DE2633880C2 - - Google Patents
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- G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und
Auswerten der Abgaswerte verschiedener Abgasarten eines
Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges,
um festzustellen, ob diese bei verschiedenen, nacheinander
durchlaufenen Testmoden mit unterschiedlichen
Belastungen des Motors innerhalb vorgeschriebener
Grenzwerte liegen, wobei die Auswertung erst dann erfolgt,
wenn der Motor in dem jeweiligen Testmodus für
eine bestimmte Zeitdauer die erforderliche Testgeschwindigkeit
bzw. Testdrehzahl eingehalten hat;
unter Verwendung einer von dem Motor angetriebenen
Belastungseinheit mit von der Geschwindigkeit und
Fahrzeugklasse abhängig einstellbaren Belastungswerten
und einer an den Auspuff anschließbaren Abgas-Analysiervorrichtung.
Nach Einführung von Vorschriften zu den maximal zulässigen
Abgaswerten von Automobilen, insbesondere der
Kohlenmonoxyd-Werte und der Kohlenwasserstoff-Werte,
müssen für die große Anzahl von vorhandenen Fahrzeugen
Prüfvorrichtungen und Prüfstände geschaffen werden, um
den Ausstoß von Abgasen aller Kraftfahrzeuge in regelmäßigen
Abständen zu kontrollieren.
So schreibt z. B. der in Kalifornien vorgeschriebene
Test vor, daß der Motor bzw. das Automobil in 7 verschiedenen
Betriebsarten geprüft werden muß, ehe eine
Freigabe erfolgen kann. Die Durchführung eines solchen
Tests ist zwar für die Beurteilung und Freigabe von
Neuentwicklungen sinnvoll und zu vertreten, für eine
Inspektion von im Gebrauch befindlichen Kraftfahrzeugen
in regelmäßigen Abständen ist ein solcher Test jedoch
kaum durchführbar, da er zu aufwendige Prüfvorrichtungen
erfordert und eine zu lange Testzeit in Anspruch nimmt.
Es ist bereits eine große Anzahl von verschiedenen
Prüfständen vorgeschlagen worden (US-Patentschriften
36 03 155, 36 30 072 und 38 64 964), mit denen die
Abgaswerte verschiedener Abgasarten von Verbrennungsmotoren,
insbesondere in Kraftfahrzeugen, geprüft und
ausgewertet werden können, wobei diese Tests in verschiedenen
Testmoden mit unterschiedlichen Belastungen
des Motors durchgeführt werden. Diese Tests
dauern jedoch verhältnismäßig lange, d. h., die einzelnen
Testschritte werden über verhältnismäßig lange Zeiträume
ausgedehnt, um genaue und zuverlässige Meßwerte
zu erreichen. Außerdem sind solche Prüfstände verhältnismäßig
aufwendig und meist nur durch Spezialisten zu
bedienen, so daß nicht jede Werkstatt solche Geräte einsetzen
kann, was zur kurzfristigen Behebung der festgestellten
Fehler an sich wünschenswert wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Prüfen und Auswerten der Abgaswerte vorzuschlagen,
das eine Durchführung eines Tests in möglichst kurzer
Zeit weitgehend automatisch ermöglicht, damit solche
Abgastests in möglichst großer Anzahl auch von weniger
qualifiziertem Bedienungspersonal durchgeführt werden
können. Fehlmessungen durch zu kurze Meßzeiten sollen
dabei sicher vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
in jedem Testmodus die
für jede Abgasart von der Abgasmeßvorrichtung gelieferten
Ausgangssignale darauf geprüft werden, ob
ihre Änderungsgeschwindigkeit vorgegebene Kriterien
erfüllt, und daß diese die Kriterien erfüllenden
Werte als stabil gelten und mit den vorgeschriebenen
Grenzwerten zur Ableitung von Bestanden- oder Fehlersignalen
für jede Abgasart verglichen werden.
Aus der DE-AS 15 73 917 ist zwar ein Teststand für Verbrennungsmotoren
bekannt, der elektronische Schaltungen
zum Auswerten, Speichern und Vergleichen von Meßsignalen
enthält, Hinweise auf das erfindungsgemäße Verfahren
werden jedoch nicht gegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen
Vorteil, daß die zu jeder Abgasart in den verschiedenen
Testmoden gelieferten Ausgangssignale so schnell wie
möglich ausgewertet werden, wenn eine Stabilisierung
eingetreten ist, so daß die Gesamtmeßzeit beim Test
eines Motors oder eines Fahrzeugs stark reduziert wird.
Ein solches Meß- und Auswerteverfahren erfordert wesentlich
weniger Zeitaufwand als die bisher bekannten Verfahren,
die mit festen Testzeiten arbeiteten.
Vorzugsweise wird das für jede Abgasart gelieferte Ausgangssignal
als stabil betrachtet,
wenn es
- a) sich wenigstens momentan mit nicht mehr als einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit ändert und wenn eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. 10 Sekunden) seit Beginn des jeweiligen Testmodus abgelaufen ist; oder
- b) sich innerhalb einer bestimmten Zeitdauer mit nicht mehr als einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit ändert; oder
- c) sich mit hoher Änderungsgeschwindigkeit unter den akzeptablen Grenzwert bewegt hat und eine vorgegebene Änderungsgeschwindigkeit für eine kurze, vorbestimmte Dauer (z. B. 0,5 Sekunden) nicht überschreitet.
Diese vorstehend angegebenen Bedingungen a) bis c)
können einzeln oder alternativ zueinander angewandt
werden, je nachdem, ob nur ein Bestanden-/Nichtbestanden-
Test oder ein Test mit Fehleranalyse durchgeführt werden
soll.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise
in Verbindung mit den Abgasarten Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoff
angewandt, es ist jedoch auch möglich, zusätzlich
die Stickoxyde nach dem gleichen Verfahren zu
messen und auszuwerten.
Als verschiedene Testmoden für den Motor werden zweckmäßigerweise
ein Hochgeschwindigkeits-Modus, ein Niedriggeschwindigkeits-Modus
und ein Leerlauf-Modus angewandt,
und zwar vorzugsweise in dieser Reihenfolge, um
am Schluß für den Leerlauf-Modus einen warmgelaufenen,
sauberen Motor vorliegen zu haben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens beschrieben, wobei auf die Zeichnungen
Bezug genommen wird.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung
eines Chassis-Dynamometers mit einer Leistungs-
Absorptions-Einheit (Bremseinheit), welche
Einrichtung zur Ausführung der einzelnen Moden
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung
der Motorabgas-Belastungen verwendet werden kann;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Baugruppen eines
Abgasanalysators zur Messung des Gehalts an
CO, HC, NO x und O₂;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Analog-Digital-Umsetzers,
in welchem die Analogsignale aus dem Gasanalysator
in digitale Signale umgesetzt werden;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Vergleichsschaltung zum
Vergleich der gemessenen Werte mit den annehmbaren
Werten;
Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Teiles einer
Stabilisierschaltung für das Belastungs- und
Gassignal, die innerhalb der Schaltung aus
Fig. 4 verwendet werden kann;
Fig. 6 ein schematisches Diagramm des übrigen Teiles
der Stabilisierschaltung aus Fig. 5; und
Fig. 7 ein graphisches Diagramm zur Erläuterung des
Betriebsverhaltens der Stabilisierungsschaltungen
aus Fig. 5 und 6.
Das in Fig. 1 dargestellte Chassis-Dynamometer 2 weist ein
hydraulisches Leistungsabsorptionsgerät (Bremsgerät) 4 auf,
mit dem der nicht dargestellte Fahrzeugmotor belastet werden
kann. Ein Einlaß 6 gestattet die Einführung von Wasser in
den Arbeitskreislauf des Absorptionsgeräts 4, welches aus
einem Auslaß 8 das Gerät verlassen kann, so daß während
der Ausführung der Tests ein dauernder Wasserstrom durch
das Absorptionsgerät fließt. Die üblichen nicht dargestellten
Bremsluftbohrungen bleiben offen, so daß in
dem Wasserkreislauf Lufttaschen sich nicht ausbilden
können und sichergestellt bleibt, daß der unter Test
befindliche Motor unter konstantem Geschwindigkeits/
Leistungs-Verhältnis gehalten wird.
Eine Antriebswalze 10 ist direkt mit der Welle 11 des
Absorptionsgeräts 4 verbunden und parallel zu einer frei
mitlaufenden Walze 12 angeordnet. Die Räder 14 (von denen nur
eines dargestellt ist) des Fahrzeugs ruhen zwischen der
Antriebswalze 10 und der angetriebenen Walze 12 auf. Ein
Tachometer-Generator 16 wird von einem Riemen 18 von
der angetriebenen Walze 12 angetrieben und ist mit einem
Geschwindigkeitsmesser 20 verbunden, welcher dem Operator
die simulierte Straßengeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigt,
die von den Fahrzeugrädern 14 eingenommen wird.
Das Absorptionsgerät 4 belastet den Motor automatisch, so
daß eine vorgegebene Motorgeschwindigkeit einer bestimmten
Last entspricht.
Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Analysator für
das Motorabgas enthält ein Probenrohr 58, das in das
Abgasrohr 60 des Fahrzeuges oder des zu prüfenden Motors
eingeführt wird. Die dem Konditionierer 62 zugeführte
Gasprobe wird dort konditioniert und von mitgenommenen
Feststoffen und Flüssigkeiten befreit, und eine Pumpe 64
fördert das Gas kontinuierlich durch den Gaskonditionierer
62 in einen CO-Analysator 66, einen HC-Analysator 68 und
gegebenenfalls in einen NO x -Analysator 70 und einen
O₂-Analysator 210. Die entsprechenden Werte werden durch
Zeiger 42, 50, 56 bzw. 214 von Anzeigeinstrumenten 40,
46, 52 bzw. 212 angezeigt. Der Abgasanalysator liefert
Ausgangssignale an die Leitungen 216, 218, 220 und 222,
die die quantitativen Messungen der Abgasemissionen
an CO, HC, NO x und O₂ darstellen.
Bei der Prüfung von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor
bzw. von Verbrennungsmotoren selbst auf einem
Prüfstand etwa in der Art nach der Fig. 1 werden verschiedene
Testmoden durchlaufen. Die Anzahl der verwendeten
Moden hängt von der mit dem Test verfolgten
Absicht ab. Die Ausführung von Tests wird wesentlich
dadurch vereinfacht, daß ein Dynamometer 2 verwendet
wird, das die zu einer gewählten Geschwindigkeit gehörende
Belastung von selbst entsprechend einer geeigneten
Leistungs/Geschwindigkeits-Charakteristik einstellt.
Die Bedienungsperson braucht also dann nur noch die betreffende
Geschwindigkeit des ausgewählten Testmodus
einzustellen, und die dazugehörige Belastung stellt sich
automatisch ein.
Als Testmoden für den Verbrennungsmotor werden vorzugsweise
ein Hochgeschwindigkeits-Modus (Modus 1), ein
Niedriggeschwindigkeits-Modus (Modus 2) und ein Leerlauf-
Modus (Modus 3) eingestellt, wobei die Moden vorzugsweise
in dieser Reihenfolge ablaufen. Bei einem
gegebenen Motor entspricht dem Hochgeschwindigkeits-
Modus z. B. eine Drehzahl des Motors von 1700 bis 3200 UpM,
während der Niedriggeschwindigkeits-Modus etwa bei
40% der beim Hochgeschwindigkeits-Modus gewählten Drehzahl
durchgeführt wird. Die Belastungseinheit 4 des
Dynamometers 2 (Fig. 1) wird zweckmäßigerweise so eingestellt,
daß im Hochgeschwindigkeits-Modus ca. 35 bis
75% des maximalen Drehmomentes des Motors eingestellt
wird, während im Niedriggeschwindigkeits-Modus z. B.
weniger als 50% der im Hochgeschwindigkeits-Modus gewählten
Belastung eingestellt wird.
Die in den nacheinander ablaufenden Testmoden 1, 2 und
3 ermittelten Werte für die einzelnen Abgase werden
notiert oder automatisch registriert. Im Falle einer
Fehlerdiagnose mit den Ergebnissen "bestanden" bzw.
"nicht bestanden" werden die ermittelten Abgaswerte mit
Sollwerten verglichen, und es brauchen nur die bestanden-
oder nicht bestanden-Signale für die einzelnen Abgasarten
registriert werden. Ein Vergleich dieser Signale mit
typischen Ausfallmustern ermöglicht eine grobe Fehlerdiagnose.
Die Ausgangssignale aus dem Abgasanalysator werden in Digitalsignale
durch Schaltungen umgesetzt, die in Fig. 3
dargestellt sind. Die CO-, HC-, NO x -, und O₂-Signale werden
durch Verstärker 217, 219, 221 und 223 verstärkt und
Analog/Digital-Umsetzern 224, 225, 226 und 227 - wie dargestellt -
zugeführt. Die Analogsignale, die die gemessenen
Werte von CO, HC, NO x und O₂ repräsentieren, werden auf
Leitungen 230, 231, 232 und 233 ausgegeben. Die Digitalsignale,
die die gemessenen Werte von CO, HC, NO x und O₂
repräsentieren, werden auf Leitungen 234, 235, 236 und 237
ausgegeben. Analogsignale aus dem Geschwindigkeitsmesser
oder Tachometergenerator 16 werden auf Leitung 238 einem
Verstärker 240 und einem Analog/Digital-Umsetzer 241
zugeführt. Ein Analogsignal, daß die gemessenen Werte der
Geschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentiert, wird auf Leitung
242 ankommen und ein Digitalsignal, das die gemessene
Geschwindigkeit repräsentiert, wird auf Leitung 243 geliefert.
Fig. 4 zeigt die Schaltungsteile, mit denen die gemessenen
Werte von CO, HC, NO x und O₂ mit den annehmbaren Werten verglichen
werden. Die Schaltungsteile aus Fig. 4 können dazu
dienen, ein das Bestehen oder Nichtbestehen des Tests repräsentierendes
Signal für jedes betrachtete Gas mit oder
ohne Datenabfall der gemessenen Werte bei jedem vorgeschriebenen
Testmodus zu liefern.
Wenn die amtlichen Normen eine Bewertung der
Mengen von NO x oder O₂ in dem Abgas bei hoher Geschwindigkeit,
niedriger Geschwindigkeit oder Leerlauf nicht vorschreiben,
dann werden während dieser Tests die zugehörigen Schaltungsteile
aus Fig. 4 nicht benutzt.
Das die gemessene Geschwindigkeit (Belastung) repräsentierende
Signal aus dem Tachometer-Generator 16 auf Leitung
243 wird mit einem Signal verglichen, das die obere Grenzgeschwindigkeit
und untere Grenzgeschwindigkeit repräsentiert,
wobei der Vergleich in einem Subtrahierer 360 ausgeführt wird,
der ein Ausgangssignal (d. h. hohen Signalpegel) liefert, wenn
das gemessene Signal einen Wert zwischen den erwähnten Grenzsignalen
besitzt.
Die Eingänge zum Subtrahierer 360, die mit
Speicherelementen 321 und 322 verbunden sind, werden hier
zusammen auch als der Referenz-Geschwindigkeits-Eingangsbereich
bezeichnet. Das Ausgangssignal aus dem Subtrahierer
360 wird einer Zeitgeberschaltung 362 und einem Gatter
363 zugeführt. Die Zeitgeberschaltung öffnet das Gatter 363
nur nachdem der Subtrahierer 360 kontinuierlich ein Ausgangssignal
über ein vorbestimmtes Zeitintervall hin kontinuierlich
produziert hat, d. h. über 1 bis 5 Sekunden hin. Das
Gatter 363 überträgt nach Vorbereitung das Ausgangssignal
aus dem Subtrahierer 360 einem CO-Geschwindigkeitsgatter 364,
welches das Eingangssignal an den Ausgang weiterleitet.
Das Ausgangssignal aus dem Gatter 363 wird auch
als das Geschwindigkeits-Auslösesignal bezeichnet. Das
Geschwindigkeits-Auslösesignal wird auch Gattern 365,
366 und 367 für HC, NO x und O₂ zugeführt.
Die gemessenen CO-, HC-, NO x - und O₂-Signale werden Stabilisierschaltungen
370, 371, 372, 373 zugeführt. Die Stabilisierschaltungen
übertragen die gemessenen Gassignale an die
zugehörigen Geschwindigkeitsgatter nur, nachdem diese Signale
über ein vorbestimmtes Zeitintervall hin innerhalb gewisser
Grenzen aufgehört haben, zu schwanken, um sicherzustellen, daß
die Signale eine verläßliche quantitative Messung des jeweiligen
Gases in dem Abgas repräsentieren. Ein Beispiel
einer derartigen Stabilisierschaltung ist in Fig. 5 und 6
gezeigt und wird später beschrieben.
Die stabilisierten Gassignale aus den Stabilisierschaltungen
370, 371, 372 und 373 werden Subtrahierern 380, 381, 382 und
383 über die Gatter 364, 365, 366 und 367 zugeführt.
Das Gatter 364 wird durch das Geschwindigkeits-Auslösesignal
geöffnet und überträgt das stabilisierte CO-Signal
zu dem Subtrahierer 380. Die Gatter 365, 366 und 367 werden
durch das Auftreten sowohl des Geschwindigkeits-Auslösesignals
wie des stabilisierten CO-Signals geöffnet und übertragen
die HC-, NO x -Signale an die jeweiligen Subtrahierer.
Ehe somit eines der Gassignale mit den annehmbaren Grenzwerten
verglichen wird, muß die Geschwindigkeit, die durch
den Tachometer-Generator 16 gemessen wurde, innerhalb des
voreingestellten Bereichs (beispielsweise 3 MPH) über ein
gegebenes Zeitintervall hin (z. B. 2 oder 3 Sekunden) verbleiben
und das CO-Signal muß sich stabilisiert haben.
Die Subtrahierer 380, 382 und 383 enthalten jeweils ein
Paar von Ausgangsleitungen, die mit P und F bezeichnet
sind.
Die
Subtrahierer 380, 382 und 383 vergleichen die jeweiligen
stabilisierten Gassignale mit voreingestellten annehmbaren
Grenzwerten, die in Speicherelementen 326, 329, 330, 335 und
341 gespeichert sind. Jeder Subtrahierer liefert ein Ausgangssignal
(hoher Pegel) a) auf Ausgangsleitung P, wenn
der gemessene Gaswert unterhalb des annehmbaren Grenzwertes
bleibt, der durch das Signal aus dem jeweiligen Speicherelement
repräsentiert wird und b) auf Ausgangsleitung F,
wenn das gemessene Gassignal über dem annehmbaren Grenzwert
liegt.
Der Subtrahierer 381 ist dualer Subtrahierer und kann von der
gleichen Art sein wie der duale Subtrahierer 360 mit der Ausnahme,
daß er drei Ausgangsleitungen P, M und F aufweist.
Ein Ausgangssignal wird auf Leitung P gegeben, wenn das
stabilisierte HC-Signal unter dem annehmbaren Grenzwert
liegt, der durch das Signal aus dem Speicherelement 329
repräsentiert wird. Ein Ausgangssignal wird auf Leitung M
erzeugt, wenn das gemessene HC-Signal größer als der annehmbare
Grenzwert, jedoch kleiner ist als ein mittlerer Wert
(d. h. 150% des HC-Grenzwertes), der durch das Signal aus
dem Speicherelement 330 repräsentiert wird. Das Ausgangssignal
auf Leitung F erscheint, wenn das gemessene HC-Signal
das Signal aus dem Speicherelement 330 überschreitet. Der
M-Ausgang aus dem Subtrahierer 381 wird zusammen mit den
Ausgangssignalen aus den Leitungen P und F aus dem Subtrahierer
380 auf ein Paar UND-Gatter 385 und 386
gegeben. Die Ausgangssignale P und F aus dem Subtrahierer
381 werden auf ODER-Gatter 387 und 388 gegeben. Die Ausgänge
der ODER-Gatter 387 und 388, die jeweils mit P′
und F′ bezeichnet sind, repräsentieren die Eingangssignale
für eine Gatterschaltung 391. Ein Signal von hohem Pegel
erscheint auf Leitung P′, wenn der gemessene Wert von HC
(1) unter dem annehmbaren Grenzwert (Speicherelement 329)
liegt, oder (2) über dem annehmbaren Grenzwert, jedoch unter
dem voreingestellten Zuwachs (d. h. 150%) liegt, der durch
den Inhalt des Speicherelements 330 bestimmt ist und wenn
der gemessene Wert von CO seinen annehmbaren Grenzwert
überschritten hat. Ein Signal von hohem Pegel erscheint auf
Leitung F′, wenn der gemessene Wert von HC (1) zwischen
dem annehmbaren Grenzwert und dem voreingestellten Zuwachs
(Inhalt des Speicherelements 330) liegt und der gemessene
Wert von CO unter der annehmbaren Grenze liegt, oder wenn
(2) der Wert von HC über dem annehmbaren Grenzwert liegt
und über dem voreingestellten Zuwachs liegt.
Gatterschaltungen 390, 391, 392 und 393 prüfen bei entsprechender
Vorbereitung durch Verzögerungs-Netzwerke 394, 395,
396, 397 die Ausgangssignale aus dem Subtrahierer und aktivieren
Leuchten über das Bestehen oder Nicht-Bestehen der
Tests (markiert mit P und F) in Abhängigkeit von einem Signal
mit hohem Pegel auf Leitung P oder F aus dem jeweiligen Subtrahierer.
Die Verzögerungs-
Netzwerke 394 bis 397 nehmen das jeweilige stabilisierte
Gassignal aus den Gattern 364, 365, 366 und 367 auf und
öffnen entsprechende Gatterschaltungen kurz nachdem das
stabilisierte Gassignal dem jeweiligen Subtrahierer zugeführt
worden ist, um sicherzustellen, daß die Ausgangssignale
aus den Subtrahierern einen genauen Vergleich des jeweiligen
Gases mit den annehmbaren Grenzwerten repräsentieren.
Die das Nichtbestehen bezeichnenden Signale aus den Gatterschaltungen
werden auf
Speicherelemente 400, 401, 402 und 403 gegeben. Die tatsächlichen
Werte der stabilisierten Gassignale werden einem
Computer zugeführt, um einen Ausdruck zu erhalten.
Das Verfahren zum Messen an Vergleichen von CO und HC
(NO x und O₂ wenn gewünscht) mit den annehmbaren Grenzwerten
und des Treffens von Bestehen- oder Nichtbestehen-Entscheidungen,
die anzeigen, welches der Gase die annehmbaren Grenzwerte
überschritten hat, wird mit der Vorrichtung nach Fig. 4
beim langsamen Testmodus und Leerlaufmodus wiederholt. Auf Wunsch
können diese Gase ebenfalls beim Hochgeschwindigkeitsmodus geprüft werden. Beim
langsamen Modus wird das dem dualen Subtrahierer 360 zugeführte
Geschwindigkeitsbereichs-Signal die für die jeweilige
Fahrzeugklasse eingefaßt. Wenn das Fahrzeug
mit einem NO x -Steuergerät ausgerüstet ist, dann kann die
Arbeitsweise des Geräts geprüft werden,
und zwar ehe zu dem Leerlaufmodus übergegangen wird.
In dem Leerlaufmodus sollte die Geschwindigkeit NULL betragen
und der Testmechaniker wird die Bremsen anlegen und somit verhindern,
daß sich die Dynamometerwalzen drehen. Der duale Subtrahierer
360 wird im Leerlaufmodus mit Bereichsreferenz-Signalen
versorgt, die eine Geschwindigkeit von 0 bis 1 oder 2 Meilen
pro Stunde repräsentieren.
Bei dem langsamen und Leerlauf-Modus können die gemessenen
Werte von NO x und CO für die Abschätzung der Effektivität
des NO x -Steuergerätes, mit dem das Fahrzeug ausgerüstet ist,
und zur Verwendung während des Sauerstofftests gespeichert
werden. Die Bestehen-Nichtbestehen-Signale werden für jeden
Testmodus gespeichert und dienen beim Abschluß der Tests in
einer Analyse-Diagramm-Matrix dazu, einen gedruckten
Bericht zur Information des Testmechanikers über
die Schäden auszugeben und Anleitungen zur Reparatur und/
oder Einstellung zu geben.
Fig. 5 und 6 zeigen eine Gas-Stabilisiereinrichtungs-
Schaltung zur Verwendung in der Schaltung nach
Fig. 4. Diese Schaltung ist vom analogen
Typ und enthält ein Paar Operations-Verstärker 632
und 634. Eine Analog-Spannung, die die gemessene Geschwindigkeit
repräsentiert, wird einem Eingang jedes Verstärkers
632 und 634 zugeführt. Analog-Spannungen, die die oberen
und unteren Geschwindigkeitsgrenzen repräsentieren, werden
den anderen Eingängen der Verstärker 632 und 634
zugeführt. Jeder Verstärker liefert ein Ausgangs-
Signal von niedrigem Pegel, wenn das gemessene Geschwindigkeitssignal
zwischen die oberen und unteren Grenzgeschwindigkeits-
Signale fällt, und ein
hochpegeliges Ausgangssignal, wenn das gemessene Geschwindigkeitssignal
über oder unter den Grenzwerten liegt. Die
Ausgänge der Verstärker 632 und 634 werden über ein NOR-
Gatter 635 einer Zeitgeberschaltung zugeleitet, die einen
Operationsverstärker 636, einen Kondensator 637,
Widerstände und eine Diode enthält. Wenn jedes
Eingangssignal für das NOR-Gatter 635 niedrig ist, liefert
das Gatter einen hohen Ausgang, das das Laden des Kondensators
637 beginnen läßt. Ein Eingang des Verstärkers 636
ist mit dem Kondensator 637 und der andere Eingang
638 ist mit einer geeigneten Referenz-Spannung verbunden.
Der Verstärker 636 liefert ein niedriges Ausgangssignal,
bis das Eingangssignal, das vom Kondensator 637 zugeführt
wird, gleich der Referenzspannung ist, und dann steigt
das Ausgangssignal des Verstärkers an. Die Zeitverzögerung
zwischen dem Auftreten eines hochpegeligen Signals am Ausgang
des NOR-Gatters 635 und einem hochpegeligen Signal
am Ausgang des Verstärkers 636 wird durch die Größe der
Referenzspannung bestimmt, die an einem Anschluß 638 anliegt.
Die Zeitverzögerung ist somit einstellbar und kann auf
eine geeignete Zeitspanne von beispielsweise 2 Sekunden
justiert werden, wodurch sichergestellt wird, daß sich die
Fahrzeuggeschwindigkeit stabilisiert hat, d. h. konstant geworden
ist. Das hohe Ausgangssignal aus dem Verstärker 636 wird
als Geschwindigkeits-Auslösesignal angesehen und wird von
einem Inverter 639 einem Eingang 640 eines Flip-Flops 641
zugeführt.
Die Gas-Stabilisier-Schaltung für CO, die die restlichen
Schaltungskomponenten aus Fig. 5 umfaßt, wird jetzt beschrieben.
Diese Schaltung überträgt das gemessene CO-Signal
zu einer Vergleicherschaltung, die das gemessene CO-Signal
mit einer annehmbaren Grenze vergleicht, wenn eine der
drei folgenden Bedingungen vorliegt:
- (1) Das gemessene CO-Signal hat wenigstens momentan das Verändern innerhalb einer angegebenen Rate von Veränderungsgrenzen beendet, und eine vorbestimmte Zeitspanne von z. B. 10 Sekunden ist abgelaufen.
- (2) Das gemessene CO-Signal beendete Schwankungen innerhalb einer vorgegebenen Rate von Veränderungsgrenzen über ein vorbestimmtes Zeitintervall von beispielsweise 3 Sekunden hin.
- (3) Das gemessene CO-Signal ist unter den annehmbaren Grenzwert mit einer vorgegebenen hohen Veränderungsrate abgefallen und blieb bei der gegebenen Veränderungsrate über eine kurze, voreingestellte Zeitspanne hin von z. B. 500 Millisekunden.
Die Bedingung (1) betrifft solche Fälle, bei denen das
Gassignal weiterhin fluktuiert und liefert ein Gassignal,
das über eine relativ lange Zeitspanne von z. B. 10 Sekunden
gemittelt ist, um sicherzustellen, daß ein Mittelwert beim
Vergleich verwendet wird. Die Bedingung (2) betrifft Fälle,
bei denen das Gassignal innerhalb eines relativ schmalen
Bereichs von Veränderungsgrenzen stabil bleibt, der es ermöglicht,
daß das Gassignal über eine kurze Zeitspanne von
beispielsweise 3 Sekunden gemittelt werden kann. Die Bedingung
(3) betrifft Fälle, bei denen das Gassignal sich
mit großer Geschwindigkeit vermindert und unter den annehmbaren
Wert abfällt und damit eine Sicherheit schafft, daß
das Gassignal unterhalb des Grenzwertes bleiben wird.
Der Sinn dieser drei Bedingungen besteht in der Reduzierung
der gesamten Test-Zeit auf ein Minimum, wobei dennoch gültige
Daten für den beabsichtigten Zweck zur Verfügung gestellt
werden können. Wenn beispielsweise in Gebrauch befindliche
Fahrzeuge nur daraufhin getestet werden sollen, ob sie in
Ordnung sind oder den Test nicht bestanden haben, können
die drei Bedingungen verwendet werden. Wenn jedoch die
gemessenen Gaswerte zur Bestimmung einer statistischen Abschätzung
der Schadstoff-Emission gesammelt werden sollen,
sollte nur Bedingung (1) verwendet werden.
Um zu bestimmen, ob das Gassignal das Fluktuieren innerhalb
gegebener Grenzen beendet hat, wird das gemessene CO-Signal
in analoger Form über einen Kondensator 643 einem Eingang
eines Verstärkers 644 zugeführt. Das Ausgangssignal aus dem
Verstärker 644 ist ein Analog-Signal, das die Veränderungs-
Geschwindigkeit des gemessenen CO-Signals repräsentiert.
Die Veränderungs-Geschwindigkeit oder das differenzierte
CO-Signal aus dem Verstärker 644 wird einem Eingang
eines Paares von Operationsverstärkern 647 und 648
zugeführt. Dem anderen Eingang des Verstärkers 647
wird eine Referenz-Spannung für die obere Veränderungsgeschwindigkeit
und dem anderen Eingang des Verstärkers 648
eine Referenzspannung betreffend die untere Veränderungsgeschwindigkeit
zugeführt. Der Verstärker 647 liefert ein
niedriges Ausgangssignal, wenn die Referenzspannung positiver
ist als das differenzierte CO-Signal. Der Verstärker 648
liefert ein niedriges Ausgangssignal, wenn die an ihn angelegte
Referenzspannung negativer ist als das differenzierte
CO-Signal.
Das niedrige Geschwindigkeits-Auslöse-Signal aus dem Inverter
639 wird einem Eingang eines NOR-Gatters 650 zugeführt. Die
Verstärker 647 und 648 geben außerdem niedrige Signale auf
das NOR-Gatter 650, wenn das differenzierte CO-Signal zwischen
der oberen Veränderungsgeschwindigkeitsgrenze und der unteren
Veränderungsgeschwindigkeitsgrenze bleibt. Die drei niedrigen
Eingänge für das NOR-Gatter 650 schaffen ein hohes Ausgangssignal
für den anderen Eingang 651 des Flip-
Flops 641. Dieses hohe Signal am Anschluß 651 triggert das
Flip-Flop 641, das ein hohes Signal an seinem Ausgangsanschluß
652 liefert.
Das hohe Ausgangssignal aus dem Flip-Flop 641 wird einer
ersten Gas-Zeitgeberschaltung zugeleitet, die einen Operationsverstärker
654 und einen Kondensator 655 sowie
Widerstände und eine Diode enthält. Eine Referenzspannung wird
dem Anschluß 656 des Verstärkers 654 zugeleitet und die Größe
dieser Referenzspannung bestimmt die Zeitverzögerung zwischen
einem hohen Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 652 und am
Ausgangsanschluß 657 des Verstärkers 654. Diese Zeitverzögerung
kann beispielsweise 10 Sekunden betragen. Ein hohes
Ausgangssignal aus dem Verstärker 654 schließt einen FET-
Schalter 658. Der Schalter 658 verbindet, wenn er geschlossen
ist, das gemessene CO-Signal auf Leitung 230 und eine Signal-
Mittelschaltung 659 in Reihe mit einem Eingang eines Operations-
Verstärkers 660. Der andere Eingang des Operations-
Verstärkers 660 wird an ein Analog-Signal gelegt, das den
annehmbaren Wert für CO für den jeweiligen Testmodus repräsentiert.
Der Verstärker 660 liefert ein hohes Ausgangssignal
auf eine Ausgangsleitung 661, wenn das ermittelte CO-Signal
unterhalb des annehmbaren Grenzwertes liegt und erzeugt ein
niedriges Ausgangssignal an der Ausgangsleitung 661, wenn der
gemittelte Wert von CO die annehmbare Grenze übersteigt.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 660 wird über eine Gatterschaltung
662 Leuchten P und F, wie bereits erörtert, zugeführt,
die das Bestehen und den Ausfall des Testes anzeigen,
und im einzelnen den Testingenieur informieren, ob das gemessene
CO-Signal unterhalb der annehmbaren CO-Grenze geblieben
ist oder diese überstiegen hat.
Die Zeitgeberschaltung enthält einen Verstärker 654, der
somit das gemessene CO-Signal durch die Mittelschaltung
659 (= Mittelwert bildende Schaltung) mit dem Vergleicher
verbindet, und zwar eine vorgegebene Zeitspanne nachdem
das gemessene CO-Signal das Fluktuieren wenigstens momentan
innerhalb einer Veränderungsgeschwindigkeit beendete, die
durch das obere Veränderungs-Geschwindigkeits-Grenzsignal
und das untere Veränderungs-Geschwindigkeits-Grenzsignal
bestimmt wird, welche den Verstärkern 647 und 648 zugeleitet
werden. Liegt das gemessene CO-Signal momentan in dem Bereich zwischen
dem oberen Veränderungsgeschwindigkeits-Grenzwert und dem
unteren Veränderungsgeschwindigkeits-Grenzwert
und überschreitet dann die eine oder andere der genannten Grenzen,
wird das NOR-Gatter 650 einen niedrigen Ausgang
liefern. Dieses niedrige Ausgangssignal wird den Zustand
des Flip-Flops 641 nicht verändern und somit ermöglichen,
daß der Schalter 658 nach der Zeitverzögerung von beispielsweise
10 Sekunden schließt, welche durch die Größe der
Referenzspannung am Anschluß 656 bestimmt ist.
Die Schaltung, die ein stabilisiertes Gassignal unter der
Bedingung (2) liefert, wird jetzt erläutert. Ein hohes
Signal am Anschluß 651, das daraus resultiert, daß das
gemessene CO-Signal in die Veränderungsgeschwindigkeit-
Bereichsgrenze fällt, läßt die Ladung eines Kondensators
671 beginnen, welcher eine zweite Gaszeitgeber-Schaltung
mit einem Verstärker 670 bildet. Die Zeitverzögerung der zweiten
Gaszeitgeber-Schaltung von z. B. 3 Sekunden wird durch die
Größe der Referenzspannung bestimmt, die an einem Anschluß 672
liegt. Wenn der Ausgang des NOR-Gatters 650 über diejenige
Zeitspanne hin hoch bleibt, die zum Laden des Kondensators
671 auf die Referenzspannung am Anschluß 672 benötigt wird,
dann wird der Verstärker 670 einen hohen Ausgang liefern und
einen FET-Schalter 675 (= Feldeffekt-Transistor-Schalter)
schließen. Das Schließen des Schalters 675 führt zu einer
Reihenschaltung des gemessenen CO-Signals mit einer zweiten
Signalmittelschaltung 676 sowie mit einem Eingang des Verstärkers
660. Wenn somit
das gemessene CO-Signal innerhalb des Bereiches bleibt,
der durch das obere Grenzwert-Signal und das untere Grenzwert-
Signal für die Veränderungsgeschwindigkeit bestimmt ist,
und zwar über die Zeitspanne hin, die für die zweite Gaszeitgeber-
Schaltung von z. B. 3 Sekunden erforderlich ist,
dann wird angenommen, daß das CO-Signal stabilisiert ist,
welches dann mit der annehmbaren CO-Grenze verglichen wird.
Wenn das gemessene CO-Signal überschreitet und danach in den
Veränderungsgeschwindigkeits-Bereich während der Zeitverzögerung
der zweiten Gaszeitgeber-Schaltung fällt, dann wird
diese Schaltung zurückgesetzt.
Die Schaltung, die das stabilisierte Gassignal entsprechend
der Bedingung (3) liefert, wird jetzt beschrieben. Diese
Schaltung umfaßt einen Operations-Verstärker 680, der als
ein Eingangssignal das differenzierte CO-Signal empfängt und
dieses mit einer Referenz-Spannung
vergleicht, die an einem Eingang 681 liegt. Die Amplitude dieser
Referenzspannung bestimmt
die Größe der Veränderungsgeschwindigkeit des CO-Signals,
die erforderlich ist, um einen hohen Ausgang aus dem Operationsverstärker
684 zu liefern. Der Operations-Verstärker 684
vergleicht das gemessene CO-Signal mit dem annehmbaren CO-
Grenzwert und erzeugt ein hohes Ausgangssignal, wenn das
gemessene CO-Signal unter das Grenzwertsignal für einen angemessenen
CO-Gehalt gefallen ist. Somit erzeugt das UND-
Gatter 682 ein hohes Signal an seinem Ausgang, wenn die
drei Bedingungen erfüllt sind, nämlich (a) der gemessene
Wert des CO fiel unter den Grenzwert für einen annehmbaren
CO-Gehalt, (b) die gemessene Geschwindigkeit blieb innerhalb
des Bereichs, der durch den oberen und unteren Geschwindigkeitsgrenzwert
gegeben ist, und (c) der gemessene Wert von
CO fällt mit großer Geschwindigkeit, die durch die Größe
der an den Anschluß 681 angelegten Referenzspannung bestimmt
ist.
Der Ausgang des UND-Gatters 682 wird einer dritten Gaszeitgeberschaltung
zugeleitet, die einen Verstärker 690 und
einen Kondensator 691 enthält. Die Amplitude der Referenzspannung,
die an einen Anschluß 692 des Verstärkers 690 gelegt
wird, bestimmt die Zeitverzögerung zwischen dem Auftreten
eines hohen Ausgangssignals aus dem UND-Gatter 682
und einem hohen Ausgangssignal am Ausgang des Verstärkers
690. Diese Zeitverzögerung kann beispielsweise ½ bis 1
Sekunde betragen. Das hohe Ausgangssignal aus dem Verstärker
690 schließt einen dritten FET-Schalter 695, der das gemessene
CO-Signal einem Eingang des Verstärkers 660 zuführt, so daß
ein Vergleich ermöglicht wird zwischen dem gemessenen
CO-Gehalt und dem Grenzwert für einen angemessenen CO-
Gehalt.
Es können eine oder mehrere der Gaszeitgeber-
Schaltungen je nach Wunsch benutzt werden.
Wenn die tatsächlichen Werte des Gases aufgezeichnet werden
sollen, braucht die dritte Gaszeitgeber-Schaltung
nicht benutzt zu werden.
Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 660 wird der Gatter-
Schaltung 662 zugeführt, die Leuchten zur Anzeige des Bestehens
oder des Ausfalls des Tests beaufschlagt. Die
Gatterschaltung 662 wird eine kurze Zeitspanne später aktiviert,
nachdem das stabilisierte Gassignal dem Vergleichsverstärker
660 zugeführt wurde, um sicherzustellen, daß
der Verstärker den Vergleich tatsächlich ausgeführt hat.
Die Gatterschaltung 662 empfängt ein Betätigungssignal auf
Leitung 663 aus einem Verstärker 700, der einen Teil einer
Zeitgeberschaltung mit Kondensator 702 bildet. Die Größe
einer Referenzspannung einem Anschluß 703
bestimmt die Zeitverzögerung der Zeitgeberschaltung.
Ein UND-Gatter 704 erzeugt einen hohen Ausgang, welcher
die Zeitverzögerung für die Schaltung mit dem Verstärker
700 in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeits-Auslösesignal
(hoher Ausgang aus Verstärker 636) und einem hohen Ausgangssignal
aus einem der Verstärker 654, 670 und 690 durch das
ODER-Gatter 705 anstößt. Somit wird die Gatterschaltung
662 eine kurze Zeitspanne nach dem Augenblick geöffnet,
nachdem das Geschwindigkeits-Auslösesignal erzeugt worden ist
und das gemessene CO-Signal sich wie erwähnt, stabilisiert
hat.
Die Schaltung nach Fig. 6 arbeitet in gleicher Weise wie
die eben beschriebene Schaltung und liefert ein stabilisiertes
HC-Signal so daß die entsprechenden Bauteile
die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit Apostroph versehen,
erhalten haben. Der einzige Unterschied zwischen den beiden
Schaltungen besteht in dem Umstand, daß das UND-Gatter
704′ einen dritten Eingang aufweist, der von dem Ausgang
des Verstärkers 700 (Fig. 5) über Leitung 663 abgenommen
wurde. Somit wird die Gatterschaltung 662 in der Schaltung
aus Fig. 6 erst dann geöffnet, wenn sowohl das gemessene
CO-Signal als auch das gemessene HC-Signal sich stabilisiert haben.
Die Schaltung aus Fig. 6 kann auch dazu dienen, stabilisierte
NO x - und O₂-Signale zu liefern.
Die Betriebsweise der Gasstabilisier-Schaltung aus Fig. 5
zeigt graphisch Fig. 7. Die Ordinate stellt hier die Amplitude
des gemessenen Gassignals und die Abszisse die Zeit
dar. Die Kurve 710 repräsentiert das zu messende Gassignal.
Die Linie 712 stellt den annehmbaren Wert für dieses Gassignal
und die Linie 714 und 716 stellen die obere und untere Grenze
für die Veränderungsgeschwindigkeit dar, deren zugehörige
Signale den Verstärkern 647 und 648 zugeführt wurden.
Der Winkel zwischen diesen Geraden ist mit R bezeichnet.
Die Linie 714 stellt die minimale Veränderungsgeschwindigkeit
für die Messung bei hoher Geschwindigkeit (Bedingung 3) dar,
die durch die Größe der Referenzspannung am Anschluß 681
bestimmt wird. Der Winkel zwischen Gerade 714 und der Vertikalen
718 ist mit Φ bezeichnet.
Das gemessene Gassignal wird zum Zwecke des nachfolgenden
Vergleichs mit dem annehmbaren Grenzwert als stabibilisiert
betrachtet, wenn (a) das Gassignal sich mit einer Geschwindigkeit
innerhalb des Winkels Φ vermindert, unter die annehmbare
Gasgrenze 712 absinkt und weiter mit der annehmbaren Veränderungsgeschwindigkeit
über die Zeitspanne hin abfällt,
die durch die dritte Gaszeitgeber-Schaltung (Bedingung 3)
bestimmt ist, oder (b) wenn das Gassignal sich nicht mit
einer Geschwindigkeit vermindert, die durch den Winkel Φ
bestimmt ist, jedoch in den Winkel R während der Zeitspanne
fällt, die durch die zweite Zeitgeberschaltung (Bedingung
Nr. 2) bestimmt ist, oder wenn (c) das Gassignal momentan
in den Winkel R fällt und die erste Zeitgeberschaltung ausläuft,
d. h. beispielsweise 10 Sekunden abgelaufen sind
(Bedingung 1). Die Signalmittelwert bildenden Schaltungen
656 und 676 sind mit verschiedenen Zeitkonstanten (beispielsweise
10 Sekunden und 3 Sekunden) ausgestattet, um sicherzustellen,
daß das gemessene Signal ein zeitlich gewichteter
Mittelwert des tatsächlichen Signals ist. Auf Wunsch können
die analogen Signale aus den Schaltern 658, 675 und 695
(Fig. 5) in digitale Signale durch Verwendung geeigneter
Analog/Digital-Umsetzer umgesetzt und Subtrahierern 380,
etc. aus Fig. 4 zugeführt werde, um einen digitalen Vergleich
der gemessenen Gaswerte mit den annehmbaren Grenzwerten
wie oben erörtert zu ermöglichen.
Mit Vorstehendem wurde eine Vorrichtung zur
automatischen Beurteilung der Abgas-Emission von Fahrzeugen
bei vorgeschriebenen Tests beschrieben, die so ausgelegt ist,
daß sie Schäden an der Maschine und/oder der Abgasanlage
festzustellen gestattet.
Insgesamt wurde ein modales Testverfahren und eine zu dessen
Ausführung geeignete Vorrichtung beschrieben, die bei
Fahrzeug-Herstellern, Reparatur-Werkstätten, Diagnose-Zentren
und dergleichen zur schnellen, genauen und wiederholbaren
Messung der Haupt-Luftschadstoffe, d. h. Kohlenmonoxide
(CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) aus den Motorabgasen verwendet
werden kann. Die quantitative Messung der Stickstoffoxide
(NO x ) und des Sauerstoff-Gehalts (O₂) kann auf Wunsch
ebenfalls vorgenommen werden. Während der Sauerstoff kein Luftschadstoff
ist, ist die Messung einer Konzentration im
Abgas von Wert zur Gewinnung einer verläßlichen Diagnose-
Aussage. Die Motoren werden bei vorgeschriebenen Testmoden
(gewöhnlich drei, nämlich hohe Drehzahl, niedrige Drehzahl
und Leerlauf) betrieben, bei denen eventuell vorhandene Schäden
sich mit größter Wahrscheinlichkeit an der Abgas-Zusammensetzung
offenbaren. CO und HC (NO x und Sauerstoff, falls erwünscht)
-Bestimmungen werden bei jedem Testmodus vorgenommen und
auf einer Berichtskarte aufgezeichnet. Die gemessenen Testwerte
der Luftschadstoffe werden bei jedem Testmodus mit
vorgeschriebenen zulässigen Werten
verglichen. Beispielsweise können die gemessenen
Werte auf einer Berichtskarte augezeichnet werden, die die
zulässigen Werte bereits enthält. Ein zu hoher Wert an gemessenem
Luftschadstoff bei einem der vorgeschriebenen Testmoden
zeigt einen Schaden des Motors an und rechtfertigt
dessen Zurückweisung. Für eine Neueinstellung oder Reparatur
zur Behebung der Schäden wird durch eine Diagnosekarte eine
Empfehlung für die Reparatur angegeben, wobei auf der Diagnosekarte
noch einmal der aus der Berichtskarte entnehmbare Zurückweisungsgrund
angegeben ist und zusätzliche Angaben über
die wahrscheinlichen Fehler und Anleitungen zu deren Behebung
enthalten sind.
Eine Bremsvorrichtung mit abgeschlossener Füllung ermöglicht
es, daß die Maschine mit einer wiederholbaren,
vorbestimmten Belastung automatisch bei einer vorgeschriebenen
Testgeschwindigkeit bei jedem Modus belastet wird,
und zwar entsprechend einer im wesentlichen kubischen Leistung/
Drehzahlkurve. Ein Maschinen-Beurteilungstest kann
durch Verwendung drei üblicherweise vorgeschriebener Testmoden
in Verbindung mit einem vierten Modus ausgeführt werden,
bei dem der Motor mit Vollgas läuft. Der letztgenannte Test
erfordert ein Leistungsabsorptions-Gerät, das die Belastung
für den Motor bei jeder gewünschten Drehzahl zu variieren
gestattet. Ausgeklügeltere zusätzliche Einrichtungen ermöglichen
eine automatische Anzeige sowie ein Ausdrucken der
gemessenen CO- und HC-Werte, sowie einen in rot gehaltenen
Ausdruck für zu hohe Schadstoff-Gehalte, die eine
Beanstandung des Motors rechtfertigen.
Claims (11)
1. Verfahren zum Prüfen und Auswerten der Abgaswerte
verschiedener Abgasarten eines Verbrennungsmotors,
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, um festzustellen,
ob diese bei verschiedenen, nacheinander durchlaufenen
Testmoden mit unterschiedlichen Belastungen des Motors
innerhalb vorgeschriebener Grenzwerte liegen, wobei
die Auswertung erst dann erfolgt, wenn der Motor in
dem jeweiligen Testmodus für eine bestimmte Zeitdauer
die erforderliche Testgeschwindigkeit bzw. Testdrehzahl
eingehalten hat; unter Verwendung einer von dem
Motor angetriebenen Belastungseinheit mit von der
Geschwindigkeit und Fahrzeugklasse abhängig einstellbaren
Belastungswerten und einer an den Auspuff anschließbaren
Abgas-Analysiervorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Testmodus die
für jede Abgasart von der Abgasmeßvorrichtung gelieferten
Ausgangssignale darauf geprüft werden, ob
ihre Änderungsgeschwindigkeit vorgegebene Kriterien
erfüllt, und daß diese die Kriterien erfüllenden Werte
als stabil gelten und mit den vorgeschriebenen Grenzwerten
zur Ableitung von Bestanden- oder Fehlersignalen
für jede Abgasart verglichen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das für jede Abgasart
gelieferte Ausgangssignal als stabil gilt, wenn es sich
wenigstens momentan mit nicht mehr als einer vorgegebenen
Änderungsgeschwindigkeit ändert und wenn eine
vorgegebene Zeitdauer (z. B. 10 Sekunden) seit Beginn
des jeweiligen Testmodus abgelaufen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das für jede Abgasart
gelieferte Ausgangssignal als stabil gilt, wenn es
sich innerhalb einer bestimmten Zeitdauer mit nicht
mehr als einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit
ändert.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das für jede Abgasart
gelieferte Ausgangssignal als stabil gilt, wenn es
sich mit hoher Änderungsgeschwindigkeit unter den
akzeptablen Grenzwert bewegt hat und eine vorgegebene
Änderungsgeschwindigkeit für eine kurze, vorbestimmte
Dauer (z. B. 0,5 Sekunden) nicht überschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das für jede Abgasart
gelieferte Ausgangssignal als stabil gilt, wenn
mindestens eine der Bedingungen der Ansprüche 2, 3
oder 4 erfüllt ist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß als verschiedene Abgasarten
Kohlenmonoxyd (CO) und Kohlenwasserstoff (HC)
gemessen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß als Abgasart zusätzlich
Stickoxyde (NO x ) gemessen werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß als verschiedene Testmoden
für den Motor ein Hochgeschwindigkeits-Modus,
ein Niedriggeschwindigkeits-Modus und ein Leerlauf-
Modus in dieser Reihenfolge durchlaufen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hochgeschwindigkeits-
Modus in einem Drehzahlbereich des Motors von
1700-3200 UpM und der Niedriggeschwindigkeits-
Modus bei 40% der beim Hochgeschwindigkeits-Modus
gewählten Drehzahl durchgeführt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinheit
im Hochgeschwindigkeits-Modus auf 35-75% des maximalen
Drehmoments des Motors und im Niedriggeschwindigkeits-
Modus auf weniger als 50% der im Hochgeschwindigkeits-
Modus gewählten Belastung eingestellt
wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die in den verschiedenen
Testmoden und für die einzelnen Abgasarten ermittelten
Bestanden- oder Fehlersignale registriert und in einer
Fehldiagnose im Vergleich zu typischen Ausfallmustern
ausgewertet werden.
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