DE4209136C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln des Wirkungsgrads eines Katalysators für die Abgasreinigung von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln des Wirkungsgrads eines Katalysators für die Abgasreinigung von Brennkraftmaschinen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung des Wirkungsgrads eines Katalysators für die Abgasreinigung von Brennkraftmaschinen, wobei stromauf und stromab des im Abgaskanal der Brennkraftmaschine befindli­ chen Katalysators Lambda-Sonden angeordnet sind und deren Signale für die Bestimmung des Wirkungsgrads ausgewertet werden.
Ein System mit Lambda-Sonden, die stromauf und stromab des in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators angeordnet sind, ist z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2-190756 offenbart. Hier ist be­ schrieben, daß der Wirkungsgrad des Katalysators durch eine Phasendifferenz zwischen zwei Lambda-Sonden (O2-Sensoren) erkannt wird, die stromab und stromauf des Katalysators, der zur Abgasreinigung von Brennkraftmaschinen verwendet wird, angeordnet sind. Wenn die Phasendifferenz unter einem vorbestimmten Wert liegt, wird von einer Verminderung des Wirkungsgrads des Katalysators ausgegangen. Der stromab des Katalysators angeordnete Sensor kann jedoch durch elektri­ sche Störungen beeinflußt werden, z. B. Störungen durch die Zündung, so daß keine genauen Informationen über die Abgase erhalten werden. Folglich kann der Wirkungsgrad des Kataly­ sators nicht genau durch eine Betrachtung der Phasendiffe­ renz erfaßt werden.
Gemäß der EP-0 292 175 B1 ist ein O2-Sensor vor dem Kataly­ sator und ein O2-Sensor nach dem Katalysator angeordnet. Zur Erhöhung der Systemsicherheit wird eine Korrelation der beiden Sensorausgänge durch einen Vergleich der beiden Sen­ sorausgangssignale erzeugt. Wenn dieser Vergleich ergibt, daß die Korrelation nicht linear wird, so wird der für die Motorsteuerung verwendete Wert entsprechend geändert.
Die DE-38 41 685 A1 beschreibt ein Aufnehmen einer Phasen­ verschiebung zwischen Abgasmeßsonden, die in einem Kataly­ sator angeordnet sind.
Die DE-34 43 649 A1 zeigt ein Verfahren zur Überprüfung der Katalysatorfunktion, wobei bei konstanten Betriebsbedingun­ gen die Regelfrequenz der Regelung mit einer vor dem Kata­ lysator angeordneten Lambda-Sonde und die Regelfrequenz der Regelung mit einer hinter dem Katalysator angeordneten Lambda-Sonde ermittelt wird, wobei der Quotient dieser Re­ gelfrequenzen gebildet und mit einem vorgegebenen Soll- Wertbereich für den Quotienten verglichen wird.
Die DE-23 28 459 A1 zeigt weiterhin eine Einrichtung zur Überwachung des Wirkungsgrads von katalytischen Reaktoren in Abgasentgiftungsanlagen von Brennkraftmaschinen, wobei in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Meßfühlers eine Schalteinrichtung betätigt wird, welche eine Warnein­ richtung betätigen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor­ richtung und ein Verfahren zur Ermittlung des Wirkungsgrads eines Katalysators für die Abgasreinigung von Brennkraftma­ schinen zu schaffen, die eine sehr genaue und nicht störan­ fällige Ermittlung des Wirkungsgrads des Katalysators er­ zielen.
Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An­ sprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhaf­ te Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung auf.
Erfindungsgemäß werden Signale von Lambda-Sonden bzw. Ab­ gassensoren, die stromauf und stromab des Katalysators an­ geordnet sind, während einer normalen Regelung des Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses mittels einer berechneten Korrela­ tionsfunktion geändert.
Somit kann eine Verminderung des Wirkungsgrads des Kataly­ sators einer Brennkraftmaschine erkannt werden, ohne daß die Steuerung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses einen ande­ ren Sollwert für das aktuelle Kraftstoff/Luft-Verhältnis erhält und dadurch geändert wird.
Weitere Vorzüge und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2 (a-e) auf Ausgangssignalen von stromauf und stromab eines Katalysators angeordneten Lambda-Sonden basie­ rende Signalverläufe innerhalb einer Motorsteuerein­ heit,
Fig. 3 zur Erklärung von Berechnungsbeispielen eine Korre­ lationsfunktion und einen Komplementärbetrag der Korrelationsfunktion,
Fig. 4 eine Darstellung einer Charakteristik zwischen der Impulsdauer des Signals y aus Fig. 3 und dem ermit­ telten Wirkungsgrad des Katalysators,
Fig. 5 ein Flußdiagramm von Schritt 510 bis Schritt 590,
Fig. 6 ein Flußdiagramm von Schritt 610 bis Schritt 640,
Fig. 7 ein Flußdiagramm von Schritt 710 bis 770 und
Fig. 8 ein Flußdiagramm von Schritt 810 bis Schritt 860.
In Fig. 1 ist ein Luftmengensensor 5 dargestellt, der die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge 4 mißt. Die Ausgangssignale eines Temperatursensors 2, eines Sensors zur Erfassung des Öffnungsgrades einer Drosselklappe, eines Luftmengensensors 5 und eines Sensors 3 zur Erfassung des Drehwinkels des Motors werden einer Steuereinheit bzw. Mo­ torsteuereinheit 11 zugeführt. Die Motorsteuereinheit 11 berechnet den entsprechenden Kraftstoffeinspritzbetrag und den Zündzeitpunkt. Ein Kraftstoffeinspritzventil 12 führt dem Motor eine Kraftstoffmenge zu, die dem berechneten Kraftstoffeinspritzsignal entspricht. Eine Zündsteuervor­ richtung 13 gibt Steuersignale zum Steuern der Zündung aus. Die Zündung wird mittels Zündkerzen 15 bewirkt. Der Motor ist durch Kühlwasser 1 gekühlt. Durch ein Steuersignal von der Motorsteuereinheit 11 wird ein Leerlaufdrehzahl-Steuer­ ventil 14 angesteuert. Ein Dreiwege-Katalysator 10 reinigt die durch einen Abgaskanal 7 strömenden Abgase. Stromauf des K2tlysators 10 ist eine Lambda-Sonde bzw. ein Abgas­ sensor 8 vorgesehen und gibt ein Signal aus, das einer Sau­ erstoffkonzentration im Abgas entspricht. Die dem Motor zu­ geführte Kraftstoffmenge wird durch eine Rückführung des Ausgangssignals der Lambda-Sonde 8 derart gesteuert, daß sich das Kraftstoff/Luft-Verhältnis dem theoretischen (stöchiometrischen) Kraftstoff/Luft-Verhältnis nähert. Stromab des Katalysators 10 ist eine Lambda-Sonde bzw. ein Abgassensor 9 vorgesehen, mit dem dort ein Kraftstoff/Luft- Verhältnis ermittelt werden kann.
In Fig. 2(a) ist ein Signalverlauf der Lambda-Sonde 8 und ein Vergleichspegel 1 dargestellt. Der Vergleichspegel 1 entspricht einem Mittelwert der Maximal- und Minimalwerte des Signalverlaufs der Lambda-Sonde 8. In Fig. 2(b) ist ein binäres Signal gezeigt, das durch einen Vergleich des Ausgangssignals der Lambda-Sonde 8 mit dem Vergleichspegel 1 erzeugt wird. Die Fig. 2(c) zeigt die Änderung des für das Kraftstoff/Luft-Verhältnis verwendeten Rückkopplungs­ koeffizienten gemäß dem Ausgangssignal der Lambda-Sonde 8 aus Fig. 2(a). In Fig. 2d) ist der Signalverlauf der Lambda-Sonde 9 und ein Vergleichspegel 2 gezeigt. Der Be­ trag des Vergleichspegels 2 wird gemäß einer Charakteri­ stik der Lambda-Sonde 8 festgelegt. Der Vergleichspegel 2 wird für die Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses mit der Lambda-Sonde 8 und der Regelung mit der Lambda-Sonde 9 entsprechend eingestellt. In Fig. 2(e) ist ein Binärsignal gezeigt, das durch einen Vergleich des Ausgangssignals der Lambda-Sonde 9 mit dem Vergleichspegel 2 erzeugt wird. Die Symbole y und z in den Fig. 2(b) und 2(d) kennzeichnen ein Intervall, in dem eine Korrelationsfunktion berechnet wird. Der Bereich z enthält den Abschnitt, in dem kein Rechtecksignal generiert wird, welcher einem festen Inter­ vall des Rückkonplungskoeffizienten für das Kraftstoff/ Luft-Verhältnis gleichgesetzt wird. Die Korrelationsfunkti­ on wird mittels y und z berechnet.
In Fig. 3 zeigen die Symbole y und zKomplementärsignale von y und z.
Die Korrelationsfunktion ϕ(τ) kann wie folgt dargestellt werden.
mit
f1 und f2 als zeitabhängige Funktionen, wie die Eingänge und die Ausgänge eines Datenübertragungssystems,
τ als Zeitkonstante und
T als Periodendauer.
Die Korrelationsfunktion ϕj wird gemäß der folgenden Glei­ chung berechnet:
Φ
mit
i als Abtastindex von y und
j als Phasendifferenz zu i.
Die Komplementärfunktion y der Korrelationsfunktion ϕj ist wie folgt:
In Fig. 3 sind die der Korrelationsfunktion ϕj und der komplementären Funktion j der Korrelationsfunk­ tion ϕj gezeigt. Der Verlauf der Korrelationsfunktion fj und der dazu komplementären Funktion sind in einem Zeit­ intervall T von y und y berechnet.
Der Wirkungsgrad (CE) des Katalysators wird mit folgender Gleichung zur Kompensation eines Effekts der Signalaus­ gangsverhältnisse zwischen einem hohen und einem niedrigen Signalpegel der stromauf liegenden Lambda-Sonde 8 ermittelt:
mit
ϕmax = max(ϕj)
Der Wirkungsgrad (CE) wird im wesentlichen mit der Glei­ chung (4) berechnet. Der Wirkungsgrad (CE) wird jedoch entweder durch ϕmax oder max berechnet. Wenn der Wir­ kungsgrad (CE) gemäß ϕmax oder max berechnet wird, muß ϕmax oder max mit einer relativen Impulsdauer von y oder y kompensiert werden.
In Fig. 4 zeigt der durch die Strichlinie gekennzeichnete Bereich eine Zone, in der der Wirkungsgrad des Katalysators nicht ausreichend ist, um die im Abgas enthaltenen schädli­ chen Stoffe optimal umzusetzen. Sollte der ermittelte Wir­ kungsgrad des Katalysators in diesem Bereich liegen, wird dies dem Fahrer eines Fahrzeugs durch z. B. eine Warnleuchte angezeigt.
Da das Signal der stromab zum Katalysator 10 angeordneten Lambda-Sonde 9 eine Zeitverzögerung zum Signalausgang der stromauf zum Katalysator 10 angeordneten Lambda-sonde 8 aufweist, wird in einem Speicher der Motorsteuereinheit 11 eine entsprechende Phasendifferenz erzeugt, die der Phasen­ differenz zwischen dem Ausgangssignal der stromauf liegen­ den Lambda-Sonde 9 entspricht. Diese Phasendifferenz wird bei einem Wash-Coat-Katalysator 10 erhalten, wobei ϕmax ge­ messen wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die relative Im­ pulsdauer des Rechtecksignals von Fig. 2(b) beträgt nähe­ rungsweise 50%, wenn eine halbe Periode der Periodendauer T des Signals y während einer Periode; in der die Korrela­ tionsfunktion berechnet wird, T2 ist, wie in Fig. 3 ge­ zeigt. Wenn durch einen Fehler der relativen Impulsdauer des Signals y die Zeitperiode T2 zu T3 geändert wird, wäh­ rend eine Regelung mit der stromauf liegenden Lambda-Sonde 8 durchgeführt wird, weist der Verlauf der Korrelations­ funktion ϕj einen geschätzten Fehler S auf. Zur Vermeidung des durch die relative Impulsdauer des Signals y, das zur Berechnung der Korrelationsfunktion verwendet wird, verur­ sachten Fehlers des ermittelten Wirkungsgrads des Katalysa­ tors, wird der Koeffizient CE mittels der Gleichung (4) be­ rechnet.
Die relative Impulsdauer des Signals y kann auch durch ei­ nen Vergleich von T3 und T kompensiert werden. Die in Fig. 4 gezeigte Zuordnung kann auch zur Beurteilung des Wir­ kungsgrads des Katalysators entsprechend einem Motorzustand geändert werden.
In Fig. 5 wird in Schritt 510 ermittelt, ob der derzeitige Betriebszustand des Katalysators zur Ermittlung des Wir­ kungsgrads geeignet ist, und zwar durch eine Berücksichti­ gung des Motorbetriebszustands, der Katalysatortemperatur und der seit dem Motorstart vergangenen Zeit. Im Schritt 520 wird ermittelt, ob die Berechnung des Wirkungsgrads CE des Katalysators beendet ist. In Schritt 530 wird ermit­ telt, ob die in Fig. 2(c) gezeigte rückführungslose Steue­ rungsperiode I beendet ist, die vor der Regelung des Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses liegt, wobei während der Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses der Wirkungsgrad des Ka­ talysators ermittelt wird. In Schritt 540 wird ermittelt, ob der Signalausgang der stromauf des Katalysators vorgese­ henen Lambda-Sonde 8, die zur Berechnung des Wirkungsgrads des Katalysators verwendet wird, für eine vorbestimmte Zeitdauer während der Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhält­ nisses abgetastet wird. Die normale Regelung des Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses wird in Schritt 550 durchgeführt. In Schritt 560 wird ermittelt ob der Vergleichspegel 1 er­ zeugt wird. Das Binärsignal y wird durch ein Vergleichen des Signalausgangs der Lambda-Sonde 8 stromauf des Kataly­ sators mit dem Vergleichspegel 1 aus Schritt 570 erhalten. In Schritt 580 wird ermittelt, ob der Vergleichspegel 1 für eine ganzzahlige Periode während mindestens eines Zyklusses des Signals y erzeugt wurde.
In Schritt 590 wird ermittelt, ob die Regelung des Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses, das zur Ermittlung des Wirkungs­ grads des Katalysators verwendet wird, beendet ist.
In Fig. 6 wird in Schritt 610 ermittelt, ob die rückfüh­ rungslose Steuerungsperiode II, gezeigt in Fig. 2(c), been­ det ist, nachdem die Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhält­ nisses stattgefunden hat. Die rückführungslosen Steuerungs­ pieroden I und II werden in Schritt 620 durchgeführt. Die Regelung wird in Schritt 630 durchgeführt, außer während den rückführungslosen Steuerungsperioden I und II. In Schritt 640 wird die rückführungslose Steuerung des Kraft­ stoff/Luft-Verhältnisses angewählt.
In Fig. 7 wird in Schritt 710 die Phasendifferenz des Si­ gnals der stromauf liegenden Lambda-Sonde 8 und der stromab liegenden Lambda-Sonde 9 berechnet. In Schritt 720 wird er­ mittelt, ob die Abtastperiode der stromab liegenden Lambda- Sonde 9, die für den Katalysator verwendet wird, beendet ist. In Schritt 730 wird das Signal der stromauf liegenden Lambda-Sonde 8 abgetastet. In Schritt 710 wird ermittelt, ob der Vergleichspegel 2 erzeugt ist. Das Binärsignal z wird in Schritt 750 erzeugt. In Schritt 760 wird ermittelt, ob eine vorbestimmte Zeit, z. B. mindestens ein Zyklus des Signals z, verstrichen ist. In Schritt 770 wird ermittelt, ob die Abtastung des Ausgangssignals der stromab liegenden Lambda-Sonde 9 beendet ist.
In Fig. 8 wird in Schritt 810 der Funktionsablauf der rückfüh­ rungslosen Steuerungsperiode I zurückgesetzt bzw. in die Ausgangs­ stellung gebracht und die Durchführung der Berechnung des Wir­ kungsgrads des Katalysators wird vorbereitet, wenn die Bedingungen zur Berechnung des Wirkungsgrads erfüllt sind. In Schritt 820 wird der Funktionsablauf der rückführungslosen Steuerungsperiode II zu­ rückgesetzt bzw. in die Ausgangsstellung gebracht und die Durch­ führung der Berechnung wird wie in Schritt 810 vorbereitet. In Schritt 830 wird der Funktionsablauf der Berechnung des Wirkungs­ grads des Katalysators zurückgesetzt bzw. in die Ausgangsstellung gebracht. Eine normale Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses wird in Schritt 840 durchgeführt. In Schritt 850 wird die Berech­ nung des Wirkungsgrads des Katalysators durchgeführt. Die Berech­ nung des Wirkungsgrads des Katalysators ist mit Schritt 860 abge­ schlossen.
Da die Erfindung die Wirkungsgradverminderung des Katalysators in dem Abgaskanal der Brennkraftmaschine dadurch ermittelt, daß die Gleichheit der Ausgangssignaländerung der stromauf des Katalysa­ tors liegenden Lambda-Sonde, und zwar der Phasendifferenz, der Amplitude und der Ausgangssignalform, und die Ausgangsänderung der stromab liegenden Lambda-Sonde bezüglich derselben Frequenzkompo­ nente (desselben Impulses) der stromab und stromauf liegenden Lambda-Sonde gemessen wird, und zwar in Form der Maximalamplitude der berechneten Korrelationsfunktion und durch ein Vergleichen der Maximalamplitude der berechneten Korrelationsfunktion mit einem Referenzwert, kann ermittelt werden, ob beim Katalysator eine Wir­ kungsgradverminderung vorliegt. Die Erfindung kann die Wirkungs­ gradverminderung des Katalysators genau messen, ohne eine Abwei­ chung des aktuellen Kraftstoff/Luft-Verhältnisses zu dem Soll- Kraftstoff/Luft-Verhältnis zu verursachen.

Claims (21)

1. Vorrichtung zum Ermitteln des Wirkungsgrads eines Kataly­ sators für die Abgasreinigung von Brennkraftmaschinen mit
  • 1. - einem Katalysator (10) für die Abgasreinigung, der in einem Abgaskanal (7) des Motors vorgesehen ist,
  • 2. - einem stromauf des Katalysators (10) angeordneten Abgassensor (8),
  • 3. - einem stromab des Katalysators (10) angeordneten Abgas­ sensor (9),
  • 4. - einer Steuereinheit (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) folgende Schritte durchführt:
    • 1. Berechnen einer Korrelationsfunktion (ϕj), basierend auf Ausgangssignalen des stromauf des Katalysators (10) angeordneten Abgassensors (8) und basierend auf Ausgangssignalen des stromab des Katalysators ange­ ordneten Abgassensors (9) und
    • 2. Bestimmung des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10), basierend auf einem Signal, welches durch einen Vergleich zwischen der berechneten Korrelationsfunk­ tion (ϕj) und einem Vergleichsniveau erhalten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zur Regelung einer dem Motor zuge­ führten Kraftstoffmenge Ausgangssignale des stromauf des Katalysators (10) angeordneten Abgassensors (8) berück­ sichtigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinheit (11) zur Regelung einer dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge Ausgangssignale des stromab des Katalysators (10) angeordneten Abgassensors (9) berücksichtigt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) die Korrelationsfunktion (ϕj) basierend auf einem ersten Rechtecksignal (y), das durch Vergleichen des Ausgangs­ signals des stromauf des Katalysators (10) vorgesehenen Abgassensors (8) mit einem ersten Vergleichspegel erhal­ ten wird, und einem zweiten Rechtecksignal (z), das durch Vergleichen des Ausgangssignals des stromab des Katalysa­ tors (10) vorgesehenen Abgassensors (9) mit einem zweiten Vergleichspegel erhalten wird, berechnet.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zum Ermitteln des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) ein Signal ausgibt, das durch Vergleichen eines durch die Umkehrung der Korrelationsfunktion (ϕj) erhaltenen Kom­ plementärsignals (ϕj) mit einem Vergleichspegel erhalten wird.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) ein Ausgangssignal erzeugt zum Ermitteln, des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) durch Vergleichen von zumindest einem Absolutwert der Korrelationsfunktion (ϕj) oder einer Phase mit dem Maximalwert der Korrelationsfunktion (ϕj) mit einem Vergleichspegel.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj) und zum Ermit­ teln des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) die Korrelationsfunktion (ϕj) innerhalb eines Intervalls von ganzzahligen Vielfachen einer Regelungsperiode des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses berechnet.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj) und zum Ermit­ teln des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) eine rückführungslose Steuerungsperiode des Kraftstoff/Luft- Verhältnisses vor, nach oder vor und nach der Berechnung der Korrelationsfunktion (ϕj) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj) und zum Ermit­ teln des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) Berech­ nungsmittel zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj), Speichermittel zum Speichern des Vergleichspegels, der zum Bestimmen des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) verwendet wird, und Vergleichsmittel zum Vergleichen eines Ausgangssignals der Berechnungsmittel mit einem Signal der Speichermittel enthält.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die. Steuereinheit (11) zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj) und zum Bestim­ men des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) den Wir­ kungsgrad des Katalysators (10) ermittelt, durch Ver­ gleichen eines Wertes der Korrelationsfunktion (ϕj), die basierend auf dem ersten Rechtecksignal (y) und dem zweiten Rechtecksignal (z) berechnet wird und einem an­ deren Ausgangssignal einer Korrelationsfunktion (y), die basierend auf einem Komplementärsignal (y) des ersten Rechtecksignals (y) und einem anderen Komplemen­ tärsignal (z) des zweiten Rechtecksignals (z) berechnet wird, mit einem Vergleichspegel zum Bestimmen des Wir­ kungsgrads CE des Katalysators (10).
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel den er­ mittelten Wert des Wirkungsgrads CE entsprechend einer Periode des ersten Rechtecksignals (y) als Vergleichs­ pegel speichern.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel zum vor­ angehenden Speichern eine vorbestimmte Phasendifferenz zwischen Ausgangssignalen der stromauf und stromab lie­ genden Abgassensoren (8, 9) zur Verwendung als Ver­ gleichspegel, der zum Bestimmen des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) verwendet wird, vorausgehend spei­ chern, und die Vergleichsmittel ermitteln, ob die Pha­ sendifferenz zwischen einem Ausgangssignal der Berech­ nungsmittel und einem Ausgangssignal der Speichermittel die vorbestimmte Phasendifferenz erreicht.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj) und zum Ermit­ teln des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) das Komplementärsignal (y der Korrelationsfunktion (ϕj) innerhalb eines Intervalls von integralen Vielfachen einer Regelungsperiode des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses berechnet.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj) und zum Messen des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) eine rück­ führungslose Steuerungsperiode des Kraftstoff/Luft- -Verhältnisses vor, nach oder vor und nach der Be­ rechnung des Komplementärsignals der Korrelationsfunk­ tion (ϕj) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsmittel einen reversierten Betrag der Korrelationsfunktion (ϕj) er­ mitteln.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die rückführungslose Steuerungsperiode der Steuerung des Kraftstoff/Luft- Verhältnisses einer Periode von mehr als zwei Umdre­ hungen des Motors entspricht.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (11) zum Berechnen der Korrelationsfunktion (ϕj) und zum Messen des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) ein Ausgangs­ signal zum Bestimmen des Wirkungsgrads CE des Katalysa­ tors (10) erzeugt, durch Vergleichen von zumindest einem Absolutwert der Korrelationsfunktion (ϕj) und eines re­ versierten Werts der Korrelationsfunktion (ϕj), eines Maximalwerts der Korrelationsfunktion (ϕj) oder einer Phase mit dem Maximalwert der Korrelationsfunktion (ϕj), mit einem Vergleichspegel zum Bestimmen des Wirkungs­ grads CE des Katalysators (10).
18. Verfahren zum Ermitteln des Wirkungsgrads eines Kataly­ sators (10) für die Abgasreinigung von Brennkraftma­ schinen, wobei eine Steuereinheit (11) die folgenden Schritte durchführt:
  • A) Erfassen der Ausgangssignale eines stromauf des Ka­ talysators (10) angeordneten Abgassensors (8) und eines stromab des Katalysators angeordneten Abgas­ sensors (9),
  • B) Ermitteln einer Korrelationsfunktion (ϕj), basie­ rend auf Signalen (y, z), welche durch einen Ver­ gleich der Ausgangssignale der Abgassensoren (8, 9) mit jeweiligen Vergleichspegeln (1, 2) erhalten wurden, wobei das Signal y mit dem phasenverschobe­ nen Signal z multipliziert wird und diese zeitdis­ kreten Werte einer Summenbildung unterzogen werden, und
  • C) Ermittlung des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) durch Vergleichen der ermittelten Korrelati­ onsfunktion (ϕj) mit einem Vergleichspegel.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln der Korrelationsfunktion (ϕj), die Kor­ relationsfunktion (ϕj) basierend auf einem ersten Rechtecksignal (y), das durch Vergleichen eines Aus­ gangssignals des stromauf des Katalysators (10) ange­ ordneten Abgassensors (8) mit einem ersten Vergleichs­ pegel erzeugt wird, und einem zweiten Rechtecksignal (z), das durch Vergleichen eines anderen Ausgangssignals des stromab des Katalysators (10) angeordneten Abgassen­ sors (9) mit einem zweiten Vergleichspegel erzeugt wird, ermittelt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Ermitteln der Korrelationsfunktion (ϕj) eine Komplementärfunktion der Korrelationsfunktion (ϕy) berechnet wird und zum Ermitteln des Wirkungsgrads CE des Katalysators (10) ein Ergebnis der Komplementär­ funktion (ϕj) mit einem Wert des Vergleichspegels ver­ glichen wird.
21. Verfahren nach einem oder, mehreren der Ansprüche 18-20, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln der Korrela­ tionsfunktion (ϕj) die Korrelationsfunktion (ϕj) und eine Komplementärfunktion (ϕj) der Korrelationsfunktion (ϕj) ermittelt werden und zum Bestimmen des Wirkungs­ grads CE des Katalysators (10) die Ergebnisse der Korre­ lationsfunktion (ϕj) und der Komplementärfunktion (ϕj) der Korrelationsfunktion (ϕj) mit einem Wert des Ver­ gleichspegels verglichen werden.
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