DE4001970A1 - Mess- und aufzeichnungseinrichtung zur erfassung, aufzeichnung und speicherung von abgasmesswerten von verbrennungsmotoren von kraftfahrzeugen sowie von sonstigen verbrennungsmotoren aller art - Google Patents

Mess- und aufzeichnungseinrichtung zur erfassung, aufzeichnung und speicherung von abgasmesswerten von verbrennungsmotoren von kraftfahrzeugen sowie von sonstigen verbrennungsmotoren aller art

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DE4001970A1
DE4001970A1 DE19904001970 DE4001970A DE4001970A1 DE 4001970 A1 DE4001970 A1 DE 4001970A1 DE 19904001970 DE19904001970 DE 19904001970 DE 4001970 A DE4001970 A DE 4001970A DE 4001970 A1 DE4001970 A1 DE 4001970A1
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Werner Schrimpf
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
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    • G07C5/085—Registering performance data using electronic data carriers

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  • Testing Of Engines (AREA)

Description

Angaben zur Gattung
Meß- und Aufzeichnungseinrichtung zur Erfassung, Aufzeichnung und Speicherung von Abgasmeßwerten von Verbrennungsmotoren von Kraftfahr­ zeugen sowie von sonstigen Verbrennungsmotoren aller Art.
Die vorgegebene Einrichtung soll die Messung von Art und Konzentration der Abgasbestandteile von Verbrennungsmotoren ermöglichen.
Desweiteren sollen diese Meßergebnisse in geeigneter Weise abgespeichert werden und über einen längeren Zeitraum hinweg aufgezeichnet werden können.
Die aufgezeichneten Meßergebnisse sollen über eine Schnittstelle von Aus­ gabegeräten (z. B. Monitor, Drucker) ausgelesen und dargestellt werden können.
Stand der Technik
Der Erfindungsgedanke soll u. a. Anwendung finden im Bereich von Ver­ brennungsmotoren von Kraftfahrzeugen.
Derzeitiger Stand der Abgasreinigungstechnik von Kraftfahrzeugmotoren
Breite Anwendung bei der Reinigung von Verbrennungsabgasen finden derzeit bei:
  • - Ottomotoren: Dreiwegekatalysator (Funktionsbeschreibung s. Anlage 1)
  • - Dieselmotoren: Rußfilter (in Entwicklung) Katalysatoren bei Dieselmotoren, die mit hohem Luft­ überschuß betrieben werden. Die meisten Dieselmotoren werden derzeit jedoch noch ohne spezielle Abgasreinigungsanlage betrieben.
Kritik am Stand der Technik Problem
Die Wirksamkeit der Reinigung von Ottomotoren hat inzwischen einen hohen Stand erreicht.
Die wirksame Lebensdauer von Abgaskatalysatoren liegt dabei etwa bei 80000 km Fahrleistung.
Die Überprüfung der Wirksamkeit bzw. Restwirksamkeit von Abgaskatalysatoren durch den Betreiber des Fahrzeuges ist derzeit nicht oder nur unter erheblichen Aufwand möglich.
Ebenso ist eine generelle Überprüfung der Funktionswirksamkeit der Abgas­ reinigungsanlage im Rahmen der Hauptuntersuchung durch den Technischen Über­ wachungsverein o. a. Institutionen derzeit nicht durchführbar.
Eine Überprüfung der Wirksamkeit kann derzeit nur in Ausnahmefällen durch­ geführt werden.
Die Überprüfung erfolgt dabei auf Rollenprüfständen, wobei ein sog. "typischer Fahrzyklus" nachgebildet wird.
Aufgrund des erheblichen Kosten- und Zeitaufwandes ist dieses Verfahren zur breiten Überprüfung des vorhanden Kraftfahrzeugbestandes nicht geeignet.
Mögliche Funktionsstörungen von Abgasreinigungsanlagen a) Ottomotoren
Bei der derzeitig verwendeten Abgasreinigungstechnik handelt es sich um den sog. Lambdasonde geregelten Dreiwegekatalysator.
Mögliche Funktionsstörungen:
  • - Natürliche Alterung. Ein Nachlassen der Reinigungswirkung jenseits der er­ laubten gesetzlichen Grenzwerte (sog. "US-Grenzwerte") ist - je nach Fahr­ bedingungen - ab etwa 80000 km zu erwarten.
Die durchschnittliche Lebensdauer von modernen Fahrzeugmotoren liegt heute jedoch über 130000 km Fahrleistung.
Etwa 40% der möglichen Lebensdauer-Fahrleistung werden somit bei eingeschränkter Katalysatorwirkung zurückgelegt.
Beispiele: siehe Anlage 2 - Prüfberichte von in 1989 durchgeführen Dauertests von PKWs (80000 bzw. 100000 Fahrleistung).
In beiden Fällen wurden die gesetzlich festgelegten Grenzwerte nicht mehr in voller Höhe erreicht, wobei bei dem durchgeführten 100000 km Test eine er­ hebliche Abweichung zu verzeichnen war.
  • - Überhitzung.
Unter bestimmten Fahrbedingungen kann es zur Überhitzung des Katalysators kommen. Eine Überhitzung führt zur Minderung der Katalysator-Wirksamkeit.
  • - Fehlzündungen.
Fehlzündungen (z. B. bei Anschleppen von Kat.-Fahrzeugen, Störungen in der Zündanlage, etc.) können zu Schädigungen am Katalysator führen.
  • - Mechanische Beschädigungen.
Verursacht z. B. durch Unfalleinwirkung, Berührung mit Bodenhindernissen etc. führen zu Schädigungen am Katalysator.
  • - Funktionsstörungen der Lambda-Sonde.
Funktionsstörungen der Lambda-Sonde führen zu Fehlsteuerungen (s. a. Prüfbericht Dauertest 100000 km, Anlage 2)
  • - Störungen an der Regelelektronik.
Störungen an der rel. komplexen Regelelektronik führen zur Minderung der Wirksamkeit des Katalysators.
  • - Tanken von bleihaltigem Kraftstoff.
Tanken von bleihaltigem Kraftstoff führt zur nachhaltigen Zerstörung des Katalysators.
  • -- u. a. m.
Viele dieser aufgezeigten Störungen werden vom Fahrzeugführer nicht bemerkt, d. h. sie beeinflussen ansonsten das Leistungs- und Laufverhalten des Otto­ motors nicht.
Hauptschadstoffe Ottomotor: CO, NOx, HC.
b) Dieselmotoren
Neben den Schadstoffen CO, NOx, HC tritt bei Dieselmotoren das Problem der Partikelemission ("Ruß") auf.
Abgasreinigungstechniken befinden sich in Entwicklung (z. B. Rußfilter), werden im breiten Betrieb derzeit jedoch noch nicht eingesetzt.
Überhöhte Abgaswerte treten insbesondere auf durch:
  • - Fehleinstellung des Motors (Einspritzung von zu hohen Kraftstoffmengen führt zu Rußbildung)
  • - Alterung
  • - mangelnde Wartung, u. a. m.
Überwachung der Einhaltung von Abgasgrenzwerten
Eine wirksame Überwachung von Abgasgrenzwerten im Rahmen der Hauptunter­ suchung ("TÜV") ist derzeit nicht möglich.
Die derzeitigen Meßmethoden im Rahmen der
  • - Abgassonderuntersuchung (ASU)
  • - Leerlauf CO-Messung müssen als unzureichend bezeichnet werden.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch
  • - Messung der Abgaswerte durch geeignete Sensoren bzw. Sensor-Arrays des Fahrzeuges während des Fahrbetriebes (bei stationären Motoren: während des Motorbetriebes)
  • - Optische oder akustische Anzeige an den Fahrzeugführer bei Überschreitung der zugelassenen Grenzwerte
  • - Aufzeichnung und Speicherung der kritischen Meßwerte ("Überschreitungen") folgende Ergebnisse zu erzielen:
  • - Hinweis an den Fahrzeugführer auf Störungen in der Abgasreinigungsanlage bzw. Fehleinstellungen/Funktionsstörungen des Motors
  • - Bei Motoren mit elektronischer Zündungs-/Gemischregulierung (z. B. "Motronic" der Fa. Bosch) ergibt sich durch Messung der Abgaszusammensetzung bei un­ zulässigen Werten in gewissen Grenzen die Möglichkeit der Selbstkorrektur (selbstadaptierendes System) .
  • - Durch Speicherung der Daten ergibt sich die Möglichkeit der zeitsparenden und kostenarmen Überwachung im Rahmen der Hauptuntersuchung. Fehlerhafte Fahrzeuge lassen sich somit leicht selektieren und entsprechender Instandsetzung zuführen.
Lösung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgenden Aufbau gelöst:
Ottomotoren
Hinter dem Abgaskatalysator befinden sich im Auspuffstrang die Gassensoren bzw. das Gas-Sensorarray zur Messung der Abgaswerte (Schema 3-Wege-Katalysator s. Anlage 1).
Die Steuerung der Sensoren sowie die Aufzeichnung der Meßwerte kann über einen separaten Rechner/Datenspeicher erfolgen oder aber über eine Erweiterung der vorhandenen elektronischen Motorsteuerung.
Dieselmotoren
- Motoren mit Rußfilter und/oder Abgaskatalysator.
Die Gassensoren sowie der Sensor zur Messung der Partikelemission ("Ruß") befinden sich hinter Rußfilter bzw. Abgaskatalysator.
  • - Motor ohne spezielle Reinigungsanlage.
Die Gassensoren bzw. Sensoren zur Partikelmessung befinden sich im Auspuff­ strang.
Die beschriebenen Aufgaben werden bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Claims (1)

  1. Abgasmeßanlage für Kraftfahrzeuge sowie für sonstige Verbrennungsmotoren aller Art, gekennzeichnet dadurch, daß eine Abgasmeßanlage im Kraftfahrzeug oder an stationären Motoren fest eingebaut wird, die eine Erfassung sowie die Auf­ zeichnung und Speicherung von Abgasmeßwerten ermöglicht (Abgasdatenschreiber).
DE19904001970 1990-01-24 1990-01-24 Mess- und aufzeichnungseinrichtung zur erfassung, aufzeichnung und speicherung von abgasmesswerten von verbrennungsmotoren von kraftfahrzeugen sowie von sonstigen verbrennungsmotoren aller art Withdrawn DE4001970A1 (de)

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