用于运行内燃机的装置 本发明涉及一种用于运行内燃机的装置。
由于对安装了内燃机的机动车的允许的有害物质排放的法规越来越严格， 因此要 求在内燃机运行时保持尽可能低的有害物质排放。这一方面可以如此实现， 即减少在各个 气缸中燃烧空气 / 燃料混合物期间形成的有害物质排放。另一方面在内燃机中使用废气再 处理系统， 其将在各个气缸中燃烧空气 / 燃料混合物期间产生的有害物质排放转变成无害 物质。
为此目的使用催化净化器， 其将一氧化碳、 碳氢化合物和氧化氮转变成无害物质。
不仅有目标地影响在燃烧期间产生的有害物质排放， 而且通过催化净化器高效地 转变有害物质成分都要求在各个气缸中的非常精确调整的空气 / 燃料比。
由出版商 Vieweg & Sohn 出版有限公司， Richard Basshuysen， Fred Schäfer 的 专业书 “内燃机手册” ，2002 年 6 月第二版， 第 559 至 561 页， 已知一种二进制的 Lambda 调 节机构， 其具有一个二进制的 Lambda 探测器， 该探测器布置在废气催化净化器的上游。二 进制的 Lambda 调节机构包括一个 PI- 调节器， 其中 P- 分量和 I- 分量被存储在涉及发动机 转速和负载的特性曲线簇中。在该二进制的 Lambda 调节机构中， 催化净化器的激发， 也称 为 Lambda 波动， 隐含地通过两点调节形成。Lambda 波动的幅度被调整在大约 3% 上。
为了满足关于有害物质排放的尤其是未来的法律要求， 将使用更加靠近发动机的 催化净化器。由于从排气阀直到催化净化器之间的混合路段很短， 这在许多情况下要求 在一个废气组的各单个气缸中的空气 / 燃料比具有非常小的公差并且是一个比在催化净 化器远离发动机布置情况下要显著较小的公差。在这点上可以使用一种针对特定气缸的 Lambda 调节机构。
DE19846393A1 公开一种在多缸内燃机中的空气 / 燃料比的气缸选择式调节机构， 其具有设计成跃变探测器的 Lambda 探测器。在气缸选择式调节机构的范围中， 形成一个气 缸中的 Lambda 探测器电压信号与相邻气缸中的电压信号相关联的电压偏差。然后利用该 差值进行对喷射的修正。在此情况下考虑， 正是在精确的理论计算的空气 / 燃料比的区域 中探测器电压的强烈改变使得即使是与优化的空气 / 燃料比的很小的偏差也能够识别出 来。
EP0826100B1 公开一种用于按照气缸选择地调节具有多气缸的内燃机的燃料空气 比的方法。设有一个 Lambda 调节装置， 它配有一个氧传感器， 它发出一个代表由各个气缸 的各个废气组产生的总废气的相应的氧含量的传感器信号。针对传感器信号的每个值， 依 据一个特性曲线确定所属的 Lambda 实际值。由这些值形成用于每个氧传感器的 Lambda 平 均值并且采用在一个依据内燃机的负载预定的 Lambda 理论值和 Lambda 平均值之间的差值 作为一个总调节器的输入参数并且输入给调节装置的一个总 Lambda 调节器， 用于修正基 础喷射信号， 从而可以调整理论的空气 / 燃料比。此外设置一个单缸 Lambda 调节器， 用于 调节各单个气缸的各单个的空气 / 燃料比。这种单缸 -Lambda 调节器的依据气缸选择的输 出参数与总 Lambda 调节器的输出参数叠加并且通过由此获得的值， 针对特定气缸地修正 基础喷射信号。
DE10011690A1 公开一种在使用宽带 Lambda 探测器下的针对气缸选择的 Lambda 调节机构。由 DE10358988B3 也已知一种与线性 Lambda 探测器相关联的针对特定气缸的 Lambda 调节机构。
DE10304245B3 公开了一种用于使 Lambda 探测器信号值的信号扫描与依气缸选择 的 Lambda 调节机构在多缸内燃机中的使用相适配的方法， 其中与内燃机的曲轴位置相关 的用于探测单个气缸的 Lambda 值的时间点被这样地设置， 使得一个特性参数具有一个极 端值， 该特性参数是用于各单个气缸的 Lambda 值的偏差的一个尺度。
在探测内燃机中的针对特定气缸的空气 / 燃料比的范围中， 由 DE102004026176B3 已知， 确定与各气缸的活塞的参照位置相关的扫描曲轴转角， 以便探测废气探测器的测量 信号， 并且是依据一个表征在各个气缸中的空气 / 燃料比参数来确定。针对该扫描曲轴转 角， 探测该测量信号并且将其分配给相应的气缸。
由 DE102004004291B3 已知， 针对一个预定的曲轴转角， 其与相应的气缸的活塞的 参照位置相关， 在废气探测器中探测该测量信号并且分配给相应的气缸。依据调节器的不 稳定标准匹配该预定的曲轴转角。 借助于调节器， 依据为该气缸探测的测量信号， 产生用于 影响各个气缸中的空气 / 燃料比的调节参数。 由 DE102005034690B3 已知， 依据一个品质标准使一个用于借助于测量信号探测 空气 / 燃料比的预定的曲轴转角与一个相应的气缸之间的配置相匹配， 品质标准取决于内 燃机的不规律的运转和驱动轴。
本发明基于的任务是提供一种用于运行具有多个气缸的内燃机的装置， 其以简单 的方式为低有害物运行做出贡献。
该任务通过独立权利要求的特征解决。 有利的实施例的特征在从属权利要求中表 述。
本发明的特征在于一种用于运行具有多个气缸的内燃机的装置， 这些气缸分别配 置一个喷射阀， 内燃机包括一个废气系统， 它包括一个废气催化净化器和一个在该废气催 化净化器上游或里面布置的 Lambda 探测器。Lambda 探测器可以例如设计成宽带探测器， 其也称为线性 Lambda 探测器， 或者也可以设计成跃变探测器， 其也称为二进制 Lambda 探测 器。
设置一个配置单元 （分配单元） ， 该配置单元被设计用于依据 Lambda 探测器的测量 信号确定针对特定气缸的 Lambda 信号。它此外被设计用于依据该针对特定气缸的 Lambda 信号确定各气缸与由针对特定气缸的 Lambda 信号平均的 Lambda 信号相关的 Lambda 偏差 信号。
设置一个观察器， 它包括 Lambda 探测器的一个传感器模型， 它布置在观察器的一 个反馈支路中。观察器被如此设计， 使得针对特定气缸的 Lambda 偏差信号从输入端侧输入 观察器。针对特定气缸的 Lambda 偏差信号由此尤其是与传感器模型的输出信号一起耦合 到观察器的一个向前的支路中， 例如通过形成一个差值。
观察器此外被如此设计， 使得它的与各气缸相关的观察器输出参数代表各气缸的 喷射阀的喷射特性与预定的喷射特性之间的偏差。
设置一个参数检测单元， 它被设计用于从针对特定气缸的混合物偏差中施加一个 预定的干扰图案。它此外被设计为， 响应各预定的干扰图案而改变传感器模型的至少一个
参数作为检测参数， 直到观察器输出参数中的至少一个以预定的方式代表该干扰图案的与 其气缸配置的分量。如果是这种情况， 输出该至少一个检测参数。
传感器模型的该至少一个参数可以例如是一个放大系数或例如是一个上升时 间。传感器模型可以例如是以 PT1 为基的并且该至少一个检测参数可以因此例如是一个 PT1- 环节的一个或多个参数。
观察器可以极其有效地被用于确定这个或这些检测参数的实际的值。因此， 例如 可以基于例如老化影响因素可靠地识别 Lambda 探测器的被改变了的动态性能。
在确定至少一个检测参数期间， 优选使可能存在的针对特定气缸的 Lambda 调节 机构去激活， 也就是说， 主动地不向它输入各观察器输出参数的任何当前的值， 即涉及针对 特定气缸的 Lambda 调节机构是开环运行。这样可以特别精确地确定 Lambda 探测器当前的 动态特性。在确定至少一个检测参数之外， 优选至少暂时地激活必要时存在的针对特定气 缸的 Lambda 调节机构。
按照一个有利的实施例， 该装置包括一个诊断单元， 它被设计用于依据至少一个 检测参数来确定是否 Lambda 探测器是无故障的或是有故障的。这能够在没有附加的硬件 费用下特别有效地诊断 Lambda 探测器。
按照另一个有利的实施例， 该用于运行内燃机的装置包括一个匹配单元， 它被设 计用于依据至少一个检测参数匹配传感器模型的至少一个参数， 用于通过各针对特定气缸 的 Lambda 调节器的运行， 这些调节器被如此设计， 使得各观察器输出参数作为输入参数被 分别输入到这些调节器中， 该输入参数与相应的气缸相配置， 并且相应的调节器的调节信 号影响在相应的气缸中要配量的燃油量。
以这种方式可以使传感器模型与 Lambda 探测器的当前的动态特性特别有效地匹 配并且由此为实现一种特别精确的针对特定气缸的 Lambda 调节做出贡献。
按照另一个有利的实施例， 参数检测单元被如此设计， 使得各预定的干扰图案是 排放中性的。 以这种方式可以在更大程度上没有对内燃机的有害物质排放产生负面影响的 情况下实现对至少一个检测参数的精确的确定。
按照另一个有利的实施例， Lambda 探测器设计成二进制的 Lambda 探测器。此外 设置有二进制的 Lambda 调节器， 该调节器被如此设计， 使得它的调节输入参数依赖于二进 制的 Lambda 探测器的信号并且它的调节器调节信号影响要配量的燃油量。该配置单元在 这种情况下优选被如此设计， 使得如果二进制的 Lambda 探测器的测量信号是在一个稀薄 混合气阶段和一个浓混合气阶段之间的一个过渡阶段的外部， 则依据二进制的 Lambda 探 测器的测量信号确定该针对特定气缸的 Lambda 信号。
在这点上利用这样的认识， 即尽管在稀薄混合气阶段和浓混合气阶段之间的过渡 阶段中出现相当大的测量信号改变， 但是 Lambda 信号的要被配置的改变是较小的。在这点 上， 该 Lambda 信号尤其应该理解是一个在考虑所谓的空气系数下被标准化的信号， 它的值 在化学计算的空气 / 燃料比情况下为值 1。
此外基于这样的认识， 正是在浓混合气阶段中以及在稀薄混合气阶段中， 并且是 由于各特定气缸的不同的实际空气 / 燃料比， 一个被调制到二进制的 Lambda 探测器的测量 信号上的波动 （振荡） 具有比在过渡阶段中更小的幅值， 但是在被配置的 Lambda 信号中的相 应的差异显露得更有特性。由此已经证明， 通过这种信号评价， 借助于二进制的 Lambda 探测器也可以非常精 确地确定相应的针对特定气缸的 Lambda 信号并且因此可以通过该相应的针对特定气缸的 Lambda 调节器非常精确地补偿相应的气缸的喷射阀喷射特性与预定的喷射特性之间的公 差或偏差。该预定的喷射特性例如可以与一个预定的基准喷射阀相关联， 该基准喷射阀例 如已经在发动机测试台上被精确地测量。此外， 该预定的喷射特性例如也可以是相应的气 缸的全部喷射阀的平均的喷射特性。 所述装置也可以有利地补偿与预定的基准特性的其它 的偏差， 例如与进气系统的部件相关的偏差。此外， 在这点上也利用这样的认识， 即例如尤 其是各喷射阀的喷射特性与预定的喷射特性之间的相应的偏差通常都可能明显大于在利 用调节器调节的范围中产生的波动。
以下对照示意附图详细描述本发明的实施例。附图中所示 : 图 1 是一个具有控制装置的内燃机， 图 2 是一个 Lambda 调节器的框块图， 图 3 是在一个针对特定气缸的 Lambda 调节的范围中的框块图， 图 4 是一个在控制装置中进行运行处理的程序的第一流程图， 图 5 是在控制装置中进行运行处理的第二流程图， 图 6 是在时间上绘制的信号变化曲线， 图 7 是一个用于确定至少一个检测参数的程序的流程图， 图 8 是一个用于实施诊断的程序的流程图和 图 9 是一个用于实施匹配的程序的流程图流程图。 相同结构或功能的元件在各图之间相关联地用相同的标记表示。
一台内燃机 ( 图 1) 包括进气系统 1， 发动机体 2， 气缸头 3 和废气系统 4。进气系 统 1 最好包括一个节流阀 5， 此外包括收集器 6 和进气管 7， 进气管朝着气缸 Z1 方向上经进 气道通入发动机体 2 中。发动机体 2 此外包括曲轴 8， 曲轴经连杆 10 与气缸 Z1 的活塞 11 耦联。
气缸头 3 包括具有进气阀 12 和排气阀 13 的气阀机构。
气缸头 3 此外包括喷射阀 18 和火花塞 19。备选地， 喷射阀 18 也可以布置在进气 管 7 中。
在废气系统 4 中布置有废气催化净化器 21， 它优选设计成三元催化净化器并且例 如布置得非常靠近配置了排气阀 13 的排气口。
此外在废气系统 4 中也可以布置另一个废气催化净化器， 它例如设计成 NOx 催化 净化器 23。
设有控制装置 25， 为其配置了一些传感器， 这些传感器探测不同的测量参数并且 分别确定测量参数的值。 除了这些测量参数以外， 运行参数也包括由测量参数导出的参数。
控制装置 25 设计成依据其中的至少一个运行参数确定调节参数， 这些调节参数 然后被转换成一个或多个调节信号， 用于借助于相应的调节驱动器控制执行元件。控制装 置 25 也可以称为用于控制内燃机的装置或称为用于运行内燃机的装置。
这些传感器是探测加速踏板 27 的加速踏板位置的踏板位置传感器 26， 探测节流 阀 5 上游的空气质量流量的空气质量传感器 28， 探测进气空气温度的第一温度传感器 32， 探测收集器 6 中的进气管压力的进气管压力传感器 34， 探测曲轴转角的曲轴转角传感器
36， 该曲轴转角然后配属有一个转速 N。
此外， 设置一个 Lambda 探测器 42， 它布置在废气催化净化器 21 上游或布置在废 气催化净化器 21 中并且探测废气的残余氧含量以及它的测量信号 MS1 用于表征在气缸 Z1 的燃烧室中的和在 Lambda 探测器 42 上游在燃油氧化之前的空气 / 燃料比， 以下称为气缸 Z1 中的空气 / 燃料比。Lambda 探测器 42 可以这样地布置在可以废气催化净化器中， 使得 一部分催化净化器体积位于 Lambda 探测器 42 上游。Lambda 探测器 42 例如可以是跃变探 测器， 并且例如也可以称为二进制 Lambda 探测器。 Lambda 探测器例如也可以设计成宽带探 测器， 其也称为线性 Lambda 探测器。
与宽带探测器相反， 二进制的 Lambda 探测器的动态特性尤其是稀薄混合气阶段 和浓混合气阶段之间的过渡阶段期间是强烈非线性的。 对非线性区域中的测量信号的评价 和因此对针对气缸选择的 Lambda 偏差的评价是一种挑战， 因为依据探测器动态性的不同， 在一些情况下， 测量信号的下降或上升可以比一个工作循环的持续时间更快地完成。 此外， 在过渡阶段中， 测量信号向 Lambda 信号的转换是明显不精确的， 因为 Lambda 在这个区域中 的敏感性非常小。
原则上也可以在废气催化净化器 21 的下游布置废气探测器。 依据本发明的不同的实施形式， 可以存在任意少于所述传感器的数量的传感器或 者也可以存在附加的传感器。
执行元件例如是节流阀 5， 进气阀和排气阀 12， 13， 喷射阀 18 或火花塞 19。
除了气缸 Z1 以外还设有其它的气缸 Z2 至 Z3， 它们也配置有相应的执行元件并且 必要时配置了传感器。因此， 例如气缸 Z1 至 Z3 例如配置一个废气机组并且配置一个公共 的 Lambda 探测器 42。此外， 自然也可以设置其它的气缸， 如例如为一个第二废气机组配置 的那些气缸。因此该内燃机可以包括任意的气缸数。
在一个实施例中， 控制装置 25 包括一个二进制的 Lambda 调节机构， 它举例说明地 依据图 2 详细描述。框块 1 包括一个二进制的 Lambda 调节器， 它被这样地设计， 即， 作为调 节参数， 该调节参数也可以称为调节输入参数， 使设计成二进制的 Lambda 探测器的 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1 被输入。基于二进制 Lambda 探测器的测量信号 MS1 的二进制特 性， 二进制 Lambda 调节器被设计成两点调节器。在此情况下， 二进制 Lambda 调节器被设计 用于识别稀薄混合气阶段 LEAN， 即测量信号 MS1 小于一个预定的浓 - 稀阈值 THD_1， 它例如 可以具有大约 0.2V 的值。 此外， 二进制 Lambda 调节器被设计用于识别浓混合气阶段 RICH， 即设计成二进制 Lambda 探测器的 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1 具有大于一个预定的 稀 - 浓阈值 THD_2 的值。预定的稀 - 浓阈值 THD_2 例如可以具有大约 0.6V 的值。此外， 二进制 Lambda 调节器优选被如此设计， 使得在一次识别稀薄混合气或浓混合气阶段 LEAN， RICH 要重新识别一个过渡运行状态 TRANS 之前， 要经过一个预定的封闭时间。 这样， 即使在 测量信号 MS1 的叠加的波动情况下也能够非常有效地避免 Lambda 调节器的不稳定性。
二进制 Lambda 调节器优选设计成 PI- 调节器。P- 分量优选作为比例跃变 P_J 被 输入框块 B1。设有框块 B2， 其中依据转速 N 和负载 LOAD 确定比例跃变 P_J。为此优选设置 一个可以固定地存储的特性曲线。
二进制 Lambda 调节器的 I- 分量优选依据积分增量 I_INC 确定。积分增量 I_INC 优选在框块 B14 中也依据转速 N 和负载 LOAD 确定。 为此例如也可以设置一个特性曲线。 负
载 LOAD 例如可以是空气质量流量或例如也可以是进气管压力。
此外， 在框块 B1 中作为输入参数也输入延迟持续时间 T_D， 它在框块 B6 中被确定 并且是优选依据一个平衡调节器的干预被确定。 其中在平衡调节机构的范围中使用另一个 废气探测器的测量信号。
此外， 可以在框块 B1 中可以将一个延长持续时间 T_EXT 输入框块 B1。 延长持续时 间 T_EXT 例如依据内燃机的各当前的运行状态 BZ 在框块 B3 中确定。与此相关地， 优选规 定， 与第二运行状态 BZ2 相比较， 延长持续时间的值在第一运行状态 BZ1 下显著更大。因此 例如在第二运行状态中延长持续时间 T_EXT 等于零， 而在第一运行状态 BZ1 中例如是在一 个或多个工作循环的数量级上。第一运行状态 BZ1 可以例如依据一种时间条件被占用， 也 就是说例如相对于发动机运转或者相对于其它的参照点， 或例如也相对于一个预定的行驶 功率而言， 是在一个预定的时间间隔内。
在二进制 Lambda 调节器的输出侧， 输出它的调节器调节信号 LAM_FAC_FB， 它影响 要被配给的燃油量。二进制 Lambda 调节器的调节器调节信号 LAM_FAC_FB 被输入到乘法环 节 M1， 在此处通过与一个要配量的燃油量 MFF 相乘， 确定一个修正的要配量的燃油量 MFF_ COR。 设有框块 B10， 其中依据例如转速 N 和负载 LOAD 确定要配量的燃油量 MFF。为此 例如可以设置一个或多个特性曲线簇， 它们例如是在发动机测试台上被预先确定的。
框块 B12 被设计成用于依据修正的要配量的燃油量 MFF_COR 确定一个尤其是用于 喷射阀 18 的调节信号 SG。
框块 B1 被设计用于确定二进制 Lambda 调节器的调节器调节参数 LAM_FAC_FB， 用 于数个气缸 Z1 至 Z3， 即尤其是用于配置了一个惟一的二进制 Lambda 探测器 42 的那些气缸 Z1 至 Z3。相应的情况尤其也适用于框块 B10。
依据图 3 详细说明一种针对特定气缸的 Lambda 调节机构。依据测量信号 MS1 的 典型的信号变化曲线可以识别出， 针对测量信号的典型的矩形或梯形的基本形状， 模拟了 叠加的波动， 这种波动尤其是通过相应气缸 Z1 至 Z3 的相应喷射阀 18 的喷射特性与预定的 喷射特性的偏差引起。 在框块 B15 中， 也画出了例如设计成二进制 Lambda 探测器的 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1， 其中示意地示出了相应的过渡阶段 TRANS， 浓混合气阶段 RICH 和稀薄混合气阶段 LEAN。
框块 B16 包括配置单元， 它被这样地设计， 使得如果设计成二进制 Lambda 探测器 的 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1 位于在稀薄混合气阶段 LEAN 和浓厚混合气阶段 RICH 之间的一个过渡阶段 TRANS 外部， 那么就依据 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1 确定出针 对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_Z1， LAM_Z2， LAM_Z3 并且依据针对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_Z1， LAM_Z2， LAM_Z3， 与经针对特定气缸的 Lambda 信号 LAMZ1， LAMZ2， LAM_Z3 平均的 Lambda 信号 LAM_Z1_MW 相关地， 确定出用于相应的气缸的针对特定气缸的 Lambda 偏差信号 D_LAM_Z1， D_LAM_Z2， D_LAM_Z3。
为此目的， 优选设有程序， 它在内燃机运行期间在控制装置被运行并且以下依据 图 4 和 5 详细描述。该程序按照图 4 在步骤 S1 中开始， 在该步骤中必要时可以对变量进行 初始化。
在步骤 S2 中检查， 是否二进制 Lambda 探测器的测量信号 MS1 小于浓 - 稀阈值
THD_1。如果不是这种情况， 那么在步骤 S4 中进行进行处理， 在该步骤中该程序保持一个预 定的第一等待持续时间 T_W1 或也可以被中断， 其中第一等待持续时间 T_W1 被如此适当短 地预先设定， 使得步骤 S2 的条件可以被适当经常地检查。此外， 在步骤 S4 中预定的等待持 续时间 T_W1 也可以依据各当前的转速并因此与曲轴转角相关联地预先设定。
如果不满足步骤 S2 的条件， 尤其是在步骤 S1 中启动程序之后直接在首次处理步 骤 S2 之后， 优选也可以在步骤 S16 中继续进行该处理， 该步骤在更后面详细描述， 并且在这 种情况下然后在不满足步骤 S16 的条件时在步骤 S4 中继续该处理， 其中然后将这种修改的 处理一直进行到或者首次满足了步骤 S2 的条件或者首次满足了步骤 S16 的条件。
相反， 如果满足了步骤 S2 的条件， 那么在步骤 S6 中， 将一个当前的阶段 ACT_PH 分 配给稀薄混合气阶段 LEAN 并且此外在一个真实性值 TRUE 上设置一个配置标识 ZUORD。在 此之后程序在步骤 S8 中暂停一个预定的第二等待持续时间 T_W2 或在这期间该程序被中 断， 其中尤其是与封闭持续时间相关联地设置第二等待持续时间 TW2。
接下来， 在步骤 S10 中检查， 是否二进制的 Lambda 探测器的测量信号 MS1 小于 浓 - 稀阈值 THD1。如果是这种情况， 那么作为当前的阶段 ACT_PH 稀薄混合气阶段 LEAN 继 续有效并且在步骤 S10 被重新实施之前， 程序在步骤 S12 中暂停或者在这期间相应于步骤 S4 中断预定的第一等待持续时间 T_W1。
相反， 如果不满足步骤 S10 的条件， 那么在步骤 S14 中， 为当前的阶段 ACT_PH 分配 过渡阶段 TRANS 并且将配置标识 ZUORD 施加在一个错误值 FE 上。
接下来， 在步骤 S16 中检查， 是否二进制的 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1 大于 稀 - 浓阈值 THD2。如果不满足步骤 S16 的条件， 那么相应于按照步骤 S4 的方式， 在重新实 施步骤 S16 之前， 程序在步骤 S18 中暂停预定的第一等待持续时间 T_W1。
相反， 如果满足步骤 S16 的条件， 那么在步骤 S16 中为当前的阶段 ACTPH 分配浓混 合气阶段 RICH 并且将真实性值 TRUE 分配配置标识 ZUORD。
接下来， 程序在步骤 S22 中暂停并且是相应于步骤 S8 暂停预定的第二等待持续时 间 T_W2 并且因此也可以在步骤 S22 期间被中断。
在步骤 S24 中， 接下来检查， 是否 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1 继续大于 稀 - 浓阈值 THD_2。如果是这种情况， 那么在步骤 S26 中相应于步骤 S4 继续进行该处理。 在接着步骤 S26 之后该处理重新在步骤 S24 中继续。
相反， 如果不满足步骤 S24 的条件， 那么在步骤 S28 中为当前的阶段 ACT_PH 分配 过渡阶段 TRANS 并且在步骤 S4 中继续该处理之前为配置标识 ZUORD 分配错误值 FE。
与按照图 4 的程序准平行地运行另一个程序， 该程序以下还要依据图 5 描述。该 程序在步骤 S30 中被启动， 其中必要时可以对变量初始化。在步骤 S32 中， 检查， 是否配置 标识 ZUORD 出于其真实性值 TRUE 上。如果不是这种情况， 那么在步骤 S34 中继续该处理， 其中该程序保持暂停预定的第一等待持续时间 T_W1 或也可以相应于按照步骤 S4 的方法在 该处理在步骤 S32 中继续进行之前被中断。
相反， 如果满足步骤 S32 的条件， 那么在步骤 S36 中， 依据 Lambda 探测器 42 的测量 信号 MS1 确定关于气缸 Z1， Z2， Z3 的针对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_Z1， LAM_Z2 和 LAM_ Z3。 在这点上实施一种相应分段同步的扫描， 并且是这样地进行， 即相应的废气组分别代表 相应的气缸 Z1 至 Z3。此外， 依据二进制 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1， 优选依据特性曲线并且更优选地依据用于浓混合气阶段 RICH 的并且是一个 Lambda- 浓 - 特性曲线 KL_R， 和一个为稀薄混合气阶段 LEAN 预定的 Lambda- 稀 - 特性曲线 KL_L 的各一个单独预定的特 性曲线， 确定针对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_Z1， LAM_Z2， LAM_Z3。在此情况下， 这些特性 曲线是优选的。在接着步骤 S36 之后， 在步骤 S34 中实施该处理。
框块 B16( 图 3) 中的配置单元包括框块 B18， 它包括一个转换器 （转换开关） 。转换 器被设计用于进行转换， 该转换分别与各对应的时刻相关联， 在该时刻上对应的废气组代 表对应的气缸 Z1 至 Z3。因此， 当 Lambda 探测器的测量信号 MS1 在其针对对应的气缸， 即例 如从气缸 Z1 到气缸 Z2 或气缸 Z3 的特性改变时， 侧进行转换。
框块 B20 被设计用于确定经针对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_Z1， LAM_Z2， LAM_Z3 平均的 Lambda 信号 LAMZ1_MW。 此外， 框块 B20 被设计用于确定各针对特定气缸的 Lambda 偏 差信号 D_LAM_Z1， D_LAM_Z2， D_LAM_Z3 并且是依据相应的针对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_ Z1， LAM_Z2， LAM_Z3 的差和在另一方面依据平均的 Lambda 信号 LAM_Z1_MW。依据框块 B18 中转换器的当前的位置， 然后为各相关的气缸 Z1 至 Z3 确定对应的针对特定气缸的 Lambda 偏差信号 D_LAM_Z1， D_LAM_Z2， D_LAM_Z3。
配置单元也可以备选地设计成用于依据设计成宽带探测器的 Lambda 探测器的测 量信号确定针对特定气缸的 Lambda 偏差信号 D_LAM_Z1， D_LAM_Z2， D_LAM_Z3。在这种情况 下， 然后为了确定针对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_Z1， LAM_Z2， LAM_Z3 只需要相应地同步 描述 Lambda 探测器 42 的测量信号 MS1。 各当前的确定的针对特定气缸的 Lambda 偏差信号 D_LAM_Z1， D_LAM_Z2， D_LAM_Z3 被输入框块 B22， 它包括一个观察器， 其中实施向一个减法环节 SUB1 的输入， 其中确定相对 于一个模型 Lambda 偏差信号 D_LAM_MOD 的差， 其中模型 Lambda 偏差信号 D_LAM_MOD 是一 个传感器模型的输出信号。 这个差然后在放大器 K 中被放大并且接下来被输入框块 B24， 该 框块也包括一个转换器， 该转换器被与框块 B18 的转换器同步地转换。
在框块 B24 的输出侧， 该框块依据它的转换位置与框块 B26， 框块 B28 或框块 B30 耦联。框块 B26， B28 和 B30 包括各一个 I- 环节， 即积分环节， 它对其输入端上施加的信号 积分。框块 B26 的输出参数代表气缸 Z1 的喷射阀 18 的喷射特性与预定的喷射特性的偏差 并且相乘观察器输出参数 OBS_Z1， 后者代表气缸 Z1 的喷射阀的喷射特性与预定的喷射特 性的偏差。预定的喷射特性例如可以是相应气缸 Z1， Z2， Z3 的全部喷射阀 18 的平均的喷射 特性。相应的情况适用于观察器输出参数 OBS_Z2， OBS_Z3， 它们是框块 B28 及 B30 的涉及 气缸 Z2 及 Z3 的输出参数。
此外， 在框块 B32 中设置另一个转换器， 观察器输出参数 OBS_Z1， OBS_Z2 和 OBS_ Z3 从输入侧输入到该转换器， 并且它的转换器与框块 B18 和 B24 的转换器同步地被转换并 且它的输出信号是框块 B34 的输入参数。
框块 B34 包括 Lambda 探测器 42 的一个传感器模型。这个传感器模型例如可以以 PT1- 环节的形式实现， 但是它也可以包括其它的元件。它包括作为参数例如一个放大系数 和一个上升时间参数。 在框块 B34 的输出侧， 然后作为传感器模型的输出， 产生模型 Lambda 偏差信号 D_LAM_MOD。
各观察器输出参数 OBS_Z1， OBS_Z2 和 OBS_Z3 被输入到针对特定气缸的 Lambda 调 节器， 它们各构成一个框块 B36， B38 和 B40。针对特定气缸的 Lambda 调节器可以例如具有
积分分量。相应的调节器调节信号 LAM_FAC_ZI_Z1， LAM_FAC_ZI_Z2， LAM_FAC_ZI_Z3 影响在 各个气缸中 Z1， Z2， Z3 要配量的燃油量 MFF， 就此而言， 可以例如在乘法环节 M1 中针对相应 的气缸 Z1 至 Z3 实施各单独的修正。此外， 也可以依据相应的针对特定气缸的调节器调节 信号 LAM_FAC_ZI_Z1， LAM_FAC_ZI_Z2， LAM_FAC_ZI_Z3 也确定相应的适配值， 如依据接着框 块 B36 至 B40 之后的示意示出的其它框块所示的那样。
在图 6 中， 一方面针对第一运行状态 BZ1 和针对第二运行状态 BZ2， 还示出了 Lambda 调节器的调节器调节信号 LAM_FAC_FB 的示例性变化曲线。
设置框块 B42( 图 3)， 它被设计用于将涉及对应的气缸 Z1 至 Z3 的观察器输出参 数 OBS_Z1， OBS_Z2， OBS_Z3 或者接通到框块 B36 至 B40 或者接通到框块 B44， 该框块包括一 个参数检测单元。参数检测单元被设计用于， 当它被施加观察器输出参数 OBS_Z1， OBS_Z2， OBS_Z3 时， 从针对特定气缸的混合物偏差中施加一个预定的干扰图案并且作为对各预定的 干扰图案的反应， 使传感器模型的至少一个参数作为检测参数 PARAM_DET 被一直改变， 直 到观察器输出参数中的至少一个以预定的方式代表了干扰图案 PAT 的与它们的各气缸 Z1 至 Z3 配置的分量并且然后输出该至少一个检测参数 PARAM_DET。
该输出可以例如在框块 B46 上进行， 它包括一个匹配单元。备选地或附加地， 该输 出也可以在框块 B48 上进行， 它包括一个诊断单元。 如果该参数检测单元是激活的并且施加预定的干扰图案， 那么至少为框块 B34 的 传感器模型施加这个或这些检测参数 PARAM_DET。 因此， 与对应的检测参数 PARAM_DET 配属 的参数 PARAM 然后在传感器模型中至少暂时地被相应地匹配。
以下依据图 7 的流程图详细描述一个在参数检测单元中进行功能执行的程序。
该程序在步骤 P1 中开始， 该步骤例如可以在时间上靠近内燃机的起动时刻。
在步骤 P2 中检查， 是否时间计数器 T_CTR 大于一个预定的时间阈值 T_THD。时间 阈值 T_THD 被如此适当地预先设定， 即在大致适当的间隔上施加干扰图案 PAT。备选地， 也 可以在步骤 P2 中检查， 是否自上次满足了步骤 P2 的条件以来完成了预定的公里数。
如果不满足步骤 P2 的条件， 那么在步骤 P4 中继续进行该处理， 其中在该程序重新 在步骤 P2 中继续运行之前， 该程序暂停一个预定的等待持续时间 T_W3。
相反， 如果满足步骤 P2 的条件， 那么在步骤 P6 中检查， 是否内燃机处于一个不变 的运行状态下。这优选通过评价转速 N 和 / 或负载参数 LOAD 实施。如果不满足步骤 P6 的 条件， 那么在步骤 P8 中继续进行该处理， ， 其中在该处理重新在步骤 P6 继续进行之前， 该程 序保持暂停一个预定的等待持续时间 T_W4。
相反， 如果满足步骤 P6 的条件， 那么该处理在步骤 P9 中继续进行。在步骤 P9 中， 由针对特定气缸的混合物偏差形成一个预定的干扰图案 PAT。例如可以在每个废气机组有 三个气缸 Z1， Z2， Z3 的情况下预先给定以下的备选的干扰图案， 其中百分数分别代表与各 个气缸 Z1 至 Z3 中的空气 / 燃料比的偏差， 该空气 / 燃料比是分别在没有该干扰图案情况下 预先确定的， 并且各数组与气缸 Z1， Z2 和 Z3 相关联。 干扰图案可以例如预先设定为 [+10%， 0%， 0%]， [+10%， -5%， -5%]， [-10%， +5%， +5%] 或也可以是其它的组合。
优选如此设定各干扰图案 PAT， 使得排放是中性的。这可以特别简单地如此实现， 即各气缸上的偏差以求和方式累加到零。
各干扰图案 PAT 的施加优选以这样的方式实现， 即这在确定修正的要配量的燃油
量 MFF_COR 时进行考虑。
在步骤 P10 中， 接下来确定至少一个针对对应的气缸 Z1 至 Z3 确定的干扰值 AMP_ MOD_MES 并且是通过评估分别配置的观察器 - 输出参数 OBS_Z1 至 OBS_Z3 来确定的。
这可以例如由此实现， 即检查对应的观察器 - 输出参数 OBS_Z1 至 OBS_Z3 在产生 干扰图案 PAT 之后何时进入一个高峰阶段并且由此再次处于一种准稳定的状态。为此例如 也可以辅助性地形成一个空气质量流量积分。
在这点上， 优选分别评估那些观察器输出参数 OBS_Z1， OBS_Z2， OBS_Z3， 关于这些 观察器输出参数， 在与它们配属的气缸 Z1-Z3 中通过干扰图案 PAT 产生了相应不同的混合 物。
干扰值 AMP_MOD_MES 例如可以代表该混合物的通过干扰图案 PAT 引起的、 与在没 有施加干扰图案情况下各观察器输出参数 OBS_Z1， OBS_Z2， OBS_Z3 的各值的偏差， 该值尤 其是固定的。但是它例如也可以代表一个重建持续时间， 该重建持续时间与施加干扰图案 的持续时间相关联， 直到达到高峰阶段。
在步骤 P12 中， 接下来检查， 是否该确定的干扰值 AMP_MOD_MES 大致对应于一个期 望的干扰值 AMP_MOD_NOM。该期望的干扰值 AMP_MOD_NOM 优选依据内燃机的至少一个运行 参数被预先给定并且尤其是针对一定的负载点和转速点。在这点上可以例如考虑， 在一定 的运行点上不期望对各干扰图案的 100% 的检测， 尤其是由于对传感器模型的相应的参数 化。 如果不满足步骤 P12 的条件， 那么处理在 P14 步骤中继续进行。在 P14 步骤中， 对 至少一个检测参数 PARAM_DET 在减小被确定的干扰值和期望的干扰值 AMP_MOD_MES， AMP_ MOD_NOM 之间的偏差的方向上进行匹配。
检测参数 PARAM_DET 是传感器模型的参数 PARAM 中的一个或多个参数并且可以因 此例如是一个放大系数。但是它也可以例如是一个上升时间参数。在这点上， 传感器模型 的传递函数可以例如在 PT1- 环节的情况下为 KM/(1+TA·s)， 其中 KM 此时表示放大系数以 及 TA 表示上升时间参数。
在接着步骤 P14 的处理之后， 重新在步骤 P10 中继续进行该处理。
相反， 如果不满足步骤 P12 的条件， 例如如果被确定的干扰值 AMP_MOD_MES 只是最 大以一个预定的小尺度偏离于期望的干扰值 AMP_MOD_NOM， 就可以是这种情况， 那么在步骤 P16 中输出这个或这些检测参数 PARAM_DET。这可以例如在匹配单元上实施或也可以在诊 断单元上实施。
在接着步骤 P16 的处理之后， 重新在步骤 P4 中继续进行该处理。
时间计数器 T_CTR 借助于一个优选预定的时间计数器环节被周期性地增量并且 在满足了步骤 P2 的条件时被重新复位。
一个依据图 8 的流程图示出的程序在诊断单元中进行功能运行。该程序在步骤 P18 中启动， 其中必要时可以对程序参数进行初始化。
在步骤 P20 中检查， 是否一个或多个新的检测参数 PARAM_DET 被参数检测单元输 出并且是否这些检测参数处于一个预定的公差范围中， 其中各公差范围 TOL 被如此地预先 设定， 即如果各检测参数 PARAM_DET 位于公差范围 TOL 之内， 那么可以认为 Lambda 探测器 42 的功能是无故障的， 否则必定认为 Lambda 探测器 42 的功能不是无故障的。
如果满足步骤 P20 的条件， 那么在步骤 P22 中设置无故障诊断值 DIAG_G 并且该处 理然后在步骤 P24 中继续进行， 其中在该处理重新在步骤 P20 中实施之前， 该程序保持暂停 一个预定的等待持续时间 TW5。
相反， 如果不满足步骤 P20 的条件， 那么在步骤 P26 中设置一个有故障诊断值 DIAG_F 并且可能时依据它例如向司机或者在弹簧储存器中实施一个故障输出。
在接着步骤 P26 的处理之后， 也在步骤 P24 中继续该处理。
在匹配单元中在功能上执行一个程序， 该程序依据图 9 的流程图详细描述。
该程序在步骤 P28 中开始， 其中必要时可以对程序参数初始化。
在步骤 P30 中检查， 是否至少一个检测参数 PARAM_DET 被参数检测单元输出并且 必要时是否满足其它的前提条件。 其它的前提条件例如可以在于， 存在预定的运行条件， 它 们可以适当地实现传感器模型的至少一个参数 PARAM 的匹配， 用于考虑在针对特定气缸的 Lambda 调节机构的范围内由此产生的被匹配的观察器输出参数 OBS_Z1 至 OBS_Z3。
如果不满足步骤 P30 的条件， 那么该处理在步骤 P32 中继续进行， 其中在该处理重 新在步骤 P30 中继续进行之前， 该程序保持暂停另一个等待持续时间 T_W6。
相反， 如果满足步骤 P30 的条件， 那么该处理在步骤 P36 中继续进行。
在步骤 P36 中匹配传感器模型的至少一个参数 PARAM 并且是依据这个或这些检测 参数 PARAM_DET 进行匹配。在这点上， 可以为相应的参数 PARAM 例如直接到按照值来配置 相应的检测参数 PARAM_DET。但是也可以在考虑传感器模型的要求的特性情况下配置不同 的值。因此例如在改变放大系数情况下在尤其是 PT1- 模型的范围内要考虑到这对传感器 模型的动态性也有作用并且因此在此处设置一定的限制， 以便保持针对特定气缸的 Lambda 调节机构的要求的稳定性储备。
为了支持针对特定气缸的 Lambda 调节机构的稳定性， 必要时也可以实施一个阶 段适配， 即尤其是改变测量信号 MS1 的相应的扫描时刻， 用于确定相应的针对特定气缸的 Lambda 信号 LAM_Z1， LAM_Z2， LAM_Z3。
按照图 7 至 9 以及图 5 的流程图的程序原则上可以在不同的计算单元中运行处 理， 但是也可以在一个共同的计算单元中运行处理并且也可以存储在一个共同的数据或程 序存储器中或者可以存储在分开的存储器中。
框块 B22 的向前的分支包括尤其是减法环节 SUB1 和框块 B24 至 B30。
自然可以尤其是在将 Lambda 探测器 42 设计成宽带 - 探测器的情况下在线性的 Lambda 调节的范围内设置线性的 Lambda 调节器， 以取代二进制的 Lambda 调节器。