DE4112480C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Alterungszustandes eines Katalysators - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Alterungszustandes eines KatalysatorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Bestimmen des Alterungszustandes eines Katalysators, dem
das Abgas von einem Verbrennungsmotor zugeführt wird.
DE 24 44 334 A1 (US 3,969,932) beschreibt ein Verfahren und
eine Vorrichtung, bei denen der Alterungszustand eines Kata
lysators mit Hilfe einer Zeitmessung bestimmt wird, die dem
Speichervermögen des Katalysators Ausdruck verleiht. Das
Verfahren wird an einem Verbrennungsmotor mit Lambdaregelung
ausgeführt, bei dem zum Vornehmen der Messung Drehzahl und
Last so eingestellt werden, daß sich ein vorgegebener kon
stanter Gasfluß durch den Katalysator ergibt. Der Motor wird
dann in einem ersten Betriebszustand mit einem Lambdawert
von 0,95 oder 1,05, also einem von Eins abweichenden Wert,
so lange betrieben, bis der Katalysator im Fall fetten Be
triebs, also des Werts 0,95, einen ersten Speicherendzustand
bzw. im Fall mageren Betriebs, also des Werts 1,05, den an
deren Speicherendzustand erreicht hat. Hierzu wird eine ge
wisse Zeit benötigt, für deren Dauer in der genannten
Schrift kein Beispiel angegeben wird. Es wird allerdings
angegeben, daß es sich dabei um die Zeit handelt, innerhalb
der der Katalysator ganz mit einer reduzierenden Abgaskomponente
gefüllt wird bzw. von dieser Komponente durch Aboxi
dieren befreit wird. Tatsächlich speichert ein Katalysator
nicht die reduzierenden Komponenten, sondern Sauerstoff. Bei
magerem Betrieb wird also nicht eine gespeicherte reduzierte
Komponente oxidiert, sondern es wird Sauerstoff eingespei
chert. Bei magerem Betrieb werden nicht reduzierende Kompo
nenten gespeichert, sondern gespeicherter Sauerstoff wird
durch Oxidieren in ihn eintretender reduzierender Komponen
ten verbraucht.
Nachdem der Speicherzustand des Katalysators im vorstehend
genannten ersten Betriebszustand in eine der genannten bei
den Endlagen, also gefüllt oder leer in Bezug auf Sauer
stoff, überführt wurde, wird der Motor ab einem Anfangszeit
punkt in einem zweiten Betriebszustand mit einem in der an
deren Richtung von Eins abweichenden Lambdawert, also 1,05
bzw. 0,95, betrieben, wodurch sich der vor dem Katalysator
gemessene Lambdawert in entsprechender Richtung ändert und
zu einem Startzeitpunkt eine Schwelle überschreitet. Es wird
die Zeit ab dem Startzeitpunkt und demjenigen Zeitpunkt ge
messen, zu dem ein hinter dem Katalysator gemessener Lambda
wert in der Richtung des vor dem Katalysator herrschenden
Lambdawerts läuft und dabei eine andere Schwelle überschrei
tet. Diese Zeit wird als Maß für den Alterungszustand des
Katalysators verwendet.
Die zugehörige Vorrichtung weist zum Ausüben der vorstehend
genannten Verfahrensschritte jeweils eine Lambdasonde vor
und hinter dem Katalysator, eine Betriebszustandssteuerung
und eine Zeitmeßeinrichtung auf.
Die genannte Schrift gibt an, daß bei einem voll aktiven
Katalysator eine Zeitspanne von 550 msec und bei einem ge
rade noch brauchbaren Katalysator eine solche von 225 msec
gemessen wurde.
Zum Bestimmen des Alterungszustandes eines Katalysators sind
in den vergangenen Jahren viele Verfahren neu entwickelt und
andere weiterentwickelt worden. Es bestand die
Aufgabe, das vorstehend beschriebene Verfahren und die zuge
hörige Vorrichtung so weiterzubilden, daß besonders genaue
Bestimmungen des Alterungszustandes eines Katalysators mög
lich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen des Alterungs
zustandes eines Katalysators, dem das Abgas von einem Ver
brennungsmotor zugeführt wird, wird so ausgeführt, daß
- - die Lambdawerte vor und hinter dem Katalysator gemessen werden,
- - der Motor zunächst mit einem von Eins abweichenden Lambda wert so lange betrieben wird, bis er im Fall mageren Be triebs ganz mit Sauerstoff gefüllt bzw. im Fall fetten Be triebs ganz von Sauerstoff geleert ist,
- - der Motor anschließend ab einem Anfangszeitpunkt mit einem in der anderen Richtung von Eins abweichenden Lambdawert betrieben wird, wodurch sich der vor dem Katalysator gemes sene Lambdawert ab einem Startzeitpunkt in entsprechender Richtung ändert,
- - die Zeit ab dem Startzeitpunkt und demjenigen Zeitpunkt gemessen wird, zu dem der hinter dem Katalysator gemessene Lambdawert in der Richtung des vor ihm herrschenden Lambda wertes läuft und dabei eine Schwelle überschreitet, wobei:
- - der Motor im Leerlauf betrieben wird,
- - das zeitliche Integral ILM der in den Motor stömenden Luftmasse gebildet wird
- - und als Maß AZ für den Alterungszustand des Katalysators
der Wert folgender Größe verwendet wird:
AZ = k . (Δt/ILM),
wobei k eine Konstante ist.
Dieses Verfahren unterscheidet sich vom bekannten Verfahren
insbesondere dadurch, daß die Zeitmessung im Leerlaufbetrieb
des Motors ausgeführt wird und daß variable Luftmassenströme
zugelassen werden.
Dank des Leerlaufbetriebs ergaben sich bei einem 2,5 l-
Sechszylindermotor bei einem Katalysator mit mittlerer Alte
rung Zeitspannen von etwa 11 bis 12 Sekunden, also Zeitspan
nen, die etwa um den Faktor 20 länger sind als sie selbst
mit einem voll aktiven Katalysator beim eingangs beschriebe
nen Verfahren gemessen wurden. Die erheblich längere Meßzeit
beim erfindungsgemäßen Verfahren hat den Vorteil, daß sich
Zeitungenauigkeiten beim Festlegen des Start- und des End
zeitpunktes der Meßzeitspanne kaum auf die Meßgenauigkeit
auswirken. Die Erfassung der genannten Zeitpunkte ist mit
Ungenauigkeiten behaftet, da zum Festlegen der Zeitpunkte
Lambdawerte in Übergangszuständen abgetastet werden, um das
überschreiten eines jeweiligen Schwellwertes festzustellen.
Im Übergangsverhalten gibt es jedoch größere statistische
Schwankungen, die zu Schwankungen in der Zeitmessung von
einigen 10 Millisekunden führen. Bei Gesamtmeßdauern einiger
Sekunden wirken sich diese Schwankungen ganz offensichtlich
erheblich weniger aus als bei der Messung von Zeitspannen
mit nur einigen 100 Millisekunden.
Die Tatsache des Messens im Leerlaufbetrieb hat aber noch
einen weiteren als den vorstehend genannten Vorteil, nämlich
dann, wenn der erste der vorstehend genannten Betriebszu
stände Magerbetrieb des Motors ist. Im Magerbetrieb fallen
als Schadgas praktisch nur Stickoxide an, deren Anteil am
gesamten Abgas jedoch bei der relativ niedrigen Verbren
nungstemperatur, wie sie im Leerlauf vorliegt, sehr gering
ist. Dies bedeutet, daß bei dem länger dauernden Einstellen
eines definierten Speicherzustandes, hier eines Zustandes
mit gefülltem Speicher, nur minimal Schadgas freigesetzt
wird. Wird der Motor anschließend im zweiten Betriebszustand
mit fettem Gemisch betrieben, werden oxidierbare Schadgas
komponenten durch den im Katalysator gespeicherten Sauer
stoff konvertiert. Sobald der Sauerstoff im Katalysator im
wesentlichen aufgebraucht ist, steigt der hinter dem Kataly
sator gemessene Lambdawert über den gesetzten Schwellwert
an, woraufhin das erfindungsgemäße Verfahren sofort beendet
wird und der Motor wieder auf einen Labmdawert in der Nähe
von Eins geregelt wird. Dadurch tritt zu Ende des Meßverfah
rens kaum Schadgas aus dem Katalysator aus. Wäre der erste
Betriebszustand ein solcher mit fettem Gemisch, würde sich
über den gesamten Verfahrensablauf ein höherer Schadgasaus
stoß einstellen.
Von ganz besonderem Vorteil ist es, wenn dem ersten Mager-
Betriebszustand Schubbetrieb über eine Mindestzeitdauer vor
angeht. In Schubbetrieb wird nämlich der Katalysator mit
etwa der 1 1/2- bis 2-fachen Menge an Sauerstoff im Ver
gleich zu Betrieb des Motors mit magerem Gemisch gespei
chert. Dadurch ergibt sich im anschließenden zweiten Be
triebszustand eine besonders lange gemessene Zeitspanne.
Angesichts der langen Zeitspannen beim erfindungsgemäßen
Verfahren ist es möglich, den Startzeitpunkt durch den oben
genannten Anfangszeitpunkt des Übergangs vom ersten auf den
zweiten Betriebszustand zu ersetzen, ohne daß dies zu einem
bemerkenswerten systematischen Meßfehler führt. Der Anfangs
zeitpunkt läßt sich problemlos ohne irgendeinen Schwellwert
vergleich feststellen, da lediglich das Signal der Betriebs
zustandssteuerung auszuwerten ist, das den Übergang vom er
sten zum zweiten Betriebszustand vorgibt.
Aufgrund des Integrierens eines Luftmassenstromsignals wäh
rend der Zeitspannenmessung ist es möglich, variable Luft
massenströme bei den Messungen zuzulassen, was beim herkömm
lichen Verfahren nicht erlaubt war. Dadurch können z. B. Er
gebnisse miteinander verglichen werden, die bei Betrieb mit
ein- bzw. ausgeschalteter Klimaanlage oder bei Getriebewahl
hebel in Normal- oder in Fahrstellung gewonnen wurden, wobei
sogar während der Messung ein Lastwechsel erfolgen kann. Das
Luftmassenstromsignal kann von einem besonderen Luftmassen
messer bezogen werden oder von einer Regeleinrichtung, die
zur Lambdaregelung ein entsprechendes Signal aus verschiede
nen anderen Meßwerten bildet.
Ein Meßfehler beim erfindungsgemäßen Verfahren kann von ei
ner Ungenauigkeit in der Erfassung des im zweiten Betriebs
zustand eingestellten Lambdawertes herrühren. Diese Unge
nauigkeit wirkt sich um so geringer aus, je größer die Ab
weichung vom Lambdawert Eins während der Meßzeitspanne ist.
Es ist daher von Vorteil, in diesem Zustand die Abweichung
vom Lambdawert Eins möglichst groß zu wählen, allerdings nur
so groß, daß der Motor noch ohne Aussetzer läuft.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen des Alte
rungszustandes eines Katalysators, dem das Abgas von einem
Verbrennungsmotor zugeführt wird, weist folgende Funktions
mittel auf:
- - eine Lambdasonde vor dem Katalysator;
- - eine Lambdasonde hinter dem Katalysator;
- - eine Betriebszustandssteuerung, die so aufgebaut ist, daß sie
- - den Motor zunächst mit einem von Eins abweichenden Lamb dawert so lange betreibt, bis der Katalysator im Fall mage ren Betriebs ganz mit Sauerstoff gefüllt bzw. bei fettem Betrieb ganz von Sauerstoff geleert ist,
- - und den Motor dann ab einem Anfangszeitpunkt mit einem in der anderen Richtung von Eins abweichenden Lambdawert be treibt, wodurch sich der vor dem Katalysator gemessene Lamb dawert ab einem Startzeitpunkt in entsprechender Richtung ändert;
- - eine Zeitmeßeinrichtung zum Messen der Zeitspanne Δt ab dem Startzeitpunkt bis zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem der hinter dem Katalysator gemessene Lambdawert in der Richtung des vor dem Katalysator herrschenden Lambdawerts läuft und dabei eine Schwelle überschreitet;
- - eine Aktivierungseinrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie die Betriebszustandssteuerung nur dann zum Ausüben des genannten Betriebsablaufs aktiviert, wenn sie Leerlaufbe trieb des Motors feststellt,
- - eine Integriereinrichtung zum Integrieren des Luftmassen flusses durch den Motor innerhalb der genannten Zeitspanne, wodurch ein Integrationswert ILM erhalten wird,
- - und eine Auswertungeinrichtung zum Bestimmen des Alte
rungszustandes AZ des Katalysators zu
AZ = k . (Δt/ILM),
wobei k eine Konstante ist.
Fig. 1: schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors
mit Katalysator und Auswertungseinrichtung zum Ausgeben ei
nes Signals, das den Alterungszustand des Katalysators an
zeigt.
Fig. 2a bis c: zeitkorrelierte Diagramme für den zeitlichen
Verlauf der Drehzahl eines Verbrennungsmotors (a) sowie die
zeitlichen Verläufe des Lambdawertes vor (b) bzw. hinter (c)
dem Katalysator; und
Fig. 3: Flußdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Be
stimmen des Alterungszustandes eines Katalysators mit Hilfe
einer Zeitmessung im Leerlauf nach einer Schubphase.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor 10 mit ei
nem nachgeschalteten Katalysator 11 sowie Einrichtungen zum
Bestimmen des Alterungszustandes des Katalysators, nämlich
eine Integriereinrichtung 12, eine Betriebszustandssteuerung
13, eine Aktivierungseinrichtung 14, eine Zeitmeßeinrichtung
15 und eine Auswertungseinrichtung 21. Im Ansaugrohr vor dem
Verbrennungsmotor 10 sind ein Luftmassenmesser 16, eine
Drosselklappe 17 und ein Einspritzventil 18 angeordnet. Am
Motor selbst ist ein Drehzahlmesser 19 angebracht. Die Lamb
dawerte vor und hinter dem Katalysator 11 werden mit Hilfe
einer vorderen Lambdasonde 20.v bzw. einer hinteren Lambda
sonde 20.h gemessen.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1
ein Verfahren zum Bestimmen des Alterungszustandes des Kata
lysators erläutert.
Gemäß Fig. 3 wird in einem Schritt s1 überprüft, ob Schubbe
trieb über eine Mindestdauer vorlag. Ist dies nicht der
Fall, wird ein Schritt se erreicht, in dem abgefragt wird,
ob das Verfahren zum Bestimmen des Katalysatoralters beendet
werden soll. Ist dies nicht der Fall, wird Schritt s1 erneut
erreicht. Dieser Ablauf dauert so lange an, bis Schubbetrieb
tatsächlich vorlag und dieser beendet wird. Dies ist im
Drehzahldiagramm von Fig. 2a zu einem Zeitpunkt T1 der Fall.
Schubbetrieb trat ab einem Zeitpunkt T0 auf. Zuvor wurde auf
den Lambdawert 1 geregelt, was aus dem Diagramm von Fig. 2b
für den vorderen Lambdawert λ_V erkennbar ist. Mit Beginn
des Schubbetriebs springt das Signal λ_V auf sehr hohe Werte
von etwa 10 bis 20. Diesem Sprung folgt der hintere Lambda
wert λ_H erst mit einer Verzögerung von etwa 2 bis 3 Sekunden,
da zunächst Sauerstoff im Katalysator 11 gespeichert
wird, bevor solcher in deutlich merkbarer Menge aus dem
Katalysator austritt und von der hinteren Lambdasonde 20.h
erfaßt wird.
Stellt sich in Schritt s1 heraus, daß Schubbetrieb beendet
wurde und dieser über eine Mindestdauer ging, wird in einem
folgenden Schritt s2 diese Schubbetriebsinformation rückge
setzt, und es wird untersucht (Schritt s3), ob Leerlaufbe
trieb vorliegt. Eine solche Betriebszustandsfolge von Schub
betrieb in Leerlauf kommt bei Stadtfahrten relativ häufig
vor. Sollte sich jedoch an den Schubbetrieb kein Leerlauf
anschließen, wird wiederum Schritt se und danach (ggf.) wie
der Schritt s1 erreicht, in dem eine neue Untersuchung auf
Schubbetrieb über eine Mindestdauer hin erfolgt, da ja im
zuvor durchlaufenen Schritt s2 die Schubbetriebsinformation
rückgesetzt wurde.
Stellt sich dagegen in Schritt s3 heraus, daß Leerlauf vor
liegt, beginnen in einem Schritt s4 gezielte Maßnahmen zum
Bestimmen des Alterungszustandes. Es wird nämlich zunächst
Magerbetrieb, z. B. bei einem Lambdawert von 1,05, über eine
vorgegebene Dauer, beim Ausführungsbeispiel eine Dauer von
5 Sekunden, ausgeführt. Ziel dieser Maßnahme ist es, einen
Betriebszustand mit stabiler Drehzahl n und damit konstantem
Gasfluß durch den Katalysator abzuwarten. Stattdessen könnte
auch das Signal einer Leerlauf-Drehzahlregelung überwacht
werden und der Magerbetrieb gemäß Schritt s4 beendet werden,
sobald die Drehzahlschwankungen innerhalb einer vorgegebenen
Spanne liegen. Während der gesamten genannten Dauer wird
überwacht, ob noch Leerlauf vorliegt. Sollte dies nicht mehr
der Fall sein, wird sofort zum bereits besprochenen Schritt
se übergegangen.
Der erste Betriebszustand gemäß Schritt s4 im Meßbetrieb
entspricht der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten T1 und T2
in Fig. 2. Aus Fig. 2a ist erkennbar, wie sich die Drehzahl
auf einen konstanten Wert einstellt. Fig. 2b veranschaulicht
die Steuerung auf einen vorgegebenen Lambdawert größer Eins.
Das Lambdasignal λ_H gemäß Fig. 2c folgt dem Signal λ_V vor
dem Katalysator gemäß Fig. 2b fast ohne Verzögerung, da der
Katalysator quasi inaktiv ist, da er bereits ganz mit Sauer
stoff gefüllt ist. Der Katalysator kann zwar bei der Mager
betriebsart nur erheblich weniger Sauerstoff aufnehmen als
im Schubbetrieb, was weiter oben bereits erläutert wurde,
jedoch verhält er sich beim Übergang von Schubbetrieb in Ma
gerbetrieb so, daß er die überschüssige Sauerstoffmenge nur
langsam abgibt. Wäre dies nicht der Fall, müßte der Lambda
wert λ_H erheblich höher sein als der Wert λ_V. Während der
Dauer des ersten Betriebszustandes zwischen den Zeitpunkten
T1 und T2 (etwa 5 Sekunden, wie erwähnt) gibt der Katalysa
tor nur wenig Sauerstoff ab.
Zum Zeitpunkt T2 wird der erste Betriebszustand gemäß
Schritt s4 beendet, und es schließt sich der zweite Be
triebszustand gemäß Schritt s5 an. Der Magerbetrieb wird
beendet, und unmittelbar an dieses Ende schließt sich Be
trieb des Motors 10 bei fettem Gemisch an. Im Ausführungs
beispiel wurde ein Lambdawert von 0,9 eingestellt. Demgemäß
fällt λ_V gemäß Fig. 2b ab dem Zeitpunkt T2 auf den Wert
0,9; λ_H fällt gleichzeitig auf den Lambdawert Eins. Ab dem
Zeitpunkt T2 gibt der Katalysator 11 gespeicherten Sauer
stoff an noch nicht oxidierte Abgaskomponenten ab. Dies tut
er so lange, bis sein gespeicherter Inhalt an Sauerstoff
erschöpft ist. Dann steigt auch der Anteil oxidierbarer Gase
am Auslaß des Katalysators relativ stark an, wodurch der
Wert von λ_H entsprechend abfällt. Zu einem Zeitpunkt T3
wird eine Schwelle für λ_H unterschritten, im Beispielsfall
der Wert 0,98. Ab dem Zeitpunkt T3 wird der Motor wieder auf
den Lambdawert Eins geregelt. Über die Zeitspanne Δt zwischen
den Zeitpunkten T2 und T3 wird das Integral ILM des
Luftmassenstromsignals LM berechnet. Abschließend wird in
einem Schritt s6 der Alterungszustand AZ des Katalysators 11
als Quotient Δt/ILM bestimmt.
Es wird darauf hingewiesen, daß auch während Schritt s5
dauernd überwacht wird, ob Leerlauf beendet wird, bevor λ_H
die genannte Schwelle unterschreitet. Ist dies der Fall,
schließt sich wieder Schritt se an.
Beim Ausführungsbeispiel betrug die Dauer der Spanne zwi
schen den Zeitpunkten T2 und T3 6 Sekunden. Demgegenüber
treten Ungenauigkeiten beim Erfassen der Zeitpunkte T2 und
T3 zurück, wodurch die Messung insgesamt sehr genau ist. Der
Zeitpunkt T2 ist beim Ausführungsbeispiel dadurch etwas ver
fälscht, daß er auf den Zeitpunkt der Änderung vom ersten in
den zweiten Betriebszustand gelegt wurde statt auf den Zeit
punkt, zu dem sich die Änderung im Betriebszustand des Mo
tors 10 an der vorderen Lambdasonde 20.v bemerkbar macht.
Der erste Zeitpunkt wird in dieser Anmeldung auch als An
fangszeitpunkt bezeichnet, während der zweite als Startzeit
punkt bezeichnet wird. Zwischen den beiden Zeitpunkten liegt
die Gaslaufzeit des Motors von einigen 100 Millisekunden im
Leerlauf. Die Erfassung des Zeitpunktes T3 ist dadurch feh
lerbehaftet, daß der hintere Lambdawert in einem Übergangs
gebiet abgetastet wird, das relativ empfindlich auf kleinere
Störungen reagiert. Dadurch kann es zu Schwankungen von
einigen 10 Millisekunden beim Feststellen des Zeitpunktes
kommen, zu dem der Wert λ_H den gesetzten Schwellwert unter
schreitet.
Die Funktionen der Schritte s2 bis s3 werden von der Akti
vierungseinrichtung 14 wahrgenommen. Die Betriebszustands
steuerung 13 führt Schritt s4 und diejenigen Teile von
Schritt s5 aus, die sich auf die Zustandssteuerung beziehen.
Die Zeitmeßeinrichtung 15 nimmt die im Schritt s5 genannte
Zeitmessung vor und die Integriereinrichtung 12 die genannte
Integration. Schritt s6 wird von der Auswertungseinrichtung
21 ausgeführt. In einem tatsächlichen System sind die Ein
richtungen 12 bis 15 und 21 durch einen entsprechend pro
grammierten Mikrocomputer realisiert.
Die beschriebenen Abläufe setzen voraus, daß festgestellt
werden kann, ob Schubbetrieb oder Leerlauf vorliegt und wie
groß der Luftmassenstrom ist. Leerlaufbetrieb liegt immer
dann vor, wenn z. B. ein Leerlaufschalter oder ein Drossel
klappenpotentiometer eine geschlossene Drosselklappe anzeigt
und die Drehzahl n im Bereich der Leerlaufdrehzahl liegt.
Ist zwar der Leerlaufschalter geschlossen, liegt jedoch die
Drehzahl deutlich über der Leerlaufdrehzahl, liegt Schubbe
trieb vor. Es handelt sich hier um Betriebszustandsfeststel
lungen, wie sie für jeden lambdageregelten Motor üblich
sind. Entsprechendes gilt für ein Signal, das den Luftmas
senstrom anzeigt.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Integralwert für den in
der Meßzeitspanne Δt herrschenden Luftmassenstrom durch ei
nen festen Wert vorgegeben sein kann, wenn nämlich als Meß
betrieb Leerlauf mit vorgegebener Drehzahl und vorgegebener
Last festgelegt wird.
Claims (9)
1. Verfahren zum Bestimmen des Alterungszustandes eines
Katalysators, dem das Abgas von einem Verbrennungsmotor zu
geführt wird, bei dem
- - die Lambdawerte vor und hinter dem Katalysator gemessen werden,
- - der Motor zunächst mit einem von Eins abweichenden Lambda wert so lange betrieben wird, bis er im Fall mageren Be triebs ganz mit Sauerstoff gefüllt oder im Fall fetten Be triebs ganz von Sauerstoff geleert ist,
- - der Motor anschließend ab einem Anfangszeitpunkt mit einem in der anderen Richtung von Eins abweichenden Lambdawert betrieben wird, wodurch sich der vor dem Katalysator gemes sene Lambdawert ab einem Startzeitpunkt in entsprechender Richtung ändert,
- - die Zeit ab dem Startzeitpunkt und demjenigen Zeitpunkt gemessen wird, zu dem der hinter dem Katalysator gemessene Lambdawert in der Richtung des vor ihm herrschenden Lambda wertes läuft und dabei eine Schwelle überschreitet,
- - der Motor im Leerlauf betrieben wird,
- - das zeitliche Integral ILM der in den Motor stömenden Luftmasse gebildet wird
- - und als Maß AZ für den Alterungszustand des Katalysators
der Wert folgender Größe verwendet wird:
AZ = k . (Δt/ILM),
wobei k eine Konstante ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Motor zunächst mager betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Magerbetrieb Schubbetrieb ohne Kraftstoffzufuhr über
eine Mindestzeitdauer vorangeht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Magerbetrieb nur so lange dauert, bis sich die Drehzahl
des Motors in einer vorgegebenen Schwankungsbreite befindet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Motor ab dem Anfangszeitpunkt mit
möglichst großen Abweichungen vom Lambdawert Eins betrieben
wird, jedoch so, daß noch keine Aussetzer auftreten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Anfangszeitpunkt als Startzeitpunkt
verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß dann, wenn die genannte Zeitspanne bei
Betrieb mit vorgegebener Drehzahl und vorgegebener Last ge
messen wird, der Luftstrom-Integralwert durch einen vorge
gebenen Wert ersetzt wird.
8. Vorrichtung zum Bestimmen des Alterungszustandes eines
Katalysators, dem das Abgas von einem Verbrennungsmotor zu
geführt wird, mit
- - einer Lambdasonde (20.v) vor dem Katalysator (11);
- - einer Lambdasonde (20.h) hinter dem Katalysator;
- - einer Betriebszustandssteuerung (13), die so aufgebaut ist, daß sie
- - den Motor (10) zunächst mit einem von Eins abweichenden Lambdawert so lange betreibt, bis der Katalysator im Fall mageren Betriebs ganz mit Sauerstoff gefüllt oder bei fettem Betrieb ganz von Sauerstoff geleert ist,
- - und den Motor dann ab einem Anfangszeitpunkt mit einem in der anderen Richtung von Eins abweichenden Lambdawert be treibt, wodurch sich der vor dem Katalysator gemessene Lamb dawert ab einem Startzeitpunkt in entsprechender Richtung ändert;
- - und einer Zeitmeßeinrichtung (15) zum Messen der Zeitspan ne Δt ab dem Startzeitpunkt bis zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem der hinter dem Katalysator gemessene Lambdawert in der Richtung des vor dem Katalysator herrschenden Lambdawerts läuft und dabei eine Schwelle überschreitet;
- - eine Aktivierungseinrichtung (14), die so ausgebildet ist, daß sie die Betriebszustandssteuerung nur dann zum Ausüben des genannten Betriebsablaufs aktiviert, wenn sie Leerlauf betrieb des Motors feststellt,
- - eine Integriereinrichtung (12) zum Integrieren des Luft massenflusses durch den Motor innerhalb der genannten Zeit spanne, wodurch ein Integrationswert ILM erhalten wird,
- - und eine Auswertungeinrichtung (21) zum Bestimmen des Al
terungszustandes AZ des Katalysators zu
AZ = k . (Δt/ILM),
wobei k eine Konstante ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aktivierungseinrichtung (14) darüber hinaus so aus
gebildet ist, daß sie die Betriebszustandssteuerung (13) nur
dann zum Ausüben des genannten Betriebsablaufs aktiviert,
wenn dem Leerlaufbetrieb des Motors (10) Schubbetrieb über
eine vorgegebene Mindestdauer vorangeht.
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