DE19539024A1 - Katalysatorschädigungsdiagnosesystem für einen Verbrennungsmotor - Google Patents
Katalysatorschädigungsdiagnosesystem für einen VerbrennungsmotorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen eines Katalysa
torschädigungsdiagnosesystems für einen Verbrennungsmotor, das
vorgesehen ist, um den Schädigungszustand eines Katalysators
unter Verwendung von zwei Luft-Kraftstoffverhältnissensoren,
die stromaufwärts und stromabwärts eines den Katalysator bein
haltenden katalytischen Konverters angeordnet sind, zu diag
nostizieren.
Es wurden eine Vielzahl von Katalysatorschädigungsdiagnosesys
temen für Verbrennungsmotoren vorgeschlagen und haben prak
tische Verwendung gefunden. Ein Typisches dieser Schädigungsdi
agnosesystemen ist zum Beispiel in der vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichung Nummer 63-205441 offenbart, in der zwei
Luft-Kraftstoffverhältnis- (oder Sauerstoff)sensoren jeweils
stromaufwärts und stromabwärts eines katalytischen Konverters
(beinhaltend den Katalysator) des Motors angeordnet sind, so
daß die Schädigungsdiagnose des Katalysators gemäß einem Ver
gleich der Ausgangssignale der jeweiligen Sensoren erfolgt,
während eine Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle
hauptsächlich entsprechend dem Ausgangssignal des stromaufwärts
seitigen Sauerstoffsensors erfolgt.
Im speziellen wird während der Durchführung der Luftkraft
stoffverhältnisrückkopplungskontrolle die Kraftstoffzufuhr des
Motors hauptsächlich nach dem Ausgangssignal des stromaufwärts
seitigen Sauerstoffsensors kontrolliert, z. B. unter einer
falschen Proportinalplusintegralkontrolle, so daß das Aus
gangssignal des stromaufwärtsseitigen Sauerstoffsensors perio
disch wiederholt zwischen einer niedrigen Sauerstoffkonzentra
tionsseite und einer hohen Sauerstoffkonzentrationsseite im
Verhältnis zu einem Durchschnittswert invertiert, wie in Fig.
7A gezeigt. Dies hat zur Folge, daß die Konzentration des
restlichen Sauerstoffs auf der Seite stromaufwärts des kataly
tischen Konverters stark schwankt. Im Vergleich dazu ist die
Änderung der restlichen Sauerstoffkonzentration auf der Seite
stromabwärts des katalytischen Konverters gering wegen der Sau
erstoffspeicherfähigkeit des Katalysators, und daher ist das
Ausgangssignal des stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors wie
in Fig. 7B gezeigt, in der die Änderung des Ausgangssignals
eine kleine Amplitude und einen langen Zyklus hat.
Wenn die Schädigung des Katalysators in dem katalytischen Kon
verter fortschreitet, so sinkt die Sauerstoffspeicherfähigkeit
des Katalysators, so daß die Sauerstoffkonzentrationen der
Seiten stromaufwärts und stromabwärts des katalytischen Kon
verters sich einander angleichen. Als Ergebnis wiederholt das
Ausgangssignal des stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors seine
Änderung in einem Zyklus ähnlich dem Ausgangssignal des stro
maufwärtsseitigen Sauerstoffsensors, wobei seine Amplitude
steigt, wie in Fig. 7C gezeigt. Demgemäß wird mit dem Kata
lysatorschädigungsdiagnosesystem der vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 63-205441 ein Inversionszyklus T1
des Ausgangssignals des stromaufwärtsseitigen Sauerstoffsensors
zwischen der niedrigen und hohen Konzentrationsseite und ein
Inversionszyklus T2 des Ausgangssignals des stromabwärtsseiti
gen Sauerstoffsensors zwischen der fetten und mageren Seite ge
messen, um ein Verhältnis (T1/T2) zwischen den Inversionszyklen
T1 und T2 zu bestimmen. Dann, wenn dies Verhältnis einen
vorbestimmten Wert überschreitet, wird bestimmt, daß der Kata
lysator geschädigt ist.
Ein anderes Katalysatorschädigungsdiagnosesystem ist in der
vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4-1449 of
fenbart, bei der ein Katalysator am Ende als geschädigt beur
teilt wird wenn erfaßt wird, daß der Wert eines Verhältnisses
(F2/F1) zu einer Anzahl vorbestimmter Zeiten einen vorbes
timmten Wert überschreitet. Das Verhältnis (F2/F1) bestimmt
sich nach einer Inversionsfrequenz (F1) zwischen hoher und nie
driger Sauerstoffkonzentrationsseite des Ausgangssignals des
stromaufwärtsseitigen Sauerstoffsensors und einer Inversions
frequenz (F2) zwischen magerer und fetter Seite des Aus
gangssignals eines stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors.
Jedoch sind Nachteile in dem obengenannten konventionellen
Katalysatorbeeinträchtigungsdiagnosesystem aufgetreten, die im
nachstehenden mit Bezug zu den Fig. 8A und 8B beschrieben
werden.
Fig. 8 zeigt in ihrem oberen Teil ein Beispiel für die
Änderung des Ausgangssignals des stromaufwärtsseitigen Sau
erstoffsensors zwischen der niedrigen Sauerstoffkonzentrations
seite und der hohen Sauerstoffkonzentrationsseite, und in ihrem
unteren Teil die Veränderung eines Rückkopplungskorrekturkoef
fizienten α entsprechend der Änderung des Ausgangssignals. Der
Rückkopplungskorrekturkoeffizient α wird beispielsweise durch
die unechte Proportionalplusintegralkontrolle gehalten. Im
speziellen wird wenn eine Kurve des Ausgangs des Sauerstoffsen
sors die Linie des dem stöchometrischen Luftkraftstoffverhält
nisses entsprechenden Mittelwert überschreitet, um von der nie
drigen Sauerstoffkonzentrationsseite zu der hohen Sau
erstoffkonzentrationsseite invertiert zu werden, ein vorbes
timmter Prozentualwert PL zu dem Rückkopplungskorrekturkoef
fizienten α hinzugezählt, und zusätzlich ein Integralwert mit
einem Anstieg entsprechend einer vorbestimmten Integrationskon
stanten IL stufenweise zu dem Rückkopplungskorrekturkoeffizien
ten α hinzugezählt. Dieser Rückkopplungskorrekturkoeffizient α
wird bekannterweise zu einer Grundkraftstoffeinspritzmenge er
hoben. Daher wird das aktuelle Luftkraftstoffverhältnis stufen
weise fett gemacht (an Kraftstoff). Dann, wenn die Kurve des
Ausgangssignals des Sauerstoffsensors von der hohen Sau
erstoffkonzentrationsseite zu der niedrigen Sauerstoffkonzen
trationsseite invertiert ist, wird ein vorbestimmter propor
tionaler Wert PR von dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten α
subtrahiert, und zusätzlich ein Integralwert mit einem einer
vorbestimmten Intergrationskonstante IR entsprechenden Anstieg
stufenweise von dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten α sub
trahiert. Bei Wiederholung der obigen Operation wird das
Luftkraftstoffverhältnis bei Werten nahe dem stöchometrischen
Luftkraftstoffverhältnis gehalten während es geringe Abweichun
gen ihres Wertes macht.
Hier bleibt, bei der Annahme, daß der Motor in einem konstanten
Betriebszustand ist, der dem stöchometrischen Luftkraft
stoffverhältnis entsprechende Mittelwert im wesentlichen die
vertikalen Mitte der Amplitude des Luftkraftstoffverhältnis
rückkopplungskorrekturkoeffizienten α wie im unteren Teil von
Fig. 8 gezeigt. Es sei angemerkt, daß die in Fig. 8 angege
benen Zeiten tLR, tRL als Kontrollverzögerung des Rückkop
plungskontrollsystems angesehen werden, wobei jede der Zeiten
tLR, tRL eine Zeit ist, in der das Ausgangssignal des Sau
erstoffsensors tatsächlich zu seiner niedrigen Sau
erstoffkonzentrationsseite oder zu seiner hohen Sau
erstoffkonzentrationsseite unter dem periodisch wechselnden
Rückkopplungskontrollkorrekturkoeffizienten α, der den dem
stöchometrischen Luftkraftstoffverhältnis entsprechenden Mit
telwert überschreitet, invertiert wird.
Im Fall, daß der stromaufwärtsseitige Luftkraftstoffverhältnis-
(Sauerstoff)sensor nicht geschädigt ist und normal ist, ist
ein Anstiegs- und Rückgangszyklus Ta des Rückkopplungskorrek
turkoeffizienten α relativ kurz, während die Amplitude W wie
in Fig. 9A gezeigt zurückgeht. Als Folge wird der stromabwärts
seitige Sauerstoffsensor stark von durch den katalytischen
Konverter strömendes Auspuffgas angegriffen, so daß das Aus
gangssignal des stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors kaum
zwischen der fetten Seite und der mageren Seite invertiert
wird, wie in Fig. 9D gezeigt, wenn der katalytische Konverter
normal ist.
Im Gegensatz dazu, im Fall, daß der stromaufwärtsseitige
Luftkraftstoffverhältnis-(Sauerstoff)sensor beeinträchtigt ist
und eine Antwortverzögerung in der Luftkraftstoffverhältnis
rückkopplungskontrolle steigt, so steigt der Anstiegs- und
Rückgangszyklus Ta des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten α
während die Amplitude W steigt. In diesem Fall steigt das Luft
sauerstoffverhältnis über die Sauerstoffspeicherfähigkeit des
katalytischen Konverters, und daher erscheint die Inversion
zwischen der niedrigen und hohen Sauerstoffkonzentrationsseite
in dem Ausgangssignal des stromabwärtsseitigen Sauerstoffsen
sors wie in Fig. 10D gezeigt, obwohl der katalytische Kon
verter normal ist. Als Folge besteht die Möglichkeit, daß der
Katalysator in dem katalytischen Konverter fälschlicher Weise
als geschädigt diagnostiziert wird, obwohl der Katalysator die
normalen Fähigkeiten hat oder normal funktioniert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ver
bessertes Katalysatorschädigungsdiagnosesystem für einen mit
einem katalytischen Konverter versehenen Verbrennungsmotor zu
schaffen, bei dem die aufgezählten Nachteile des konventionel
len Katalysatorschädigungsdiagnosesystems wirksam beseitigt
werden können.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein ver
bessertes Katalysatorschädigungsdiagnosesystem für einen mit
einem katalytischen Konverter versehenen Verbrennungsmotor zu
schaffen, daß einer derartig falschen Beurteilung vorbeugt, daß
der Katalysator als geschädigt beurteilt wird obwohl er tat
sächlich nicht geschädigt ist und normale Fähigkeiten hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein ver
bessertes Katalysatorschädigungsdiagnosesystem für einen mit
einem Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskontrollsystem und
einem katalytischen Konverter versehenen Verbrennungsmotor zu
schaffen, mit dem die Diagnose der Katalysatorschädigung mit
hoher Präzision durchgeführt werden kann obwohl eine Kontroll
frequenz der Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle
wegen Beeinträchtigung eines stromaufwärts des katalytischen
Konverters angeordneten Luftkraftstoffverhältnissensors nie
driger ist.
Ein genereller Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem
Katalysatorschädigungsdiagnosesystem (D) für einen Verbren
nungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurchgang (23), in dem ein
katalytischer Konverter (27) mit einem Katalysator (27a)
angeordnet ist, das aufweist: einen in dem Auspuffgasdurchgang
und stromaufwärts des katalytischen Konverters angeordneten er
sten Luftkraftstoffverhältnissensor (1, 28); einem in dem Aus
puffgasdurchgang und stromabwärts des katalytischen Konverters
angeordneten zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor (2, 29);
Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer Grundkraftstoffeinspritz
menge (Tp) entsprechend einem Motorbetriebszustand des Motors;
Mittel zum Berechnen eines Luftkraftstoffverhältnisrückkop
plungskoeffizienten (α); Mittel (5, 32) zum Korrigieren der
Grundkraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem Rückkop
plungskorrekturkoeffizienten; und Mittel (32) zum Beurteilen
der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des Inver
sionszustandes eines Ausgangssignals des ersten und zweiten
Luftkraftstoffverhältnissensors mit einem Entscheidungsstan
dard, der entsprechend einer Kontrollfrequenz einer
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle zumindest als
Antwort auf ein Ausgangssignal des ersten Luftkraftstof
fverhältnissensors und der korrigierten Grundkraftstoffein
spritzmenge des Korrekturmittels gemacht ist.
Mit diesem Aspekt kann die Diagnose der Schädigung des Kata
lysators mit hoher Präzision durchgeführt werden obwohl eine
Kontrollfrequenz der Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskon
trolle wegen der Schädigung des ersten oder stromaufwärtsseiti
gen Luftkraftstoffverhältnissensors erniedrigt ist, und es ver
hindert daher wirksam eine fehlerhafte Entscheidung über die
Katalysatorschädigung.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt wie in Fig.
1 gezeigt in einem Katalysatorschädigungsdiagnosesystem (D) für
einen Verbrennungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurchgang (23),
in dem ein katalytischer Konverter (27) mit einem Katalysator
(27a) angeordnet ist, wobei das Diagnosesystem aufweist: einem
in dem Auspuffgasdurchgang und stromaufwärts des katalytischen
Konverters angeordneten ersten Luftkraftstoffverhältnissensor
(1, 28); einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromabwärts des
katalytischen Konverters angeordneten zweiten Luftkraftstof
fverhältnissensor (2, 29); Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer
Grundkraftstoffeinspritzmenge (Tp) entsprechend einem Motorbe
triebszustand des Motors; Mittel (4, 32) zum Berechnen eines
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskoeffizienten (α); Mittel
(5, 32) zum Korrigieren der Grundkraftstoffeinspritzmenge ent
sprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten; Mittel (6,
32) zum Berechnen eines Inversionsverhältniswertes (HZRATE)
gemäß einem Inversionsverhältnis (HZR) von Ausgangssignalen des
ersten und zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors wenn der Mo
torbetriebszustand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des
Katalysators erfordernden Diagnosebereich ist; Mittel (7, 32)
zum Erfassen eines Inversionszustandswertes (AVEHZ) ent
sprechend einem Inversionszustand des Ausgangssignales des er
sten Luftkraftstoffverhältnissensors; Mittel zum Bestimmen
eines Entscheidungswertes (ZNGST) entsprechend dem Inversions
zustandswertes des Inversionszustandswerteserfassungsmittels;
und Mittel (9, 32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysa
tors durch Vergleichen des Inversionsverhältniswertes des In
versionsverhältnisberechnungsmittels mit dem Entscheidungsstan
dardwert des Entscheidungsstandardwertesbestimmungsmittels.
Mit diesem Aspekt der Erfindung ist das Luftkraftstoffverhält
nis des dem Motor zugeführten Luftkraftstoffgemisches rückkop
plungskontrolliert in Wechselwirkung zu dem Ausgangssignal des
ersten oder stromaufwärtsseitigen Luftkraftstoffverhältnissen
sors, so daß das Luftkraftstoffverhältnis bei einem dem stöcho
metrischen Luftkraftstoffverhältnis unter einer Proportional
plusintegralkontrolle und seine geringe Abweichungen oder
Änderungen wiederholt gehalten wird. Das Ausgangssignal des er
sten oder stromaufwärtsseitigen Luftkraftstoffverhältnissensors
vollführt seine periodische Inversion zwischen seiner hohen und
niedrigen Sauerstoffkonzentrationsseite gemäß der tatsächlichen
Änderung des Luftkraftstoffverhältnisses; jedoch macht das Aus
gangssignal des zweiten oder stromabwärtsseitigen
Luftkraftstoffverhältnissensors seine sehr geringen Änderungen,
so daß die Inversionsfrequenz zwischen seiner hohen und niedri
gen Sauerstoffkonzentrationsseite im Fall daß der Katalysator
normal ist, gering ist. Die Frequenz der Inversion des stromab
wärtsseitigen Luftkraftstoffverhältnissensors wird größer im
Fall, daß der Katalysator geschädigt ist. Demgemäß kann die
Schädigung des Katalysators durch den Erhalt des Inversions
verhältnisses beurteilt werden (sowie ein Inversionsfre
quenzverhältnis, ein Inversionszyklusverhältnis und ein Fre
quenzverhältnis zwischen den Ausgangssignalen des ersten und
zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors). Sogar im Fall daß der
Zyklus der Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle wegen
der Schädigung des stromaufwärtsseitigen Luftkraftstoffverhält
nissensors verlängert ist, um die Änderung des Luftkraftstof
fverhältnisses zu erweitern, wird der für die Katalysator
schädigungsdiagnose verwendete Entscheidungsstandardwert gemäß
dem Kontrollzyklus oder der Frequenz der Luftkraftstoffverhält
nisrückkopplungskontrolle bestimmt.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem
Katalysatorschädigungsdiagnosesystem (D) für einen Verbren
nungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurchgang (23), in dem ein
katalytischer Konverter (27) mit einem Katalysator (27a)
angeordnet ist, wobei das Diagnosesystem aufweist: einen in dem
Auspuffgasdurchgang und stromaufwärts des katalytischen Kon
verters angeordneten ersten Luftkraftstoffverhältnissensor (1,
28); einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromabwärts des
katalytischen Konverters angeordneten zweiten Luftkraftstof
fverhältnissensor (2, 29); Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer
Grundkraftstoffeinspritzmenge (Tp) entsprechend einem Motorbe
triebszustand des Motors; Mittel (4, 32) zum Berechnen eines
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskoeffizienten (α); Mittel
(5, 32) zum Korrigieren der Grundkraftstoffeinspritzmenge ent
sprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten; Mittel (32)
zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Ausgangssignals
des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten
Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszustand innerhalb
einer eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden
Diagnosebereichs ist; Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer,
in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Aus
gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors er
reicht ist; Mittel zum Berechnen eines abgelaufenen Zeitwertes
(AVEHZ) entsprechend der Zeitdauer; Mittel (32) zum Berechnen
eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des
Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und
einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten
Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer; Mittel
(32) zum Bestimmen eines Entscheidungswertes (CNGST) gemäß dem
abgelaufenen Zeitwert des abgelaufenen Zeitwertberechnungsmit
tels und Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Kata
lysators durch Vergleichen des Inversionsfrequenzverhältnisses
des Inversionsfrequenzverhältnisberechnungsmittels mit dem Ent
scheidungsstandardwert des Entscheidungsstandardwertbestim
mungsmittels.
Gemäß diesem Aspekt, wird die Beurteilung der Katalysator
schädigung entsprechend des Inversionsfrequenzverhältnisses
zwischen den Ausgangssignalen des ersten oder stromaufwärt
sseitigen Luftkraftstoffverhältnissensors und dem zweiten oder
stromabwärtsseitigen Luftkraftstoffverhältnissensors gemacht.
Zusätzlich wird der Entscheidungsstandardwert innerhalb der
Zeitdauer, in der die Inversionsfrequenz des Ausgangssignals
des stromaufwärtsseitigen Luftkraftstoffverhältnissensors den
vorbestimmten Wert erreichen, bestimmt. Daher kann der Ver
gleich des Inversionsverhältnisses des Ausgangssignals des
stromaufwärts und stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors ein
fach mit dem Inversionsfrequenzverhältnis durchgeführt werden.
Zusätzlich kann die Kontrollfrequenz der Luftkraftstoffverhält
nisrückkopplungskontrolle einfach mit dem zu der Zeitdauer, in
nerhalb der die Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des
stromaufwärtsseitigen Sauerstoffsensors den vorbestimmten Wert
erreicht, gehörigen verstrichenen Zeitwert gemessen werden.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem
Katalysatorschädigungsdiagnosesystem (D) für einen Verbren
nungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurchgang (23), in dem ein
katalytischer Konverter (27) mit einem Katalysator (27a)
angeordnet ist, wobei das Diagnosesystem aufweist: einem in dem
Auspuffgasdurchgang und stromaufwärts des katalytischen Kon
verters angeordneten ersten Luftkraftstoffverhältnissensors (1,
28); einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromabwärts des
katalytischen Konverters angeordneten zweiten Luftkraftstoff
verhältnissensor (2, 29); Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer
Grundkraftstoffeinspritzmenge (Tp) entsprechend einem Motorbe
triebszustand des Motors; Mittel (4, 32) zum Berechnen eines
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskorrekturkoeffizienten
(α); Mittel (5, 32) zum Korrigieren der Grundkraftstoffein
spritzmenge entsprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizien
ten; Mittel (32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines
Ausgangssignales des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors
einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbe
triebszustand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des
Katalysators erfordernden Diagnosebereichs ist; Mittel (32) zum
Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inver
sionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstof
fverhältnissensors erreicht ist; Mittel (32) zum Berechnen
eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des
Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und
einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten
Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer; Mittel
(32) zum Mitteln des Inversionsfrequenzverhältnisses über eine
Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres Inversionsfre
quenzverhältnis (HZRATE) zu erhalten; Mittel (32) zum Mitteln
der Zeitdauer über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit eine
mittlere Zeitdauer (AVEHZ) zu erhalten; Mittel (32) zum Bestim
men eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der
mittleren Zeitdauer des Zeitdauerdurchschnittsmittels; und Mit
tel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch
Vergleichen des mittleren Inversionsfrequenzverhältnisses
(HZRATE) des Inversionsfrequenzverhältnisdurchschnittsmittels
mit dem Entscheidungsstandardwert des Entscheidungsstan
dardwertbestimmungsmittels.
Mit diesem Aspekt wird die Beurteilung der Katalysator
schädigung entsprechend dem Durchschnittswert des Inversions
frequenzverhältnisses und dem Durchschnittswert der Zeitdauer
gemacht, womit die Genauigkeit der Diagnose weiter verbessert
ist.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem
Katalysatorschädigungsdiagnosesystem (D) für einen Verbren
nungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurchgang (23), in dem kata
lytischer Konverter (27) mit einem Katalysator (27a) angeordnet
ist, wobei das Diagnosesystem aufweist: einen in dem Aus
puffgasdurchgang und stromaufwärts des katalytischen Konverters
angeordneten ersten Luftkraftstoffverhältnissensor (1, 28);
einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromabwärts des kataly
tischen Konverters angeordneten zweiten Luftkraftstoffverhält
nissensor (2, 29); Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer
Grundkraftstoffeinspritzmenge (Tp) entsprechend einem Motorbe
triebszustand des Motors; Mittel (4, 32) zum Berechnen eines
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskoeffizienten; Mittel (5,
32) zum Korrigieren der Grundkraftstoffeinspritzmenge ent
sprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten; Mittel (32)
zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Ausgangssignals
des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten
Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszustand innerhalb
eines eines Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden
Diagnosebereichs ist; Mittel (32) zum Messen der Zeitdauer, in
der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Aus
gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors er
reicht ist; Mittel (32) zum Berechnen des Verhältnisses (HZR)
zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des er
sten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfre
quenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnis
sensors innerhalb der Zeitdauer; Mittel (32) zum Mitteln des
Inversionsfrequenzverhältnisses über eine Mehrzahl von Zeitdau
ern, um damit ein mittleres Inversionsfrequenzverhältnis
(HZRATE) zu erhalten; Mittel (32), zum Messen einer Inversions
frequenz (F02CT) des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstof
fverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer; Mittel (32) zum
Mitteln der Inversionsfrequenz (F02CT) des Inversionsfre
quenzmessungsmittels über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um
damit eine mittlere Inversionsfrequenz zu erhalten; Mittel (32)
zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) ent
sprechend der mittleren Inversionsfrequenz des Inversionsfre
quenzdurchschnittsmittels; und Mittel (32) zum Beurteilen der
Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren In
versionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfre
quenzverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstan
dardwert des Entscheidungsstandardwertbestimmungsmittels.
Gemäß diesem Aspekt wird der Entscheidungsstandardwert für die
Beurteilung der Katalysatorschädigung entsprechend der Inver
sionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten oder stromaufwärt
sseitigen Luftkraftstoffverhältnissensors bestimmt, und im
speziellen mit dem Durchschnittswert der Inversionsfrequenz
über eine Mehrzahl von Zeitdauern bestimmt, um damit die Ge
nauigkeit der Diagnose weiter zu verbessern.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt, wie in
Fig. 2 gezeigt, in einem Katalysatorschädigungsdiagnosesystem
(D) für einen Verbrennungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurch
gang (23), in dem ein katalytischer Konverter (27) mit einem
Katalysator (27a) angeordnet ist, wobei das Diagnosesystem auf
weist: einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromaufwärts des
katalytischen Konverters angeordneten ersten Luftkraft
stoffverhältnissensor (1, 28); einen in dem Auspuffgasdurchgang
und stromabwärts des katalytischen Konverters angeordneten
Luftkraftstoffverhältnissensor (2, 29); Mittel (3, 32) zum Bes
timmen einer Grundkraftstoffeinspritzmenge (Tp) entsprechend
einem Motorbetriebszustand des Motors; Mittel (4, 32) zum
Berechnen eines Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskoef
fizienten (α); Mittel zum Korrigieren der Grundkraftstoffein
spritzmenge entsprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizien
ten; Mittel (11, 32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz
eines Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissen
sors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbe
triebszustand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des
Katalysator erfordernden Diagnosebereichs ist; Mittel (11, 32)
zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der
Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten
Luftkraftstoffverhältnissensors erreicht ist; Mittel (6′, 32)
zum Berechnen eines Inversionsverhältnisses (HZR) der Aus
gangssignale des ersten und zweiten Luftkraftstoffverhältnis
sensors innerhalb der Zeitdauer; Mittel (12, 32) zum Mitteln
des Inversionsverhältnisses (HZR) des Inversionsverhältnis
berechnungsmittels über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit
ein mittleres Inversionsverhältnis (HZPATE) zu erhalten; Mittel
(7, 32) zum Erfassen eines Inversionszustandswertes (AVEHZ)
entsprechend einem Inversionszustand des Ausgangssignals des
ersten Luftkraftstoffverhältnissensors; Mittel (8, 32) zum Bes
timmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) gemäß dem In
versionsstandardwert (AVEHZ) des Inversionszustandeswerterfas
sungsmittels; Mittel (13, 32) zum Bestimmen einer Anzahl
(NUMMAX) an Zeitdauern, die für die Katalysatorschädigungsdiag
nose erforderlich sind, entsprechend dem Inversionszustandswert
(AVEHZ) des Inversionszustandswerterfassungsmittels; und Mittel
(9′, 32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch
Vergleichen des mittleren Inversionsverhältnisses (HZRATE) des
Inversionsverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Ent
scheidungsstandardwert des Entscheidungsstandardwertbestim
mungsmittels nach Ablauf der Anzahl (NUMMAX) der Zeitdauern des
Zeitdaueranzahlbestimmungsmittels.
Gemäß diesem Aspekt wird die Anzahl der für die Diagnose erfor
derlichen Zeitdauern gemäß dem Inversionszustandswertes
geeignet bestimmt, um den Durchschnittswert des Inversions
verhältnisses zwischen den Ausgangssignalen des ersten oder
stromaufwärtsseitigen und zweiten oder stromabwärtsseitigen
Luftkraftstoffverhältnis Sensoren zu erhalten, um daher eine
Diagnose mit noch höherer Genauigkeit innerhalb einer kurzen
Zeitdauer zu erreichen.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem
Katalysatorschädigungsdiagnosesystem (D) für einen Verbren
nungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurchgang (23), in dem ein
katalytischer Konverter (27) mit einem Katalysator (27a)
angeordnet ist, wobei das Diagnosesystem aufweist: einen in dem
Auspuffgasdurchgang und stromaufwärts des katalytischen Kon
verters angeordneten ersten Luftkraftstoffverhältnissensor (1,
28); einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromabwärts des
katalytischen Konverters angeordneten zweiten Luftkraftstof
fverhältnissensor (2, 29); Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer
Grundkraftstoffeinspritzmenge (Tp) entsprechend einem Motorbe
triebszustand des Motors; Mittel (4, 32) zum Berechnen eines
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskoeffizienten (α); Mittel
(5, 32) zum Korrigieren der Grundkraftstoffeinspritzmenge ent
sprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten; Mittel (32)
zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Ausgangssignals
des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten
Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszustand innerhalb
eines eines Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden
Diagnosebereiches ist; Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer,
in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Aus
gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors er
reicht ist; Mittel zum Berechnen eines Verhältnisses (HZR)
zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des er
sten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfre
quenz eines Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhält
nissensors innerhalb der Zeitdauer; Mittel (32) zum Mitteln des
Inversionsfrequenzverhältnisses (HZR) über eine Mehrzahl von
Zeitdauern, um damit ein mittleres Inversionsfrequenzverhältnis
(HZRATE) zu erhalten; Mittel (32) zum Mitteln der Zeitdauer
über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit eine durchschnit
tliche Zeitdauer (AVEHZ) zu erhalten; Mittel (32) zum Bestimmen
eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der
durchschnittlichen Zeitdauer (AVEHZ) des Zeitdauer
durchschnittsmittels; Mittel (32) zum Bestimmen einer Anzahl
(NUMMAX) an Zeitdauern, die für die Katalysatorschädigungsdiag
nose erforderlich sind, entsprechend der durchschnittlichen
Zeitdauer (AVEHZ); und Mittel (32) zum Beurteilen der
Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren In
versionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfre
quenzverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstan
dardwert (CNGST) des Entscheidungsstandardwertbestimmungsmit
tels.
Gemäß diesem Aspekt wird die Beurteilung der Katalysator
schädigung entsprechend dem Durchschnittswert des Inversions
frequenzverhältnisses zwischen den Ausgangssignalen des ersten
oder stromaufwärtsseitigen und zweiten oder stromabwärtsseiti
gen Luftkraftstoffverhältnissensors gemacht. Der Ent
scheidungsstandarwert und die Anzahl der Zeitdauern werden ent
sprechend dem Durchschnittswert der Zeitdauern bestimmt. Dem
gemäß kann der Vergleich der Inversionszustände der Aus
gangssignale der stromaufwärtsseitigen und stromabwärtsseitigen
Sauerstoffsensoren einfach mit dem Inversionsfrequenzverhältnis
gemacht werden. Zusätzlich kann die Kontrollfrequenz der
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle einfach mit dem
zu der Zeitdauer gehörenden abgelaufenen Zeitwert gemessen wer
den.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aspekt eines Kata
lysatorschädigungdiagnosesystems gemäß der vorlieg
enden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen anderen Aspekt des
Katalysatorschädigungdiagnosesystems gemäß der vor
liegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine schematische Abbildung eines Aus
führungsbeispiels eines Katalysatorschädigungdiag
nosesystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein ein Beispiel der Arbeitsweise eines Katalysa
torschädigungsdiagnosesystems in Verbindung mit dem
Ausführungsbeispiel von Fig. 3 darstellendes Zeit
diagramm, das den Zeitablauf, zu dem die Diagnose ge
macht wird, zeigt;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm eines Programms eines Katalysa
torschädungsdiagnosesystems der Ausführungsform von
Fig. 3;
Fig. 6 ist ein illustrativ den Ablauf der Katalysator
schädigungsdiagnose in einer anderen Ausführungsform
des Katalysatorschädigungsdiagnosesystems gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellendes Flußdiagramm;
Fig. 7A ist ein einen umgewandelten Zustand eines Aus
gangssignals eines seitens stromaufwärts angeordneten
Luft-Kraftstoffverhältnis-(Sauerstoff)sensor zei
gendes Wellendiagramm;
Fig. 7B ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 7A, das den
Wert eines Ausgangssignals eines seitens stromabwärts
angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-(Sauerstoff)
sensor in einem normalen Katalysatorzustand zeigt;
Fig. 7C ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 7A, das
einen umgewandelten Wert eines Ausgangssignals des
stromabwärts angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-
(Sauerstoff)sensors eines Zustandes in dem der Kata
lysator geschädigt ist zeigt;
Fig. 8 ist ein Wellendiagramm, das in seinem oberen Teil
einen umgewandelten Wert des stromaufwärts angeord
neten Sauerstoffsensors und auf einem unteren Teil
einen entsprechenden Wert eines Luftsauerstoff
verhältnisrückkopplungskorrekturkoeffizient (α)
zeigt;
Fig. 9A ist ein Wellendiagramm, das einen umgewandelten Wert
eines Ausgangssignals des stromaufwärts angeordneten
Luft-Kraftstoffverhältnis (Sauerstoff) Sensors bei
einem normalen Zustand des Katalysators zeigt;
Fig. 9B ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 9A und
zeigt ein Luft-Kraftstoffverhältnis auf der Seite
stromaufwärts des Katalysators;
Fig. 9C ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 9A und
zeigt den Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskor
rekturkoeffizienten (α);
Fig. 9D ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 9A und
zeigt den Wert des Ausgangssignals des stromabwärts
angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-(Sauerstoff)
sensors;
Fig. 10A ist ein Wellendiagramm, das einen umgewandelten Wert
des Ausgangssignals des stromaufwärts angeordneten
Luft-Kraftstoffverhältnis-(Sauerstoff)sensors eines
geschädigten Katalysators zeigt;
Fig. 10B ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 10A und
zeigt ein Luft-Kraftstoffverhältnis auf der Seite
stromaufwärts von dem Katalysator;
Fig. 10C ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 10A und
zeigt den Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskor
rekturkoeffizienten (α);
Fig. 10D ist ein Wellendiagramm entsprechend Fig. 10A mit dem
Wert des Ausgangssignals des stromabwärts angeord
neten Luft-Kraftstoffverhältnis-(Sauerstoff)sensors;
Fig. 11 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen einem Ent
scheidungsnormwert und einer durchschnittlich ab
gelaufenen Zeit in Verbindung mit der Ausführungsform
von Fig. 3 zeigt; und
Fig. 12 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen einer An
zahl von Zeitperioden und einer durchschnittlich ab
gelaufenen Zeit in Verbindung mit der Ausführungsform
von Fig. 3 zeigt.
Jetzt bezugnehmend auf Fig. 3, ist eine Ausführungsform eines
Katalysatordiagnosesystems gemäß der vorliegenden Erfindung
durch den Referenzbuchstaben D dargestellt, wobei gezeigt ist,
daß er in einen Verbrennungsmotor E eines Autos angebracht wer
den kann. Der Motor E beinhaltet einen Motorkörper 21, der mit
einem Lufteinlaßdurchgang 22, durch den Einlaßluft in den Mo
torkörper 21 eingeleitet wird, versehen ist, und einen
Gasauslaßdurchgang 23, durch den Abgas vom Motorkörper 21 zur
Umgebungsluft ausgelassen wird. Kraftstoffeinspritzventile (nur
eins gezeigt) 24 sind in dem Lufteinlaßdurchgang 22 angeordnet,
um Kraftstoff zu den jeweiligen Einlaßstellen (jeweils ent
sprechend den Motorzylindern 21a), die im Motorkörper 21 ausge
bildet sind, eingespritzt wird. Eine Drosselklappe 25 ist in
dem Lufteinlaßdurchgang 22 stromaufwärts der Kraftstoffein
spritzventile 22 angeordnet, um die in den Motorkörper 21
eingeleitete Luftmenge zu kontrollieren. Ein Luftmengenmesser
26, z. B. des Heißdrahtmassenluftmengensensortyps, ist in dem
Einlaßdurchgang 22 stromaufwärts der Drosselklappe 25 angeord
net und kann ein die über den Lufteinlaßdurchgang 22
eingeströmte Luftmenge wiedergebendes elektrisches Erfas
sungssignal erzeugen.
In dem Abgasdurchgang 23 ist ein katalytischer Konverter 27
angeordnet und beinhaltet einen Katalysator 27a, wie z. B. einen
Dreiwege-Katalysator zum Oxydieren von CO (Kohlenmonoxyd) und
HC (Kohlenwasserstoffe) und Reduzieren von NOx
(Stickstoffoxiden) zum Reinigen des Abgases des Maschinenkör
pers 21. Ein stromaufwärtsseitiger Luftsensor 28 und ein
stromabwärtsseitiger Luftsensor sind jeweils stromaufwärts und
stromabwärtsseitig des katalytischen Konverters 27 angeordnet.
Jeder Luftsensor 28, 29 dient als Luft-Kraftstoff
verhältnissensor und kann ein Spannungssignal
(elektromotorische Kraft) gemäß der Konzentration des restli
chen Sauerstoffes in dem durch den Abgasdurchgang 23 strömenden
Abgas erzeugen. Die von dem Luftsensor 28 erzeugte elektromo
torische Kraft wechselt abrupt bei dem stöchometrischen Luft-
Kraftstoffverhältnis (als Grenze) der dem Motorzylinder 21a des
Motorkörpers 21 zugeführten Luft-Kraftstoffgemisches, so daß
die elektromotorische Kraft ihren hohen Wert (ungefähr IV) im
Fall daß das Luft-Kraftstoffgemisch auf der fetten (an
Kraftstoff) Seite ist und hat seinen niedrigen Wert (ungefähr
100 mV) im Fall daß das Luft-Kraftstoffgemisch auf der mageren
Seite (an Kraftstoff) ist. Daher kann jeder Sauerstoffsensor
28, 29 ein elektrisches Erfassungs- oder Ausgangssignal
erzeugen, das die Sauerstoffkonzentratlion des Abgases wieder
gibt.
In einem in dem Motorkörper 21 geformten Kühlmitteldurchgang
(kein Bezugszeichen) ist ein Motorkühltemperatursensor 30
angeordnet, um die Temperatur des Motorkühlmittels zu erfassen.
Der Motorkühlmitteltemperatursensor 30 kann ein die Mo
torkühlmitteltemperatur darstellendes elektrisches Erfas
sungssignal erzeugen. Ein Kurbelwinkelsensor 31 ist vorgesehen
und kann bei Intervallen eines vorbestimmten Kurbelwinkels
(Rotationswinkel einer Kurbelwelle des Motors) ein Impulssignal
(Erfassungssignal) erzeugen, um damit die Motorgeschwindigkeit
zu erfassen.
Die Erfassungs- oder Ausgangssignale des Luftmengenmessers 26,
der Luftsensoren 28, 29, des Motorkühlmitteltemperatursensors
30 und des Kurbelwinkelsensors 31 werden zu einer Kontrollein
heit 32, die ein sogenanntes Mikrocomputersystem beinhaltet,
übertragen. Die Kontrolleinheit 32 ist zum Kontrollieren der
von jedem Kraftstoffeinspritzventil 24 gemäß dem Erfassungssig
nal der Sauerstoffsensoren 28, 29 einzuspritzenden Kraftstoff
menge, um damit die Kontrolle des Luftkraftstoffverhältnisses
des Luftkraftstoffgemisches, das den Motorzylindern 21a des Mo
torkörpers 21 unter einer Rückkopplungskontrolle zugeführt
wird, zu bestimmen. Die Kontrolleinheit 32 ist Teil eines
Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskontrollsystems S, daß
zum Regulieren des zu den Motorzylindern 21 zugeführten
Luftkraftstoffverhältnisses des Luftkraftstoffgemisches zu Wer
ten nahe dem stöchometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisses
gemäß der Rückkopplungskontrolle eingerichtet ist, um damit
eine sogenannte Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle
zu bilden. Es ist verständlich, daß der Dreiwege-Katalysator
27a wirksam betrieben wird wenn das Luftkraftstoffverhältnis
des Luftkraftstoffgemisches nahe den Werten des stöchometri
schen Luftkraftstoffgemisches ist. Zusätzlich ist die Kon
trolleinheit für die Schädigungsdiagnose des Katalysators in
dem katalytischem Umwandler und zum Aufleuchtenlassen einer
Warnlampe 33 im Fall daß die Kontrolleinheit eine Entscheidung
erhält, daß die Schädigung des Katalysators einen vorbestimmten
Wert überschreitet, eingerichtet.
Im folgenden wird eine Betriebsweise des Katalysator
schädigungsdiagnosesystems D beschrieben mit Bezug zu einem
Flußdiagramm in Fig. 5.
Zunächst wird die Luft-Kraftstoffverhältnisrück
kopplungskontrolle unter dem Ablauf des Luft-
Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrollsystems S beschrieben.
In der Luft-Kraftstoffverhältniskontrolle wird eine Grundim
pulslänge (Grundkraftstoffinjektionsmenge) Tp gemäß der durch
das Erfassungssignal des Luftmengenmessers 26 dargestellten
Einlaßluftmenge und der durch das Erfassungssignal des Kurbel
winkelsensors 31 verkörperten Motorgeschwindigkeit berechnet.
Die Grundimpulslänge entspricht der Zeitdauer, für die das
Kraftstoffeinspritzventil 24 zur Krafteinspritzung öffnet und
entspricht daher der Grundkraftstoffeinspritzmenge, die die von
jedem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzte
Kraftstoffgrundmenge ist. Die Lufteinlaßmenge ist die Menge der
eingeströmten Luft, die in dem Einlaßdurchgang 22 strömt.
Die Grundimpulslänge Tp wird mit mehreren Korrekturen ver
rechnet, um damit eine Treibimpulslänge Ti zu bestimmen (eine
aktuelle Kraftstoffeinspritzmenge), die der Zeitspanne ent
spricht, in der das Kraftstoffeinspritzventil 24 tatsächlich
offen ist, um Kraftstoff einzuspritzen. Im speziellen wird die
Treibimpulslänge Ti gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
Ti = Tp × COEF × α + Ts,
wobei COEF eine Mehrzahl von Korrekturkoeffizienten zum Erhöhen
der Kraftstoffeinspritzmenge ist, zum Beispiel entsprechend der
Motorkühlmitteltemperatur und/oder einer hohen Motorgeschwin
digkeit und dem Motorbelastungsverhältnis; Ts ist ein Korrek
turkoeffizient entsprechend einer Batteriespannung, um Still
standzeiten des Kraftstoffeinspritzventils 24 zu kompensieren;
und α ist ein Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungs
korrekturkoeffizient, der hauptsächlich entsprechend dem Erfas
sungssignal des stromaufwärtsseitigen Luftsensors 28 berechnet
wird.
Wie im unteren Teil von Fig. 8 gezeigt, ist der Luft-
Kraftstoffverhältnisrückkopplungskorrekturkoeffizient α ein
Wert, der durch eine umgekehrte Proportionaleplusintegralkon
trolle abhängig von einer Inversion zwischen der niedrigen und
hohen Sauerstoffkonzentrationsseite des Erfassungs- oder Aus
gangssignals des stromabwärtsseitigen Luftsensors 28 relativ zu
dem Abschnittsniveau entsprechend dem stöchometrischen Luft-
Kraftstoffverhältnis erhalten wird. Es ist verständlich, daß
die niedrige Sauerstoffkonzentrationsseite der fetten Seite des
Luft-Kraftstoffverhältnisses (Luft-Kraftstoffgemisch) ent
spricht, während die hohe Sauerstoffkonzentrationsseite der
mageren Seite des Luft-Sauerstoffverhältnisses (Luft-
Kraftstoffgemisch) entspricht. Im einzelnen, wenn eine Kurve
des Ausgangssignals des Luftsensors die Linie des Ab
schnittsniveaus entsprechend dem stöchometrischen Luft-
Kraftstoffverhältnis überschreitet, um von der niedrigen Sau
erstoffkonzentrationsseite zu der hohen Sauerstoffkonzentra
tionsseite invertiert zu werden, so wird ein vorbestimmter Pro
portionalwert PL zu dem Rückkopplungskorrekturkoeffizient α
addiert, und zusätzlich wird der integrale Wert mit einer
Steigung entsprechend einer vorbestimmten Integrationskonstante
IL schrittweise zu dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten α
addiert, wie im unteren Teil von Fig. 8 gezeigt. Dement
sprechend wird das Luft-Kraftstoffverhältnis zu seiner fetten
Seiten kontrolliert, wenn der Rückkopplungskorrekturkoeffizient
α nicht weniger als 1 ist und zu seiner mageren Seite kor
rigiert im Fall daß der Rückkopplungskorrekturkoeffizient α
nicht mehr als 1 ist. Daher ist das aktuelle Luft-
Kraftstoffverhältnis des zu dem Motorzylinder 21a des Motors
gelieferten Luft-Kraftstoffgemisches bei Werten nahe dem
stöchometrischen Wert gehalten, während eines Zuflußwechsels
von ungefähr 2 bis 3 Hertz.
Hier hängt der Wechselzyklus des aktuellen Luft-
Kraftstoffverhältnisses (das ist eine Kontrollperiode der Luft-
Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle) von einer Kon
trollverzögerung eines ganzen Kontrollsystems ab, so daß der
Zykluswechsel des aktuellen Luft-Kraftstoffverhältnisses weit
gehenst von einer (hoch oder niedrigen) Antwortcharakteristik
des stromaufwärtsseitigen Luftsensors 28 beeinflußt ist. Dies
wird im Detail mit Bezug auf die Fig. 9A bis 9D und 10 bis
10D beschrieben. Die Fig. 9A bis 9D zeigen die Be
triebsbedingungen des Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungs
kontrollsystems im Fall daß der stromaufwärtsseitige Luftsensor
28 Normalbedingungen hat und nicht beeinträchtigt ist, wobei
Fig. 9A den Spannungsausgang des stromaufwärtsseitigen Luft
sensors 28 darstellt; Figur B ein Luftkraftstoffverhältnis auf
der Seite stromaufwärts des katalytischen Konverters 27 dar
stellt; Figur C einen Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungskor
rekturkoeffizienten α darstellt; und Figur D einen Spannung
sausgang des stromabwärtsseitigen Luftsensors 29 darstellt. Im
Gegensatz dazu, zeigen die Fig. 10A bis 10D die Be
triebsbedingungen des Luftkraftstoffverhältniskontrollsystems
im Fall daß der stromaufwärtsseitige Luftsensor 28 geschädigt
ist und abnormale Bedingungen hat, wobei Fig. 10A einen Span
nungsausgang des stromaufwärtsseitigen Luftsensors 28 dar
stellt; Fig. 10B ein Luftkraftstoffverhältnis auf der Stro
maufwärtsseite des katalytischen Konverters 27 darstellt; Fig.
10C ein Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungskorrektur
koeffizienten α darstellt; und Fig. 10D einen Spannungsaus
gang des stromabwärtsseitigen Luftsensors 29 darstellt. Wie aus
einem Vergleich der oben genannten zwei Bedingungen von den
Fig. 9A bis 9D und den Fig. 10A bis 10D ersichtlich, ist
der Kontrollzyklus der Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungs
kontrolle verlängert wenn der stromaufwärtsseitige Luftsensor
28 beeinträchtigt ist.
Die obige Rückkopplungskontrollkorrekturmenge α ist bei 1
festgehalten, so daß im wesentlichen eine offene Kon
trollschleife vorliegt, im Fall daß der Motorbetrieb bei nie
drigen Kühlmitteltemperaturverhältnissen oder einer hohen Mo
torgeschwindigkeit und Lastzuständen ist, die eine Kraft
stoffinjektionsmengensteigerung erfordern, oder im Fall daß der
Motorbetrieb eine Kraftstoffunterbrechung während einer Ver
langsamung der Fahrzeuggeschwindigkeit hat.
Das Ausgangs- oder Erfassungssignal des stromabwärtsseitigen
Luftsensors 21 wird benutzt, um eine total einseitige Tendenz
der Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle abhängig
von dem stromaufwärtsseitigen Luftsensor 28 zu korrigieren. In
anderen Worten, im Fall daß das Luftkraftstoffverhältnis eine
total fette Tendenz unter der Luftkraftstoffverhältnisrückkop
plungskontrolle hatte, ist das Ausgangssignal des stromabwärt
sseitigen Luftsensors 29 fortlaufend auf der Seite niedriger
Sauerstoffkonzentrationen. Im Fall daß das Luftkraft
stoffverhältnis eine total magere Tendenz hat, ist das Aus
gangssignal des stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors 29 fort
laufend auf der Seite einer hohen Sauerstoffkonzentration des
Luftkraftstoffverhältnisses. Dementsprechend kann eine weitere
Hochpräzisionsluftkraftstoffverhältnisrückopplungskontrolle
erreicht werden, z. B. durch Korrektur der Verhältniswerte PL,
PR bei der Inversion des Luftkraftstoffverhältnisses zwischen
der fetten und der mageren Seite gemäß einer solchen total ein
seitigen Tendenz des Luftkraftstoffverhältnisses.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Diagnose von Schädigun
gen des Katalysators unter Einsatz der Kontrolleinheit 32 mit
Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 5, das ein Programm einer
Katalysatorschädigungsdiagnose zeigt, beschrieben. Die Routine
dieses Programms wird wiederholt ausgeführt, z. B. zu vorbes
timmten Zeitintervallen.
Zunächst wird in einem Schritt S1 eine Entscheidung gefällt, ob
die Diagnosezulassungsbedingung erfüllt ist oder nicht. Die Di
agnosezulassungsbedingung besteht aus a) einem ersten Zustand,
in dem die Temperatur des Motorkühlmittels beim Motorstart
nicht niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, b) einem
zweiten Zustand, in dem eine vorbestimmte Zeit nach der Auf
wärmphase des Motors verstrichen ist, c) einem dritten Zustand,
in dem beide Sauerstoffsensoren 28, 29 aktiviert sind (dies
wird entsprechend dem Ausgangsspannungsniveau der Sensoren 28,
29 entschieden), d) einem vierten Zustand, in dem die Diagnose
zur Beeinträchtigung des Katalysators 27a nicht vollständig
ist. Wenn die vier Zustände a) bis d) oder die Diagnosezulas
sungsbedingung erfüllt ist, wird die Diagnose der Schädigung
des Katalysators 27a zugelassen, so daß der Weg zu einem
Schritt S2 geht. Beim Schritt S2 wird eine Entscheidung ge
fällt, ob der Motorbetrieb innerhalb eines Diagnosebereichs
ist, in dem eine Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungs
kontrolle ausgeführt wird oder nicht. Im speziellen wird ent
schieden, daß der Motor in dem Diagnosebereich ist, wenn a) in
einem ersten Zustand eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches ist, b) in einem zweiten Zustand
eine Motorgeschwindigkeit N innerhalb eines bestimmten
Bereiches ist, und c) in einem dritten Zustand eine Motorlast
(zum Beispiel die Grundkraftstoffeinspritzmenge Tp) innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches ist, alle erfüllt sind; dann geht
der Weg zu einem Schritt S3.
In dem Schritt S3 wird eine Entscheidung gefällt, ob einer
Spannungs-(Ausgangs-)signalumwandlungsfrequenz F02CT des stro
maufwärtsseitigen Sauerstoffsensors 28 ein vorbestimmtes Niveau
CMSW erreicht hat oder nicht. Die Spannungssignalinversionsfre
quenz ist die Inversionsfrequenz des Spannungssignals zwischen
der niedrigen Sauerstoffkonzentrationsseite und der hohen Sau
erstoffkonzentrationsseite (wie in Fig. 8 gezeigt) im Ver
gleich mit der Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle.
Im Fall daß die Spannungssignalinversionsfrequenz den vorbe
stimmten Wert CMSW nicht erreicht hat, geht der Weg zu einem
Schritt S4, in dem die Spannungssignalinversionsfrequenz F02CT
des stromaufwärtsseitigen Sauerstoffsensors 28 und die Span
nungssignalinversionsfrequenz R02CT des stromabwärtsseitigen
Sauerstoffsensors 29 gezählt werden. Im Fall daß die Span
nungssignalinversionsfrequenz R02CT den vorbestimmten Wert CMSW
bei Schritt S3 erreicht hat, geht der Weg zu einem Schritt S5.
Im Fall daß die Entscheidungszulassungsbedingung beim Schritt 1
nicht eingerichtet ist und der Motorbetrieb nicht innerhalb des
Diagnosebereichs kommt bevor die Spannungssignalinversionsfre
quenz den vorbestimmten Wert CMSW erreicht hat, werden die hier
hinzu gezählten Werte F02CT, R02CT wie in Fig. 4 gezeigt in
einem Schritt S17 auf 0 gestellt. Fig. 4 zeigt ein Zeitdia
gramm, das den aktuellen Kontrollzustand im Vergleich mit dem
Ablauf des Programms von Fig. 5 dargestellt ist, in dem num
merische Beispiele zum Zweck des Verständnisses der vorlieg
enden Erfindung hinzugefügt sind.
Bei dem Schritt S5 wird ein Inversionsfrequenzverhältnis HZR
für eine Zeitspanne berechnet, um der Spannungssignalinver
sionsfrequenz zu ermöglichen, den vorbestimmten Wert CMSW zu
erreichen. Das Inversionsfrequenzverhältnis HZR wird nach einer
Gleichung (HZR = R02CT/F02CT) berechnet, wobei die Span
nungssignalinversionsfrequenz F02CT des stromaufwärtsseitigen
Sauerstoffsensors 28 und die Spannungssignalinversionsfrequenz
R02CT des stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors 29 verwendet
wird. Das so erhaltene Inversionsfrequenzverhältnis HZR wird in
einem Speicher der Kontrolleinheit 32 gespeichert. Wenn die
Beeinträchtigung des katalytischen Konverters 27 fortgeschrit
ten ist, steigt die Spannungssignalinversionsfrequent F02CT des
stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors 21 und daher steigt das
Inversionsfrequenzverhältnis HZR. Es ist verständlich, daß das
Inversionsfrequenzverhältnis HZR durch Messen eines Span
nungssignalsinversionszykluses (der Zyklus der Inversion
zwischen der niedrigen und hohen Sauerstoffkonzentrationsseite)
jedes Sauerstoffsensors 28, 29 oder durch Messung einer Span
nungssignalfrequenz (die Anzahl der Zyklen der Inversionen
zwischen den niedrigen und hohen Sauerstoffkonzentrationsseiten
in einer Zeiteinheit) erhalten werden können.
In einem Schritt S6 wird der gewichtete Mittelwert oder
Durchschnitt des laufenden Wertes des Inversionsfre
quenzverhältnisses HZR verrechnet, um ein durchschnittliches
Inversionsfrequenzverhältnis HZRATE innerhalb des Diagnose
bereiches zu erhalten. In andern Worten wird das durchschnit
tliche Inversionsfrequenzverhältnis HZRATE gemäß der folgenden
Gleichung berechnet, wobei das laufende Inversionsfre
quenzverhältnis HZR und ein durchschnittliches Inversionsfre
quenzverhältnis HZRATEOLD, das ein Durchschnittswert des
vorangegangenen Inversionsfrequenzverhältnisses (bei voran
schreitenden Berechnungszyklen) ist, verwendet werden:
HZRATE = (HZR + HZRATEOLD × 7)/8.
Nachdem die Berechnung des durchschnittlichen Inversionsfre
quenzverhältnisses HZRATE fertig ist, wird das bei dem Schritt
S5 gemessene Inversionsfrequenzverhältnis HZR gelöscht.
Eine abgelaufene Zeit TMF02, die für die Messung des oben
genannten Inversionsfrequenzverhältnisses HZR benötigt wurde,
wird in einer anderen Routine (nicht gezeigt) gemessen. Die ab
gelaufene Zeit TMF02 ist die Zeitspanne für die Spannungsaus
gangsinversionsfrequenz F02CT des stromaufwärtsseitigen Sau
erstoffsensors 28, um einen vorbestimmten Wert CMSW zu er
reichen. In einem Schritt S7 wird der gewichtete Mittelwert
oder Durchschnitt der abgelaufenen Zeit TMF02 berechnet, um
eine durchschnittliche abgelaufene Zeit AVEHZ zu erhalten. In
anderen Worten wird die durchschnittliche abgelaufene Zeit
AVEHZ gemäß der folgenden Gleichung berechnet, wobei die
laufend verstrichene Zeit TMF02 und eine durchschnittliche ab
gelaufene Zeit AVEHZOLD, die einen Durchschnittswert der ab
gelaufenen Zeit ist (bei fortgeschrittenen Berechnungszyklen),
berechnet werden:
AVEHZ = (TMF02 + AVEHZOLD × 7)/8.
Die durchschnittlich verstrichene Zeit AVEHZ stellt die Kon
trollfrequenz der Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungs
kontrolle dar.
Es ist verständlich, daß in der oben genannten Berechnung des
gewichteten Mittelwerts oder Durchschnitts, die anfänglichen
Werte des durchschnittlichen Inversionsfrequenzverhältnisses
HZATE und der durchschnittlich verstrichenen Zeit AVEHZ jeweils
die anfänglichen Werte des Inversionsfrequenzverhältnisses HZR
und der verstrichenen Zeit TMF02 sind.
In einem Schritt S8 wird die Zunahme eines gezählten Wertes
NUMHZR, der die Frequenz der oben genannten Berechnung des ge
wichteten Mittelwerts darstellt, vorgenommen.
In einem Schritt S9 werden ein Entscheidungsstandardwert CNGST
für die Beeinträchtigung des Katalysators 27a und eine für die
Diagnose der Katalysatorbeeinträchtigung benötigte Zeitdauer
nummer NUMMAX (die Anzahl der oben genannten Zeitspannen) gemäß
der in Schritt 7 erhaltenen durchschnittlichen abgelaufenen
Zeit AVEHZ gesetzt. Der Entscheidungsstandardwert CNGST wird
bestimmt mit Bezug auf die Datentabelle einer Kennung zwischen
dem Entscheidungsstandardwert CNGST und der durchschnittlich
abgelaufenen Zeit AVEHZ, wie in Fig. 11 gezeigt. In anderen
Worten wird der Entscheidungsstandardwert CNGST auf einen
höheren Wert gesetzt wenn die durchschnittlich abgelaufene Zeit
AVEHZ unter der Beeinträchtigung des stromaufwärtsseitigen Sau
erstoffsensors 28 länger wird.
Die Zeitdaueranzahl NUMMAX wird gemäß der Datentabelle der Ken
nung zwischen der Zeitdaueranzahl NUMMAX und der durch
schnittlich abgelaufenen Zeit AVEHZ bestimmt, wie in Fig. 12
gezeigt. In anderen Worten wird die Zeitdaueranzahl auf einen
niedrigeren Wert gesetzt wenn die durchschnittlich abgelaufene
Zeit AVEHZ unter der Beeinträchtigung des stromaufwärtsseitigen
Sauerstoffsensors 28 länger wird. Z.B., wenn der Katalysator
27a bis zu so einem Grad reichend geschädigt ist, daß eine Ent
scheidung über die Schädigung des Katalysators 27a sicher ge
macht werden kann, so wird das Spannungssignal des stromabwärt
sseitigen Sauerstoffsensors 29 sicher der Luft-
Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle invertiert im Fall,
daß die Kontrollfrequenz der Luft-Kraftstoffverhältnisrück
kopplungskontrolle sinkt. Dem gemäß kann eine präzise Diagnose
der Katalysatorbeeinträchtigung gemacht werden sogar wenn die
Zeitdauernummer NUNMMAX zur Vervollständigung der Berechnung
des gewichteten Mittelwertes klein ist, während vorgebeugt
wird, daß die Diagnosezeit (eine für die Diagnose benötigte
Zeit) mit der Herabsetzung der Kontrollfrequenz der Luft-
Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle verlängert wird. Um
gekehrt, im Fall, daß die Kontrollfrequenz größer wird, kann
das Spannungssignal des stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensors
schlecht der Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungskontrolle
folgen sogar wenn der Katalysator 27a übermäßig beeindruckt
ist, und daher steigt die Streuung des Inversionsfre
quenzverhältnisses HZR bei jeder Zeitdauer, wobei die Präzision
der einzelnen Daten sinkt. Als Ergebnis wird die Präzision
durch Anstieg der Zeitdauernummer NUMMAX verbessert, wie in
Fig. 12 gezeigt. Es ist verständlich, daß die Diagnosezeit
selbst, sogar bei Steigerung der Zeitdaueranzahl NUMMAX im
Fall, daß die Kontrollfrequenz daher höher ist, nicht derart
verlängert ist.
Als nächstes wird bei einem Schritt S10 eine Entscheidung ge
fällt, ob die gezählte Anzahl oder Zeitdaueranzahl NUMHZR zum
Fertigstellen der Berechnung des gewichteten Mittels die gefor
derte Zeitdaueranzahl NUMMAX erreicht hat. Wenn die geforderte
Zeitdaueranzahl nicht erreicht ist, wird ein die oben genannte
Berechnung des Inversionsfrequenzverhältnisses HZR, die
Berechnung des durchschnittlichen Wertes AVEHZ und dergleichen
beinhaltender Prozeß wiederholt. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die
Berechnung des gewichteten Mittels zu NUMMAX geführt hat, führt
der Weg zu einem Schritt S11, in dem eine letzte Entscheidung
der Beeinträchtigung des Katalysators 27a gemacht hat.
Spezieller ausgedrückt, wird das durchschnittliche Inversions
frequenzverhältnis HZRATE mit dem oben genannten Ent
scheidungsstandardwert CNGST verglichen. Darauf wird, wenn das
durchschnittliche Inversionsfrequenzverhältnis HZRATE nicht
größer ist als der Entscheidungsstandard CNGST ist, in einem
Schritt S12 eine Entscheidung gefällt, daß der Katalysator 27a
nicht geschädigt ist, und in einem Schritt S13 die Warnlampe 33
nicht erleuchtet wird. Wenn das durchschnittliche Inversions
frequenzverhältnis HZRATE größer ist als der Entscheidungsstan
dardwert CNGST, wird in einem Schritt S14 eine Entscheidung ge
fällt, daß der Katalysator 27 geschädigt ist, und daß die Warn
lampe 33 in einem Schritt S15 erleuchtet wird.
Damit sind eine Serie an Operationen zur Diagnose der Beein
trächtigung des Katalysators 27a vollständig und daher wird
eine Marke gesetzt, die kennzeichnet, daß die Diagnose voll
ständig ist und dadurch das Verfahren für die Katalysator-
Schädigungsdiagnose beendet wird.
Fig. 6 zeigt einen Teil eines Flußdiagramms, das einen Ablauf
für eine modifizierte Ausführungsform der Katalysator
schädigungsdiagnose der vorliegenden Erfindung darstellt, die
mit Ausnahme der neuen Schritte S21 bis S23 ähnlich dem Ablauf
von Fig. 5 ist. Es ist verständlich, daß die neuen Schritte
S21 bis 323 zu dem Flußdiagramm von Fig. 5 hinzugefügt werden.
Mit diesem Programm kann die Diagnose der Beeinträchtigung des
stromaufwärtsseitigen Sauerstoffsensors 28 vervollständigt wer
den zusätzlich zu der Vervollständigung der Katalysator
schädigungsdiagnose unter Verwendung der obigen durchschnittli
chen abgelaufenen Zeit AVEHZ. Daher ist das fragmentartige
Flußdiagramm von Fig. 6 ein wesentlicher Teil eines Flußdia
gramms, versehen mit einem Prozeß der Diagnose der Schädigung
des stromaufwärtsseitigen Sauerstoffssensors 28.
Nach dem Schritt S10 wird in einem Schritt S21 die durch
schnittlich abgelaufene Zeit AVEHZ mit ihrem oberen Grenzwert
O2NGST verglichen. Wenn die abgelaufene Zeit AVEHZ nicht nie
driger als der obere Grenzwert O2NGST ist, wird eine Ent
scheidung in einem Schritt S22 derart gemacht, daß der stro
maufwärtsseitige Sauerstoffsensor 28 geschädigt ist, und dann
die Warenlampe erleuchtet wird.
Wie oben zu den obigen Ausführungsformen beschrieben, wird der
Entscheidungsstandardwert CNGST unter Berücksichtigung eines
Anstiegs der Antwortverzögerung wegen der Schädigung des stro
maufwärtsseitigen Sauerstoffsensors (das heißt Senkung der Kon
trollfrequenz der Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungs
kontrolle) in der Katalysatorschädigungsdiagnose unter Ver
wendung des Inversionsfrequenzverhältnisses zwischen den Span
nungsausgangsinversionsfrequenzen des stromaufwärtsseitigen
oder stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensoren 28, 29 bestimmt.
Als Folge kann die Katalysatorbeeinträchtigungsdiagnose mit
sehr hoher Präzision durchgeführt werden.
Zusätzlich werden in den obigen Ausführungsformen die Anzahl
der Zeitdauern NUMMAX für die Diagnose in Übereinstimmung mit
der Kontrollfrequenz der Luft-Kraftstoffverhältnisrück
kopplungskontrolle geeignet bestimmt, und daher kann die Diag
nose präzise innerhalb einer kurzen Zeitdauer durchgeführt wer
den.
Während das Inversionsfrequenzverhältnis HZR zwischen den Span
nungssignalinversionsfrequenzen der stromaufwärtsseitigen und
stromabwärtsseitigen Sauerstoffsensoren 28, 29 als Inversions
verhältnis gezeigt und beschrieben wurden, ist es verständlich,
daß das Inversionsfrequenzverhältnis HZR durch ein Inversions
zyklusverhältnis oder ein Frequenzverhältnis ersetzt werden
kann. Das Inversionszyklusverhältnis ist ein Verhältnis
zwischen dem Zyklus der hohen und niedrigen Sauerstoffkonzen
trationsseiten des Spannungsausgangssignals des stromaufwärt
sseitigen Sauerstoffsensors 28 und dem Zyklus dergleichen In
version des Spannungsausgangssignals des stromabwärtsseitigen
Sauerstoffsensors 29. Das Frequenzverhältnis ist ein Verhältnis
zwischen der Anzahl der Zyklen (in einer Zeiteinheit) der In
version des Spannungsausgangssignals des stromaufwärtsseitigen
Sauerstoffsensors 28 und der Anzahl der Zyklen (in einer Zeite
inheit) der Inversion des Spannungsausgangssignals des stromab
wärtsseitigen Sauerstoffsensors 29.
Obwohl die durchschnittlich abgelaufene Zeit AVEHZ als die Kon
trollfrequenz der Luft-Kraftstoffverhältnisrückkopplungs
kontrolle darstellend gezeigt und beschrieben wurde, ist es
verständlich, daß die Kontrollfrequenz durch den Spannungsaus
ganginversionszyklus (den Zyklus der Inversion zwischen den
niedrigen und hohen Sauerstoffkonzentrationszeiten) des stro
maufwärtsseitigen Sauerstoffsensors 28 oder der Spannungssig
nalfrequenz (die Anzahl an Zyklen der Inversion zwischen den
niedrigen und hohen Sauerstoffkonzentrationsseiten, in einer
Zeiteinheit) des stromaufwärtsseitigen Sauerstoffsensors 28
dargestellt werden können.
Claims (9)
1. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem (D) für einen Verbren
nungsmotor (E) mit einem Auspuffgasdurchgang (23), in dem ein
katalytischer Konverter (27) mit einem Katalysator (27a)
angeordnet ist, der aufweist:
einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromaufwärts des kataly tischen Konverters angeordneten ersten Luft-Kraftstoffver hältnissensor (1, 28);
einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromabwärts des kataly tischen Konverters angeordneten zweiten Luftkraftstoffverhält nissensor (2, 29);
Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer Grundkraftstoffeinspritz menge (Tp) entsprechend einem Motorbetriebszustand des Motors;
Mittel (4, 32) zum Berechnen eines Luft-Kraftstoffverhältnis rückkopplungskoeffizienten (α);
Mittel (5, 32) zum Korrigieren der Grundkraftstoffeinspritz menge entsprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des Inversionszustandes eines Ausgangssignals des ersten und zweiten Luft-Kraftstoffverhältnis sensors mit einem Entscheidungsstandard, der entsprechend einer Kontrollfrequenz einer Luft-Kraftstoffverhältnisrück kopplungskontrolle zumindest als Antwort auf ein Ausgangssignal des ersten Luft-Kraftstoffverhältnissensors und der korrigier ten Grundkraftstoffeinspritzmenge des Korrekturmittels gemacht ist.
einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromaufwärts des kataly tischen Konverters angeordneten ersten Luft-Kraftstoffver hältnissensor (1, 28);
einen in dem Auspuffgasdurchgang und stromabwärts des kataly tischen Konverters angeordneten zweiten Luftkraftstoffverhält nissensor (2, 29);
Mittel (3, 32) zum Bestimmen einer Grundkraftstoffeinspritz menge (Tp) entsprechend einem Motorbetriebszustand des Motors;
Mittel (4, 32) zum Berechnen eines Luft-Kraftstoffverhältnis rückkopplungskoeffizienten (α);
Mittel (5, 32) zum Korrigieren der Grundkraftstoffeinspritz menge entsprechend dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des Inversionszustandes eines Ausgangssignals des ersten und zweiten Luft-Kraftstoffverhältnis sensors mit einem Entscheidungsstandard, der entsprechend einer Kontrollfrequenz einer Luft-Kraftstoffverhältnisrück kopplungskontrolle zumindest als Antwort auf ein Ausgangssignal des ersten Luft-Kraftstoffverhältnissensors und der korrigier ten Grundkraftstoffeinspritzmenge des Korrekturmittels gemacht ist.
2. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 1, worin
das Schädigungsentscheidungsmittel beinhaltet:
Mittel (6, 32) zum Berechnen eines Inversionsverhältniswertes (HZRATE) gemäß einem Inversionsverhältnis (HZR) von Aus gangssignalen des ersten und zweiten Luft-Kraftstoffverhältnis sensors wenn der Motorbetriebszustand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnose bereichs ist;
Mittel (7, 32) zum Erfassen eines Inversionszustandeswertes (AVEHZ) entsprechend einem Inversionszustand des Ausgangssig nals des ersten Luft-Kraftstoffverhältnissensors;
Mittel (8, 32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) gemäß dem Inversionszustandswertes des Inversionszu standeswerterfassungsmittels; und
Mittel (9, 32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des Inversionsverhältniswertes des Inver sionsverhältnisberechnungsmittels mit dem Entscheidungsstan dardwert des Entscheidungsstandardwertsbestimmungsmittels.
Mittel (6, 32) zum Berechnen eines Inversionsverhältniswertes (HZRATE) gemäß einem Inversionsverhältnis (HZR) von Aus gangssignalen des ersten und zweiten Luft-Kraftstoffverhältnis sensors wenn der Motorbetriebszustand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnose bereichs ist;
Mittel (7, 32) zum Erfassen eines Inversionszustandeswertes (AVEHZ) entsprechend einem Inversionszustand des Ausgangssig nals des ersten Luft-Kraftstoffverhältnissensors;
Mittel (8, 32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) gemäß dem Inversionszustandswertes des Inversionszu standeswerterfassungsmittels; und
Mittel (9, 32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des Inversionsverhältniswertes des Inver sionsverhältnisberechnungsmittels mit dem Entscheidungsstan dardwert des Entscheidungsstandardwertsbestimmungsmittels.
3. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 2, worin
das Inversionsverhältnis eines von dem des Inversionsfre
quenzverhältnisses (HZR), einem Inversionszyklusverhältnis und
einem Frequenzverhältnis zwischen den Ausgangssignalen des er
sten und zweiten Luft-Kraftstoffverhältnissensors ist, und
worin der Inversionszustandswert einer aus der Inversionsfre
quenz (F02CT), einem Inversionszyklus, und einer Frequenz des
Ausgangssignals des ersten Luft-Kraftstoffverhältnissensors
ist.
4. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 1, worin
das Schädigungsentscheidungsmittel beinhaltet:
Mittel (32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luft-Kraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszus tand innerhalb einer eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereichs ist;
Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors erreicht ist;
Mittel zum Berechnen eines abgelaufenen Zeitwertes (AVEHZ) ent sprechend der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Berechnen eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend des abgelaufenen Zeitwertes des ab gelaufenen Ablaufzeitwertberechnungsmittels; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des Inversionsfrequenzverhältnisses des In versionsfrequenzverhältnisberechnungsmittels mit dem Ent scheidungsstandardwert des Entscheidungsstandardwertbestim mungsmittels.
Mittel (32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luft-Kraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszus tand innerhalb einer eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereichs ist;
Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors erreicht ist;
Mittel zum Berechnen eines abgelaufenen Zeitwertes (AVEHZ) ent sprechend der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Berechnen eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend des abgelaufenen Zeitwertes des ab gelaufenen Ablaufzeitwertberechnungsmittels; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des Inversionsfrequenzverhältnisses des In versionsfrequenzverhältnisberechnungsmittels mit dem Ent scheidungsstandardwert des Entscheidungsstandardwertbestim mungsmittels.
5. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 1, worin
das Schädigungsentscheidungsmittel beinhaltet:
Mittel (32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht hat wenn der Motorbe triebszustand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereichs ist;
Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors erreicht ist;
Mittel (32) zum Berechnen eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln des Inversionsfrequenzverhältnisses über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres In versionsfrequenzverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (32) zum Mitteln der Zeitdauer über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit eine mittlere Zeitdauer (AVEHZ) zu erhal ten;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der mittleren Zeitdauer des Zeitdauer durchschnittsmittels; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfrequenzverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstandardwert des Entscheidungsstan dardwertbestimmungsmittels.
Mittel (32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht hat wenn der Motorbe triebszustand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereichs ist;
Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors erreicht ist;
Mittel (32) zum Berechnen eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln des Inversionsfrequenzverhältnisses über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres In versionsfrequenzverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (32) zum Mitteln der Zeitdauer über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit eine mittlere Zeitdauer (AVEHZ) zu erhal ten;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der mittleren Zeitdauer des Zeitdauer durchschnittsmittels; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfrequenzverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstandardwert des Entscheidungsstan dardwertbestimmungsmittels.
6. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 1, worin
das Schädigungsentscheidungsmittel beinhaltet:
Mittel (32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszus tand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereichs ist;
Mittel (32) zum Messen der Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors erreicht ist;
Mittel (32) zum Berechnen des Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln des Inversionsfrequenzverhältnisses über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres In versionsfrequenzverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (32) zum Messen einer Inversionsfrequenz (F02CT) des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors in nerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln der Inversionsfrequenz (F02CT) des In versionsfrequenzmessungsmittels über eine Mehrzahl von Zeitdau ern, um damit eine mittlere Inversionsfrequenz zu erhalten;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der mittleren Inversionsfrequenz des In versionsfrequenzdurchschnittsmittels; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfrequenzverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstandardwert des Entscheidungstandardwert bestimmungsmittels.
Mittel (32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszus tand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereichs ist;
Mittel (32) zum Messen der Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors erreicht ist;
Mittel (32) zum Berechnen des Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln des Inversionsfrequenzverhältnisses über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres In versionsfrequenzverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (32) zum Messen einer Inversionsfrequenz (F02CT) des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors in nerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln der Inversionsfrequenz (F02CT) des In versionsfrequenzmessungsmittels über eine Mehrzahl von Zeitdau ern, um damit eine mittlere Inversionsfrequenz zu erhalten;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der mittleren Inversionsfrequenz des In versionsfrequenzdurchschnittsmittels; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfrequenzverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstandardwert des Entscheidungstandardwert bestimmungsmittels.
7. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 1, worin
das Schädigungsbeurteilungsmittel beinhaltet:
Mittel (11, 32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensor einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszus tand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereiches ist;
Mittel (11, 32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbe stimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des er sten Luftkraftstoffverhältnissensor erreicht ist;
Mittel (6′, 32) zum Berechnen eines Inversionsverhältnisses (HZR) der Ausgangssignale und des ersten und zweiten Luft- Kraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (12, 32) zum Mitteln des Inversionsverhältnis (HZR) des Inversionsverhältnisberechnungsmittels über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres Inversionsverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (7, 32) zum Erfassen eines Inversionszustandswertes (AVEHZ) entsprechend einem Inversionszustand des Ausgangssig nals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors;
Mittel (8, 32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) gemäß dem Inversionsstandardwert (AVEHZ) des Inversion szustandwerterfassungsmittels;
Mittel (13, 32) zum Bestimmen einer Anzahl (NUMMAX) an Zeitdau ern, die für die Katalysatorschädigungsdiagnose erforderlich sind, entsprechend dem Inversionszustandeswert (AVEHZ) des In versionszustandswerterfassungsmittels; und
Mittel (9′, 32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsverhältnisses (HZRATE) des Inversionsverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstandardwert des Entscheidungsstandardwertbestim mungsmittels nach Ablauf der Anzahl (NUMMAX) der Zeitdauern des Zeitdaueranzahlbestimmungsmittels.
Mittel (11, 32) zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensor einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht wenn der Motorbetriebszus tand innerhalb eines eine Schädigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereiches ist;
Mittel (11, 32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbe stimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des er sten Luftkraftstoffverhältnissensor erreicht ist;
Mittel (6′, 32) zum Berechnen eines Inversionsverhältnisses (HZR) der Ausgangssignale und des ersten und zweiten Luft- Kraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (12, 32) zum Mitteln des Inversionsverhältnis (HZR) des Inversionsverhältnisberechnungsmittels über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres Inversionsverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (7, 32) zum Erfassen eines Inversionszustandswertes (AVEHZ) entsprechend einem Inversionszustand des Ausgangssig nals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors;
Mittel (8, 32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) gemäß dem Inversionsstandardwert (AVEHZ) des Inversion szustandwerterfassungsmittels;
Mittel (13, 32) zum Bestimmen einer Anzahl (NUMMAX) an Zeitdau ern, die für die Katalysatorschädigungsdiagnose erforderlich sind, entsprechend dem Inversionszustandeswert (AVEHZ) des In versionszustandswerterfassungsmittels; und
Mittel (9′, 32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsverhältnisses (HZRATE) des Inversionsverhältnisdurchschnittsmittels mit dem Entscheidungsstandardwert des Entscheidungsstandardwertbestim mungsmittels nach Ablauf der Anzahl (NUMMAX) der Zeitdauern des Zeitdaueranzahlbestimmungsmittels.
8. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 7,
worin das Inversionsverhältnis eines von einem Inversionsfre
quenzverhältnis (HZR), einem Inversionszyklusverhältnis und
einem Frequenzverhältnis zwischen den Ausgangssignalen und des
ersten und zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors ist, und
worin der Inversionszustandswert einer von dem Inversionsfre
quenz (F02CT), einem Inversionszyklus und einer Frequenz des
Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors ist.
9. Katalysatorschädigungsdiagnosesystem gemäß Anspruch 1, worin
das Schädigungsbeurteilungsmittel beinhaltet:
Mittel zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht hat wenn der Motorbe triebszustand innerhalb eines eine Beeinträchtigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereiches ist;
Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensor erreicht ist;
Mittel (32) zum Berechnen eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln des Inversionsfrequenzverhältnisses (HZR) über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres Inversionsfrequenzverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (32) zum Mitteln der Zeitdauer über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit eine mittlere Zeitdauer (AVEHZ) zu erhal ten;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der mittleren Zeitdauer (AVEHZ) des Zeit dauerdurchschnittsmittels;
Mittel (32) zum Bestimmen einer Anzahl (NUMMAX) von Zeitdauern, die gemäß der mittleren Zeitdauer (AVEHZ) für die Katalysator beeinträchtigungsdiagnose erforderlich sind; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfrequenzverhältnisdurchschnitts mittels mit dem Entscheidungsstandardwert (CNGST) des Ent scheidungsstandardwertbestimmungsmittels.
Mittel zum Erfassen, daß die Inversionsfrequenz eines Aus gangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors einen vorbestimmten Wert (CMSW) erreicht hat wenn der Motorbe triebszustand innerhalb eines eine Beeinträchtigungsdiagnose des Katalysators erfordernden Diagnosebereiches ist;
Mittel (32) zum Messen einer Zeitdauer, in der der vorbestimmte Wert der Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensor erreicht ist;
Mittel (32) zum Berechnen eines Verhältnisses (HZR) zwischen einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des ersten Luftkraftstoffverhältnissensors und einer Inversionsfrequenz des Ausgangssignals des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors innerhalb der Zeitdauer;
Mittel (32) zum Mitteln des Inversionsfrequenzverhältnisses (HZR) über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit ein mittleres Inversionsfrequenzverhältnis (HZRATE) zu erhalten;
Mittel (32) zum Mitteln der Zeitdauer über eine Mehrzahl von Zeitdauern, um damit eine mittlere Zeitdauer (AVEHZ) zu erhal ten;
Mittel (32) zum Bestimmen eines Entscheidungsstandardwertes (CNGST) entsprechend der mittleren Zeitdauer (AVEHZ) des Zeit dauerdurchschnittsmittels;
Mittel (32) zum Bestimmen einer Anzahl (NUMMAX) von Zeitdauern, die gemäß der mittleren Zeitdauer (AVEHZ) für die Katalysator beeinträchtigungsdiagnose erforderlich sind; und
Mittel (32) zum Beurteilen der Schädigung des Katalysators durch Vergleichen des mittleren Inversionsfrequenzverhältnisses (HZRATE) des Inversionsfrequenzverhältnisdurchschnitts mittels mit dem Entscheidungsstandardwert (CNGST) des Ent scheidungsstandardwertbestimmungsmittels.
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