z3.
  • switching takes place when the measuring signal MSl of the lambda probe changes in view of its characteristic for the respective cylinder, that is, for example, from the cylinder Z1 to the cylinder Z2 or cylinder Z3.
  • a block B20 is designed to determine a lambda signal LAM ZI MW averaged over the cylinder-specific lambda signals LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3.
  • block B20 is designed to generate in each case cylinder-specific lambda deviation signals D LAM Z1, D LAM Z2, D LAM Z3. mittein and depending on a difference of the respective cylinder-specific lambda signal LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 and on the other side of the averaged lambda signal LAM_ZI_MW.
  • the respective cylinder-specific lambda deviation signal D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 is determined for the respectively relevant cylinder Z1 to Z3.
  • the allocation unit can also be designed to determine the cylinder-specific lambda deviation signals D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 depending on the measurement signal of a lambda probe designed as a broadband probe. In this case, only a correspondingly synchronized scanning of the measurement signal MS1 of the lambda probe 42 is then required for determining the cylinder-specific lambda signals LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3.
  • the respective currently determined cylinder-individual lambda deviation signal D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 is fed to a block B22 which comprises an observer, wherein the feed to a subtraction point SUB1 is effected by determining the difference to a model lambda deviation signal D LAM MOD, wherein the model Lambda deviation signal D LAM MOD is the output signal of a sensor model.
  • This difference is then amplified in an amplifier K and then fed to a block B24 which also includes a switch which is switched in synchronism with that of the block B18.
  • the blocks B26, B28 and B30 each comprise an I-element, that is to say an integrating element which integrates the signals present at its input.
  • the Output of the block B26 is representative of a deviation of the injection characteristic of the injector 18 of the cylinder Zl from a predetermined injection characteristic and represents the observer output OBS_Z1 which is representative of the deviation of the injection characteristic of the injector of the cylinder Zl from a predetermined injection characteristic.
  • the predetermined injection characteristic may be a mean injection characteristic of all injection valves 18 of the respective cylinders Z1, Z2, Z3.
  • OBS Z2, OBS Z3 which are the output variables of the blocks B28 and B30 with respect to the cylinders Z2 and Z3.
  • a further switch is provided in a block B32 to which the observer output variables OBS_Z1, OBS_Z2 and OBS Z3 are supplied on the input side and whose changeover switch is switched synchronously to that of the blocks B18 and B24 and whose output signal is the input quantity of a block B34.
  • the block B34 comprises a sensor model of the lambda probe 42.
  • This sensor model is realized, for example, in the form of a PTI element, however, it can also comprise further elements. It includes, for example, a gain factor and a rise time parameter as the parameter.
  • the model lambda deviation signal D LAM MOD is then generated as the output of the sensor model.
  • the respective observer output variables OBS Z1, OBS Z2 and OBS_Z3 are fed to cylinder-specific lambda controllers, which are each formed in a block B36, B38 and B40.
  • the cylinder-specific lambda controllers can have, for example, an integral component.
  • the respective controller position LAM_FAC_ZI_Z1, LAM_FAC_ZI_Z2, LAM_FAC_ZI_Z3 influences the fuel mass MFF to be metered in the respective cylinder Z1, Z2, Z3, inasmuch as, for example, an individual correction can be made in the multiplying position M1 with respect to the respective cylinder Z1 to Z3.
  • corresponding adaptation values can also be determined as a function of the respective cylinder-specific regulator control signals LAM_FAC_ZI_Z1, LAM_FAC_ZI_Z2, LAM_FAC_ZI_Z3, as illustrated by the schematically indicated further blocks following the blocks B36 to B40.
  • FIG. 6 an exemplary profile of the regulator control signal LAM_FAC_FB of the lambda controller is shown schematically on the one hand for the first operating state BZ1 and the second operating state BZ2.
  • a block B42 (FIG. 3) is provided, which is designed to switch the observer output variables OBS_Z1, OBS_Z2, OBS_Z3, which are related to the respective cylinders Z1 to Z3, either to the blocks B36 to B40 or to a block B44 switch, which includes a parameter detection unit.
  • the parameter detection unit is designed such that when it is acted on by the observer output variables OBS Z1, OBS_Z2, OBS_Z3, it imposes a predetermined interference pattern of cylinder-specific mixture deviations and, in response to the respective predetermined interference pattern, at least one parameter of the sensor model as detection parameter PA RAM_DET changed until at least one of the observer output quantities represents the proportion of the interference pattern PAT assigned to its respective cylinder Z1 to Z3 in a predefined manner and then outputs the at least one detection parameter PARAM DET.
  • the output can be made, for example, to a block B46, which comprises an adaptation unit. Alternatively or additionally, the output can also be made to a block B48, which includes a diagnostic unit.
  • the one or more detection parameters PARAM_DET are impressed on at least the sensor model of the block B34 when the parameter detection unit is active and imposes the predetermined interference pattern.
  • the parameter PARAM assigned to the respective detection parameter PARAM_DET in the sensor model is then adapted at least temporarily accordingly.
  • the program is started in a step P1, which may be, for example, close to a start of the internal combustion engine.
  • a step P2 it is checked whether a time counter T_CTR is greater than a predetermined time threshold value T THD.
  • the time threshold T_THD is suitably predetermined so that an imprinting of the interference pattern PAT suitably spaced approximately is performed. Alternatively, it can also be checked in step P2 whether a predetermined mileage has occurred since the last-time fulfillment of the condition of step P2.
  • step P2 If the condition of step P2 is not fulfilled, the execution continues in a step P4, in which the program pauses for a predetermined waiting time period T W3, before the program is continued again in step P2. If, on the other hand, the condition of step P2 is fulfilled, it is checked in a step P6 whether the internal combustion engine is in stationary driving mode. This is preferably done by means of evaluation of the rotational speed N and / or the load-sized LOAD. If the condition of the step P6 is not satisfied, the processing is continued in a step P8 in which the program pauses for a predetermined waiting time period T W4 before the processing is continued again in the step P6.
  • step P9 a predetermined interference pattern PAT of cylinder-specific mixture deviations is impressed.
  • the following alternative disturbance patterns may be predetermined, wherein the percentages in each case represent deviations from a respective air / fuel ratio predetermined in the respective cylinder Z1 to Z3 without the disturbance pattern and refer to the respective tuples are on the cylinders Zl, Z2 and Z3.
  • the disturbance patterns can be specified as [+10%, 0%, 0%], [+10%, -5%, -5%], [-10%, +5%, +5%] or other combinations ,
  • the respective interference pattern PAT is provided so that it is emission-neutral. This can be achieved particularly simply by adding up the deviations over the cylinders to zero.
  • the impressing of the respective interference pattern PAT is preferably carried out in such a way that this is taken into account when determining the corrected metered fuel mass MFF COR.
  • a step PlO at least one relative to a respective cylinder Z1 to Z3 is determined
  • Fault value AMP MOD MES determined by evaluating the respectively assigned observer output size OBS_Z1 to 0BS_Z3.
  • the observer output variables OBS_Z1, OBS_Z2, OBS_Z3 are preferably evaluated in each case, with respect to which a correspondingly deviating mixture was impressed on the cylinder Z1-Z3 assigned to it by the interference pattern PAT.
  • the interference value AMP MOD MES can be representative, for example, of a deviation of the mixture caused by the interference pattern PAT from the respective particular stationary value of the respective observer output variable OBS_Z1, OBS_Z2, OBS Z3 without the imposition of the interference pattern. However, it may also be representative of, for example, a reconstruction period that correlates to the duration of the imprint of the perturbation pattern until the plateau phase is reached.
  • a step P12 is then checked to determine whether the determined fault value AMP_MOD_MES corresponds approximately to an expected fault value AMP_MOD_NOM.
  • the expected disturbance value AMP MOD NOM is preferably dependent on at least one operating variable of the internal combustion engine and in particular related to certain load and speed points. In this context, it can be considered, for example, that in certain operating points not 100% detection of the respective interference pattern is expected, in particular due to corresponding parameterization of the sensor model.
  • step P14 At least one detection parameter PARAM DET is adjusted in the sense of reducing the deviation between the determined fault value and the expected fault value AMP MOD MES, AMP_MOD_NOM.
  • the detection parameter PARAM_DET is one or more of the parameters PARAM of the sensor model and can thus be, for example, an amplification factor. However, it can also be, for example, a rise time parameter.
  • the transfer function of the sensor model can be, for example, in the case of a PTI element KM / (I + TA-s), where KM then represents the amplification factor and TA represents the rise time parameter.
  • step P14 Subsequent to the processing of the step P14, the processing is continued again in the step PlO.
  • step P12 If, on the other hand, the condition of step P12 is fulfilled, which may be the case, for example, if the determined disturbance value AMP MOD MES differs only to a predefined small extent from the expected disturbance value AMP_MOD_NOM, then the detection parameter PA-
  • RAM_DET output This can be done for example to the adjustment unit or the diagnostic unit. Subsequent to the processing of the step P16, the processing in the step P4 is continued again.
  • the time counter T_CTR is cyclically incremented by means of a preferably predetermined time counter element and reset again when the condition of step P2 is met.
  • a program which is illustrated by the flowchart of FIG. 8, is functionally executed in the diagnostic unit.
  • the program is started in a step P18 in which, if necessary, program parameters can be initialized.
  • a step P20 it is checked whether one or more new detection parameters PARAM DET have been output by the parameter detection unit and whether these are within a predetermined tolerance range, wherein the respective tolerance range TOL is predetermined such that if the respective detection parameter PARAM_DET is within the tolerance range TOL a fault-free functioning of the lambda probe 42 can be assumed and otherwise a non-faultless functioning of the lambda probe 42 must be assumed.
  • a fault-free diagnosis value DIAG_G is set in a step P22, and the processing then proceeds to a step P24 in which the program pauses for a predetermined waiting time period TW5 before the processing is resumed in the step P20 becomes.
  • step P20 If, on the other hand, the condition of step P20 is not satisfied, then an error-related diagnostic value DIAG F is set in a step P26 and, depending on this, a fault diagnosis value DIAG F is set. for example, performed on a driver of the vehicle or in a spring store.
  • step P26 Following the processing of step P26, the processing is also continued in step P24.
  • the program is started in a step P28 in which, if necessary, program parameters can be initialized.
  • a step P30 it is checked whether at least one detection parameter PARAM DET has been output by the parameter detection unit and, if appropriate, further prerequisites have been satisfied.
  • the further prerequisites may be, for example, that predetermined operating conditions exist which suitably enable adaptation of at least one parameter PARAM of the sensor model for consideration of the resulting adjusted observer output variables OBS Z1 to OBS Z3 in the context of the cylinder-specific lambda control.
  • step P30 If the condition of the step P30 is not satisfied, the processing is continued in a step P32, in which the program pauses for another waiting period T_W6, before the processing is continued again in the step P30.
  • step P30 if the condition of the step P30 is satisfied, the processing is continued in a step P36.
  • At least one parameter PARAM of the sensor model is adapted, depending on the one or more Detection parameters PARAM DET in this context, the respective parameter PARAM, for example, the value of the corresponding parameter PARAM DET directly assigned.
  • the respective parameter PARAM for example, the value of the corresponding parameter PARAM DET directly assigned.
  • a different value can also be assigned taking into account the required properties of the sensor model. For example, when changing the amplification factor in the context of, in particular, a PTI model, it must be taken into account that this also affects the dynamics of the sensor model and thus certain limits are set here, in the sense that a required stability reserve of the cylinder-specific lambda control is maintained.
  • a phase adaptation ie in particular a change of the respective sampling instant of the measuring signal MS1, can be carried out for determining the respective cylinder-individual lambda signals LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3.
  • the programs according to the flowcharts of FIGS. 7 to 9 and also of FIG. 5 can in principle be executed in different arithmetic units but also in a common arithmetic unit and also stored in a common data or program memory or also stored in separate memories.
  • a forward branch of the block B22 comprises in particular the subtracting point SUB1 and the blocks B24 to B30.
  • a linear lambda controller may be present within the scope of a linear lambda control.

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Abstract

Eine Zuordnungseinheit ist vorgesehen, die dazu ausgebildet ist abhängig von dem Messsignal der Lambdasonde zylinderindividuelle Lambdasignale zu ermitteln, und abhängig von den zylinderindividuellen Lambdasignalen Lambdaabweichungssignale für die jeweiligen Zylinder zu ermitteln, bezogen auf ein über die zylinderindividuellen Lambdasignale gemitteltes Lambdasignal. Ferner ist ein Beobachter vorgesehen, der ein Sensormodell der Lambdasonde umfasst, das in einem Rückkopp lungs zweig des Beobachters angeordnet ist. Der Beobachter ist so ausgebildet, dass ihn die zy linder individuellen Lambdaabweichungssignale eingangsseitig zugeführt werden und auf den jeweiligen Zylinder bezogene Beobachter-Ausgangsgrößen repräsentativ sind für Abweichungen der Einspritzcharakteristik des Einspritzventils des jeweiligen Zylinders von einer vorgegebenen Einspritzcharakteristik. Eine Parameterdetektionseinheit ist vorgesehen, die dazu ausgebildet ist ein vorgegebenes Störmuster aus zylinderindividuellen Gemischabweichungen aufzuprägen. Sie ist ferner dazu ausgebildet in Reaktion auf das jeweils vorgegebene Störmuster zumindest einen Parameter des Sensormodells als Detektionsparameter solange zu verändern, bis zumindest eine der Beobachter-Ausgangsgrößen den ihren Zylinder zugeordneten Anteil des Störmusters auf vorgegebene Weise repräsentiert. Der zumindest eine Detektionsparameter wird ausgegeben.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine .
Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brenn- kraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich,
Schadstoffemissionen bei dem Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, dass die Schadstoffemissionen verringert werden, die während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen Zylindern entstehen. Zum anderen sind in
Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln.
Zu diesem Zweck werden Katalysatoren eingesetzt, die Kohlen- monoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in unschädliche Stoffe umwandeln.
Sowohl das gezielte Beeinflussen des Erzeugens der Schadstoffemissionen während der Verbrennung, als auch das Umwandeln der Schadstoffkomponenten mit einem hohen Wirkungsgrad durch einen Katalysator setzen ein sehr präzise eingestelltes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder voraus.
Aus dem Fachbuch "Handbuch Verbrennungsmotor", Herausgeber Richard von Basshuysen, Fred Schäfer, 2. Auflage, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Juni 2002, Seiten 559 bis 561, ist eine binäre Lambdaregelung bekannt mit einer binären Lambdasonde, die stromaufwärts des Abgaskatalysators angeordnet ist. Die binäre Lambdaregelung umfasst einen PI-Regler, wobei die P- und I-Anteile in Kennfeldern über Motordrehzahl und Last abgelegt sind. Bei der binären Lambdaregelung ergibt sich die Anregung des Katalysators, auch als Lambda-
Schwankung bezeichnet, implizit durch die Zweipunktregelung. Die Amplitude der Lambda-Schwankung wird auf in etwa 3 % eingestellt .
Um insbesondere zukünftigen gesetzlichen Anforderungen bezüglich der Schadstoffemissionen gerecht zu werden, werden verstärkt motornahe Katalysatoren eingesetzt. Diese erfordern aufgrund der geringen Mischstrecke von den Auslassventilen bis zu dem Katalysator in vielen Fällen eine sehr geringe To- leranz im Luft/Kraftstoff-Verhältnis in den einzelnen Zylindern einer Abgasbank und zwar eine deutlich geringere Toleranz als bei einer motorfernen Anordnung der Katalysatoren. In diesem Zusammenhang kann eine zylinderindividuelle Lambdaregelung eingesetzt werden.
Aus der DE 198 46 393 Al ist eine zylinderselektive Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor bekannt mit einer als Sprungsonde ausgebildeten Lambdasonde. Im Rahmen der zylinderselektiven Regelung wird die Spannungsabweichung des Lambdasonden-
Spannungssignals eines Zylinders in Relation zu den Spannungssignalen der benachbarten Zylinder gebildet. Mit dem Differenzwert wird dann eine Korrektur der Einspritzung vorgenommen. Dabei wird berücksichtigt, dass gerade die starke Änderung der Sondenspannung in dem Bereich des exakt stöchio- metrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses es ermöglicht, bereits geringe Abweichungen von einem optimalen Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erkennen. Aus der EP 0 826 100 Bl ist ein Verfahren zur zylinderselektiven Regelung des Kraftstoff-Luftverhältnisses für eine mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine bekannt. Es ist eine Lambdaregelungseinrichtung vorgesehen, der ein Sauer- stoffsensor zugeordnet ist, der einen entsprechenden Sauerstoffgehalt des aus den einzelnen Abgaspaketen der einzelnen Zylinder resultierende Summenabgases repräsentierendes Sensorsignal abgibt. Zu jedem Wert des Sensorsignals wird der zugehörige Lambdaistwert anhand einer Kennlinie ermittelt. Aus diesen Werten wird für jeden Sauerstoffsensor ein Lambda- mittelwert gebildet und es wird die Differenz zwischen einem abhängig von der Last der Brennkraftmaschine vorgegebenen Lambdasollwert und dem Lambdamittelwert als Eingangsgröße eines Globalreglers herangezogen und einem Globallambdaregler der Lambdaregelungseinrichtung zur Korrektur des Grun- deinspritzsignales zugeführt, so dass ein theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden kann. Ferner ist ein Einzelzylinder-Lambdaregler vorgesehen zur Regelung des individuellen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der einzelnen Zylinder. Die zylinderselektive Ausgangsgröße dieses Einzel- zylinder-Lambdareglers wird der Ausgangsgröße des globalen Lambdareglers überlagert und mit dem daraus erhaltenen Wert wird ein Grundeinspritzsignal zylinderindividuell korrigiert.
Aus der DE 100 11 690 Al ist eine zylinderselektive Lambdare- gelung unter Einsatz einer breitbandigen Lambdasonde bekannt. Auch aus der DE 103 58 988 B3 ist eine zylinderindividuelle Lambdaregelung im Zusammenhang mit einer linearen Lambdasonde bekannt .
Aus der DE 103 04 245 B3 ist ein Verfahren zur Adaption einer Signalabtastung von Lambdasondensignalwerten zum Einsatz einer zylinderselektiven Lambdaregelung für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine bekannt, wobei Zeitpunkte zur Erfassung der Lambdawerte der einzelnen Zylinder bezogen auf eine Kurbelwellenposition der Brennkraftmaschine derart gesetzt werden, dass eine Kenngröße einen Extremwert annimmt, die ein Maß ist für die Abweichung der Lambdawerte der einzelnen Zy- linder.
Aus der DE 10 2004 026 176 B3 ist es im Rahmen eines Erfassens eines zylinderindividuellen Luft/Kraftstoff- Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine bekannt, einen Ab- tast-Kurbelwellenwinkel bezogen auf eine Bezugsposition des
Kolbens des jeweiligen Zylinders zum Erfassen des Messsignals der Abgassonde zu ermitteln und zwar abhängig von einer das Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem jeweiligen Zylinder charakterisierenden Größe. Zu dem Abtast-Kurbelwellenwinkel wird das Messsignal erfasst und dem jeweiligen Zylinder zugeordnet .
Aus der DE 10 2004 004 291 B3 ist es bekannt, zu einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel, bezogen auf eine Bezugsposition des Kolbens des jeweiligen Zylinders, das Messsignal in einer Abgassonde zu erfassen und dem jeweiligen Zylinder zuzuordnen. Der vorgegebene Kurbelwellenwinkel wird abhängig von einem Instabilitätskriterium eines Reglers angepasst. Mittels des Reglers wird eine Stellgröße zum Beeinflussen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem jeweiligen Zylinder abhängig von dem für den jeweiligen Zylinder erfassten Messsignal erzeugt.
Aus der DE 10 2005 034 690 B3 ist es bekannt, einen vorgege- benen Kurbelwellenwinkel zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff- Verhältnisses mittels eines Messsignals zum Zuordnen zu einem jeweiligen Zylinder, abhängig von einem Gütekriterium anzupassen, das abhängt von einer Laufunruhe und einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine. Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern zu schaffen, die auf einfache Weise einen Beitrag zu einem Schadstoffarmen Betrieb leistet.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, denen jeweils ein Einspritzventil zugeordnet ist, einem Abgastrakt, der einen Abgaskatalysator und eine stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator angeordnete Lambdasonde umfasst. Die Lambdasonde kann beispielsweise als eine Breitbandsonde ausgebildet sein, die auch als lineare Lambdasonde bezeichnet wird, oder auch als eine Sprungsonde ausgebildet sein, die auch als binäre Lambdasonde bezeichnet wird.
Eine Zuordnungseinheit ist vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Messsignal der Lambdasonde zylinderindividuelle Lambdasignale zu ermitteln. Sie ist ferner dazu ausgebildet, abhängig von den zylinderindividuellen Lambda- Signalen Lambdaabweichungssignale für die jeweiligen Zylinder zu ermitteln bezogen auf ein über die zylinderindividuellen Lambdasignale gemitteltes Lambdasignal .
Ein Beobachter ist vorgesehen, der ein Sensormodell der Lambdasonde umfasst, das in einem Rückkopplungszweig des Beobach- ters angeordnet ist. Der Beobachter ist so ausgebildet, dass ihm die zylinderindividuellen Lambdaabweichungssignale ein- gangsseitig zugeführt werden. Die zylinderindividuellen Lambdaabweichungssignale werden somit insbesondere zusammen mit dem Ausgangssignal des Sensormodells in einen Vorwärtszweig des Beobachters eingekoppelt, beispielsweise durch Bilden einer Differenz.
Der Beobachter ist ferner dazu ausgebildet, dass seine auf den jeweiligen Zylinder bezogene Beobachter-Ausgangsgrößen repräsentativ sind für Abweichungen der Einspritzcharakteristik des Einspritzventils des jeweiligen Zylinders von einer vorgegebenen Einspritzcharakteristik.
Eine Parameterdetektionseinheit ist vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, ein vorgegebenes Störmuster aus zylinderindividuellen Gemischabweichungen aufzuprägen. Sie ist ferner dazu ausgebildet, in Reaktion auf das jeweils vorgegebene Störmuster zumindest einen Parameter des Sensormodells als Detekti- onsparameter so lange zu verändern, bis zumindest eine der
Beobachter-Ausgangsgrößen den ihrem Zylinder zugeordneten Anteil des Störmusters auf vorgegebene Weise repräsentiert. Wenn dies der Fall ist, wird der zumindest eine Detektionspa- rameter ausgegeben.
Der zumindest eine Parameter des Sensormodells kann beispielsweise ein Verstärkungsfaktor oder beispielsweise eine Anstiegszeit sein. Das Sensormodell kann beispielsweise PTl- basiert sein und der zumindest eine Detektionsparameter kann so beispielsweise einer oder mehrere der Parameter eines PTl- Glieds sein.
Der Beobachter kann äußerst wirkungsvoll eingesetzt werden zum Ermitteln des tatsächlichen Wertes des oder der Detektionsparameter. So kann beispielsweise ein geändertes dynami- sches Verhalten der Lambdasonde aufgrund beispielsweise von Alterungseinflüssen sicher erkannt werden.
Während des Ermitteins des zumindest einen Detektionsparame- ters ist bevorzugt eine gegebenenfalls vorhandene zylinderin- dividuelle Lambdaregelung deaktiviert, das heißt ihr werden aktiv keine aktuellen Werte der jeweiligen Beobachter- Ausgangsgrößen zugeführt, also open loop Betrieb bezüglich der zylinderindividuellen Lambdaregelung. Auf diese Weise lässt sich ein aktuelles Dynamikverhalten der Lambdasonde besonders präzise ermitteln. Außerhalb des Ermitteins des zumindest einen Detektionsparameters ist die ggf. vorhandene zylinderindividuelle Lambdaregelung bevorzugt zumindest zeitweise aktiviert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Diagnoseeinheit, die dazu ausgebildet ist, abhängig von dem zumindest einen Detektionsparameter zu ermitteln, ob die Lambdasonde fehlerfrei oder fehlerhaft ist. Dies ermög- licht eine besonders wirkungsvolle Diagnose der Lambdasonde ohne einen zusätzlichen Hardwareaufwand.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine eine Anpas- sungseinheit, die dazu ausgebildet ist, zumindest einen Parameter des Sensormodells abhängig von dem zumindest einen Detektionsparameter anzupassen für einen Betrieb mit jeweiligen zylinderindividuellen Lambdareglern, die so ausgebildet sind, dass ihnen jeweils die jeweilige Beobachter-Ausgangsgröße als Eingangsgröße zugeführt ist, die dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist, und das jeweilige Reglerstellsignal die in dem jeweiligen Zylinder zuzumessende Kraftstoffmasse beeinflusst.
Auf diese Weise kann das Sensormodell besonders wirkungsvoll an die aktuellen Dynamikeigenschaften der Lambdasonde ange- passt werden und somit ein Beitrag geleistet werden für eine besonders präzise zylinderindividuelle Lambdaregelung. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Pa- rameterdetektionseinheit so ausgebildet, dass das jeweils vorgegebene Störmuster emissionsneutral ist. Auf diese Weise kann das präzise Ermitteln des zumindest einen Detektionspa- rameters weitgehend ohne eine negative Beeinflussung der Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine erfolgen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lambdasonde als binäre Lambdasonde ausgebildet. Ferner ist ein binärer Lambdaregler vorgesehen, der so ausgebildet ist, dass seine Regeleingangsgröße abhängt von einem Signal der binären Lambdasonde und dass sein Reglerstellsignal eine zuzumessende Kraftstoffmasse beeinflusst. Die Zuordnungseinheit ist in diesem Fall bevorzugt so ausgebildet, dass, wenn das Messsignal der binären Lambdasonde außerhalb einer Übergangsphase zwischen einer Magerphase und einer Fettphase ist, abhängig von den Messsignalen der binären Lambdasonde die zylinderindividuellen Lambdasignale ermittelt werden.
In diesem Zusammenhang wird die Erkenntnis genutzt, dass zwar in der Übergangsphase zwischen der Magerphase und der Fettphase eine relativ große Messsignalveränderung auftritt, aber die zuzuordnende Veränderung des Lambdasignals relativ gering ist. In diesem Zusammenhang ist unter dem Lambdasignal insbe- sondere ein im Hinblick auf die so genannte Luftzahl normiertes Signal zu verstehen, dessen Wert bei einem stöchiometri- schen Luft/Kraftstoff-Verhältnis den Wert 1 annimmt.
Ferner liegt die Erkenntnis zugrunde, dass gerade in der Fettphase und auch in der Magerphase, und zwar aufgrund der zylinderindividuellen unterschiedlichen tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisse, eine auf das Messsignal der binären Lambdasonde aufmodulierte Schwingung eine geringere Amplitude aufweist, als in der Übergangsphase, jedoch die je- weiligen Unterschiede in dem zugeordneten Lambdasignal charakteristischer zu Tage treten. Es hat sich so gezeigt, dass durch eine derartige Signalauswertung eine sehr präzise Ermittlung der jeweiligen zylinderindividuellen Lambdasignale auch mittels einer binären Lambdasonde möglich ist und so durch die jeweiligen zylinderindividuellen Lambdaregler eine sehr präzise Kompensation von Toleranzen oder Abweichungen der Einspritzcharakteristik des Einspritzventils des jeweiligen Zylinders von einer vorgegebenen Einspritzcharakteristik kompensiert werden können. Die vorgegebene Einspritzcharakteristik kann beispielsweise bezogen sein auf ein vorgegebenes Referenzeinspritzventil, das beispielsweise an einem Motorprüfstand exakt vermessen wurde. Darüber hinaus kann die vorgegebene Einspritzcharakteristik beispielsweise auch eine mittlere Einspritzcharakteristik aller Einspritzventile der jeweiligen Zylinder sein. Die Vorrichtung ermöglicht es auch, dass auch weitere Abweichungen von vorgegebenen Referenzcharakteristiken, die beispielsweise bezogen sind auf Komponenten des Ansaugtraktes, günstig kompensiert werden können. Darüber hinaus wird in diesem Zusammenhang auch die Erkenntnis genutzt, dass typischerweise die durch entsprechende Abweichungen, beispielsweise insbesondere der Einspritzcharakteristik des jeweiligen Einspritzventils von der vorgegebenen Einspritzcharakteristik, deutlich größer sein können, als die im Rahmen der Regelung mit dem Lambdaregler hervorgerufenen Schwankungen .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
Figur 2 ein Blockdiagramm eines Lambdareglers, Figur 3 ein Blockdiagramm im Rahmen einer zylinderindividuellen Lambdaregelung,
Figur 4 ein erstes Ablaufdiagramm eines Programms, das in der Steuervorrichtung abgearbeitet wird,
Figur 5 ein zweites Ablaufdiagramm, das in der Steuervorrichtung abgearbeitet wird,
Figur 6 Signalverläufe aufgetragen über die Zeit,
Figur 7 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Ermitteln zumindest eines Detektionsparameters,
Figur 8 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Durchführen einer Diagnose und
Figur 9 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Durchführen einer Anpassung.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Zl über einen Einlasskanal in den Motor- block 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine
Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Zl gekoppelt ist. Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13.
Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19. Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 21 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwege-Katalysator ausgebildet ist und der beispielsweise sehr nah zu dem Auslass, dem das Auslassventil 13 zugeordnet ist, angeordnet ist.
Ferner kann in dem Abgastrakt 4 auch ein weiterer Abgaskatalysator angeordnet sein, der beispielsweise als NOX- Katalysator 23 ausgebildet ist.
Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen ne- ben den Messgrößen auch von diesen abgeleitete Größen.
Die Steuervorrichtung 25 ist dazu ausgebildet, abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen Stellgrößen zu ermitteln, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine oder als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksen- sor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird.
Ferner ist eine Lambdasonde 42 vorgesehen, die stromaufwärts des Abgaskatalysators 21 oder in dem Abgaskatalysator 21 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal MSl charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders Zl und stromaufwärts der Lambdasonde 42 vor der Oxidation des
Kraftstoffs, im Folgenden bezeichnet als das Luft/Kraftstoff- Verhältnis in dem Zylinder Zl. Die Lambdasonde 42 kann so in dem Abgaskatalysator angeordnet sein, dass sich ein Teil des Katalysatorvolumens stromaufwärts der Lambdasonde 42 befin- det. Die Lambdasonde 42 kann beispielsweise als Sprungsonde ausgebildet sein, und so auch als binäre Lambdasonde bezeichnet werden. Die Lambdasonde kann beispielsweise auch als Breitbandsonde ausgebildet sein, die auch als lineare Lambdasonde bezeichnet wird.
Im Gegensatz zu der Breitbandsonde ist das dynamische Verhalten der binären Lambdasonde insbesondere bei einer der Übergangsphase zwischen einer Magerphase und Fettphase stark nichtlinear. Die Auswertung des Messsignals in dem nichtline- aren Bereich und damit eine Auswertung der zylinderselektiven Lambdaabweichung ist eine Herausforderung, da das Abfallen beziehungsweise Steigen des Messsignals je nach Sondendynamik unter Umständen schneller als eine Zeitdauer eines Arbeitsspiels erfolgen kann. Darüber hinaus ist in der Übergangspha- se eine Konvertierung des Messsignals in ein Lambdasignal deutlich unpräzise, da die Empfindlichkeit im Hinblick auf Lambda in diesem Bereich sehr gering ist. Grundsätzlich kann auch eine Abgassonde stromabwärts des Abgaskatalysators 21 angeordnet sein.
Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Un- termenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 18 oder die Zündkerze 19.
Neben dem Zylinder Zl sind auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z3 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren zugeordnet sind. So können beispiels- weise die Zylinder Zl bis Z3 beispielsweise einer Abgasbank zugeordnet sein und eine gemeinsame Lambdasonde 42 zugeordnet haben. Darüber hinaus können selbstverständlich auch weitere Zylinder vorgesehen sein, wie zum Beispiel solche, die einer zweiten Abgasbank zugeordnet sind. So kann die Brennkraftma- schine eine beliebige Anzahl an Zylindern umfassen.
Die Steuervorrichtung 25 umfasst in einem Ausführungsbeispiel eine binäre Lambdaregelung, die beispielhaft anhand der Figur 2 näher erläutert ist. Ein Block 1 umfasst einen binären Lambdaregler, der so ausgebildet ist, dass als Regelgröße, die auch als Regeleingangsgröße bezeichnet werden kann, das Messsignal MSl der als binäre Lambdasonde ausgebildeten Lambdasonde 42 zugeführt ist. Aufgrund der binären Natur des Messsignals MSl der binären Lambdasonde ist der binäre Lamb- daregler als Zweipunktregler ausgebildet. Dabei ist der binäre Lambdaregler dazu ausgebildet, eine Magerphase LEAN daran zu erkennen, dass das Messsignal MSl kleiner ist als ein vorgegebener Fett-Mager Schwellenwert THD_1, der beispielsweise einen Wert von in etwa 0,2 V aufweisen kann. Darüber hinaus ist der binäre Lambdaregler dazu ausgebildet, eine Fettphase RICH daran zu erkennen, dass das Messsignal MSl der als binäre Lambdasonde ausgebildeten Lambdasonde 42 einen Wert aufweist, der größer ist als ein vorgegebener Mager-Fett Schwel- lenwert THD 2. Der vorgegebene Mager-Fett Schwellenwert THD 2 kann beispielsweise einen Wert von in etwa 0,6 V aufweisen. Darüber hinaus ist der binäre Lambdaregler bevorzugt dazu ausgebildet, dass eine vorgegebene Sperrzeit zu vergehen hat, bevor nach einem Erkennen einer Mager- beziehungsweise Fett- phase LEAN, RICH erneut ein Übergangsbetrieb TRANS erkannt wird. Auf diese Weise kann auch bei überlagerten Schwingungen des Messsignals MSl eine Instabilität des Lambdareglers sehr wirkungsvoll vermieden werden.
Der binäre Lambdaregler ist bevorzugt als PI-Regler ausgebildet. Ein P-Anteil wird bevorzugt als Proportionalsprung P_J dem Block Bl zugeführt. Ein Block B2 ist vorgesehen, in dem abhängig von der Drehzahl N und einer Last LOAD der Proportionalsprung P J ermittelt wird. Dazu ist bevorzugt ein Kenn- feld vorgesehen, das fest abgespeichert sein kann.
Ein I-Anteil des binären Lambdareglers wird bevorzugt abhängig von einem Integralinkrement I_INC ermittelt. Das Integ- ralinkrement I INC wird bevorzugt in einem Block B14 auch ab- hängig von der Drehzahl N und der Last LOAD ermittelt. Dazu kann ebenfalls beispielsweise ein Kennfeld vorgesehen sein. Die Last LOAD kann beispielsweise der Luftmassenstrom oder auch beispielsweise der Saugrohrdruck sein.
Darüber hinaus ist in dem Block Bl als Eingangsparameter auch eine Verzögerungszeitdauer T_D zugeführt, die in einem Block B6 ermittelt wird und zwar bevorzugt abhängig von einem Trimmreglereingriff. Wobei im Rahmen der Trimmregelung ein Messsignal der weiteren Abgassonde eingesetzt wird. Darüber hinaus kann dem Block Bl eine Verlängerungszeitdauer T EXT dem Block Bl geführt sein. Die Verlängerungszeitdauer T_EXT wird beispielsweise abhängig von dem jeweils aktuellen Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine in einem Block B3 ermittelt. Diesbezüglich ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem ersten Betriebszustand BZl der Wert der Verlängerungszeitdauer deutlich größer ist im Vergleich zu einem zweiten Betriebszustand BZ2. So ist beispielsweise in dem zweiten Be- triebszustand die Verlängerungszeitdauer T_EXT gleich null, während sie in dem ersten Betriebszustand BZl beispielsweise in der Größenordnung von einem oder mehreren Arbeitsspielen ist. Der erste Betriebszustand BZl kann beispielsweise abhängig von einer Zeitbedingung eingenommen werden, das heißt beispielsweise innerhalb von vorgegebenen Zeitabständen bezogen auf einen Motorlauf oder sonstigen Bezugspunkt, oder beispielsweise auch bezogen auf eine vorgegebene Fahrleistung.
Ausgangsseitig des binären Lambdareglers wird sein Regler- Stellsignal LAM FAC FB ausgegeben, das eine zuzumessende
Kraftstoffmasse beeinflusst. Das Reglerstellsignal LAM_FAC_FB des binären Lambdareglers ist einer Multiplizierstelle Ml zugeführt, in der durch Multiplikation mit einer zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF eine korrigierte zuzumessende Kraftstoff- masse MFF_COR ermittelt wird.
Ein Block BIO ist vorgesehen, in dem abhängig von beispielsweise der Drehzahl N und der Last LOAD die zuzumessende Kraftstoffmasse MFF ermittelt wird. Dazu können beispielswei- se ein oder mehrere Kennfelder vorgesehen sein, die vorab ermittelt sind, so zum Beispiel an einem Motorprüfstand. Ein Block B12 ist dazu ausgebildet, abhängig von der korrigierten zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF_COR ein Stellsignal SG, insbesondere für das Einspritzventil 18 zu ermitteln.
Der Block Bl ist dazu ausgebildet, die Reglerstellgröße
LAM_FAC_FB des binären Lambdareglers für eine Mehrzahl an Zylindern Zl bis Z3 zu ermitteln, also insbesondere diejenigen Zylinder Zl bis Z3, denen eine einzige binäre Lambdasonde 42 zugeordnet ist. Entsprechendes gilt insbesondere auch für den Block BIO.
Anhand der Figur 3 ist eine zylinderindividuelle Lambdarege- lung näher erläutert. Anhand eines typischen Signalverlaufs des Messsignals MSl ist erkennbar, dass der typischen recht- eck- oder trapezförmigen Grundform des Messsignals überlagerte Schwingungen aufmoduliert sind, die insbesondere hervorgerufen sind durch Abweichungen der Einspritzcharakteristiken der jeweiligen Einspritzventile 18, der jeweiligen Zylinder Zl bis Z3 von einer vorgegebenen Einspritzcharakteristik. In einem Block B15 ist das Messsignal MSl der beispielsweise als binäre Lambdasonde ausgebildeten Lambdasonde 42 ebenfalls aufgetragen, wobei schematisch die jeweiligen Übergangsphasen TRANS, Fettphasen RICH und Magerphasen LEAN dargestellt sind.
Ein Block B16 umfasst eine Zuordnungseinheit, die so ausgebildet ist, dass wenn das Messsignal MSl der als binäre Lambdasonde ausgebildeten Lambdasonde 42 außerhalb einer Übergangsphase TRANS zwischen einer Magerphase LEAN und einer Fettphase RICH ist, abhängig von dem Messsignal MSl der Lamb- dasonde 42 zylinderindividuelle Lambdasignale LAM Zl, LAM Z2, LAM_Z3 ermittelt werden und abhängig von den zylinderindividuellen Lambdasignalen LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 zylinderindividuelle Lambdaabweichungssignale D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 für die jeweiligen Zylinder ermittelt werden bezogen auf ein über die zylinderindividuellen Lambdasignale LAM Zl, LAM Z2, LAM_Z3 gemitteltes Lambdasignal LAM_ZI_MW.
Zu diesem Zweck sind bevorzugt Programme vorgesehen, das wäh- rend des Betriebs der Brennkraftmaschine in der Steuervorrichtung abgearbeitet werden und das im Folgenden anhand der Figuren 4 und 5 näher erläutert werden. Das Programm gemäß Figur 4 wird in einem Schritt Sl gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden können.
In einem Schritt S2 wird geprüft, ob das Messsignal MSl der binären Lambdasonde kleiner ist als der Fett-Mager Schwellenwert THD 1. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S4 fortgesetzt, in dem das Programm für eine vorgegebene erste Wartezeitdauer T Wl verharrt oder auch unterbrochen wird, wobei die erste Wartezeitdauer T_W1 so geeignet kurz vorgegeben ist, dass die Bedingungen des Schrittes S2 geeignet oft geprüft werden kann. Darüber hinaus kann in dem Schritt S4 die vorgegebene Wartezeitdauer T Wl auch abhängig sein von der jeweils aktuellen Drehzahl und somit kurbelwellenwinkelbezogen vorgegeben sein.
Bevorzugt kann, falls die Bedingung des Schrittes S2 nicht erfüllt ist, insbesondere direkt nach der erstmaligen Bear- beitung des Schrittes S2 nach dem Start des Programms im
Schritt Sl, die Bearbeitung auch in einem Schritt S16 fortgesetzt werden, der weiter unten näher erläutert ist, und in diesem Fall dann bei Nichterfüllung der Bedingung des Schrittes S16 die Bearbeitung in dem Schritt S4 fortgesetzt werden, wobei dann dieses modifizierte Abarbeiten so lange vorgenommen wird, bis entweder die Bedingung des Schrittes S2 oder die des Schrittes S16 erstmalig erfüllt ist. Ist die Bedingung des Schrittes S2 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S6 eine aktuelle Phase ACT_PH der Magerphase LEAN zugeordnet und es wird ferner ein Zuordnungsmerker ZUORD auf einen Wahrheitswert TRUE gesetzt. Danach verharrt das Programm in einem Schritt S8 für eine vorgegebene zweite Wartezeitdauer T_W2 oder wird während dieser unterbrochen, wobei die zweite Wartezeitdauer T W2 insbesondere korrelierend zu der Sperrzeitdauer vorgesehen ist.
Anschließend wird in einem Schritt SlO geprüft, ob das Messsignal MSl der binären Lambdasonde kleiner ist als der Fett- Mager Schwellenwert THDl. Ist dies der Fall, so ist als aktuelle Phase ACT PH die Magerphase LEAN weiterhin gültig und das Programm verharrt in einem Schritt S12 oder wird während diesem unterbrochen entsprechend dem Schritt S4 für die vorgegebene erste Wartezeitdauer T_W1, bevor der Schritt SlO erneut abgearbeitet wird.
Ist die Bedingung des Schrittes SlO hingegen nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S14 der aktuellen Phase ACT_PH die Übergangsphase TRANS zugeordnet und der Zuordnungsmerker ZU- ORD auf einen Falschwert FALSE gesetzt.
Anschließend wird in einem Schritt S16 geprüft, ob das Mess- signal MSl der binären Lambdasonde 42 größer ist als der Mager-Fett Schwellenwert THD 2. Ist die Bedingung des Schrittes S16 nicht erfüllt, so verharrt das Programm in einem Schritt S18 für die vorgegebene erste Wartezeitdauer T Wl entsprechend des Vorgehens gemäß des Schrittes S4, bevor der Schritt S16 erneut abgearbeitet wird.
Ist die Bedingung des Schrittes S16 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S16 der aktuellen Phase ACT PH die Fettphase RICH zugeordnet und dem Zuordnungsmerker ZUORD der Wahrheitswert TRUE zugeordnet.
Anschließend verharrt das Programm in einem Schritt S22 und zwar für die vorgegebene zweite Wartezeitdauer T W2 entsprechend des Schrittes S8 und es kann somit auch während des Schrittes S22 unterbrochen werden.
In einem Schritt S24 wird anschließend geprüft, ob das Mess- signal MSl der Lambdasonde 42 weiterhin größer ist als der Mager-Fett Schwellenwert THD_2. Ist dies der Fall, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S26 entsprechend dem Schritt S4 fortgesetzt. Im Anschluss an den Schritt S26 wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S24 fortgesetzt.
Ist die Bedingung des Schrittes S24 hingegen nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S28 der aktuellen Phase ACT_PH die Übergangsphase TRANS zugeordnet und dem Zuordnungsmerker ZU- ORD der Falschwert FALSE zugeordnet bevor die Bearbeitung in dem Schritt S4 fortgesetzt wird.
Quasi parallel zu dem Programm gemäß der Figur 4 wird ein weiteres Programm abgearbeitet, das im Folgenden anhand der Figur 5 noch erläutert ist. Das Programm wird in einem Schritt S30 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden können. In einem Schritt S32 wird geprüft, ob sich der Zuordnungsmerker ZUORD auf seinem Wahrheitswert TRUE befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S34 fortgesetzt, in dem das Programm für die vorgegebene erste Wartzeitdauer T Wl verharrt oder auch unterbrochen wird entsprechend der Vorgehensweise gemäß des Schrittes S4, bevor die Bearbeitung erneut dem Schritt S32 fortgesetzt wird. Ist die Bedingung des Schrittes S32 hingegen erfüllt, so werden in einem Schritt S36 abhängig von dem Messsignal MSl der Lambdasonde 42 die zylinderindividuellen Lambdasignale LAM_Z1, LAM_Z2 und LAM_Z3 bezüglich der Zylinder Zl, Z2, Z3 ermittelt. In diesem Zusammenhang erfolgt ein entsprechend segmentsynchrones Abtasten, und zwar derart, dass die jeweiligen Abgaspakete dann jeweils repräsentativ sind für den jeweiligen Zylinder Zl bis Z3. Darüber hinaus werden die zylinderindividuellen Lambdasignale LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 abhän- gig von dem Messsignal MSl der binären Lambdasonde 42 bevorzugt abhängig von einer Kennlinie und weiter bevorzugt abhängig von jeweils einer separat vorgegebenen Kennlinie für die Fettphase RICH und zwar einer Lambda-Fett-Kennlinie KL R und einer für die Magerphase LEAN vorgegebenen Lambda-Mager- Kennlinie KL L ermittelt. Dabei sind diese Kennlinien bevorzugt im Anschluss an den Schritt S36 wird die Bearbeitung in dem Schritt S34 fortgesetzt.
Die Zuordnungseinheit in dem Block B16 (Figur 3) umfasst fer- ner einen Block B18, der einen Umschalter umfasst. Der Umschalter ist dazu ausgebildet ein Umschalten vorzunehmen, das jeweils korrelierend ist zu den jeweiligen Zeitpunkten an denen das jeweilige Abgaspaket repräsentativ ist für den jeweiligen Zylinder Zl bis Z3. Somit erfolgt ein Umschalten dann, wenn das Messsignal MSl der Lambdasonde wechselt im Hinblick auf seine Charakteristik für den jeweiligen Zylinder, also beispielsweise von dem Zylinder Zl zu dem Zylinder Z2 oder Zylinder Z3.
Ein Block B20 ist dazu ausgebildet ein über die zylinderindividuellen Lambdasignale LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 gemitteltes Lambdasignal LAM ZI MW zu ermitteln. Darüber hinaus ist der Block B20 dazu ausgebildet, jeweils zylinderindividuelle Lambdaabweichungssignale D LAM Zl, D LAM Z2, D LAM Z3 zu er- mittein und zwar abhängig von einer Differenz des jeweiligen zylinderindividuellen Lambdasignals LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 und auf der anderen Seite des gemittelten Lambdasignals LAM_ZI_MW. Je nach aktueller Stellung des Umschalters in dem Block B18 wird für den dann jeweils relevanten Zylinder Zl bis Z3 das jeweilige zylinderindividuelle Lambdaabweichungs- signal D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 ermittelt.
Alternativ kann die Zuordnungseinheit auch ausgebildet sein zum Ermitteln der zylinderindividuellen Lambdaabweichungssig- nale D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 abhängig von dem Messsignal einer als Breitbandsonde ausgebildeten Lambdasonde. In diesem Fall ist dann zum Ermitteln der zylinderindividuellen Lambda- signale LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 lediglich ein entsprechend synchronisiertes Abtasten des Messsignals MSl der Lambdasonde 42 erforderlich.
Das jeweils aktuelle ermittelte zylinderindividuelle Lambda- abweichungssignal D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3 wird einem Block B22 zugeführt, der einen Beobachter umfasst, wobei das Zuführen zu einer Subtrahierstelle SUBl erfolgt, indem die Differenz zu einem Modell-Lambdaabweichungssignal D LAM MOD ermittelt wird, wobei das Modell-Lambdaabweichungssignal D LAM MOD das Ausgangssignal eines Sensormodells ist. Diese Differenz wird dann in einem Verstärker K verstärkt und anschließend einem Block B24 zugeführt, der ebenfalls einen Umschalter umfasst, der synchron zu dem des Blocks B18 umgeschaltet wird.
Ausgangsseitig des Blocks B24 ist dieser je nach seiner
Schaltstellung mit einem Block B26, einem Block B28 oder einem Block B30 gekoppelt. Die Blöcke B26, B28 und B30 umfassen jeweils ein I-Glied, das heißt ein integrierendes Glied, das die an seinem Eingang anliegenden Signale integriert. Die Ausgangsgröße des Blocks B26 ist repräsentativ für eine Abweichung der Einspritzcharakteristik des Einspritzventils 18 des Zylinders Zl von einer vorgegebenen Einspritzcharakteristik und stellt die Beobachterausgangsgröße OBS_Z1 dar, die repräsentativ ist für die Abweichung der Einspritzcharakteristik des Einspritzventils des Zylinders Zl von einer vorgegebenen Einspritzcharakteristik. Beispielsweise kann die vorgegebene Einspritzcharakteristik eine mittlere Einspritzcharakteristik aller Einspritzventile 18 der jeweiligen Zylinder Zl, Z2, Z3 sein. Entsprechendes gilt für die Beobachter- Ausgangsgrößen OBS Z2, OBS Z3, die die Ausgangsgrößen der Blöcke B28 beziehungsweise B30 sind bezüglich der Zylinder Z2 beziehungsweise Z3.
Darüber hinaus ist in einem Block B32 ein weiterer Umschalter vorgesehen, dem die Beobachter-Ausgangsgrößen OBS_Z1, OBS_Z2 und OBS Z3 eingangsseitig zugeführt sind und dessen Umschalter synchron zu demjenigen der Blöcke B18 und B24 umgeschaltet wird und dessen Ausgangssignal Einganggröße eines Blocks B34 ist.
Der Block B34 umfasst ein Sensormodell der Lambdasonde 42. Dieses Sensormodell ist beispielsweise in Form eines PTl- Gliedes realisiert kann er jedoch auch noch weitere Elemente umfassen. Es umfasst als Parameter beispielsweise einen Verstärkungsfaktor und einen Anstiegszeitparameter Ausgangssei- tig des Blocks B34 wird dann als Ausgang des Sensormodells das Modell-Lambdaabweichungssignal D LAM MOD erzeugt.
Die jeweiligen Beobachter-Ausgangsgrößen OBS Zl, OBS Z2 und OBS_Z3 sind zylinderindividuellen Lambdareglern zugeführt, die jeweils einem Block B36, B38 und B40 ausgebildet sind. Die zylinderindividuellen Lambdaregler können beispielsweise einen Integralanteil aufweisen. Das jeweilige Reglerstellsig- nal LAM_FAC_ZI_Z1, LAM_FAC_ZI_Z2 , LAM_FAC_ZI_Z3 beeinflusst die in dem jeweiligen Zylinder Zl, Z2, Z3 zuzumessende Kraftstoffmasse MFF, insofern kann beispielsweise in der Multiplizierstelle Ml bezogen auf den jeweiligen Zylinder Zl bis Z3 eine jeweils individuelle Korrektur erfolgen. Darüber hinaus können auch abhängig von den jeweiligen zylinderindividuellen Reglerstellsignalen LAM_FAC_ZI_Z1, LAM_FAC_ZI_Z2, LAM_FAC_ZI_Z3 auch entsprechende Adaptionswerte ermittelt werden, wie dies anhand der schematisch angedeuteten weiteren Blöcke im Anschluss an die Blöcke B36 bis B40 dargestellt ist .
In Figur 6 ist noch ein beispielhafter Verlauf des Reglerstellsignals LAM_FAC_FB des Lambdareglers zum einen für den ersten Betriebszustand BZl und den zweiten Betriebszustand BZ2 schematisch dargestellt.
Ein Block B42 (Figur 3) ist vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, die Beobachter-Ausgangsgrößen OBS_Z1, OBS_Z2, OBS_Z3, die bezogen sind auf den jeweiligen Zylinder Zl bis Z3 entweder auf die Blöcke B36 bis B40 zu schalten oder auf einen Block B44 zu schalten, der eine Parameterdetektionseinheit umfasst. Die Parameterdetektionseinheit ist dazu ausgebildet, dass sie, wenn sie mit den Beobachter-Ausgangsgrößen OBS Zl, OBS_Z2, OBS_Z3 beaufschlagt wird, ein vorgegebenes Störmuster aus zylinderindividuellen Gemischabweichungen aufprägt und in Reaktion auf das jeweils vorgegebene Störmuster zumindest einen Parameter des Sensormodells als Detektionsparameter PA- RAM_DET so lange verändert, bis zumindest eine der Beobach- ter-Ausgangsgrößen den ihrem jeweiligen Zylinder Zl bis Z3 zugeordneten Anteil des Störmusters PAT auf vorgegebene Weise repräsentiert und dann den zumindest einen Detektionsparameter PARAM DET ausgibt. Das Ausgeben kann beispielsweise an einen Block B46 erfolgen, der eine Anpassungseinheit umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann das Ausgeben auch an einen Block B48 erfolgen, der eine Diagnoseeinheit umfasst.
Der oder die Detektionsparameter PARAM_DET werden zumindest dem Sensormodell des Blocks B34 aufgeprägt, wenn die Parame- terdetektionseinheit aktiv ist und das vorgegebene Störmuster aufprägt. Somit wird der dem jeweiligen Detektionsparameter PARAM_DET zugeordnete Parameter PARAM in dem Sensormodell dann zumindest temporär entsprechend angepasst.
Ein Programm, das funktional in der Parameterdetektionsein- heit abgearbeitet wird, wird im Folgenden anhand des Ablauf- diagramms der Figur 7 näher erläutert.
Das Programm wird in einem Schritt Pl gestartet, der beispielsweise zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine liegen kann.
In einem Schritt P2 wird geprüft, ob ein Zeitzähler T_CTR größer ist als ein vorgegebener Zeitschwellenwert T THD. Der Zeitschwellenwert T_THD ist geeignet so vorgegeben, dass ein Aufprägen des Störmusters PAT geeignet beabstandet in etwa durchgeführt wird. Alternativ kann in dem Schritt P2 auch geprüft werden, ob eine vorgegebene Kilometerleistung erfolgt ist seit dem letztmaligen Erfülltsein der Bedingung des Schrittes P2.
Ist die Bedingung des Schrittes P2 nicht erfüllt, so wird die Beareitung in einem Schritt P4 fortgesetzt, in dem das Programm für eine vorgegebene Wartezeitdauer T W3 verharrt, bevor das Programm erneut in dem Schritt P2 fortgesetzt wird. Ist die Bedingung des Schrittes P2 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt P6 geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine in einem stationären Fahrbetrieb befindet. Dies erfolgt bevorzugt mittels Auswertung der Drehzahl N und/oder der Last- große LOAD. Ist die Bedingung des Schrittes P6 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt P8 fortgesetzt, in dem das Programm für eine vorgegebene Wartezeitdauer T W4 verharrt, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt P6 fortgesetzt wird.
Ist die Bedingung des Schrittes P6 hingegen erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt P9 fortgesetzt. In dem Schritt P9 wird ein vorgegebenes Störmuster PAT aus zylinderindividuellen Gemischabweichungen aufgeprägt. Beispielsweise können im Falle von drei Zylindern Zl, Z2, Z3 pro Abgasbank folgende alternative Störmuster vorgegeben sein, wobei die Prozentzahlen jeweils Abweichungen von einem jeweils ohne das Störmuster vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder Zl bis Z3 repräsentieren und die jeweiligen Tupel bezogen sind auf die Zylinder Zl, Z2 und Z3. Die Störmuster können beispielsweise vorgegeben sein als [+10 %, 0 %, 0 %], [+10 %, -5 %, -5 %], [-10 %, +5 %, +5 %] oder auch andere Kombinationen.
Bevorzugt ist das jeweilige Störmuster PAT so vorgesehen, dass es emissionsneutral ist. Dies kann besonders einfach dadurch erreicht werden, dass sich die Abweichungen über die Zylinder aufsummiert auf null addieren.
Das Aufprägen des jeweiligen Störmusters PAT erfolgt bevorzugt mit derart, dass dies beim Ermitteln der korrigierten zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF COR berücksichtigt wird. In einem Schritt PlO wird anschließend zumindest ein bezogen auf einen jeweiligen Zylinder Zl bis Z3 bezogener ermittelter
Störwert AMP MOD MES ermittelt und zwar durch Auswerten der jeweils zugeordneten Beobachter-Ausgangsgröße OBS_Z1 bis 0BS_Z3.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass überprüft wird, wann die jeweilige Beobachter-Ausgangsgröße OBS_Z1 bis OBS Z3 im Anschluss an das Aufprägen des Störmusters PAT in eine Plateauphase eintritt und somit wieder in einem quasi eingeschwungenen Zustand ist. Dazu kann beispielsweise auch ein Luftmassenstromintegral unterstützend gebildet werden.
Bevorzugt wird in diesem Zusammenhang jeweils diejenige Beob- achter-Ausgangsgröße OBS_Z1, OBS_Z2, OBS_Z3 ausgewertet, bezüglich derer bei dem ihr zugeordneten Zylinder Z1-Z3 durch das Störmuster PAT ein entsprechend abweichendes Gemisch aufgeprägt wurde .
Der Störwert AMP MOD MES kann beispielsweise repräsentativ sein für eine Abweichung des Gemisches, hervorgerufen durch das Störmuster PAT von dem jeweils insbesondere stationären Wert der jeweiligen Beobachter-Ausgangsgröße OBS_Z1, OBS_Z2, OBS Z3 ohne das Aufprägen des Störmusters. Es kann jedoch auch beispielsweise repräsentativ sein für eine Rekonstruktionszeitdauer sein, die korreliert zu der Zeitdauer von dem Aufprägen des Störmusters, bis die Plateauphase erreicht wird.
Einem Schritt P12 wird anschließend geprüft, ob der ermittelte Störwert AMP_MOD_MES einem erwarteten Störwert AMP_MOD_NOM in etwa entspricht. Der erwartete Störwert AMP MOD NOM ist bevorzugt abhängig von zumindest einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine vorgegebenen und zwar insbesondere bezogen auf bestimmte Last- und Drehzahlpunkte. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass in bestimmten Betriebspunkten nicht eine 100 %-ige Detektion des jeweiligen Störmusters erwartet wird insbesondere aufgrund entsprechender Parametrierung des Sensormodells.
Ist die Bedingung des Schrittes P12 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt P14 fortgesetzt. In dem Schritt P14 wird zumindest ein Detektionsparameter PARAM DET im Sinne eines Verringerns der Abweichung zwischen dem ermittelten Störwert und dem erwarteten Störwert AMP MOD MES, AMP_MOD_NOM angepasst.
Der Detektionsparameter PARAM_DET ist einer oder mehrere der Parameter PARAM des Sensormodells und kann so beispielsweise ein Verstärkungsfaktor sein. Er kann jedoch beispielsweise auch ein Anstiegszeitparameter sein. In diesem Zusammenhang kann die Übertragungsfunktion des Sensormodells beispielsweise im Falle eines PTl-Gliedes KM/(l+TA-s) betragen, wobei KM dann den Verstärkungsfaktor repräsentiert und TA den Anstiegszeitparameter repräsentiert .
Im Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes P14 wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt PlO fortgesetzt.
Ist die Bedingung des Schrittes P12 hingegen erfüllt, was beispielsweise der Fall sein kann, wenn der ermittelte Störwert AMP MOD MES nur maximal zu einem vorgegebenen geringen Maß abweicht von dem erwarteten Störwert AMP_MOD_NOM, so wird in einem Schritt P16 der oder die Detektionsparameter PA-
RAM_DET ausgegeben. Dies kann beispielsweise erfolgen an die Anpassungseinheit oder auch die Diagnoseeinheit. Im Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes P16 wird die Bearbeitung in dem Schritt P4 erneut fortgesetzt.
Der Zeitzähler T_CTR wird mittels eines bevorzugt vorgegebe- nen Zeitzählergliedes zyklisch hochgezählt und beim Erfülltsein der Bedingung des Schrittes P2 erneut zurückgesetzt.
Ein Programm, das anhand des Ablaufdiagramms der Figur 8 dargestellt ist, wird funktional in der Diagnoseeinheit abgear- beitet. Das Programm wird in einem Schritt P18 gestartet, in dem gegebenenfalls Programmparameter initialisiert werden können .
In einem Schritt P20 wird geprüft, ob ein oder mehrere neue Detektionsparameter PARAM DET von der Parameterdetektionsein- heit ausgegeben wurden und ob diese in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen, wobei der jeweilige Toleranzbereich TOL so vorgegeben ist, dass wenn der jeweilige Detektionsparameter PARAM_DET innerhalb des Toleranzbereichs TOL liegt, ein fehlerfreies Funktionieren der Lambdasonde 42 angenommen werden kann und andernfalls ein nicht fehlerfreies Funktionieren der Lambdasonde 42 angenommen werden muss.
Ist die Bedingung des Schrittes P20 erfüllt, so wird in einem Schritt P22 ein Fehlerfrei-Diagnosewert DIAG_G gesetzt und die Bearbeitung dann in einem Schritt P24 fortgesetzt, in dem das Programm für eine vorgegebene Wartezeitdauer TW5 verharrt, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt P20 aufgenommen wird.
Ist die Bedingung des Schrittes P20 hingegen nicht erfüllt, so wird in einem Schritt P26 ein Fehlerbehaftet-Diagnosewert DIAG F gesetzt und eventuell abhängig von diesem eine Fehler- ausgäbe beispielsweise an einen Fahrer des Fahrzeugs oder in einen Federspeicher durchgeführt.
Im Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes P26 wird die Bearbeitung ebenfalls in dem Schritt P24 fortgesetzt.
In der Anpassungseinheit wird funktional ein Programm ausgeführt, das anhand des Ablaufdiagramms der Figur 9 näher erläutert ist.
Das Programm wird in einem Schritt P28 gestartet, in dem gegebenenfalls Programmparameter initialisiert werden können.
In einem Schritt P30 wird geprüft, ob zumindest ein Detekti- onsparameter PARAM DET von der Parameterdetektionseinheit ausgegeben wurde und gegebenenfalls weitere Voraussetzungen erfüllt sind. Die weiteren Voraussetzungen können beispielsweise darin bestehen, dass vorgegebene Betriebsbedingungen vorliegen, die geeignet ein Anpassen ermöglichen von zumin- dest einem Parameter PARAM des Sensormodells für eine Berücksichtigung der daraus resultierenden angepassten Beobachter- Ausgangsgrößen OBS Zl bis OBS Z3 im Rahmen der zylinderindividuellen Lambdaregelung.
Ist die Bedingung des Schrittes P30 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt P32 fortgesetzt, in dem das Programm für eine weitere Wartezeitdauer T_W6 verharrt, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt P30 fortgesetzt wird.
Ist die Bedingung des Schrittes P30 hingegen erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt P36 fortgesetzt.
In dem Schritt P36 wird zumindest ein Parameter PARAM des Sensormodells angepasst und zwar abhängig von dem oder den Detektionsparametern PARAM DET in diesem Zusammenhang kann dem jeweiligen Parameter PARAM beispielsweise direkt der entsprechende Detektionsparameter PARAM DET wertmäßig zugeordnet werden. Es kann jedoch auch ein abweichender Wert zugeordnet werden unter der Berücksichtigung erforderlicher Eigenschaften des Sensormodells. So ist beispielsweise bei einem Verändern des Verstärkungsfaktors im Rahmen insbesondere eines PTl-Modells zu berücksichtigen, dass sich dies auch auf die Dynamik des Sensormodells auswirkt und somit hier gewisse Grenzen gesetzt sind, in dem Sinne, dass eine erforderliche Stabilitätsreserve der zylinderindividuellen Lambdaregelung eingehalten wird.
Gegebenenfalls kann auch zum Unterstützen der Stabilität der zylinderindividuellen Lambdaregelung eine Phasenadaption also insbesondere eine Änderung des jeweiligen Abtastzeitpunktes des Messsignals MSl zum Ermitteln der jeweiligen zylinderindividuellen Lambdasignale LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3 erfolgen.
Die Programme gemäß der Ablaufdiagramme der Figuren 7 bis 9 und auch der Figur 5 können grundsätzlich in unterschiedlichen Recheneinheiten aber auch in einer gemeinsamen Recheneinheit abgearbeitet werden und auch in einem gemeinsamen Daten- oder Programmspeicher abgespeichert sein oder auch in separaten Speichern abgespeichert sein.
Ein Vorwärtszweig des Blocks B22 umfasst insbesondere die Subtrahierstelle SUBl und die Blöcke B24 bis B30.
Statt des binären Lambdareglers kann selbstverständlich, insbesondere im Falle einer Ausbildung der Lambdasonde 42 als Breitband-Sonde, ein linearer Lambdaregler im Rahmen einer linearen Lambdaregelung vorhanden sein.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern (Zl, Z2, Z3) , denen jeweils ein Einspritzventil (18) zugeordnet ist, einem Abgastrakt (4), der einen Abgaskatalysator und eine stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator angeordnete Lambdasonde (42) um- fasst, wobei - eine Zuordnungseinheit vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist abhängig von dem Messsignal (MSl) der Lambdasonde (42) zylinderindividuelle Lambdasignale (LAM_Z1, LAM Z2, LAM Z3) zu ermitteln, und abhängig von den zylinderindividuellen Lambdasignalen (LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3) Lamdaabweichungssignale (D_LAM_Z1, D_LAM_Z2, D_LAM_Z3) für die jeweiligen Zylinder (Zl, Z2, Z3) zu ermitteln, bezogen auf ein über die zylinderindividuellen Lambdasignale (LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3) gemitteltes Lambdasignal (LAM_ZI_MB) , - ein Beobachter vorgesehen ist, der ein Sensormodell der Lambdasonde (42) umfasst, das in einem Rückkopplungszweig des Beobachters angeordnet ist, wobei der Beobachter so ausgebildet ist, dass ihm die zylinderindividuellen Lambdaabweichungssignale (D LAM Zl, D LAM Z2, D_LAM_Z3) eingangsseitig zugeführt werden und auf den jeweiligen Zylinder (Zl, Z2, Z3) bezogene Beobachter- Ausgangsgrößen (OBS_Z1, OBS_Z2, OBS_Z3) repräsentativ sind für Abweichungen der Einspritzcharakteristik des Einspritzventils (18) des jeweiligen Zylinders (Zl, Z2, Z3) von einer vorgegebenen Einspritzcharakteristik, eine Parameterdetektionseinheit vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist ein vorgegebenes Störmuster (PAT) aus zylinderindividuellen Gemischabweichungen aufzuprägen, in Reaktion auf das jeweils vorgegebene Störmuster (PAT) zumindest einen Parameter (PARAM) des Sensormodells als Detektionsparameter (PARAM DET) solange zu verändern, bis zumindest eine der Beobachter-Ausgangsgrößen (OBS_Z1, OBS_Z2, OBS_Z3) den ihrem Zylinder (Zl, Z2, Z3) zugeordneten Anteil des Störmusters (PAT) auf vorgegebene Weise repräsentiert, und der zumindest eine Detektionsparameter (PARAM_DET) ausgegeben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Diagnoseeinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist abhängig von dem zumindest einen Detektionsparameter (PARAM DET) zu ermitteln, ob die Lambdasonde fehlerfrei oder fehlerhaft ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die eine Anpassungseinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist zumindest einen Parameter (PARAM) des Sensormodells abhängig von dem zumindest einen Detektionsparameter (PARAM DET) anzupassen für einen Betrieb mit jeweiligen zylinderindividuellen Lambdareglern, die so ausgebildet sind, dass ihnen jeweils die jeweilige Beobachter- Ausgangsgröße (OBS_Z1, OBS_Z2, OBS_Z3) als Eingangsgröße zugeführt ist, die dem jeweiligen Zylinder (Zl, Z2, Z3) zugeordnet ist, und das jeweilige Reglerstellsignal die in dem jeweiligen Zylinder (Zl, Z2, Z3) zuzumessende Kraftstoffmasse beeinflusst.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Parameterdetektionseinheit so ausgebildet ist, dass das jeweils vorgegebene Störmuster (PAT) emissionsneutral ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lambdasonde (42) als binäre Lambdasonde ausgebildet ist, - ein binärer Lambdaregler vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, dass eine Regeleingangsgröße abhängt von dem Signal (MSl) der binären Lambdasonde und dass sein Reglerstellsignal (LAM_FAC_FB) eine zuzumessende Kraftstoffmasse beeinflusst, - die Zuordnungseinheit so ausgebildet ist, dass, wenn das Messsignal (MSl) der binären Lambdasonde außerhalb einer Übergangsphase (TRANS) zwischen einer Magerphase (LEAN) und einer Fettphase (RICH) ist, abhängig von dem Messsignal (MSl) der binären Lambdasonde die zylinderindivi- duellen Lambdasignale (LAM_Z1, LAM_Z2, LAM_Z3) ermittelt werden .
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