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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Konvertierungsrate
eines einer Brennkraftmaschine zugeordneten Abgaskatalysators.
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DE 44 33 988 A1 offenbart
ein Katalysatorüberwachungsverfahren,
welches Abgastemperaturen stromauf und stromab des Katalysators
erfasst. Die Geschwindigkeit des Wärmeübergangs vom Abgas zum Katalysatormaterial
wird ständig
errechnet, daraus die Katalysatortemperatur und die Änderungsgeschwindigkeit
dieser Katalysatortemperatur ermittelt. Aus der Geschwindigkeit
des Wärmeübergangs
und der Änderungsgeschwindigkeit
der Temperatur des Katalysators wird für eine bestimmte Zeitdauer
der Quotient bestimmt, wobei die Zeitdauer vom Kaltstart der Brennkraftmaschine
bis zum Erreichen der Umwandlungstemperatur des Katalysators gewählt ist.
Aufgrund des zeitlichen Verlaufs des Quotienten wird ständig ein
Trend für
die Zeit bis zum Erreichen der Umwandlungstemperatur ermittelt.
Die bis zum Erreichen der Umwandlungstemperatur verstrichene Zeit
wird mit einem Schwellwert für
diese Zeitdauer verglichen und bei Überschreiten des Schwellwerts
ein Fehlersignal ausgegeben.
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Eines
der in
DE 42 11 092
A1 offenbarten Verfahren basiert auf einer Temperaturabschätzung für den Katalysator
auf der Basis eines Temperaturmodells. Hierbei wird für das Modell
nach dem Erreichen der Umwandlungsbeginntemperatur und für die bei
der Konvertierung entstehende Wärme
ein gerade noch brauchbarer Katalysator angesetzt. Zur Nachbildung
des Temperaturverhaltens des Katalysators wird hierbei zunächst die
Wärmekapazität des Katalysators
als bekannt angenommen und weiterhin die dem Motor zugeführte Wärmemenge
abgeschätzt.
Dies erfolgt durch Erfassen der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge und Berechnen
des Anteils von Verbrennungsenergie, die dem Katalysator zugeführt wird.
Hierbei hängt
der Anteil an Verbrennungsenergie vom jeweiligen Lastzustand und
der Drehzahl des Motors ab. Für
vergleichsweise kleine Zeiteinheiten wird somit aus Kraftstoffmenge,
Last und Drehzahl die Wärmemenge
erfasst, die dem Katalysator zugeführt wird. Diese Wärmemengen
werden aufsummiert, um so eine Gesamtwärmemenge zu erhalten, die der
Katalysator ab dem Start des Verfahrens erhält. Darüber hinaus wird noch die vom
Katalysator an die Umgebung abgegebene Wärmemenge abgeschätzt. Die
mit diesem Wärmemengenmodell
abgeschätzte
Temperatur wird abschließend
mit seiner tatsächlichen
Temperatur verglichen. Dieses Verfahren, welches auch im Fahrbetrieb
eines Fahrzeugs anwendbar sein soll, wird nur dann gestartet, wenn
der Katalysator zu Beginn des Verfahrens etwa Umgebungstemperatur
aufweist, welches beispielsweise durch die Abfrage ermittelt werden
kann, ob die Wasser- und die Öltemperatur
der Brennkraftmaschine der Umgebungstemperatur entspricht. Ab dem
Start des Verfahrens wird mit Hilfe eines Temperaturmodellblocks
unter Verwendung von Signalen der Last, Drehzahl, Einspritzzeiten,
Lufttemperatur, Luftdruck und Oktanzahl des Kraftstoffs, eine Katalysatortemperatur
abgeschätzt.
Diese wird mit einer abgespeicherten Vergleichstemperatur verglichen. Anschließend wird
noch untersucht, ob die Umwandlungstemperatur des Katalysators bereits
erreicht ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Überwachungsverfahren
für die Konvertierungsrate
eines Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine anzugeben, welches
eine erhöhte
Diagnosegenauigkeit und eine Unabhängigkeit von der Katalysatorbeschichtung
und deren Sauerstoffspeicherfähigkeit
aufweist und darüber
hinaus unabhängig
von der Betriebsweise der Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart
ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder
des Patenanspruches 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren
sind in den abhängigen
Ansprüchen
benannt.
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Ein
erstes erfindungsgemäße Verfahren sieht
vor, dass nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine die stromab
des Abgaskatalysators vorliegenden HC-Emissionen während eines
bestimmten Zeitfensters aufsummiert werden und dieser Summenwert
mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird. Diesem Verfahren
liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich ein brauchbarer Katalysator
von einem unbrauchbaren Katalysator während des bestimmten Zeitfensters
dadurch unterscheidet, dass der bessere Katalysator während der
Dauer des Zeitfensters eine geringere Menge Kohlenwasserstoffe emittiert
als ein schlechterer Katalysator. Das Verfahren nutzt die Erkenntnis,
dass sich die beiden genannten Katalysatoren vor Erreichen des Zeitfensters
sowie nach Ablauf des Zeitfensters nicht signifikant voneinander
unterscheiden und daher zur Auswertung das exakte Treffen des Zeitfensters
von äußerster
Wichtigkeit ist. Wesentlich ist weiterhin der Startzeitpunkt für das Zeitfenster,
da ab diesem Zeitpunkt die HC-Emissionen kumuliert werden.
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Nach
jedem Kaltstart der Brennkraftmaschine wird der Beginn des Zeitfensters
in Abhängigkeit von
der Betriebsweise der Brennkraftmaschine festgelegt, das heißt es wird
berücksichtigt,
ob diese nahezu stationär
oder vergleichsweise dynamisch betrieben wird. Diese Betriebsweise
hat einen erheblichen Einfluss auf die in das Abgas eingebrachte
Wärmemenge,
welche letztendlich den Zeitpunkt des Erreichens der Umwandlungstemperatur
bestimmt. Hierdurch wird der Startzeitpunkt des Zeitfensters sowie
auch die zeitliche Dauer des Zeitfensters betriebsabhängig festgelegt.
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Ein
zweites erfindungsgemäßes Verfahren nach
Patentanspruch 4 unterscheidet sich vom ersten Verfahren im Wesentlichen
dadurch, dass an Stelle der Bildung eines Summenwertes für die HC-Emissionen
der aktuelle Wert dieser Emissionen ohne Summenwertbildung erfasst
wird und dieser aktuell erfasste Wert ständig gegen einen Schwellwertbereich
für die
HC-Emissionen verglichen wird. Dieser Schwellwertbereich für die HC-Emissionen
stellt den Referenzwert für
eine mindestens notwendige Konvertierungsrate eines betriebswarmen
Katalysators dar. Daher führt
der ständige
Vergleich des aktuellen Wertes gegen den Schwellwert praktisch zu
einer Erkennung des Abfallens der HC-Emissionen, nachdem der Katalysator
seine Umwandlung beginnt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird anschließend fortgesetzt
mit dem Speichern des Abgastemperaturwertes, der zu dem Zeitpunkt
vorliegt, zu dem der aktuelle HC-Wert den Referenzwert unterschreitet.
Dieser Abgastemperaturwert wird anschließend mit einem Referenzwert
der Abgastemperatur verglichen und abschließend ein Fehlersignal ausgelöst, wenn
dieser Vergleich das Erreichen eines bestimmten Temperaturabweichungswertes
ergibt. Dieser Referenzwert der Abgastemperatur gilt für einen Grenzkatalysator,
der sich genau am Übergang
zwischen tolerierbarem und als fehlerhaft anzuzeigendem Katalysator
befindet.
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Vorteilhafterweise
ist dieses Verfahren in erhöhtem
Maße von
der Güte
der verwendeten HC-Sensorik unabhängig, da keine aktuell erfassten Werte
aufsummiert werden, sondern der zeitliche Verlauf der HC-Emissionen
beobachtet wird. Des Weiteren wird die Fehlerauslösung durch
eine Korrelation mit der Abgastemperatur herbeigeführt, nicht jedoch
direkt aus HC-Werten.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung wird auch bei diesem zweiten Verfahren
der Beginn des Zeitfensters durch Verknüpfen der Abgastemperaturwerte
mit den Katalysatortemperaturwerten und einer Korrektur dieser Werte
festgelegt.
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Des
Weiteren können
wiederum die Temperaturwerte absolut mittels Temperatursensoren
oder alternativ mit Hilfe von Temperaturmodellen ermittelt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung können
zur Auslösung
des Fehlersignals Temperaturdifferenzen gebildet werden, wobei als
unterer Temperaturreferenzpunkt die Abgastemperatur zu Beginn des
Zeitfensters herangezogen wird und anschließend eine aktuelle Temperaturdifferenz
aus diesem Wert und dem Abgastemperaturwert zum Zeitpunkt des Erreichens
des HC-Schwellwertes gebildet wird. Dieser wird dann gegen eine
Referenztemperaturdifferenz verglichen. Hierbei kann ein gealterter
Katalysator sicher gegenüber
einem neuwertigen Katalysator erkannt werden, da seine Temperaturdifferenz deutlich
größer ist,
das heißt
er springt erst bei höheren
Temperaturen an.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Merkmale ergeben sich aus den anhand einer Zeichnung
nachfolgend näher
erläuterten
Ausführungsbeispielen
der Erfindung. Hierbei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang
und einer elektronischen Kontrolleinrichtung;
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2 ein
Diagramm des zeitlichen Verlaufs von stromab eines Abgaskatalysators
ermittelten HC-Emissionen und einer Abgastemperatur gemäß einem
ersten Verfahren;
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3 ein
Diagramm des zeitlichen Verlaufs der kumulierten HC-Emissionen;
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4 eine
schematische Obersicht über
einen Teil der elektronischen Kontrolleinrichtung und
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5 ein
Diagramm des zeitlichen Verlaufs von stromab eines Abgaskatalysators
ermittelten HC-Emissionen und einer Abgastemperatur gemäß einem
zweiten Verfahren.
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Eine
Brennkraftmaschine 1 weist gemäß 1 Einspritzdüsen 2,
einen mit einer Drosselklappe 3 versehenen Lufteinlass 4 sowie
einen mit einem Abgaskatalysator 5 versehenen Abgasstrang 6 auf.
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Eine
als Motorsteuergerät
ausgebildete elektronische Kontrolleinrichtung 7 empfängt Signale
U1 einer zwischen Brennkraftmaschine 1 und Abgaskatalysator 5 eingesetzten
Sauerstoffsonde 8, sowie Signale U2 eines stromab des Abgaskatalysators 5 eingesetzten
HC-Sensors 9. Ein Steuerblock 10 der Kontrolleinrichtung 7 empfängt das
Signal U1, ein Drosselklappenwinkelsignal ADK und gibt Einspritzzeitensignale
Ti sowie Zündwinkelsignale
Zi an die Brennkraftmaschine 1 ab. Die Kontrolleinrichtung 7 enthält weiterhin
einen Überwachungsblock 11,
dem die Signale U2 des HC-Sensors 9 zugeführt werden und
welcher mit dem Steuerblock 10 kommuniziert und gegebenenfalls
eine Störfallsignalleuchte 12 betätigt. Dieser Überwachungsblock 11 ist
im Zusammenhang mit 4 näher erläutert.
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Im
Betrieb der Brennkraftmaschine wird den Einspritzdüsen 2 mittels
einer Kraftstoffpumpe 13 Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 14 zugeführt.
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Der Überwachungsblock 11 besteht
im Detail gemäß 4 aus
einem Abgastemperaturmodell-Block 20, einem Katalysatortemperaturmodell-Block 21,
einem Korrekturblock 22 und einem Auswerteblock 23.
Die den Blöcken 20 und 21 zugeführten Eingangsgrößen sind
jeweils Signale für
die Wassertemperatur TW, Lufttemperatur TL, Sauerstoffkonzentration
der Sauerstoffsonde 8 (U1), Kraftstoffmassenstrom MKS,
Brennkraftmaschinendrehzahl N, Zündwinkelsignale
Zi sowie weitere Größen P1,
P2...
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Ein
erstes Verfahren läuft
wie folgt ab:
Ein Kaltstart der Brennkraftmaschine 1 wird
in an sich bekannter Weise durch Plausibilitätsüberprüfung von Werten für Kühlwassertemperatur
und/oder Lufttemperatur oder Öltemperatur
etc. festgestellt. Nach dem Feststellen dieses Kaltstarts wird mit
Hilfe des Abgastemperaturmodell-Blocks 20 und des Katalysatortemperaturmodell-Blocks 21 unter
Verwendung der vorbeschriebenen Parameter zunächst die Abgastemperatur TAB
und anschließend
die Katalysatortemperatur TKA abgeschätzt. Hierbei wird in dem Abgastemperaturmodell-Block 20 für den Beginn
der Abschätzung
der Wert für
TAB gleich dem Wert der Wassertemperatur TW und der Lufttemperatur
TL gesetzt. In vorbestimmten Zeitintervallen wird der zuvor ermittelte
Wert von TAB ständig
um einen Temperaturdifferenzwert erhöht, wobei für diesen insbesondere die den λ-Wert signalisierenden
Größen U1,
die erste Ableitung der Fahrgeschwindigkeit eines mit der Brennkraftmaschine 1 ausgestatteten
Kraftfahrzeugs, die Drehzahl N, die Zündwinkelsignale Zi sowie die
Kraftstoffqualität
in Form der Oktanzahl eingeht. Hierdurch wird bereits deutlich,
dass die von diesem Abgastemperaturmodell-Block 20 abgeschätzte Abgastemperatur
TAB ganz wesentlich vom Fahrzyklus, das heißt von der Betriebsweise des Kraftfahrzeugs,
abhängt.
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Zur
Korrelation mit einer im Abgaskatalysator 5 vorliegenden
Katalysatortemperatur TKA wird zeitgleich in dem Katalysatortemperaturmodell-Block 21 unter
Verwendung der bereits erwähnten
Parameter und der Abgastemperatur TAB die Temperatur im Bereich
der Reaktionsfront des Substrats des Katalysators 5 abgeschätzt.
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Der
am Ausgang vorliegende Katalysatortemperaturwert TKA wird, ebenso
wie der Ausgang des Abgastemperaturmodell-Blocks 20, dem
Korrekturblock 22 zugeführt.
Dieser nimmt eine Korrektur des Werts TAB unter Berücksichtigung
vom Wert TKA zur Bildung eines Temperaturstartwerts TST vor. Erreicht
dieser ständig
erneuerte Startwert TST einen vorgegebenen Temperaturschwellwert
TSW, löst der
Korrekturblock 22 ein Startsignal AS aus, welches dem Auswerteblock 23 zugeführt wird.
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Der
Temperaturschwellwert TSW ist ein empirisch ermittelter Temperaturwert,
bei dessen Erreichen angenommen werden kann, dass der Katalysator 5 zu
konvertieren beginnt. Der in der Kontrolleinrichtung 7 abgelegte
Wert für
TSW kann adaptiv um eine Größe ergänzt werden,
welche einen aktuell verbauten Katalysator 5 in dem Kraftfahrzeug
berücksichtigt.
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Mit
Anliegen des Startsignals AS am Auswerteblock 23 beginnt
die Abarbeitung eines Summieralgorithmus zur Erfassung einer Menge
an Kohlenwasserstoffen, die während
eines vorbestimmten Zeitfensters stromab des Katalysators 5 durch
den HC-Sensor 9 und weiterer Parameter ermittelt wird.
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Unter
Berücksichtigung
der Signale U2 und U1 werden die HC-Werte in Gramm ermittelt, wobei die
hierfür
notwendige Abgasmasse durch den Kraftstoffmassenstrom MKS sowie
die diesem zugeordneter Luftmasse bzw. Luftmenge bestimmt ist.
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In
vorbestimmten Zeitabständen
werden ständig
neue HC-Werte erfasst und während
einer Zeitspanne dt des Zeitfensters zu einem Summenwert THC addiert.
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2 zeigt
den Verlauf der vom HC-Sensor 9 erfassten HC-Konzentration
im Abgas über
der Zeit t und den zeitlichen Verlauf der Abgastemperatur T stromauf
des Katalysators 5. Kurve 25 zeigt dabei den HC-Emissionsverlauf
für einen
neuen, voll funktionstüchtigen
Abgaskatalysator 5. Kurve 26 zeigt einen entsprechenden
Verlauf für
einen bereits gealterten Katalysator 5. Erkennbar ist,
dass sich unmittelbar nach einem Kaltstart bis zum Erreichen des
Anfangszeitpunkts tA für
das sich über
die Zeitspanne dt erstreckende Zeitfenster keine signifikanten Unterschiede
zwischen den Kurvenverläufen 25 und 26 ergeben.
Dieser Zeitbereich ist somit für
eine sichere Erkennung eines eventuell geschädigten Katalysators ungeeignet.
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Kurve 28 zeigt
den zeitlichen Verlauf der Abgastemperatur T stromauf des Katalysators 5.
Mit Erreichen des Temperaturschwellwerts TSW wird ab dem Anfangszeitpunkt
tA die HC-Emission während der
Zeitspanne dt aufsummiert, wie in 2 für den neuen
Katalysator unterhalb der Kurve 25 gestrichelt dargestellt.
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Ein
nach dem erstmaligen Starten der Brennkraftmaschine 1 mit
dem jeweils eingesetzten Katalysator 5 ermittelte erstmaliger
Summenwert THC1 wird in der Kontrolleinrichtung 7 als Referenzwert
abgespeichert. Dieser kann zu Diagnosezwecken während eines Werkstattaufenthalts
ausgelesen und zur Beurteilung der Güte des verwendeten Katalysators herangezogen
werden.
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Während der
Lebensdauer der Kombination aus Brennkraftmaschine 1 und
Abgaskatalysator 5 verschlechtern sich dessen Umwandlungseigenschaften
unter anderem dahingehend, daß die
für die Umwandlung
erforderliche Temperatur zunimmt, das heißt schädliche Abgasemissionen nehmen
zu. Die Kurve 26 gemäß 2 zeigt
den typischen Emissionsverlauf stromab eines solchen gealterten
Katalysators. Die dem Summenwert THC entsprechende Fläche unterhalb
des Kurvenverlaufs 26 im Rahmen des Zeitfensters ist signifikant
größer als
die unterhalb der Kurve 25.
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Das
Aufsummieren der HC-Emissionen wird beendet, wenn der Korrekturblock 22 ein
Stopsignal ES an den Auswerteblock 23 abgibt. Das Ende
des Zeitfensters wird bestimmt vom Anfangszeitpunkt tA und der Zeitspanne
dt. Diese wiederum setzt sich zusammen aus einem empirisch ermittelten
voreingestellten Mittelwert tM sowie einem von Parametern der Brennkraftmaschine 1 abhängigen Korrekturwert tK.
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Die
für die
Ermittlung der Abgastemperaturwerte TAB, der Katalysatortemperaturwerte
TKA und des Korrekturwerts tK herangezogenen Parameter sind solche,
die insbesondere die Fahrweise, mit der das Kraftfahrzeug betrieben
wird, berücksichtigen. Hierdurch
wird der individuelle Fahrzyklus auf einen normierten Fahrzyklus
zurückgeführt und
kann mit solchen normierten Zyklen verglichen werden. Solche werden
vom Gesetzgeber in verschiedenen Ländern der Erde beispielsweise
als sogenannter FTP- oder auch MVEG-Zyklus vorgeschrieben. Diese
vorgeschriebenen Zyklen weisen ein genau definiertes Geschwindigkeitsprofil über der
Zeit auf, das heißt der
Fahrzyklus ist exakt vorgegeben. 3 zeigt
für einen
solchen FTP-Zyklus über
der Zeit kumulierte Werte von HC-Emissionen für einen neuwertigen Katalysator
mit dem Verlauf der Kurve 250, für einen bereits gealterten
Katalysator mit dem Verlauf der Kurve 260. Das hierbei
vorgeschriebene Geschwindigkeitsprofil ist in Form der Kurve 27 im
Zusammenhang mit der rechts gezeigten Ordinate für die Fahrgeschwindigkeit V
erkennbar. Der Einfluss der fahrzyklusabhängigen Parameter, wie beispielsweise dem
Kraftstoffmassenstrom MKS macht sich verfahrensgemäß dahingehend
bemerkbar, dass mit zunehmenden Werten für den Kraftstoffmassenstrom MKS
pro Zeiteinheit die Zeitspanne dt verkürzt wird. Dieses ist insofern
vorteilhaft, als dass die durch den erhöhten Kraftstoffmassenstrom
MKS eingebrachte Energie den Katalysator 5 schneller aufheizt
und infolge dessen der Kurvenverlauf 26 im Bereich des Zeitfensters
in 2 nach links verschoben wird, so dass sich bei
Beibehaltung der ursprünglichen
Zeitspanne dt zunehmend der sich nicht signifikant unterscheidende
Abschnitt der Kurvenverläufe 25 und 26 nach
dem Endzeitpunkt tE bemerkbar machen würde.
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Für eine weitere
Verbesserung der Genauigkeit des Verfahrens kann in Abhängigkeit
der fahrzyklusabhängigen
Parameter beispielsweise mit zunehmendem Gradienten des Kraftstoffmassenstromverlaufes
MKS der Anfangszeitpunkt tA in Richtung früh verschoben werden.
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Im
Auswerteblock 23 (4) ist ein
Grenzwert GHC für
den Summenwert THC abgespeichert. Dieser Grenzwert GHC kann beispielsweise
länderspezifisch
gesetzt werden und repräsentiert
einen noch als tolerierbar erachteten Katalysator 5. Ergibt der Vergleich
von THC und GHC das Erreichen eines bestimmten Abweichungswerts
DHC, wird ein Fehlersignal ausgelöst, welches nach einmaligem
oder mehrmaligem Auftreten die Störfallsignalleuchte 12 ansteuert.
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Vorteilhafterweise
bietet das zuvor beschriebene Verfahren eine bessere Diagnosegenauigkeit als
bisher bekannte Verfahren und ist darüber hinaus unabhängig von
der Katalysatorbeschichtung. Des Weiteren können auch bleivergiftete Katalysatoren erkannt
werden. Von entscheidender Bedeutung für das erfindungsgemäße Verfahren
ist das Setzen des Startsignals AS sowie die Dauer der Zeitspanne
dt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist nicht notwendigerweise darauf angewiesen, die Abgas- sowie die
Katalysatortemperatur mittels der vorbeschriebenen Modellblöcke 20 und 21 abzuschätzen. Stattdessen
können
Temperaturen unter Zuhilfenahme von Sensoren direkt vor Ort gemessen
werden.
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Ein
zweites Verfahren wird anhand von 5 näher erläutert. Dieses
Verfahren ähnelt
dem zuvor beschriebenen Verfahren, beinhaltet jedoch nach dem Kaltstart
der Brennkraftmaschine 1 im nächsten Verfahrensschritt ein
Erfassen des jeweils aktuellen Wertes AHC der vorliegenden HC-Emissionen
stromab des Abgaskatalysators 5 für die Dauer eines bestimmten
Zeitfensters nach dem Kaltstart. Dieser HC-Emissionsverlauf ist
wiederum durch die Kurve 26 repräsentiert. Gleichzeitig wird
der Abgastemperaturwert TAB stromauf des Katalysators 5 beobachtet,
repräsentiert
durch die Kurve 28.
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Parallel
zur Zeitachse in 5 ist eine Linie für einen
Schwellwert der HC-Emissionen eingezeichnet, wobei diese einen Mittelwert
aus einem nur am linken Ende angedeuteten Schwellwertbereich SHC
darstellt. Der Schwellwertbereich SHC ist in der Kontrolleinrichtung 7 gespeichert
und wurde anhand eines neuwertigen Katalysators (Kurve 25)
festgelegt. Das Verfahren vergleicht nun in einem weiteren Schritt
den aktuell erfassten Wert AHC gegen den Schwellwertbereich SHC.
Wird während
des zeitlichen Verlaufs des Verfahrens gemäß dem Kurvenverlauf 26 von
dem aktuell verbauten Katalysator 5 der Schwellwertbereich
SHC erreicht, so wird der zum Zeitpunkt des Erreichens des Schwellwertbereichs
SHC vorliegende Abgastemperaturwert TABSHC gespeichert.
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Anschließend wird
dieser Temperaturabgaswert TABSHC mit einem
Referenzwert des Abgastemperaturwertes TABRef verglichen.
Dieser Referenzwert kann der Abgastemperaturwert TAB sein, der bei
einem neuwertigen Abgaskatalysator 5 gemäß Kurvenverlauf 25 beim
Erreichen des Schwellwertes SHC vorliegt. In einem abschließenden Verfahrensschritt
werden diese beiden Abgastemperaturwerte TABSHC und
TABRef miteinander verglichen und ein Fehlersignal
ausgelöst,
wenn ein vorbestimmter Temperaturabweichungswert DTA erreicht ist.
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Auch
bei diesem Verfahren können
die Abgastemperaturwerte TAB mittels Temperatursensoren direkt ermittelt
werden, so dass der Temperaturvergleich im letzten Verfahrensschritt
ein Absolutwertvergleich ist. Alternativ können, ebenso wie im ersten
Verfahren, die Abgastemperaturwerte TAB bzw. Katalysatortemperaturwerte
TKA mittels der Modellblöcke 20 bzw. 21 abgeschätzt werden.
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Während sich
der Beginn der Zeitspanne dt des Zeitfensters zum Zeitpunkt tA bei
diesem Verfahren ebenso bestimmt wie im ersten Verfahren, ist die Zeitspanne
dt selbst bezüglich
ihres Endes durch das Erreichen des Schwellwertes SHC festgelegt,
das heißt
durch die Schnittpunkte der Kurven 25 bzw. 26 mit
dem Wert SHC.
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Wie
mit gestrichelten Hilfslinien dargestellt, kann der abschließende Vergleich
der Abgastemperaturwerte auch als Vergleich von Temperaturdifferenzen
durchgeführt
werden. Hierzu wird zum Anfangszeitpunkt tA der dann vorliegende
Abgastemperaturwert TABtA gespeichert und
im letzten Verfahrensschritt die Temperaturdifferenz DT zwischen
Abgastemperaturwert TABtA und dem Abgastemperaturwert
TABSHC gebildet. Abschließend wird
diese Temperaturdifferenz DT wiederum mit einem Referenzwert der
Abgastemperatur TABRef verglichen, wobei diese
Referenz hierbei eine Temperaturdifferenz DT' des neuwertigen Abgaskatalysators 5 ist.
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Wie
aus 5 deutlich ersichtlich, ist die Temperaturdifferenz
DT des bereits gealterten Abgaskatalysators 5 größer als
die Temperaturdifferenz DT des neuwertigen Katalysators; das bedeutet, dass
die Konvertierung des gealterten Katalysators erst bei höheren Temperaturen,
das heißt
später
beginnt. Als Sonderfall können
Abgaskatalysatoren gelten, deren Anspringverhalten und Konvertierungsrate sich
sprungartig verändert,
das heißt
nicht über
einen längeren
Zeitraum beobachtbar. Aufgrund von unvorhersehbaren Einflüssen kann
sich beispielsweise zwischen zwei durch einen Stillstand getrennten
Betriebsvorgängen
der Brennkraftmaschine der Katalysator derartig verschlechtern,
dass der Schwellwert SHC zu keinem Zeitpunkt unterschritten wird.
In solchen Sonderfällen
wird der jeweilige Abgaskatalysator ohne Bezug auf Temperaturwerte
als defekt erkannt.
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Dieses
zweite Verfahren ersetzt somit die quantitative Beobachtung der
HC-Emissionen gemäß des ersten
Verfahrens durch eine qualitative Beobachtung des zeitlichen Verlaufes
der HC-Emissionen. Die Auswertung erfolgt letztendlich über das zeitliche
Verhalten des Kurvenverlaufs 25, das heißt über die
Auswertung des Flankenverlaufs nach dem Erreichen der Katalysatoranspringtemperatur.
Für das
abschließende
Auslösen
eines Fehlersignals wird jedoch dieser zeitliche Verlauf dieser
HC-Emissionen nur indirekt herangezogen, da die Temperaturwerte
zu bestimmten Zeitpunkten beobachtet bzw. gespeichert und anschließend ausgewertet
werden.