DE19913901C2 - Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators - Google Patents
Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines KatalysatorsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprü
fen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators gemäß dem Ober
begriff des Anspruches 1.
Bei Lambda-geregelten Brennkraftmaschinen wird ein Katalysa
tor, üblicherweise ein Drei-Wege-Katalysator im Abgastrakt
zur Reinigung der Abgas eingesetzt, wobei der Wirkungsgrad
des Katalysators für die Qualität der Abgasreinigung wesent
lich ist. Aufgrund von Alterung und Vergiftung sinkt jedoch
die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators und damit sein
Wirkungsgrad. Es ist bekannt, daß das Sauerstoffspeicherver
mögen eines Katalysators mit dessen Wirkungsgrad abnimmt. Das
Sauerstoffspeichervermögen eines Drei-Wege-Katalysators ist
jedoch stark temperaturabhängig.
Um sicherzustellen, daß vorgegebene Grenzwerte im Betrieb der
Brennkraftmaschine eingehalten werden, überprüft man anhand
des Sauerstoffspeichervermögens den Wirkungsgrad des Kataly
sators. Sinkt der Wirkungsgrad des Katalysators unter eine
vorgegebene Schwelle, was beispielsweise zur Folge haben
kann, daß das emittierte Abgas nicht gesetzlichen Vorschrif
ten entspricht, wird ein Signal abgegeben, das einen defekten
Katalysator anzeigt.
Aus EP 0 444 783 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung des
Wirkungsgrades eines Katalysators bekannt, bei dem am Ausgang
des Katalysators ein Sauerstoffsensor vorgesehen ist, der die
Sauerstoffkonzentration im Abgas mißt. Da bei herkömmlicher
Lambda-Regelung das der Brennkraftmaschine zugeführte
Luft/Kraftstoffverhältnis um den Lambdawert Eins oszillierend
eingestellt wird, mißt der Sauerstoffsensor stromab des Kata
lysators eine oszillierende Sauerstoffkonzentration. Nach EP 0 444 783 A1
wird als Maß für das Sauerstoffspeichervermögen
und mithin für den Wirkungsgrad die Konvertierungsfähigkeit
des Katalysators die Differenz zwischen dem Maximalwert und
dem Minimalwert dieser oszillierenden Sauerstoffkonzentration
verwendet, wobei der Wirkungsgrad des Katalysators um so grö
ßer ist, je kleiner der Abstand zwischen dem Maximalwert und
dem Minimalwert ist.
Aus DE 196 30 940 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Überwa
chung der Funktionsfähigkeit eines Katalysators bekannt, bei
dem der Mittelwert der Sauerstoffkonzentration stromab des
Katalysators aus dem Signal eines Sauerstoffsensors bestimmt
wird und die von der Oszillation des Sauerstoffsensorsignals
um diesen Mittelwert umgrenzte Fläche als Maß für das Sauer
stoffspeichervermögen des Katalysators herangezogen.
Beide Verfahren arbeiten fortlaufend in einem gewissen
Zeitraster und machen es sich also zu Nutze, daß das Signal
des Sauerstoffsensors stromab des Katalysators eine Aussage
über die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators er
laubt.
Beide Verfahren, insbesondere das nach DE 196 30 940 A1, er
lauben es, eine relativ genaue Aussage über den Wirkungsgrad
des Katalysators zu treffen, benötigen dazu jedoch relativ
stationäre Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, da die
Abgastemperatur einer Lambda-geregelten Brennkraftmaschine
und damit die Temperatur des Katalysators stark vom Betriebs
zustand der Brennkraftmaschine abhängt. Das nichtisotherme
Verhalten des Katalysators nach instationären Betriebszustän
den ist besonders dann stark ausgeprägt, wenn der Katalysator
aufgrund der Einbauverhältnisse starke Temperaturschwankungen
zeigt. Dies ist beispielsweise bei einem Metallkatalysator
gegeben, der physikalisch bedingt eine hohe Wärmeleitfähig
keit hat. Auch Katalysatoren, die nahe des Abgaskrümmers an
geordnet sind und kleines Volumen aufweisen sind starken Tem
peraturschwankungen ausgesetzt. Solche Katalysatoren werden
vermehrt bei Brennkraftmaschinen eingesetzt, da sie aufgrund
der großen Nähe zur Brennkraftmaschine vorteilhaft einzubauen
sind und darüber hinaus beim Start der Brennkraftmaschine
schnell ansprechen.
Durch die Forderung stationärer Betriebsbedingungen versucht
man sicherzustellen, daß der Katalysator isotherm die Abgas
temperatur hat. Es wird dann die Abgastemperatur bei der Be
stimmung des Katalysatorwirkungsgrades berücksichtigt.
In der DE 42 11 116 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur On Board Diagnose von Katalysatoren angegeben. Dazu wird
der Lambdawert des Gemisches gezielt so moduliert, dass sich
die periodisch aufeinander folgenden Sauerstoffüberschuss-
und Sauerstoffmangelmengen sukzessive vergrößern. Der Zeit
punkt, zu dem die mit der Sauerstoffspeicherkapazität des Ka
talysators verbundene ausgleichende Wirkung auf die Sauer
stoffkonzentrationsschwankungen im Abgas nicht mehr zur Kom
pensation der genannten vergrößerten Mengen ausreicht, wird
durch die Sprungreaktion einer stromab dem Katalysator ange
ordneten Lambdasonde detektiert. Die Zeitspanne zwischen die
sem Zeitpunkt und dem Start der Vergrößerung wird als Maß für
die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators benutzt. Dieses
Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Kataly
sators ist nur in bestimmten Betriebszuständen, insbesondere
bei stationären Betrieb der Brennkraftmaschine durchführbar.
Aus der EP 0 626 507 A1 ist ein Verfahren zum Überprüfen der
Funktionsfähigkeit eines Katalysators bekannt, bei dem der
Katalysatorwirkungsgrad durch Bestimmung der Sauerstoffspei
cherfähigkeit ermittelt und daraus ein Maß für die Funktions
fähigkeit des Katalysators gewonnen wird. Bei dem vorbekann
ten Verfahren wird der für den Katalysatorwirkungsgrad ermit
telte Wert um Temperatureinflüsse bereinigt, die durch Abwei
chungen von einem stationären Betrieb der Brennkraftmaschine
bedingt sind. Hierzu wird die Temperatur des Katalysators
mittels eines Schätzungsverfahrens gewonnen und dann dazu benutzt
den für den Katalysatorwirkungsgrad ermittelten Wert zu
korrigieren.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist die durch die vor
liegende Erfindung gelöste Aufgabe darin zu sehen, ein Ver
fahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Drei-Wege-
Katalysators so fortzubilden, daß auch bei instationären Be
triebszuständen der Brennkraftmaschine eine möglichst genaue
Bestimmung des Katalysatorwirkungsgrades erlaubt, ohne daß
langfristige Temperaturveränderungen des Katalysators das Er
gebnis verfälschen.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 definierte Erfin
dung gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Ersatzwert für die Temperatur im Ka
talysator berechnet und der auf bekannte Weise ermittelte
Wert für den Katalysatorwirkungsgrad um Temperaturänderungen
bereinigt. So können die Anforderungen an die Stationarität
der Betriebsbedingungen gelockert werden.
Aus dem Katalysatorwirkungsgrad wird dann ein Maß für die
Funktionsfähigkeit gewonnen, beispielsweise indem eine nor
mierte Größe errechnet wird, die über verschiedene Prüfzyklen
gemittelt wird. Bei Überschreiten eines Schwellenwertes wird
der Katalysator dann als defekt erkannt, was geeignet zur An
zeige gebracht wird.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß auch
nach instationären Betriebszuständen, d. h. wenn die Brenn
kraftmaschine wieder in einer weitgehend stationären Be
triebsphase läuft, die Temperaturänderungen im Katalysator
noch nicht abgeschlossen sind. Der nach herkömmlichen Methoden
bestimmte Wert für den Katalysatorwirkungsgrad wird des
halb mittels des Ersatzwertes korrigiert, der diese Tempera
tureinflüsse im noch nicht isothermen Katalysator nach insta
tionären Betriebszuständen berücksichtigt.
Dazu wird dieser Ersatzwert im gleichen Zeitraster berechnet
wie der Katalysatorwirkungsgrad und zur Berechnung des Er
satzwertes wird die durch das Abgas erfolgende Wärmezufuhr
aufsummiert. Diese Wärmezufuhr wird abhängig von Drehzahl und
Last der Brennkraftmaschine einem Kennfeld entnommen. Um da
bei nur kurzfristige Temperaturänderungen zu berücksichtigen
und langfristige, quasi-isotherme Trends, die ja bei der Be
stimmung des Katalysatorwirkungsgrades nach einem der bekann
ten Verfahren bereits durch Berücksichtigung der Abgastempe
ratur Eingang finden, nicht fälschlicherweise in den Ersatz
wert einfließen zu lassen, wird der Ersatzwert einer Tiefpaß
filterung unterzogen und dieser tiefpaßgefilterte Wert vom
Ersatzwert abgezogen, so daß sich nur kurzfristige Tempera
turänderungen im Ersatzwert wiederspiegeln.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftma
schine, bei der das Verfahren zur Überprüfung der
Funktionsfähigkeit des Katalysators Anwendung fin
det,
Fig. 2 ein Flußdiagramm des Verfahrens und
Fig. 3a, 3b Zeitreihen des Katalysatorwirkungsgrades bzw.
des Korrekturwertes.
In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine schematisch darge
stellt, an der das Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfä
higkeit des Katalysators angewendet werden soll. Dabei sind
nur die Elemente schematisch dargestellt, die für das Ver
ständnis der Erfindung wesentlich sind.
Die Brennkraftmaschine 1 hat einen Abgastrakt 3, in dem ein
Drei-Wege-Katalysator 4 angeordnet ist, stromab dessen sich
eine Lambda-Sonde 5 befindet. Diese Lambda-Sonde 5 ist mit
einem Steuergerät 6 verbunden, das die Lambda-Sonde 5 steuert
und in dem das Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähig
keit des Drei-Wege-Katalysators abläuft. Dazu ist das Steuer
gerät 6 mit einem Betriebssteuergerät 2 der Brennkraftmaschi
ne 1 verbunden, das den Betrieb der Brennkraftmaschine steu
ert und regelt.
Im Betrieb mißt das Betriebssteuergerät 2 die von der Brenn
kraftmaschine 1 angesaugte Luftmasse und ermittelt aufgrund
der gemessenen Luftmasse eine entsprechende Kraftstoffmenge,
die sie an einer (nicht dargestellten) Einspritzanlage der
Brennkraftmaschine 1 so eingestellt, daß sich bei der
Verbrennung ein nahezu stöchiometrisches Verhältnis von Luft
und Kraftstoff einstellt, das einem Lambda-Wert von Eins ent
spricht.
Die Lambda-Sonde 5 detektiert im Abgas stromab des Katalysa
tors 4 die Sauerstoffkonzentration. Aufgrund der bekannten
Lambda-Regelung der Brennkraftmaschine 1 zeigt das Ausgangs
signal der Lambda-Sonde 5 eine Oszillation um einen Mittel
wert. Die Meßwerte für die Sauerstoffkonzentration im Abgas,
die von der Lambda-Sonde 5 geliefert werden, werden dabei vom
Steuergerät 6 an das Betriebssteuergerät 2 gemeldet.
Das Abgas im Abgastrakt 3 wird im Katalysator 4 durch Oxida
tion von Schadstoffen von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstof
fen gereinigt. Ein Maß für die Oxidationsfähigkeit und damit
den Wirkungsgrad des Katalysators 4 ist die Sauerstoffspei
cherfähigkeit. Ein Katalysator 4 mit gutem Wirkungsgrad glät
tet deshalb die Schwankungen des Sauerstoffverhältnisses im
Abgas, so daß die Lambda-Sonde 5 nur eine geringe Oszillation
der Sauerstoffkonzentration feststellt. Deshalb wird nach dem
Stand der Technik das Meßsignal der Lambda-Sonde 5 vom Steu
ergerät 6 zur Beurteilung des Wirkungsgrades des Katalysators
4 verwendet.
Wird ein schlechter Wirkungsgrad festgestellt, so wird dies
dann beispielsweise in einem Fehlerspeicher im Steuergerät 6
oder im Betriebssteuergerät 2 abgelegt bzw. ein entsprechen
des Warnsignal zur Anzeige gebracht.
Um diese schlechte Konvertierungsfähigkeit festzustellen,
wird nach EP 0 444 783 A1 bzw. DE 196 30 940 A1 das Signal
der Lambda-Sonde 5 bewertet, um eine Aussage dahingehend zu
treffen, wie groß die Schwingung der Sauerstoffkonzentration
stromab des Katalysators 4 ist. Dabei wird die Abgastempera
tur berücksichtigt, die vom Betriebssteuergerät 2 beispiels
weise modellbasiert ermittelt wird.
Zu Einzelheiten dazu sei auf diese beiden Druckschriften ver
wiesen.
Für das Verständnis dieser Erfindung ist dabei nur wesent
lich, daß iterierend und fortlaufend aus der Sauerstoffspei
cherfähigkeit des Katalysators 4 ein Wert gewonnen wird, der
den Katalysatorwirkungsgrad wiedergibt. Wesentlich ist wei
ter, daß dieser auf bekannte Weise gewonnene Wert nur in sta
tionären Betriebszuständen oder in quasi stationären Last-
und Drehzahlbereichen aussagekräftig ist, da nur dann die An
nahme, daß die Katalysatortemperatur der Abgastemperatur ent
spricht, richtig ist. Dieser Wert wird üblicherweise so normiert,
daß er zwischen 0 und 1 liegt. Dieser Wert für den Ka
talysatorwirkungsgrad wird nun so bereinigt, daß die Anforde
rungen hinsichtlich Stationarität weniger strikt ausfallen
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm dazu. Dabei bezeichnen die Zif
fern nach den Buchstaben S die jeweiligen Schrittnummern.
- 1. S1: Start des Verfahrens
- 2. S2: Es wird überprüft, ob gewisse Randbedingungen er füllt sind, die notwendig sind, um das Verfahren durchführen zu können. So darf für keine der beteiligten Komponenten eine Fehlermeldung vorliegen, muß die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Bereich liegen, ebenso muß die Abgastemperatur in einem gewissen Fenster lie gen, darüber hinaus darf die Dynamik der Brennkraftmaschine eine Obergrenze nicht überschreiten. Ist eine diese Bedingun gen nicht erfüllt, wird in der mit "-" gekennzeichneten Ver zweigung zurückgesprungen und die Abfrage noch mal überprüft. Sind die Bedingungen erfüllt, wird mit der mit "+" gekenn zeichneten Verzweigung weitergegangen.
- 3. S3: Dieser Schritt wird parallel mit S4 abgearbeitet. Es wird auf bekannte Weise der Wert eta_kat für den Katalysa torwirkungsgrad bestimmt.
- 4. S4: In diesem Schritt wird der Ersatzwert aus dem Wär meeintrag in den Katalysator durch das Abgas berechnet. Dazu wird die vom Abgas an den Katalysator abgegebene Wärme aus einem Kennfeld entnommen, das über der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine aufgespannt ist. Dieses Kennfeld wurde an einem geeigneten Prüfstandsmotor ermittelt.
- 5. S5: Der in S4 ermittelte Ersatzwert wird aufsummiert. Dabei wird in jedem Iterationsschritt dieses iterierend durchgeführten Verfahrens der aktuelle Ersatzwert hinzuaddiert. Die so erhaltene Summe wird zum einen im Schritt S6 weiterverarbeitet zum anderen direkt an Schritt S7 geliefert.
- 6. S6: In diesem Schritt wird die Summe einer Tiefpaßfil terung unterzogen und das Ergebnis an Schritt S7 geliefert.
- 7. S7: In Schritt S7 wird von der Summe, die von Schritt S5 geliefert wurde, das Ergebnis der Tiefpaßfilterung aus Schritt S6 abgezogen, so daß das in Schritt S7 erhaltene Er gebnis nur die kurzfristigen Änderungen des Ersatzwertes auf grund des Wärmeeintrages widerspiegelt. Dieses durch die Schritte S6 und S7 erreichte Ergebnis kann beispielsweise da durch verwirklicht werden, daß die von S5 gelieferte Summe der Ersatzwerte im vorgegebenen Zeitraster um einen vorbe stimmten Wert dekrementiert wird. Der so erhaltene, nur kurz fristige Temperaturänderungen widerspiegelnde Wert stellt ei nen Korrekturfaktor dar, der an Schritt S8 geliefert wird.
- 8. S8: In Schritt S8 wird der Katalysatorwirkungsgrad aus Schritt S3 mit dem Korrekturfaktor aus Schritt S7 multipli ziert. Der Korrekturfaktor ist dabei so ausgelegt, daß er den Wert 1 annimmt, wenn keine Korrektur durchzuführen ist, d. h. wenn der Katalysator isotherm ist.
- 9. S9: Bei jedem Iterationsdurchlauf wird ein Zähler in krementiert.
- 10. S10: Der korrigierte Katalysatorwirkungsgrad wird auf summiert, indem bei jedem Iterationsdurchlauf der aktuelle Katalysatorwirkungsgrad zur bisher erhaltenen Summe hinzuad diert wird.
- 11. S11: Aus dem Zählerwert aus S9 sowie dem Summenwert der Katalysatorwirkungsgrade wird ein Mittelwert gebildet.
- 12. S12: Hat der Zähler aus S9 eine Mindestanzahl von Itera tionen, d. h. Überprüfungszyklen erreicht, wird mit S13 wietergefahren, ansonsten wird zum Beginn des Verfahrens zu ei ner weiteren Iteration zurückgesprungen ("-"-Zweig).
- 13. S13: Unterschreitet der in S11 bestimmte Mittelwert ei nen vorbestimmten Schwellenwert, wird mit S15 fortgefahren ("+"-Zweig), ansonsten wird zu S14 zurückgesprungen ("-"- Zweig).
- 14. S14: Da der Mittelwert nicht den vorbestimmten Schwel lenwert einhält, ist der Katalysator defekt und entsprechende Maßnahmen wie Fehleranzeige, Ablegen von Informationen im Fehlerspeicher usw. werden veranlaßt.
- 15. S15: Da der Mittelwert unter dem vorbestimmten Schwel lenwert geblieben ist, ist der Katalysator funktionsfähig. Für diesen Betriebslauf der Brennkraftmaschine ist das Ver fahren erfolgreich beendet, eine entsprechende Information kann ggf. abgespeichert werden.
- 16. S16: Ende des Verfahrens.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie der Wirkungsgrad eta_kat, der
den Wirkungsgrad des Katalysators wiedergibt, sich beim Wech
sel zwischen zwei stationären Betriebszuständen verhalten
kann, und wie sich der Korrekturfaktor zeitgleich dazu ver
hält.
In Fig. 3a ist die Zeitreihe des Katalysatorwirkungsgrades
eta_kat dargestellt. Bis zum Zeitpunkt t1 wird die Brenn
kraftmaschine quasi stationär betrieben, d. h. Last und Dreh
zahl vollführen nur Änderungen innerhalb eines vorbestimmten
Fensters. Jeder Punkt auf der Kurve der Fig. 3a gibt einen
Iterationsdurchlauf durch das Verfahren des Blockschaltbildes
der Fig. 2 wieder. Wie zu sehen ist, liefert jeder der Itera
tionsdurchläufe bis zum Zeitpunkt t1 im wesentlichen den
gleichen Wert. Zwischen Zeitpunkt t1 und t2 verläuft der Be
trieb der Brennkraftmaschine instationär, beispielsweise
steigt die Drehzahl stark an. Zum Zeitpunkt t2 ist dieser in
stationäre Übergang beendet und die Betriebsparameter der
Brennkraftmaschine fallen wieder in das quasistationäre Fen
ster, wie es die Bestimmung des Katalysatorwirkungsgrades
verlangt. Dennoch zeigt der eigentlich auf 1 normierte Kata
lysatorwirkungsgrad eta_kat Werte um 2. Dies liegt daran, daß
die Brennkraftmaschine zwar wieder eine stationäre Betriebs
phase erreicht hat, der Katalysator 4 jedoch nicht isotherm
ist. Die Abgastemperatur, die beispielsweise vor dem Zeit
punkt t1 550°C betragen haben mag, ist zwar in der Betriebs
phase nach t2 auf 700°C gestiegen, jedoch ist noch nicht der
gesamte Katalysator isotherm. Daß sich dabei ein Katalysator
wirkungsgrad eta_kat von über 1 ergibt, liegt daran, daß das
Verfahren zur Bestimmung des Katalysatorwirkungsgrades (53 in
Fig. 2) implizit davon ausgeht, daß die Temperatur im Kataly
sator nach Ablauf des instationären Übergangs zwischen den
Zeitpunkten t1 und t2 an allen Stellen gleich der Abgastempe
ratur ist.
Da dies natürlich nicht der Fall ist, wandert bei Temperatu
ränderungen aufgrund von Abgastemperaturerhöhungen eine Tem
peraturfront durch den Katalysator und es ergibt sich ein
falscher Wert für den Katalysatorwirkungsgrad, wenn lediglich
die Abgastemperatur bei dessen Bestimmung herangezogen wird.
Wird der Katalysatorwirkungsgrad um solche durch Nicht-Iso
thermie begründeten Fehler mittels des Korrekturfaktors kor
bereinigt, kann entweder die Stationaritätsanforderung ge
lockert werden oder es werden weniger Iterationsschritte ab
gebrochen, weil ungültige Werte (z. B. < 1) für den Katalysa
torwirkungsgrad auftreten. Wie Fig. 3b zeigt, sinkt kor mit
der instationären Übergangsphase zwischen t1 und t2 auf 0,5
und geht erst langsam wieder auf den neutralen Ausgangswert 1
zurück. Die Multiplikation von kor mit eta_kat bereinigt so
den temperaturbedingten Fehler, der sich nach instationären
Betriebsphasen einstellt, so daß der korrigierte Katalysatorwirkungsgrad
insgesamt die Verhältnisse richtig widerspie
gelt.
Claims (6)
1. Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Ka
talysators (4) im Abgastrakt (3) einer lambdageregelten
Brennkraftmaschine (1), bei dem der Katalysatorwirkungsgrad
(eta_kat) durch Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit
ermittelt und daraus ein Maß für die Funktionsfähigkeit des
Katalysators (4) gewonnen wird, eine Ersatzgröße für die Tem
peratur im Katalysator (4) berechnet und der für den Kataly
satorwirkungsgrad (eta_kat) ermittelte Wert mittels der Er
satzgröße um Temperatureinflüsse bereinigt wird und dann aus
dem bereinigten Wert für den Katalysatorwirkungsgrad ein Maß
für die Funktionsfähigkeit des Katalysators gewonnen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Ersatzgröße
die dem Katalysator durch das Abgas zugeführte Wärme fortlau
fend aufsummiert wird, welche abhängig von Drehzahl und Last
der Brennkraftmaschine ist, dass die Summe einer Tiefpassfil
terung unterworfen wird und dass die Ersatzgröße sich aus der
Summe minus dem Ergebnis der Tiefpassfilterung ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Ersatzgröße einer Glättungsfunktion
unterworfen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Glättungsfunktion eine PT1-Glättung bewirkt.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass aus der Ersatzgröße ein Korrekturfaktor
(kor) errechnet wird, mit dem der Katalysatorwirkungsgrad
(eta_kat) multipliziert wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass es während instationärer Betriebszustände
der Brennkraftmaschine (1), in denen die Drehzahl- und/oder
Laständerungen der Brennkraftmaschine (1) eine bestimmte
Grenze überschreiten, ausgesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Maß für die Funktionsfähigkeit des Ka
talysators (4) fortlaufend gemittelt wird und nach einer aus
reichenden Zahl von Mittelungen entschieden wird, ob der Ka
talysator (4) funktionsfähig ist, was dann der Fall ist, wenn
die letzte Mittelung unter einem Schwellenwert liegt.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19913901A DE19913901C2 (de) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators |
FR0003426A FR2794169B1 (fr) | 1999-03-26 | 2000-03-17 | Procede de controle de la capacite de fonctionnement d'un pot catalytique |
GB0006949A GB2349226B (en) | 1999-03-26 | 2000-03-23 | Method of checking the functionality of a catalytic converter |
US09/536,175 US6314723B1 (en) | 1999-03-26 | 2000-03-27 | Method of checking the functional capability of a catalytic converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19913901A DE19913901C2 (de) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19913901A1 DE19913901A1 (de) | 2000-10-05 |
DE19913901C2 true DE19913901C2 (de) | 2001-10-18 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19913901A Expired - Fee Related DE19913901C2 (de) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators |
Country Status (4)
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US (1) | US6314723B1 (de) |
DE (1) | DE19913901C2 (de) |
FR (1) | FR2794169B1 (de) |
GB (1) | GB2349226B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006018662B3 (de) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Audi Ag | Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Abgaskatalysators |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10065123B4 (de) | 2000-12-28 | 2012-12-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Steuerung einer Diagnose eines Katalysators im Abgas eines Verbrennungsmotors |
US6591604B2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-07-15 | Ford Global Technologies, Llc | Oxygen storage capacity estimation |
US6546718B2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-04-15 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for reducing vehicle emissions using a sensor downstream of an emission control device |
FR2849105B1 (fr) * | 2002-12-18 | 2007-03-16 | Renault Sa | Procede de commande d'un moteur a combustion interne pour la regeneration de moyens de purification des gaz d'echappement et dispositif associe |
US6879906B2 (en) * | 2003-06-04 | 2005-04-12 | Ford Global Technologies, Llc | Engine control and catalyst monitoring based on estimated catalyst gain |
US6904751B2 (en) | 2003-06-04 | 2005-06-14 | Ford Global Technologies, Llc | Engine control and catalyst monitoring with downstream exhaust gas sensors |
US7000379B2 (en) | 2003-06-04 | 2006-02-21 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel/air ratio feedback control with catalyst gain estimation for an internal combustion engine |
DE102004004277A1 (de) * | 2004-01-27 | 2005-09-22 | Audi Ag | Verfahren zur Beurteilung der Güte eines einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, nachgeschalteten Abgaskatalysators |
DE102004038481B3 (de) * | 2004-08-07 | 2005-07-07 | Audi Ag | Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoffverhältnisses |
US8186151B2 (en) * | 2009-06-09 | 2012-05-29 | GM Global Technology Operations LLC | Method to monitor HC-SCR catalyst NOx reduction performance for lean exhaust applications |
JP5644291B2 (ja) * | 2010-09-10 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射量制御装置 |
US20130213008A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Cummins Inc. | Method and system for improving the robustness of aftertreatment systems |
JP6107674B2 (ja) * | 2014-01-10 | 2017-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3709136A1 (de) * | 1986-03-20 | 1987-10-01 | Nissan Motor | Steuereinrichtung fuer das luft-/kraftstoff-verhaeltnis einer brennkraftmaschine mit einem drei-wege-katalysator |
EP0444783A1 (de) * | 1990-02-13 | 1991-09-04 | Lucas Industries Public Limited Company | Abgaskatalysatorüberwachung |
DE4211116A1 (de) * | 1992-04-03 | 1993-10-07 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Katalysatorzustandserkennung |
EP0626507A1 (de) * | 1993-04-26 | 1994-11-30 | Hitachi, Ltd. | Diagnosesystem der Verschlechterung eines Katalysators |
DE4433631A1 (de) * | 1994-09-21 | 1996-03-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Bildung eines Signals bezüglich einer Temperatur im Abgassystem einer Brennkraftmaschine |
DE19651559A1 (de) * | 1995-12-12 | 1997-06-19 | Gen Motors Corp | Adaptive Motorsteuerung |
DE19711295A1 (de) * | 1996-03-19 | 1997-10-30 | Denso Corp | System zur Ermittlung einer Verschlechterung eines Katalysators zur Abgasreinigung |
DE19630940A1 (de) * | 1996-07-31 | 1998-02-05 | Siemens Ag | Verfahren zur Überprüfung des Katalysatorwirkungsgrades |
DE19729116A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-01-14 | Hippold Hans Peter | Verbindungsglied in Form einer Öse und Verfahren zu dessen Herstellung |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5077970A (en) * | 1990-06-11 | 1992-01-07 | Ford Motor Company | Method of on-board detection of automotive catalyst degradation |
JP2962987B2 (ja) * | 1993-12-01 | 1999-10-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の燃料制御装置 |
JP3244584B2 (ja) * | 1994-02-10 | 2002-01-07 | 株式会社日立製作所 | エンジン排気ガス浄化装置の診断方法及び装置 |
US5678402A (en) * | 1994-03-23 | 1997-10-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control system for internal combustion engines and exhaust system temperature-estimating device applicable thereto |
US5724809A (en) * | 1995-06-12 | 1998-03-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine |
US5956941A (en) * | 1996-10-15 | 1999-09-28 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for estimating a midbed temperature of a catalytic converter |
US5896743A (en) * | 1997-06-24 | 1999-04-27 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Catalyst monitor utilizing a lifetime temperature profile for determining efficiency |
US5848528A (en) * | 1997-08-13 | 1998-12-15 | Siemens Automotive Corporation | Optimization of closed-loop and post O2 fuel control by measuring catalyst oxygen storage capacity |
US6003307A (en) * | 1998-02-06 | 1999-12-21 | Engelhard Corporation | OBD calorimetric sensor system with offset error correction |
US6006153A (en) * | 1998-10-22 | 1999-12-21 | Chrysler Corporation | Discrete processing catalyst monitoring |
-
1999
- 1999-03-26 DE DE19913901A patent/DE19913901C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-17 FR FR0003426A patent/FR2794169B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-23 GB GB0006949A patent/GB2349226B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-27 US US09/536,175 patent/US6314723B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3709136A1 (de) * | 1986-03-20 | 1987-10-01 | Nissan Motor | Steuereinrichtung fuer das luft-/kraftstoff-verhaeltnis einer brennkraftmaschine mit einem drei-wege-katalysator |
EP0444783A1 (de) * | 1990-02-13 | 1991-09-04 | Lucas Industries Public Limited Company | Abgaskatalysatorüberwachung |
DE4211116A1 (de) * | 1992-04-03 | 1993-10-07 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Katalysatorzustandserkennung |
EP0626507A1 (de) * | 1993-04-26 | 1994-11-30 | Hitachi, Ltd. | Diagnosesystem der Verschlechterung eines Katalysators |
DE4433631A1 (de) * | 1994-09-21 | 1996-03-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Bildung eines Signals bezüglich einer Temperatur im Abgassystem einer Brennkraftmaschine |
DE19651559A1 (de) * | 1995-12-12 | 1997-06-19 | Gen Motors Corp | Adaptive Motorsteuerung |
DE19711295A1 (de) * | 1996-03-19 | 1997-10-30 | Denso Corp | System zur Ermittlung einer Verschlechterung eines Katalysators zur Abgasreinigung |
DE19630940A1 (de) * | 1996-07-31 | 1998-02-05 | Siemens Ag | Verfahren zur Überprüfung des Katalysatorwirkungsgrades |
DE19729116A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-01-14 | Hippold Hans Peter | Verbindungsglied in Form einer Öse und Verfahren zu dessen Herstellung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006018662B3 (de) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Audi Ag | Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Abgaskatalysators |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2794169A1 (fr) | 2000-12-01 |
FR2794169B1 (fr) | 2005-06-24 |
US6314723B1 (en) | 2001-11-13 |
DE19913901A1 (de) | 2000-10-05 |
GB2349226A (en) | 2000-10-25 |
GB0006949D0 (en) | 2000-05-10 |
GB2349226B (en) | 2003-03-19 |
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