DE102005062122A1

DE102005062122A1 - Verfahren und Steuergerät zur Diagnose eines Katalysatorsystems eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102005062122A1
Application number: DE102005062122A
Authority: DE
Inventors: Erich Schneider; Qiang Qiu; Christoph Woll; Peter Doebler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-24
Also published as: US7891169B2; DE102005062122B4; US20070203635A1; FR2895449B1; FR2895449A1

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zur Diagnose eines Katalysatorsystems (12) mit wenigstens zwei Katalysatoren (14, 16), die von getrennten Abgasmassenströmen (18, 20) durchströmt werden, mit den Schritten: Prüfen, ob Sauerstoffspeicherkapazitäten (OSC_14, OSC_16) der wenigstens zwei Katalysatoren (14, 16) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) eines ersten der beiden Katalysatoren (14, 16) mit wenigstens einem ersten Schwellenwert (SW1) verglichen wird, ein weiterer Schwellenwert (SWW) in Abhängigkeit von einem Ergebnis (E1) des Vergleichs ermittelt wird und die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_16) eines zweiten der beiden Katalysatoren (14, 16) mit dem weiteren Schwellenwert (SWW) verglichen wird. Ferner wird ein Steuergerät vorgestellt, welches das Verfahren ausführt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuergerät zur Diagnose eines Katalysatorsystems mit wenigstens zwei Katalysatoren nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche. Ein solches Verfahren und ein solches Steuergerät ist jeweils per se bekannt.

Auf Grund von Forderungen des Gesetzgebers in den USA und in der EU müssen abgasrelevante Komponenten von Kraftfahrzeugen im Betrieb des Kraftfahrzeuges überwacht werden. Zu diesen Komponenten zählen auch Katalysatoren, die unter anderem im Abgas enthaltene Kohlenwasserstoffe (HC) mit Sauerstoff zu Wasser und Kohlendioxid konvertieren. Dabei geht man von einer Korrelation zwischen der HC-Konvertierungsfähigkeit und einer Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators aus. Die Sauerstoffspeicherkapazität ist durch Auswerten von Signalen sauerstoffempfindlicher Abgassensoren und Signalen anderer Sensoren, aus denen sich ein Abgasmassenstrom bestimmen lässt, im Betrieb des Kraftfahrzeugs bestimmbar.

Unterschreitet die Sauerstoffspeicherkapazität eines Katalysators einen vorbestimmten Schwellenwert, wird eine entsprechende Fehlermeldung im Steuergerät abgelegt. Nach statistischer Absicherung der Fehlermeldung wird eine Fehlerlampe (malfunction indicator light MIL) eingeschaltet, die den Fahrer zu einem Werkstattbesuch auffordert. In der Werkstatt wird der als fehlerhaft beurteilte Katalysator ausgetauscht. Bisher wurden Katalysatoren in Katalysatorsystemen der eingangs genannten Art individuell geprüft und beurteilt.

Offenbarung der Erfindung

Von diesem Stand der Technik unterscheidet sich die Erfindung jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Durch die Erfindung werden die Katalysatoren gemeinsam beurteilt. Bei Katalysatorsystemen der eingangs genannten Art kann es vorkommen, dass die Katalysatoren unterschiedlich schnell altern. Eine solche unterschiedliche Alterung kann zum Beispiel durch Verbrennungsaussetzer in einem Zylinder auftreten, dessen Abgas in einen der beiden Katalysatoren strömt. Die Verbrennungsaussetzer führen zu einem Eintrag unverbrannter Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff in den betroffenen Katalysator. Die exotherme Reaktion dieser Abgasbestandteile führt zu einer Temperatursteigerung, die den betroffenen Katalysator schneller altern lässt. Als logische Folge wird der betroffene Katalysator nach dem bekannten Verfahren als defekt erkannt, wenn seine Sauerstoffspeicherkapazität einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.

Da der betroffene Katalysator als Folge der Verbrennungsaussetzer übermäßig schnell gealtert ist, kann der andere Katalysator noch eine gute Konverterungsfähigkeit besitzen. Die Konvertierungsfähigkeit kann insbesondere noch so gut sein, dass sie die unzureichende Konverierungsfähigkeit des betroffenen Katalysators ausgleichen kann. Die von dem Katalysatorsystem als Ganzes emittierten Schadstoffe überschreiten einen vorbestimmten Grenzwert solange nicht, wie ein Bonus des besseren Katalysators einen Malus des schlechteren Katalysators kompensieren kann.

Mit der Erfindung werden die Emissionen beider Bänke zusammen beurteilt. Die Erfindung führt damit zu einer Angleichung der On Board Diagnose an vorgeschriebene Abgastestzyklen, bei denen die gesamten Emissionen des Verbrennungsmotors in einem Abgasprobebeutel gesammelt und ausgewertet werden. Als erwünschte Folge wird ein Katalysator mit verschlechterter Konvertierungsfähigkeit durch die Erfindung erst dann als defekt angezeigt, wenn das Katalysatorsystem als Ganzes die Schadstoffe nicht mehr ausreichend konvertiert.

Der Zeitpunkt, zu dem der schlechtere Katalysator auszutauschen ist, kann damit hinausgezögert werden, was zu Kostenvorteilen beim Betrieb des Kraftfahrzeugs führt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, den abhängigen Ansprüchen und den beigefügten Figuren.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
1 das technische Umfeld der Erfindung;
2 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
3 ein Koordinatensystem zur Einordnung verschiedener Sauerstoffspeicherkapazitäten in durch Schwellenwerte definierte Bereiche.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Einzelnen zeigt die 1 einen Verbrennungsmotor 10 mit einem Katalysatorsystem 12, das einen ersten Katalysator 14 und einen zweiten Katalysator 16 aufweist. Jeder der beiden Katalysatoren 14, 16 weist eine Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14, OSC_16 auf, die von seinem Alterungszustand, der Temperatur im Katalysator und dem Abgasmassenstrom abhängt.
Die beiden Katalysatoren 14 und 16 werden von getrennten Abgasmassenströmen 18 und 20 durchströmt. Der erste Abgasmassenstrom 18 führt Abgas einer ersten Gruppe von Brennräumen 22, 24 und der zweite Abgasmassenstrom 20 führt Abgas einer zweiten Gruppe von Brennräumen 26, 28. Der Verbrennungsmotor 10 ist der Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges.
Ein Steuergerät 30 steuert den Verbrennungsmotor 10, indem es Betriebsparameter des Verbrennungsmotors 10 verarbeitet und daraus Stellgrößen zur Steuerung des Verbrennungsmotors 10 formt. Typische Betriebsparameter sind in diesem Zusammenhang eine Ansaugluftmasse mL, die von einem Luftmassenmesser 32 bereitgestellt wird, und eine Motordrehzahl n, die von einem Kurbelwellen-Winkelsensor 34 geliefert wird. Aus diesen Größen lässt sich zum Beispiel die Füllung der Brennräume 22, ..., 28 und damit jeweils ein Maß für den ersten Abgasmassenstrom 18 und den zweiten Abgasmassenstrom 20 bestimmen. Zusammen mit Informationen über Sauerstoffkonzentrationen vor den Katalysatoren 14 und 16 lässt sich dann die in einen Katalysator 14, 16 bei oxidierender Abgasatmosphäre einfließende Sauerstoffmenge bestimmen. Analog lässt sich bei reduzierender Abgasatmosphäre eine Reduktionsmittelmasse bestimmen, die in die Katalysatoren 14, 16 einströmt und dort gespeicherten Sauerstoff verbraucht.
In der Ausgestaltung der 1 wird die Sauerstoffkonzentration vor dem ersten Katalysator 14 durch einer erste Abgassonde 36 erfasst. Analog dazu wird die Sauerstoffkonzentration vor dem zweiten Katalysator 16 durch eine zweite Abgassonde 38 erfasst. Es versteht sich aber, dass die Sauerstoffkonzentrationen vor den Katalysatoren 14 und 16 im Wesentlichen durch das Kraftstoff/Luft-Verhältnis in den Brennräumen 22, ..., 28 bestimmt werden und daher auch als Funktion der Füllung der Brennräumen 22, ..., 28 mit Luft und der dazu passend zugemessenen Kraftstoffmenge rechnerisch ermittelt werden können. In der Ausgestaltung der 1 erfolgt die Kraftstoffzumessung über eine Einspritzventilanordnung 40 als Stellglied, die vom Steuergerät 30 angesteuert wird.
Mit Hilfe einer hinter dem ersten Katalysator 14 angeordneten dritten Abgassonde 42 und einer hinter dem zweiten Katalysator 15 angeordneten vierten Abgassonde 44 wird der Füllungszustand der Katalysatoren 14 und 16 mit Sauerstoff überprüft. Es versteht sich ferner, dass die Aufzählung der Sensoren und des Stellgliedes nicht abschließend gemeint ist und dass alternativ oder ergänzend weitere Sensoren und Stellglieder an das Steuergerät 30 angeschlossen sein können.
2 zeigt ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist das Steuergerät 30 dazu eingerichtet, den Ablauf des Verfahrens und/oder seiner Ausgestaltungen zu steuern. Ein Schritt 46 repräsentiert ein übergeordnetes Hauptprogramm HP, mit dem das Steuergerät 30 den Verbrennungsmotor 10 steuert. In einem Schritt 48 ermittelt das Steuergerät 30 eine Sauerstoffmenge, die vom Katalysator 14 gespeichert wird. Diese Sauerstoffmenge wird im Folgenden auch als Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 bezeichnet, obwohl sie eigentlich nur einen unteren Grenzwert für die tatsächliche Sauerstoffkapazität des Katalysators 14 darstellt.
In einer Ausgestaltung erfolgt die Ermittlung dadurch, dass zunächst eine reduzierende Abgasatmosphäre vor dem ersten Katalysator 14 erzeugt wird. Dazu werden die zugehörigen Brennräume 22 und 24 jeweils mit einem Kraftstoff/Luft-Gemisch betrieben, das in den Brennräumen 22, 24 nicht vollständig verbrennt. Unverbrannte Kohlenwasserstoffe werden daher mit dem Abgasmassenstrom 18 in den ersten Katalysator 14 eingebracht und reagieren dort mit gespeichertem Sauerstoff. Die reduzierende Abgasatmosphäre wird solange aufrechterhalten, bis sämtlicher Sauerstoff im Katalysator 14 verbraucht ist. In der Ausgestaltung der 1 kann dies durch das Verhalten des Signals des hinteren Abgassensors 42 erkannt werden.
Im normalen Betrieb des Verbrennungsmotors 10 wird das Kraftstoff/Luft-Verhältnis der Brennräume 22, ..., 28 des Verbrennungsmotors 10 auf der Basis von Signalen der vorderen Abgassonden 36 und 38 geregelt. Durch den Regelvorgang entsteht eine periodische Schwingung der Sauerstoffkonzentration vor dem Katalysator 14. Hinter dem Katalysator tritt die Schwingung unter regulären Bedingungen nur in stark gedämpfter Form auf. Der hintere Abgassensor 42 zeigt daher unter regulären Bedingungen eine mittlere Sauerstoffkonzentration an. Wenn dann unter Diagnosebedingungen sämtlicher Sauerstoff aus dem Katalysator 14 verbraucht worden ist, zeigt auch der dritte Abgassensor 42 einen Sauerstoffmangel an. Der Katalysator 14 ist damit definiert entleert.
Das Steuergerät 30 registriert diesen Zustand und erzeugt anschließend eine oxidierende Abgasatmosphäre vor dem Katalysator 14, in dem es zum Beispiel die einzuspritzenden Kraftstoffmengen verringert.
Aus den im Steuergerät 30 bekannten Betriebsparametern berechnet das Steuergerät 30 im Schritt 48 insbesondere die von dem Abgasmassenstrom 18 bei oxidierender Abgasatmosphäre in den ersten Katalysator 14 eingebrachte Sauerstoffmenge solange, bis eine Abbruchbedingung erfüllt ist. Die Abbruchbedingung wird zum Beispiel dann erfüllt, wenn die Sauerstoffmenge OSC_14 einen Schwellenwert SW1 überschreitet. Die Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 ist dann auf jeden Fall größer als der Schwellenwert SW1. Reicht die Sauerstoffspeicherkapazität nicht mehr dazu aus, den Schwellenwert SW1 zu erreichen, wird der hintere Abgassensor 42 Sauerstoffüberschuss registrieren, wenn der Katalysator 14 keinen weiteren Sauerstoff mehr aufnehmen kann. Durch die Reaktion des hinteren Abgassensors 42 wird ebenfalls eine Abbruchbedingung erfüllt und der Wert der bis zu diesem Zeitpunkt erreichten Sauerstoffmenge OSC_14 wird gespeichert.
Durch diese Abbruchbedingungen erfolgt im Schritt 48 ein Vergleich der Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 des Katalysators 14 mit dem Schwellenwert SW1. Mögliche Ergebnisse E1 des Vergleichs sind, dass die Sauerstoffspeicherkapazität besser oder schlechter als der Schwellenwert SW1 ist.
Im Schritt 50 wird der weitere Schwellenwert SWW als Funktion des Ergebnisses E1 gebildet (SWW = f(E1)). Vergleiche dazu die Erläuterungen zu der 3. Anschließend wird im Schritt 52 eine Sauerstoffspeicherkapazität OSC_16 des zweiten Katalysators 16 ermittelt. Dies geschieht bevorzugt auf gleiche Weise wie die Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 des ersten Katalysators 14.
Im Schritt 54 wird ein zweites Ergebnis E2 als Funktion des weiteren Schwellenwertes SWW und der Sauerstoffspeicherkapazität OSC_16 gebildet. Mögliche Ergebnisse E2 des Vergleichs sind auch hier, dass die Sauerstoffspeicherkapazität OSC_16 besser oder schlechter als der Schwellenwert SWW ist. Im Schritt 58 wird ein Diagnoseergebnis D in Abhängigkeit von dem ersten Ergebnis E1 und dem zweiten Ergebnis E2 gebildet.
Im Folgenden werden mit Blick auf die 3 verschiedene Abhängigkeiten zwischen dem ersten Schwellenwert SW1, dem weiteren Schwellenwert SWW und möglichen Diagnoseergebnissen erläutert. Im Einzelnen zeigt 3 ein Koordinatensystem mit einer OSC_14-Achse und einer OSC_16-Achse, in das verschiedene Bereiche eingezeichnet sind.
Auf beiden Achsen ist die Sauerstoffspeicherkapazität eines sogenannten Grenzkatalysators als OSC_GK eingetragen. Die Sauerstoffspeicherkapazität OSC_GK des Grenzkatalysators markiert einen Übergang von einem Katalysator mit noch ausreichender Konverierungsfähigkeit zu einem Katalysator mit nicht mehr ausreichender Konvertierungsfähigkeit.
Der Bereich 70 entspricht der Menge aller Paare von OSC_14-Werten und OSC_16-Werten, die jeweils größer als OSC_GK sind. Dieser Bereich 70 entspricht damit Diagnoseergebnissen D, die beim Stand der Technik einen Gut-Zustand des Katalysatorsystems 12 anzeigten. Funktional erfolgte die Bewertung der Emissionen beider Katalysatoren 14, 16 damit unabhängig voneinander. Damit wurde auch der Zustand jedes einzelnen Katalysators 14, 16 separat bewertet.
Im Rahmen dieser Anmeldung wird dagegen das Katalysatorsystem 12 auch dann noch als ausreichend funktionsfähig bewertet, wenn ein Bonus der Sauerstoffspeicherkapazität eines Katalysators 14 (oder 16) einen Malus der Sauerstoffspeicherkapazität des anderen Katalysators 16 (oder 14) kompensiert. Im Idealfall wäre ein Katalysatorsystem 12 mit einem Katalysator, der die doppelte Sauerstoffspeicherkapazität eines grenzwertigen Katalysators aufweist, selbst dann noch als funktionsfähig zu beurteilen, wenn der andere Katalysator keinen Sauerstoff mehr speichern kann. Erkannt werden muss auch der Fall, in dem es sich bei beiden Katalysatoren 14, 16 um Grenzkatalysatoren handelt. Damit ergeben sich in der Theorie drei Punkte a, b, c für eine katalysatorabhängige Diagnoseschwelle. In der Realität verläuft die Diagnoseschwelle jedoch nicht stetig linear. Bei OSC_14-Werten eines ersten Katalysators 14, die kleiner als ein Minimalwert OSC_min sind, kann auch ein sehr guter zweiter Katalysator 16 die Gesamtemissionen nicht mehr unter die gesetzlichen Grenzwerte drücken.
In einer Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, die Katalysatoren 14, 16 in der Nähe 71 des Punktes b, in dem die beiden Katalysatoren grenzwertig sind, entweder als funktionsfähig oder als unzureichend funktionsfähig zu beurteilen.
Der erste Schwellenwert SW1 wird bevorzugt so vorbestimmt, dass er größer als die Sauerstoffspeicherkapazität OSC_GK des Grenzkatalysators ist. Auf diese Weise wird geprüft, ob der erste Katalysator 14 den genannten Bonus besitzt. Dabei ist der erste Schwellenwert SW1 in einer bevorzugten Ausgestaltung kleiner als eine Sauerstoffspeicherkapazität OSC_max eines neuwertigen Katalysators 14. Mit dieser Ausgestaltung wird die Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 nur bis zu dem ersten Schwellenwert SW1 ermittelt. Dadurch liegt zwar keine qualitative Aussage darüber vor, wie viel Sauerstoff der Katalysator 14 tatsächlich speichern kann. Die Information reicht jedoch für eine Beurteilung seines Potenzials aus, einen Malus des anderen Katalysators 16 zu kompensieren. Um einen solchen Malus kompensieren zu können, muss der Bonus des besseren Katalysators entsprechend groß sein. Um einen solchen Bonus zu ermitteln, muss zunächst ein geringer Emissionsnachteil aufgrund der längeren Fett- und Magerphase akzeptiert werden. Dieser Nachteil wird aber dadurch zumindest teilweise kompensiert, dass die Sauerstoffspeicherkapazität des zweiten Katalysators nur bis zu einem kleineren Schwellenwert ausgemessen wird. In der Summe können die bei der Diagnose erzeugten zusätzlichen Emissionen unter bestimmten Bedingungen im Vergleich zu der Einzelüberwachung der Katalysatoren sogar verringert werden.
So wird insbesondere die Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 des ersten Katalysators 14 nur darauf geprüft, ob sie den ersten Schwellenwen SW1 erreicht. Dadurch werden die beim Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 bei oxidierender Abgasatmosphäre verstärkt auftretenden Stickoxidemissionen begrenzt.
Erreicht OSC_14 den ersten Schwellenwert SW1, wird der weitere Schwellenwert SWW in einer Ausgestaltung als Festwert bestimmt. Der Festwert SWW ist dabei bevorzugt kleiner als die Sauerstoffspeicherkapazität OSC_GK des Grenzkatalysators, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität OSC1 des ersten Katalysators größer als der erste Schwellenwert SW1 ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Bereich 72 möglicher Paare von Werten für OSC_14 und OSC_16, für die das Katalysatorsystem 12 ebenfalls als ausreichend funktionsfähig beurteilt wird. Für den Bereich 72 gilt, dass ein Bonus von OSC_14 einen Malus von OSC_16 kompensiert. Im umgekehrten Fall ergibt sich der Bereich 74, in dem ein Bonus von OSC_16 einen Malus von OSC_14 kompensiert.
Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass der weitere Schwellenwert SWW nicht als Festwert, sondern als veränderliche Funktion der Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 des ersten Katalysators 14 bestimmt wird, wenn diese den ersten Schwellenwert SW1 nicht erreicht.
Dazu wird der weitere Schwellenwert SWW in einer Ausgestaltung so bestimmt, dass er zusammen mit der ermittelten Sauerstoffspeicherkapazität OSC_14 des ersten Katalysators 14 einen Punkt auf einer Geraden 76 ergibt, die durch folgende Punkte festgelegt wird: Ein erster Punkt b wird durch die Sauerstoffkapazitäten von Grenzkatalysatoren definiert und ein zweiter Punkt d wird durch den Festwert für SWW und den ersten Schwellenwert SW1 definiert. Der über der Geraden 76 liegende Bereich 78, der noch nicht zum Bereich 70 zählt, kommt bei dieser Ausgestaltung als weiterer Gut-Bereich für das Katalysatorsystem 12 hinzu. Analog ergibt sich für den Fall, dass OSC_16 größer als OSC_14 ist, eine weitere Gerade 80 und ein zusätzlicher Gut-Bereich 82 zwischen der Geraden 80 und dem Bereich 70.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die veränderliche Funktion eine stetig differenzierbare Kurve hyperbelförmige Kurve 84 ist.
In der Praxis wird man den hyperbelförmigen Verlauf durch einen Polygonzug ersetzen, wie er sich in der 3 als Kette von Geradenabschnitten ergibt. In der Darstellung der 3 sind dies die linke Kante des Bereichs 74, der Geraden 80, der Geraden 76 und der unteren Kante des Bereichs 72. Dadurch wird der Bereich möglicher Paare von Werten der Sauerstoffkapazitäten beider Katalysatoren 14, 16, für die das Katalysatorsystem insgesamt noch als ausreichend funktionsfähig beurteilt wird, gegenüber dem Bereich 70 deutlich erweitert.
Der Verlauf dieser Kurve 84 kann durch eine auf einem Modell basierende mathematische Gleichung bestimmt werden, wenn der Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und der HC/NOx-Konvertierung ermittelt und für die Bildung der gesamten Abgaskonvertierung herangezogen wird. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass sich durch den mathematischen Ansatz die Applikation der Diagnoseschwellen drastisch vereinfacht.
Für den mathematischen Ansatz kann man von folgendem Zusammenhang zwischen einer HC-Konvertierung K zu einer Sauerstoffspeicherkapazität OSC ausgehen: K = 1 – exp (–OSC/OSCG) = 1 – exp (–y) = f(y)mit einer normierten Sauerstoffspeicherkapazität
y = OSC/OSC_G, wobei G einen Grenzkatalysator bezeichnet.
Charakteristisch ist, dass eine solche Kurve für große Y prinzipiell asymptotisch gegen 1 läuft und eine steile Anfangssteigung a besitzt. Je nach Definition eines Grenzkatalysators kann man auch einen allgemeineren Ansatz wählen:
K = 1 – β exp (–y), wobei β eine Skalierung der HC-Konvertierung des Grenz-Katalysators liefert.
Für die gesamte Konvertierung K einer Anordnung mit zwei Katalysatoren 14, 16 gilt dann: K = (K_14 + K_16)/2 = 1 – β (exp (–y_14) + exp (–y_16))/2.
Dann lässt sich der Gut-Bereich in der 3 noch bis zur Kurve 84 erweitern. Dieser Ansatz funktioniert für beliebige Ansätze K = f (y, β).

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Katalysatorsystems (12) mit wenigstens zwei Katalysatoren (14, 16), die von getrennten Abgasmassenströmen (18, 20) durchströmt werden, mit den Schritten: Prüfen, ob Sauerstoffspeicherkapazitäten (OSC_14, OSC_16) der wenigstens zwei Katalysatoren (14, 16) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) eines ersten der beiden Katalysatoren (14, 16) mit wenigstens einem ersten Schwellenwert (SW1) verglichen wird, ein weiterer Schwellenwert (SWW) in Abhängigkeit von einem Ergebnis (E1) des Vergleichs ermittelt wird und die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_16) eines zweiten der beiden Katalysatoren (14, 16) mit dem weiteren Schwellenwert (SWW) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert (SW1) größer als eine Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_GK) eines Grenzkatalysators ist, der einen Übergang von einem Katalysator mit noch ausreichender Konvertierungsfähigkeit zu einem Katalysator mit nicht mehr ausreichender Konvertierungsfähigkeit markiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert (SW1) kleiner als eine Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_max) eines neuwertigen Katalysators ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Schwellenwert (SWW) als Festwert bestimmt wird, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) des ersten Katalysators (14) den ersten Schwellenwert (SW1) erreicht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Schwellenwert (SWW) kleiner als die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_GK) des Grenzkatalysators ist, wenn die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) des ersten Katalysators (14) größer als der erste Schwellenwert (SW1) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Schwellenwert (SWW) als veränderliche Funktion der Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) des ersten Katalysators (14) bestimmt wird, wenn diese den ersten Schwellenwert (SW1) nicht erreicht.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Schwellenwert (SWW) in einer durch Werte für die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) des ersten Katalysators (14) und durch Werte für die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_16) des zweiten Katalysators (16) aufgespannten Ebene auf einer Geraden (76, 80) liegt, auf der ein Punkt (b) liegt, der durch Sauerstoffkapazitäten von Grenzkatalysatoren definiert wird, und auf der ein Punkt liegt, der durch den Festwert (SWW) und den ersten Schwellenwert (SW1) definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderliche Funktion eine stetig differenzierbare Kurve (84) ist, die in einer durch Werte für die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) des ersten Katalysators (14) und durch Werte für die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_16) des zweiten Katalysators (16) aufgespannten Ebene liegt.
Steuergerät (30) zur Diagnose eines Katalysatorsystems (12), das wenigstens zwei Katalysatoren (14, 16) aufweist, die von getrennten Abgasmassenströmen (18, 20) durchströmt werden, wobei das Steuergerät (30) prüft, ob Sauerstoffspeicherkapazitäten (OSC_14, OSC_16) der wenigstens zwei Katalysatoren (14, 16) einen vorbestimmten Schwellenwert (SW1) überschreiten, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (30) die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_14) eines ersten der beiden Katalysatoren (14, 16) mit wenigstens einem ersten Schwellenwer (SW1) vergleicht, einen weiteren Schwellenwert (SWW) in Abhängigkeit von einem Ergebnis (E1) des Vergleichs ermittelt und die Sauerstoffspeicherkapazität (OSC_16) eines zweiten der beiden Katalysatoren (14, 16) mit dem weiteren Schwellenwert (SWW) vergleicht.
Steuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es den Ablauf von einem der Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 8 steuert.